第8单元 第3讲 化学平衡常数　化学反应的方向-【金版教程】2026年高考化学一轮复习解决方案课件PPT（不定项版）

0 第八单元　化学反应 速率与化学平衡 第3讲　化学平衡常数　 化学反应的方向 1.知道化学反应是有方向的，且化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。2.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。4.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学中的重要作用。 2 考点一 01 课时作业 05 目录 CONTENTS 考点二 03 高考真题演练 04 微专题 02 考点一　化学平衡常数 1．概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，________________________ _____________________是一个常数，用符号____表示。 2．表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达到平 衡时，K＝__________________ (固体和液体纯物质的浓度一般不列入化学平衡常数表达式中)。 生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 K 考点一 5 意义 K值越大 正反应进行的程度越____ 反应物的转化率越____ 影响因素 内因 反应物本身的性质 外因 温度升高 ΔH<0，K值______ ΔH>0，K值______ 3．意义及影响因素 提醒：①K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 ②K值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度，不能预示反应达到平衡所需要的时间。 ③当K>105时，可以认为反应进行完全。 大 大 减小 增大 考点一 6 考点一 7 判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)恒温、恒容条件下，反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡，向容器中再充入1 mol SO2，平衡正向移动，化学平衡常数增大。 ( ) 错因：______________________________________________________________ (2)温度越高，化学平衡常数越大。 ( ) 错因：______________________________________________________________ __________________________________________ × 化学平衡常数仅受温度影响，与浓度无关。 化学平衡常数受温度影响，与可逆反应吸放热有关，如可逆反应正向放热，则升高温度，平衡逆向移动，K值减小。 × 考点一 8 (3)改变条件，使反应物的平衡转化率都增大，该可逆反应的平衡常数一定增大。 ( ) 错因：______________________________________________________________ ____________________________ (4)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动。 ( ) 错因：______________________________________________________________ (5)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大。 ( ) 错因：______________________________________________________________ × 平衡常数仅受温度影响，如从反应体系中移除生成物，反应物平衡转化率均增大，但平衡常数不变。 平衡常数发生变化，说明温度发生改变，化学平衡一定移动。 K只受温度的影响，温度不变，K不变。 × × 考点一 9 考点一 10 2．判断可逆反应的热效应 考点一 11 考点一 12 考点一 13 考点一 14 考点一 15 考点一 16 考点一 17 考点一 18 考点一 19 考点一 20 角度一　分析与推测化学平衡常数的应用及其影响因素 1．在2 L恒容密闭容器中分别通入2 mol CO和1 mol O2。进行反应：2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g)。在相同的时间段(5 min)内，测得CO的转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．化学平衡常数：K(b)<K(c)<K(d) B．a点，v(O2)＝0.07 mol·L－1·min－1 C．d点v正(CO)等于a点v正(CO) D．50 ℃时，该反应的化学平衡常数K＝80 考点一 21 考点一 22 考点一 23 t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 2．在一定体积的密闭容器中，进行化学反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示： 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________________。 (2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。 (3)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________ ℃。 吸热 700 考点一 24 (4)若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K________(填“大于”“小于”或“等于”)1.0。 (5)830 ℃时，容器中的化学反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积。平衡________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。 等于 不 考点一 25 角度二　归纳与计算化学平衡常数和转化率 3．(2025·云南三校高三联考)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3)：CH3OH(g)＋CO(g) HCOOCH3(g)，在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图实线所示(图中虚线表示相同条件下CO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法不合理的是(　　) A．适当增大压强可增大甲醇的平衡转化率 B．c点反应速率v正>v逆 C．反应速率vb<ve，平衡常数K(75 ℃)<K(90 ℃) D．生产时反应温度控制在80～85 ℃为宜 考点一 26 解析：因为反应物气体分子数大于生成物气体分子数，所以适当增大压强可使平衡正向移动，从而增大甲醇的平衡转化率，A合理；c点时，CO的转化率小于该温度下的平衡转化率，则反应此时仍在正向进行，反应速率v正>v逆，B合理；因为e点时温度高于b点时温度，所以e点反应速率比b点快，即反应速率vb<ve，但正反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，所以平衡常数K(75 ℃)＞K(90 ℃)，C不合理；80～85 ℃时，CO的转化率很大，且反应速率较快，所以生产时反应温度宜控制在80～85 ℃，D合理。 考点一 27 考点一 28 考点一 29 角度三　分析与应用压强平衡常数的有关计算 5．(2023·全国乙卷节选)硫酸亚铁在工农业生产中 有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性 氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题： (1)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发 生分解反应：2FeSO4(s) Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g) (Ⅰ)。平衡时pSO3­T的关系如下图所示。660 K时， 该反应的平衡总压p总＝____kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝________(kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而________(填“增大”“减小”或“不变”)。 3 2.25 增大 考点一 30 (2)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，平 衡时pO2＝____________(用pSO3、pSO2表示)。在929 K时，p总＝84.6 kPa，pSO3＝35.7 kPa，则pSO2＝________kPa，Kp(Ⅱ)＝______________kPa(列出计算式)。 46.26 考点一 31 考点一 32 考点一 33 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 (1)图中压强由小到大的顺序为_________，判断的依据是__________________ ______________________________________________________。 (2)进料组成中含有惰性气体Ar的图是________。 p1<p2<p3 图2 33.33% 考点一 34 解析：(2)对比图1和图2中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图2中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体Ar，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡向气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体Ar不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体Ar的图是图2。 (3)图1中，进料组成为xH2＝0.75、xN2＝0.25时，两者物质的量之比为3∶1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3 mol和1 mol，达到平衡时氮气的变化量为y mol，则有： 考点一 35 考点一 36 考点一 37 微专题　多平衡体系中平衡常数的计算 1．连续反应 连续平衡是指有关的两个可逆反应有着关联，第一个反应的某一生成物，是第二个反应的反应物。解题时要注意如果该物质是第一个反应的生成物，第二个反应的反应物，它的平衡量则为该物质在第一个反应中的生成量减去其在第二个反应中的消耗量。 微专题 39 2．竞争反应(平行反应) 平行反应是指反应物能同时平行地进行两个或两个以上的不同反应，得出不同的产物。其中反应较快或产物在混合物中所占比率较高的称为主反应，其余称为副反应。解题时要注意如果一个物质是两个平行反应的反应物，则它的平衡量是该物质的初始量减去其在两个平行反应中反应的量之和。 3．解题思路 解题关键是理清守恒关系：反应体系中，任何状态均遵循原子守恒，利用原子守恒和“三段式”理清起始量、转化量、平衡量之间的关系。 微专题 40 原子守恒法解题基本思路： 微专题 41 微专题 42 微专题 43 微专题 44 微专题 45 微专题 46 ＝ >　 微专题 47 (2)T1 ℃时，在密闭容器甲、乙中，分别充入1 mol CO2和3 mol H2，它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过)和无水分子筛条件下仅发生反应1，测得CO2平衡转化率与压强的关系如图所示。 ①使用了水分子筛的容器是______(填“甲”或“乙”)。 ②平衡常数Ka______(填“>”“<”或“＝”)Kb，M点p(H2) ＝________kPa。 (3)T2 ℃时，向一体积为1 L的恒容密闭容器中充入 1 mol CO、1 mol CO2和3 mol H2，在一定条件下发生上述3个反应，达到平衡时得到0.8 mol CH3OH和0.5 mol H2O，此时CO2平衡转化率为50%。该温度下，反应1的平衡常数K＝________。 乙 ＝ 75 微专题 48 微专题 49 微专题 50 微专题 51 考点二　化学反应的方向　反应条件的控制 一、化学反应方向的判定 1．自发反应 在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。 2．熵和熵变的含义 (1)熵的含义 熵是衡量一个体系_________的物理量。用符号S表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)____S(l)___S(s)。 混乱度 > > 考点二 53 (2)熵变的含义 熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应____________。 3．化学反应进行的方向 (1)判据 ΔG＝ΔH－TΔS ΔG<0时，反应_____自发进行； ΔG＝0时，反应达到______状态； ΔG>0时，反应______自发进行。 自发进行 能 平衡 不能 考点二 54 (2)规律 ①ΔH<0，ΔS>0的反应任何温度下都____自发进行； ②ΔH>0，ΔS<0的反应任何温度下都________自发进行； ③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH<0，ΔS<0时，____温下反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS>0时，_____温下反应能自发进行。 提醒：对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。 能 不能 低 高 考点二 55 二、反应条件的控制 1．控制反应条件的目的 (1)促进有利的化学反应 通过控制反应条件，可以_______化学反应速率， _______反应物的转化率，从而促进有利的化学反应进行。 (2)抑制有害的化学反应 通过控制反应条件，可以减少甚至消除有害物质的产生或控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。 加快 提高 考点二 56 2．控制反应条件的基本措施 (1)控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的________、溶液的浓度、气体的______(或浓度)、固体的________以及使用催化剂等途径调控反应速率。 (2)提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。 3．以工业合成氨为例，理解运用化学反应原理选择化工生产中的适宜条件 (1)反应原理：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。 温度 压强 表面积 考点二 57 (2) (3)从反应快慢和反应限度两个角度选择反应条件 放 减少 可逆 升高 增大 催化剂 增大 降低 考点二 58 考点二 59 判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋185.57 kJ·mol－1，该反应一定不能自发进行。 ( ) 错因：______________________________________________________________ (2)因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独判断反应自发性。 ( ) 错因：______________________________________________________________ × 该反应的ΔS>0、ΔH>0，在高温下能自发进行。 焓变或熵变单独判断反应自发性存在不全面性，应用ΔH－TΔS。 × 考点二 60 (3)在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向。 ( ) 错因：______________________________________________________________ _______________________ (4)－10 ℃的水结冰，可用熵变来解释其自发性。 ( ) 错因：______________________________________________________________ 在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，只改变反应速率，而不改变反应进行的方向。 × 水结冰是熵减的过程，根据熵变则判断应是非自发过程。 × 考点二 61 工业生产中选择适宜生产条件的原则 外界条件 有利于加快速 率的条件控制 有利于平衡正向 移动的条件控制 综合分析结果 浓度 增大反应物的浓度 增大反应物的浓度、减小生成物的浓度 不断地补充反应物、及时地分离出生成物 催化剂 加合适的 催化剂 — 加合适的催化剂 温度 高温 ΔH<0 低温 兼顾速率和平衡，考虑催化剂的适宜温度 ΔH>0 高温 在设备条件和成本允许的前提下，尽量采取高温并考虑催化剂的活性 压强 高压(有气 体参加) ΔS<0(反应前后气体分子数减小) 高压 在设备条件和成本允许的前提下，尽量采取高压 ΔS>0(反应前后气体分子数增加) 低压 兼顾速率和平衡，选取适宜的压强 考点二 62 角度一　理解与辨析化学反应的方向 1．化学反应进行的方向是一个比较复杂的问题。下列有关说法正确的是(　　) A．反应SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)的ΔS>0 B．1 mol CO2在不同状态时的熵值：S[CO2(g)]<S[CO2(s)] C．反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH>0能否自发进行与温度有关 D．ΔH<0或ΔS>0的反应一定能自发进行 考点二 63 2．(2022·湖南高考节选)已知ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG<0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600 ℃时，下列反应不能自发进行的是______。 A．C(s)＋O2(g)===CO2(g) B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g) C．TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) D．TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g) C 考点二 64 3．已知反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋90.8 kJ·mol－1，ΔS＝198.9 J·mol－1·K－1，在下列哪些温度下反应能自发进行？________(填标号)。 A．25 ℃ B．125 ℃ C．225 ℃ D．325 ℃ CD 考点二 65 角度二　探究与创新化学反应的调控 4．焦炉煤气(主要成分：CH4、CO2、H2、CO)在炭催化下，使CH4与CO2重整生成H2和CO。其主要反应为 反应Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝＋247.1 kJ·mol－1 反应Ⅱ：H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol－1 反应Ⅲ：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH3＝＋172 kJ·mol－1 反应Ⅳ：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH4＝＋131.29 kJ·mol－1 在1×105 Pa、将焦炉煤气以一定流速通过装有炭催化剂的反应管，CH4、CO、H2的相对体积随温度变化的曲线如图所示。 考点二 66 考点二 67 解析：从图中可以看出，温度低于900 ℃时，CH4的相对体积基本上是100%，所以反应Ⅰ基本不发生，A正确；850～900 ℃时，H2、CO的相对体积都增大，且增大的幅度相近，而CH4的相对体积接近100%，所以反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ基本不发生，主要发生反应Ⅳ，B正确；从图中可以看出，4个反应均为生成CO的反应，且都为吸热反应，所以若想提高CO的相对体积，应选择升高温度，与增大焦炉煤气的流速无关，C错误；由上述分析可知，温度低于900 ℃，反应Ⅰ基本不发生，所以工业生产上需要研发低温下CH4转化率高的催化剂，D正确。 考点二 68 5．在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化成SO3：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 考点二 69 (1)从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫，应选择的条件是___________。 (2)在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃，原因是_____________________ __________________________________。 (3)在实际生产中，采用的压强为常压，原因是___________________________ ____________________________________________________________。 (4)在实际生产中，通入过量的空气，原因是_____________________________ ________。 (5)尾气中的SO2必须回收，原因是_______________。 低温高压 保持较高反应速率和反应限度，同时使催化剂活性最高 常压下SO2的转化率已很高，若再加压，对设备、动力要求较高，成本增加，不符合经济效益 增大O2的浓度，提高SO2的转化率 SO2污染大气 考点二 70 高考真题演练 1．(2024·江苏卷)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝41.2 kJ·mol－1 ②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2 225 ℃、8×106 Pa下，将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B．反应②的焓变ΔH2>0 C．L6处H2O的体积分数大于L5处 D．混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于CH3OH的生成速率 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 72 解析：L4处与L5处的温度不同，故L4处与L5 处反应①的平衡常数K不相等，A错误；由题图可 知，L1～L3温度在升高，该装置为绝热装置，反应 ①为吸热反应，所以反应②为放热反应，ΔH2<0， B错误；从L5到L6，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗CO，而CO体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O)增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O的消耗与生成，故n总减小而n(H2O)增大，即H2O的体积分数会增大，故L6处H2O的体积分数大于L5处，C正确；L1处CO的体积分数大于CH3OH，说明生成的CO的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率，D错误。 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 73 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 74 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 75 解析：由盖斯定律可知反应2CO(g)＋2H2(g)===CO2(g)＋CH4(g)的焓变ΔH＝－2 ×41.2 kJ·mol－1＋(－164.7 kJ·mol－1)＝－247.1 kJ·mol－1，A错误；CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH4的含量降低，故CH4的平衡选择性随着温度的升高而降低，B错误；由题图可知温度范围约为350～400 ℃时二氧化碳实际转化率较高，故此温度范围为催化剂催化的最佳温度，C错误。 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 76 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 77 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 78 解析：一定条件下，增大H2O(g)的浓度，能提高CH4 的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则x1<x2，A正 确；b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1 mol，b 点x值小于c点，则b点加H2O(g)多，反应物浓度大，则反应 速率：vb正>vc正，B错误；由图像可知，x一定时，温度升高 CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb＝Kc，C正确；该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，D正确。 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 79 该反应为吸热反应，升高温度，反应正向移动，有利于制备硅 5．(2024·甘肃卷)SiHCl3是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。 (1)由SiCl4制备SiHCl3：SiCl4(g)＋H2(g)===SiHCl3(g)＋HCl(g)　ΔH1＝＋74.22 kJ·mol－1(298 K) 已知SiHCl3(g)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g)　ΔH2＝＋219.29 kJ·mol－1(298 K) 298 K时，由SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)制备56 g硅_____热(填“吸”或“放”)________kJ。升高温度有利于制备硅的原因是____________________________ _____________________________。 吸 587.02 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 80 ①0～50 min，经方式_____处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率v(SiHCl3)＝____________ mol·L－1·min－1。 ②当反应达平衡时，H2的浓度为__________mol·L－1， 平衡常数K的计算式为__________________。 ③增大容器体积，反应平衡向______________移动。 甲 5.6×10－5 0.1951 逆反应方向 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 81 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 82 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 83 6．(2024·新课标卷节选)(1)在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0 MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，Ni(CO)4体积分数x与温度的关系如图所示。反应Ni(s)＋4CO(g)===Ni(CO)4(g)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。从热力学角度考虑，____________________有利于Ni(CO)4的生成(写出两点)。p3、100 ℃时CO的平衡转化率α＝________，该温度下平衡常数Kp＝________(MPa)－3。 小于 降低温度、增大压强 97.3% 9000 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 84 解析：(1)随着温度升高，平衡时Ni(CO)4的体积分数减小，说明温度升高平衡逆向移动，因此该反应的ΔH＜0；该反应的正反应是气体总分子数减小的放热反应，因此降低温度和增大压强均有利于Ni(CO)4的生成；由上述分析知，温度相同时，增大压强平衡正向移动，对应的平衡体系中Ni(CO)4的体积分数增大，则压强：p4＞p3＞p2＞p1，即p3对应的压强是1.0 MPa。由题图可知，p3、100 ℃条件下达到平衡时，CO和Ni(CO)4的物质的量分数分别为0.1、0.9，设初始投入的CO为4 mol，反应生成的Ni(CO)4为x mol，可得三段式： 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 85 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 86 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 87 BaC2＋2H2O―→Ba(OH)2＋HC≡CH↑ 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 88 1016 105 105 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 89 ①初始温度为900 K，缓慢加热至1400 K时，实验表明BaCO3已全部消耗，此时反应体系中含Ba物种为________。 ②1823 K下，反应速率的变化特点为____________________________，其原因是______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________。 BaO 速率不变至BaC2产率接近100% 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 90 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 91 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 92 cd 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 93 (2)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是_____(填标号)。 (3)设O2的平衡分压为p，SO2的平衡 转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述 催化氧化反应的Kp＝__________________ (用平衡分压代替平衡浓度计算)。 d 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 94 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 8 95 课时作业 [建议用时：40分钟] 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列有关说法中正确的是(　　) A．2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)===2CaSO4(s)＋2CO2(g)在低温下能自发进行，则该反应的ΔH<0 B．NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0 C．反应3Cl2(g)＋8NH3(g)===6NH4Cl(s)＋N2(g)室温下能自发进行，说明该反应的ΔH>0，ΔS<0 D．加入合适的催化剂能降低反应活化能，从而改变反应的焓变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 97 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 98 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 99 3．[Co(H2O)6]SO4在NaCl溶液中存在平衡：[Co(H2O)6]2＋(aq)＋4Cl－(aq) [CoCl4]2－(aq)＋6H2O(l)　ΔH；溶液中c(Cl－)随温度的变化关系如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．该反应的正反应为吸热反应 B．平衡常数：K(Z)＞K(Y)＞K(X) C．T1温度，W点时，v正>v逆 D．状态X与状态Z相比，状态Z时[CoCl4]2－ 的产率更高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 100 解析：温度越高，c(Cl－)越小，则升高温度，平衡向正反应方向移动，该反应的正反应为吸热反应，A正确；对于吸热反应，温度越高，平衡常数越大，则K(Z)＞K(Y)＞K(X)，B正确；W点时的c(Cl－)小于平衡时的c(Cl－)，则反应向逆反应方向移动，即v逆>v正，C错误；状态X到状态Z，平衡向正反应方向移动，故状态Z时[CoCl4]2－的产率更高，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 101 4．一定温度下，在两个容积均为1 L的密闭容器中，充入一定量的反应物，发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0。 相关反应数据如下表所示： 下列说法正确的是(　　) A．前10 s，容器Ⅰ中的化学反应速率v(CO2)＝0.005 mol/(L·s) B．该反应在任何温度下均能自发进行 C．10 s时，容器Ⅰ中的反应一定处于平衡状态 D．若向容器Ⅱ中再充入0.08 mol NO和0.04 mol N2，反应将向正反应方向进行 容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 10 s时物质的量/mol NO CO N2 Ⅰ T1 0.2 0.2 0.05 Ⅱ T2(T2>T1) 0.2 0.2 0.05 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 102 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 103 5．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0，T1温度下的部分实验数据如下： 下列说法不正确的是(　　) A．500 s内N2O5分解速率为2.96×10－3 mol·L－1·s－1 B．T1温度下的平衡常数为K1＝125，1000 s时N2O5的转化率为50% C．其他条件不变时，T2温度下反应到1000 s时测得N2O5的浓度为2.98 mol·L－1，则T1＜T2 D．T1温度下的平衡常数为K1，T3温度下的平衡常数为K3，若K1＞K3，则T1＞T3 t/s 0 500 1000 1500 c(N2O5)/(mol·L－1) 5.00 3.52 2.50 2.50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 104 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 105 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 106 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 107 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 108 解析：根据图像可知，起始时CO浓度迅速增大，说明反应Ⅰ的反应速率大于反应Ⅱ的，即活化能：反应Ⅰ<反应Ⅱ，A错误；根据图示，平衡时，二氧化碳的浓度远远大于CO的，则反应Ⅱ正向进行的程度更大，故反应的平衡常数：K1<K2，B正确；由于反应Ⅰ、Ⅱ均可逆，体系中还存在HCOOH，根据元素守恒，c(CO)＋c(CO2)<1.0 mol·L－1，C错误；由已知信息可知，加入HCl可加快反应Ⅰ的速率，则CO新的浓度峰值点提前且CO浓度峰值增大，故对应CO2的浓度应低于点a，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 109 8．在体积可变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2，不同条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH。实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图1所示。下列说法错误的是(　　) A．Y代表压强，且Y1＞Y2；X代表温度，且ΔH>0 B．M点反应物转化率之比等于N点 C．若M点对应的容器体积为5 L，则N点 的平衡常数K＝100 D．图2中曲线AB能正确表示该反应平衡 常数的负对数pK(pK＝－lg K)与X的关系 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 110 解析：该反应为气体体积减小的反应，相同温度下压强越大H2的转化率越大，所以Y为压强，X为温度，且Y1＞Y2；相同压强下温度越高，氢气的转化率越小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，即ΔH＜0，故A错误；初始投料n(CO)∶n(H2)＝1∶2，根据方程式可知反应过程中CO和H2按照1∶2反应，所以任意时刻二者的转化率之比均为1∶1，故B正确；N点和M点温度相同，则平衡常数相同，容器体积为5 L，M点H2的转化率为50%，可根据该点列三段式 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 111 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 112 9．一定温度下，在三个体积均为0.5 L的恒容密闭容器中发生反应CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)，其中容器Ⅰ 5 min时到达平衡。 下列说法中正确的是(　　) A．容器Ⅰ中前5 min的平均反应速率v(CO)＝0.16 mol·L－1·min－1 B．该反应正反应为放热反应 C．容器Ⅱ中起始时Cl2的物质的量为0.55 mol D．若起始时向容器Ⅰ加入0.8 mol CO、0.8 mol Cl2，达到平衡时CO转化率大于80% 容器编号 温度/℃ 起始物质的量/ mol 平衡物质的量/mol CO Cl2 COCl2 COCl2 Ⅰ 500 1.0 1.0 0 0.8 Ⅱ 500 1.0 a 0 0.5 Ⅲ 600 0.5 0.5 0.5 0.7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 113 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 114 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 115 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 116 10．CO2催化加氢制甲醇，在减少CO2排放的同时实现了CO2的资源化利用，该反应可表示为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 保持起始反应物n(H2)∶n(CO2)＝3∶1，T＝250 ℃时x(CH3OH)随压强变化的曲线和p＝5×105 Pa时x(CH3OH)随温度变化的曲线如图。 已知：x(CH3OH)表示平衡体系中甲醇的物质的量分数。 下列说法正确的是(　　) A．该反应ΔH>0 B．a、b交点处化学平衡常数相同 C．当p＝5×105 Pa，T＝230 ℃时，达平衡后x(CH3OH)<0.05 D．当x(CH3OH)＝0.10时，H2的平衡转化率约为33% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 117 解析：该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡 向正反应方向移动，甲醇的物质的量分数增大，则曲线a表示 T＝250 ℃时甲醇的物质的量分数随压强的变化，曲线b表示p ＝5×105 Pa时甲醇的物质的量分数随温度的变化，由图可知， 压强一定，升高温度，甲醇的物质的量分数减小，说明平衡向 逆反应方向移动，该反应为焓变小于0的放热反应，A错误；化学平衡常数只与温度有关，由图可知，a、b交点处，曲线b对应温度小于250 ℃，而曲线a对应温度为250 ℃，则a、b交点处化学平衡常数不相同，B错误；由图中曲线b可知，当p＝5×105 Pa、T＝230 ℃时，达平衡后x(CH3OH)>0.05，C错误；设起始二氧化碳和氢气的物质的量分别为1 mol和3 mol，平衡时生成甲醇的物质的量为a mol，列三段式： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 118 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 119 三、非选择题 11．我国要在2060年实现碳中和的目标，CO2的资源化对于实现碳中和具有重要意义。回答下列问题： (1)CH4与CO2重整生成H2和CO的反应为CH4(g)＋CO2(g)2H2(g)＋2CO(g)　ΔH＝＋247.6 kJ·mol－1。 在恒温恒容装置中通入等体积CO2和CH4，发生上述反应，起始压强为p，CO2的平衡转化率为α，达平衡时，容器内总压强为________，该反应的平衡常数Kp＝ ____________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 (1＋α)p 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 120 < > < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 121 ②常压某温度下，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3(总物质的量为4a mol)的投料比充入密闭容器中发生反应。n(C2H4)随时间(t)的变化趋势如图2中曲线A所示。其他条件相同，若将容器的体积改为原来的一半，0～t1时刻n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线为______(填“B”“C”或“D”)。 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 122 解析：(1)在恒温恒容装置中通入等体积CO2和CH4，假设投料均为1 mol，起始压强为p，CO2的平衡转化率为α，达平衡时： CH4(g)＋CO2(g)2H2(g)＋2CO(g) 起始(mol) 1 1 0 0 转化(mol) α α 2α 2α 平衡(mol) 1－α 1－α 2α 2α 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 123 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 124 (2)①由题图1可知，相同条件下，升高温度，二氧化碳平衡转化率下降，则平衡逆向移动，反应为放热反应，ΔH小于零；相同条件下，增加氢气的投料，平衡正向移动，会提高二氧化碳的转化率，故a>3；M、N均为平衡点，各自的正、逆反应速率相等，由于N点温度更高，则反应速率更快，故M、N两点的反应速率v逆(M)<v正(N)。 ②2CO2(g)＋6H2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)，反应为气体分子数减小的反应，其他条件相同，若将容器的体积改为原来的一半，物质浓度变大，反应速率更快，缩小体积相当于增大压强，达到新平衡时相当于在原有平衡的基础上正向移动，则生成乙烯的物质的量更大，结合图2可知，0～t1时刻n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线为C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 125 12．(2025·广东省南粤名校高三联考)随着我国碳达峰、碳中和目标的确定，二氧化碳资源化利用倍受关注。 Ⅰ.以CO2和NH3为原料合成尿素的反应为2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)，该反应为放热反应。 (1)上述反应中，有利于加快NH3反应速率的措施是________(填序号，下同)，有利于提高CO2平衡转化率的措施是________。 A．高温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．低温低压 C B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 126 (2)研究发现，合成尿素反应分两步完成，其热化学方程式如下： 第一步：2NH3(g)＋CO2(g)H2NCOONH4(s)　ΔH1＝－159.5 kJ·mol－1 第二步：H2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH2＝＋72.5 kJ·mol－1 则合成尿素总反应的热化学方程式为___________________________________ ______________________________。 Ⅱ.以CO2和CH4催化重整制备合成气：CO2(g)＋ CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g) (3)在恒容密闭容器中通入物质的量均为0.2 mol的 CH4和CO2在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)，CH4的平衡转化率随温度、压强 的变化关系如图所示。 2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH＝－87 kJ·mol－1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 127 ①若反应在恒温、恒压密闭容器中进行，能说明反应到达平衡状态的是________(填序号)。 A．反应速率：2v正(CO2)＝v逆(H2) B．同时断裂2 mol C—H键和1 mol H—H键 C．容器内混合气体的压强保持不变 D．容器中混合气体的密度保持不变 ②由图可知，Y点速率v正______v逆(填“>”“<”或“＝”，下同)；容器内压强p1______p2。 ③已知气体分压＝气体总压×气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则X点对应温度下的Kp＝________(用含p2的代数式表示)。 ABD > < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 128 解析：(3)①由反应速率2v正(CO2)＝v逆(H2)判断出正、 逆反应速率相等，可以说明反应达到平衡，A正确；同时 断裂2 mol C—H键和1 mol H—H键，说明消耗0.5 mol CH4 的同时消耗1 mol H2，正反应速率等于逆反应速率，可说明 反应达到平衡，B正确；该反应在恒压密闭容器中进行，压 强始终不变，故不能判断是否达到平衡，C错误；反应在恒压密闭容器中进行，随着反应进行混合气体总质量不变，但体积改变，密度是一个变量，当密度不变时达到平衡状态，D正确。②由图可知Y点CH4的转化率小于其平衡转化率，说明此时未达到平衡状态，v正>v逆，该反应为气体体积增大的反应，压强增大化学平衡逆向移动，CH4转化率减小，则p1<p2。③X点CH4转化率为50%，则有　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 129 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 130 13．(2024·山东卷节选)水煤气是H2的主要来源，研究CaO对C­H2O体系制H2的影响，涉及主要反应如下： C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)(Ⅰ)　ΔH1＞0 CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)(Ⅱ)　ΔH2＜0 CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s)(Ⅲ)　ΔH3＜0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 131 回答下列问题： (1)压力p下，C­H2O­CaO体系达平衡后，图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO3(s)在T1温度时完全分解。气相中CO、CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a线对应物种为______(填化学式)。当温度高于T1时，随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是_______________________________________ _______________________________________________________________。 H2 当温度高于T1，CaCO3(s)已完全分解，只发生反应Ⅱ，温度升高，反应Ⅱ逆向移动，所以CO2的摩尔分数减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 132 (2)压力p下、温度为T0时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数Kp＝________；此时气体总物质的量为4.0 mol，则CaCO3(s)的物质的量为__________ mol；若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，分压p(CO2)将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 0.5 不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 133 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 134 气体总物质的量为4 mol，则n(H2)＝4 mol×0.5＝2 mol，同理n(CO)＝0.6 mol，n(CO2)＝0.2 mol，n(H2O)＝1.2 mol。该条件下，部分反应Ⅱ中生成的CO2发生反应Ⅲ转化为CaCO3，设生成的CaCO3的物质的量为x mol，则可找出关系式： C(s)＋H2O(g)===CO(g) ＋ H2(g)　　　　 转化/mol　 x＋0.2＋0.6　　 x＋0.2＋0.6 　　　　 CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) 转化/mol x＋0.2 x＋0.2 x＋0.2 　　　　 CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s) 转化/mol x x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 135 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 136 　　　　　　　　　　　　　 R  eq \f(cp（C）·cq（D）,cm（A）·cn（B）) 4．平衡常数与反应方程式的关系 (1)在相同温度下，对于给定的可逆反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数，即K正＝eq \f(1,K逆)。 (2)方程式乘以某个化学计量数x，则平衡常数变为原来的x次方。 (3)两方程式相加得总方程式，则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的乘积，即K总＝K1·K2。  一、化学平衡常数的应用 1．判断反应是否达到平衡或向何方向进行 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商Q＝eq \f(cc（C）·cd（D）,ca（A）·cb（B）)。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 二、化学平衡常数与转化率的有关计算 1．“三段式”法的应用 反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。 　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx 对于反应物：n(平)＝n(始)－n(变) 对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(变) 则： (1)平衡常数：K＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(px,V)))\s\up12(p)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(qx,V)))\s\up12(q),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a－mx,V)))\s\up12(m)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b－nx,V)))\s\up12(n))。 (2)A的平衡浓度：c平(A)＝eq \f(a－mx,V) mol·L－1。 (3)A的平衡转化率：α平(A)＝eq \f(mx,a)×100%。 (4)平衡时A的体积分数：φ(A)＝eq \f(a－mx,a＋b＋（p＋q－m－n）x)×100%。 (5)混合气体的平均密度：ρ混＝eq \f(a·M（A）＋b·M（B）,V) g·L－1。 (6)平衡时混合气体的平均摩尔质量：eq \o(M,\s\up16(－))＝eq \f(a·M（A）＋b·M（B）,a＋b＋（p＋q－m－n）x) g·mol－1。 (7)平衡时的压强与起始时的压强之比：eq \f(p平,p始)＝eq \f(a＋b＋（p＋q－m－n）x,a＋b)。 2．掌握四个百分数 (1)转化率＝eq \f(n（转化）,n（起始）)×100%＝eq \f(c（转化）,c（起始）)×100%。 (2)生成物的产率＝eq \f(产物实际产量,理论产量)×100%。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率也就越高。 (3)平衡时混合物中某组分的百分含量＝eq \f(某组分的平衡量,平衡总量)×100%。 (4)某组分的体积分数＝eq \f(某组分的物质的量,混合气体总的物质的量)×100%。 三、压强平衡常数的计算 1．压强平衡常数(Kp) (1)当把化学平衡常数K表达式中各物质的浓度用该物质的分压来表示时，就得到该反应的压强平衡常数Kp，其表达式的意义相同。 (2)Kp仅适用于气相发生的反应。 2．表达式 对于一般可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，其压强平衡常数Kp＝eq \f(pp（C）·pq（D）,pm（A）·pn（B）)，其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示反应物和生成物的分压，平衡分压计算方法如下： 分压＝总压×物质的量分数(或体积分数)。 p(总)＝p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)； eq \f(p（A）,p（B）)＝eq \f(n（A）,n（B）)＝eq \f(c（A）,c（B）)。 3．计算方法 第一步：根据三段式法计算平衡体系中各组分的物质的量或物质的量浓度。 第二步：计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 第三步：根据分压计算公式求出各气体物质的分压。 第四步：根据平衡常数计算公式代入计算。 4．两种Kp的计算模板 (1)平衡总压为p0　　　 　　　　N2(g)　＋　3H2(g)　　2NH3(g) n(平) a b c p(分压) eq \f(a,a＋b＋c)p0 eq \f(b,a＋b＋c)p0 eq \f(c,a＋b＋c)p0 Kp＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,a＋b＋c)p0))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,a＋b＋c)p0))\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a＋b＋c)p0))\s\up12(3)) (2)恒温、恒容密闭容器起始压强为p0，平衡转化率为α。 　　　　　　2NO2(g)　　N2O4(g) p(始) p0 0 Δp p0α eq \f(1,2)p0α p(平) p0－p0α eq \f(1,2)p0α Kp＝eq \f(\f(1,2)p0α,（p0－p0α）2)  解析：分析题图可知，2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)为放热反应，b、c、d点温度依次升高，温度升高，反应逆向进行，平衡常数减小，则化学平衡常数：K(b)>K(c)>K(d)，故A错误；a点时，CO的转化率为0.7，则CO物质的量的变化量为2 mol×0.7＝1.4 mol，则CO的平均反应速率＝eq \f(1.4 mol,2 L×5 min)＝0.14 mol·L－1·min－1，v(O2)＝eq \f(1,2)v(CO)＝0.14 mol·L－1·min－1×eq \f(1,2)＝0.07 mol·L－1·min－1，故B正确；a点的温度低，d点的温度高，温度越高反应速率越快，则d点v正(CO)大于a点v正(CO)，故C错误；50 ℃时，CO的平衡转化率为0.8，列三段式： 2CO(g)＋O2(g)2CO2(g) 始/(mol·L－1) 1 0.5 0 变/(mol·L－1) 0.8 0.4 0.8 平/(mol·L－1) 0.2 0.1 0.8 该反应的化学平衡常数K＝eq \f(c2（CO2）,c（O2）c2（CO）) ＝eq \f(（0.8）2,（0.1）×（0.2）2)＝160，故D错误。  eq \f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)  4．已知反应：CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在一定压强下，按不同投料比weq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(w＝\f(n（Cl2）,n（CH2===CHCH3）)))向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是(　　) A．图甲中w2＞1 B．图乙中，A线表示逆反应的平衡常数 C．温度为T1、w＝2时，Cl2的转化率为50% D．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到 平衡时，装置内的气体压强增大 解析：根据题中信息可知，增大n(Cl2)，w增大，平衡正向移动，丙烯的体积分数(φ)减小，故w2＞1，A正确；根据图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，则升高温度，正反应的平衡常数减小，逆反应的平衡常数增大，图乙中A线表示逆反应的平衡常数，B正确；由图乙知，温度为T1时，正、逆反应的平衡常数相等，平衡常数K＝1，当w＝2时，设CH2===CHCH3和Cl2的物质的量分别为a mol、2a mol，参加反应的Cl2的物质的量为b mol，则eq \f(b2,（a－b）（2a－b）)＝1，解得eq \f(b,2a)＝eq \f(1,3)，则Cl2的转化率约为33.3%，C错误；该反应为反应前后气体体积不变的放热反应，反应向正反应方向进行，体系温度升高，气体膨胀，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，D正确。   eq \f(pSO2－pSO3,4) eq \f(46.262×2.64,35.72) 解析：(1)由平衡时pSO3­T的关系图可知，660 K时，pSO3＝1.5 kPa，则pSO2＝1.5 kPa，因此，该反应的平衡总压p总＝3 kPa；平衡常数Kp(Ⅰ)＝1.5 kPa×1.5 kPa＝2.25(kPa)2。由题图可知，pSO3随着温度升高而增大，且pSO3＝pSO2，因此，Kp(Ⅰ)随反应温度升高而增大。 (2)同温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时pSO3＝pSO2，则pSO3＋2pO2＝pSO2－2pO2，因此，平衡时pO2＝eq \f(pSO2－pSO3,4)。在929 K时，p总＝84.6 kPa、pSO3＝35.7 kPa，则pSO3＋pSO2＋pO2＝p总、pO2＝eq \f(pSO2－pSO3,4)，代入相关数据可求出pSO2＝46.26 kPa，则pO2＝84.6 kPa－35.7 kPa－46.26 kPa＝2.64 kPa，Kp(Ⅱ)＝eq \f(（46.26 kPa）2×2.64 kPa,（35.7 kPa）2)＝eq \f(46.262×2.64,35.72) kPa。 6．(2023·新课标卷节选)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： 在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为xH2＝0.75、xN2＝0.25，另一种为xH2＝0.675、xN2＝0.225、xAr＝0.10。eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(物质ⅰ的摩尔分数：xⅰ＝\f(nⅰ,n总))) (3)图1中，当p2＝20 MPa、xNH3＝0.20时，氮气的转化率α＝________。该温度 时，反应eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp＝________(MPa)－1(化为最简式)。 eq \f(\r(3),36) 　　　 N2(g)　＋　3H2(g)2NH3(g) 始(mol) 1 3 0 变(mol) y 3y 2y 平(mol) 1－y 3－3y 2y 当p2＝20 MPa、xNH3＝0.20时，xNH3＝eq \f(2y,4－2y)＝0.20，解之得y＝eq \f(1,3)，则氮气的转化率α＝eq \f(\f(1,3) mol,1 mol)×100%≈33.33%；平衡时 N2、H2、NH3的物质的量分别为eq \f(2,3) mol、2 mol、eq \f(2,3) mol，其物质的量分数分别为eq \f(1,5)、eq \f(3,5)、eq \f(1,5)，则该温度下Kp′＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)p2))\s\up12(2),\f(1,5)p2×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,5)p2))\s\up12(3))＝eq \f(25,27×400)(MPa)－2。因此该温度下，反应eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp＝eq \r(\a\vs4\al(Kp′))＝eq \r(\f(25,27×400) （MPa）－2)＝eq \f(\r(3),36) (MPa)－1。 1．加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol。则t ℃时反应①的平衡常数为(　　) A．10.7 B.8.5 C．9.6 D.10.2 解析：设N2O5的转化浓度为x mol·L－1，N2O3的转化浓度为y mol·L－1，则有： 　　　　　　　　N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g) 转化/mol·L－1 x x x 　　　　　　 　 N2O3(g)N2O(g)＋O2(g) 转化/mol·L－1 y y y 根据题意得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x＋y＝4.5,x－y＝1.7))，所以x＝3.1，y＝1.4，所以反应①的平衡常数为K＝eq \f(c（O2）·c（N2O3）,c（N2O5）)＝eq \f(4.5×1.7,4－3.1)＝8.5。 2．(2025·南宁市高三摸底测试)某温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量浓度的X(g)和Y(g)，同时发生以下两个反应：①X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(g)；②X(g)＋Y(g)Z(g)＋M(g)。反应①的速率可表示为v1＝k1c2(X)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(X)(k1，k2为速率常数)。反应体系中组分X(g)、W(g)的物质的量浓度c随时间的变化情况如图所示。下列说法错误的是(　　) A．0～10 min内，Y(g)的平均反应速率为 0.025 mol·L－1·min－1 B．体系中W和M的浓度之比保持不变， 说明反应已平衡 C．平衡时，反应②的平衡常数K＝eq \f(34,49) D．反应①的活化能比反应②的活化能更大 解析：0～10 min内，X的浓度变化为(0.6－0.35) mol·L－1＝0.25 mol·L－1，由反应①和②可知，X和Y等物质的量进行反应，则0～10 min内，Y的浓度变化也为0.25 mol·L－1，Y(g)的平均反应速率为eq \f(0.25 mol·L－1,10 min)＝0.025 mol·L－1·min－1，A正确；相同时间内W和M的浓度之比等于两者的平均反应速率之比，W和M分别是反应①和反应②的产物，故eq \f(c（W）,c（M）)＝eq \f(v1,v2)＝eq \f(k1,k2)，由于温度不变，k值不变，则eq \f(k1,k2)为定值，即eq \f(c（W）,c（M）)为定值，B错误；平衡时c(X)＝0.28 mol·L－1， 结合反应①、②及起始时充入的X和Y的物质的量浓度相等知，平衡时c(Y)＝0.28 mol·L－1，c(Z)＝(0.6－0.28) mol·L－1＝0.32 mol·L－1，结合平衡时W的浓度为0.15 mol·L－1可知，反应②生成的M为(0.32－0.15) mol·L－1＝0.17 mol·L－1，则反应②的平衡常数K＝eq \f(c（Z）·c（M）,c（X）·c（Y）)＝eq \f(0.32×0.17,0.28×0.28)＝eq \f(34,49)，C正确；由20 min时W的浓度为0.15 mol·L－1，M的浓度为0.17 mol·L－1知，反应①的平均反应速率小于反应②的平均反应速率，活化能越大，化学反应速率越小，故反应①的活化能比反应②的活化能更大，D正确。 3．(2025·甘肃省天水市麦积区高三质检)达成“双碳”目标的重要途径是实现碳的固定。利用CO、H2和CO2可以合成生物质能源甲醇。有关反应如下： 反应1：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.9 kJ·mol－1 反应2：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2 反应3：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3＝＋41.0 kJ·mol－1 (1)在某催化剂作用下，只发生反应3。该反应的速率方程式为v正＝k正c(CO2)·c(H2)，v逆＝k逆c(CO)·c(H2O)(k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。830 ℃时，该反应的平衡常数K＝1，达到平衡后，k正______(填“>”“<”或“＝”，下同)k逆，900 ℃时，k正______k逆。 eq \f(0.8,0.93) 解析：(1)达到平衡后，v正＝k正c(CO2)·c(H2)＝v逆＝k逆c(CO)·c(H2O)，eq \f(k正,k逆)＝eq \f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)＝K＝1，所以k正＝k逆，该反应为吸热反应，升高温度，平衡常数增大，900 ℃时，eq \f(k正,k逆)＝eq \f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)＝K>1，所以k正>k逆。 (2)①使用了水分子筛的反应器可以去除生成物H2O，使平衡正向移动，CO2平衡转化率增大，所以使用了水分子筛的容器是乙。②平衡常数只受温度影响，a、b温度相同，平衡常数Ka＝Kb，由已知条件列出三段式 CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 起始(mol) 1 3 0 0 转化(mol) 0.5 1.5 0.5 0.5 平衡(mol) 0.5 1.5 0.5 0.5 M点p(H2)＝eq \f(1.5,0.5＋1.5＋0.5＋0.5)×150 kPa＝75 kPa。 (3)T2 ℃时，向一体积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO、1 mol CO2和3 mol H2，在一定条件下发生题述3个反应，达到平衡时得到0.8 mol CH3OH和0.5 mol H2O，此时CO2平衡转化率为50%，则平衡时，CO2的物质的量为1 mol－0.5×1 mol＝0.5 mol，根据H原子守恒可知，平衡时，H2的物质的量为3 mol－0.5 mol－0.8 mol×2＝0.9 mol，则反应1的平衡常数K＝eq \f(c（H2O）·c（CH3OH）,c（CO2）·c3（H2）)＝eq \f(0.5×0.8,0.5×0.93)＝eq \f(0.8,0.93)。  (4)综合考虑——选择适宜的生产条件 ①温度：400～500 ℃； ②压强：10 MPa～30 MPa； ③投料比：eq \f(n（N2）,n（H2）)＝eq \f(1,2.8)； ④以铁触媒作催化剂； ⑤采用循环操作提高原料利用率。  解析：若反应自发进行，则需ΔH－TΔS<0，T>eq \f(ΔH,ΔS)＝eq \f(90.8×103 J·mol－1,198.9 J·mol－1·K－1)≈456.5 K，即温度应高于(456.5－273) ℃＝183.5 ℃，C、D符合。 相对体积V(CH4)＝eq \f(产品气V（CH4）,原料气V（CH4）)、相对体积V(CO或H2)＝ eq \f(产品气V（CO或H2）－原料气V（CO或H2）,原料气V（CH4）) 下列说法不正确的是(　　) A．温度低于900 ℃，反应Ⅰ基本不发生 B．850～900 ℃时，主要发生反应Ⅳ C．增大焦炉煤气流速一定能提高CO的相对体积 D．工业生产上需要研发低温下CH4转化率高的催化剂  2．(2023·江苏卷)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－164.7 kJ·mol－1 CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝41.2 kJ·mol－1 在密闭容器中，1.01×105 Pa、eq \f(n起始（CO2）,n起始（H2）)＝eq \f(1,4)时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图所示。CH4的选择性可表示为eq \f(n生成（CH4）,n反应（CO2）)×100%。下列说法正确的是(　　) A．反应2CO(g)＋2H2(g)===CO2(g)＋CH4(g)的焓变 ΔH＝－205.9 kJ·mol－1 B．CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加 C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围 约为480～530 ℃ D．450 ℃时，提高eq \f(n起始（H2）,n起始（CO2）)的值或增大压强， 均能使CO2平衡转化率达到X点的值 3．(2023·江苏卷)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)＋2H2S(g)===CS2(g)＋4H2(g)，既可以除去天然气中的H2S，又可以获得H2。下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔS<0 B．该反应的平衡常数K＝eq \f(c（CH4）·c2（H2S）,c（CS2）·c4（H2）) C．图示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为H2S中 带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用 D．该反应中每消耗1 mol H2S，转移电子的数目 约为2×6.02×1023 4．(2023·湖南卷)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比xeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＝\f(n（CH4）,n（H2O）)))随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A．x1<x2 B．反应速率：vb正<vc正 C．点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb＝Kc D．反应温度为T1，当容器内压强不变时， 反应达到平衡状态 (2)在催化剂作用下由粗硅制备SiHCl3：3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)eq \o(,\s\up17(催化剂))4SiHCl3(g)。773 K，2 L密闭容器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与0.4 mol H2和0.1 mol SiCl4气体反应，SiCl4转化率随时间的变化如下图所示： eq \f(0.00974,0.04273×0.19512) 解析：(2)①由转化率图像可知，0～50 min，经方式甲处理后反应速率最快；经方式丙处理后，50 min时SiCl4的转化率为4.2%，反应的SiCl4的物质的量为0.1 mol×4.2%＝0.0042 mol，根据化学计量数可得反应生成的SiHCl3的物质的量为0.0042 mol×eq \f(4,3)＝0.0056 mol，平均反应速率v(SiHCl3)＝eq \f(0.0056 mol,2 L×50 min)＝5.6×10－5 mol·L－1·min－1； ②反应达到平衡时，SiCl4的转化率为14.6%，列出三段式： 3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)eq \o(,\s\up17(催化剂))4SiHCl3(g) 起始浓度(mol·L－1) 0.05 0.2 0 转化浓度(mol·L－1) 0.0073 0.0049 0.0097 平衡浓度(mol·L－1) 0.0427 0.1951 0.0097 当反应达平衡时，H2的浓度为0.1951 mol·L－1，平衡常数K的计算式为eq \f(0.00974,0.04273×0.19512)。 (2)对于同位素交换反应Ni(C16O)4＋C18O→Ni(C16O)3C18O＋C16O，20 ℃时反应物浓度随时间的变化关系为ct[Ni(C16O)4]＝c0[Ni(C16O)4]e－kt(k为反应速率常数)，则Ni(C16O)4反应一半所需时间teq \s\up-6(\f(1,2))＝________(用k表示)。 eq \f(ln 2,k) Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g) 起始(mol) 4 0 转化(mol) 4x x 平衡(mol) 4－4x x 反应后总物质的量为(4－3x) mol，根据阿 伏加德罗定律，其他条件相同时，气体的体积分数即为其物质的量分数，因此有eq \f(x,4－3x)＝0.9，解得x＝eq \f(36,37)，因此达到平衡时n转化(CO)＝4×eq \f(36,37) mol，CO的平衡转化率α＝eq \f(4×\f(36,37) mol,4 mol)×100%≈97.3%；该温度下的压强平衡常数Kp＝eq \f(p[Ni（CO）4],p4（CO）)＝eq \f(0.9×p3,（0.1×p3）4)＝eq \f(0.9×1.0 MPa,（0.1×1.0 MPa）4)＝9000(MPa)－3。 (2)由题给关系式可得e－kt＝eq \f(ct[Ni（C16O）4],c0[Ni（C16O）4])，当Ni(C16O)4反应一半时eq \f(ct[Ni（C16O）4],c0[Ni（C16O）4])＝eq \f(1,2)，即e－kteq \s\up6(\f(1,2))＝eq \f(1,2)，－kteq \s\up-6(\f(1,2))＝ln eq \f(1,2)，kteq \s\up-6(\f(1,2))＝ln 2，则teq \s\up-6(\f(1,2))＝eq \f(ln 2,k)。 7．(2024·湖北卷)用BaCO3和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。 反应Ⅰ：BaCO3(s)＋C(s)BaO(s)＋2CO(g) 反应Ⅱ：BaO(s)＋3C(s)BaC2(s)＋CO(g) 回答下列问题： (1)写出BaC2与水反应的化学方程式 ____________________________________。 (2)已知Kp＝(pCO)n、K＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pCO,105 Pa))) eq \s\up12(n)(n是CO的化学计量数)。反应Ⅰ、Ⅱ的lg K与温度的关系曲线见图1。 ①反应BaCO3(s)＋4C(s)BaC2(s)＋3CO(g)在1585 K的Kp＝________Pa3。 ②保持1320 K不变，假定恒容容器中只发生反应Ⅰ，达到平衡时pCO＝______Pa，若将容器体积压缩到原来的eq \f(1,2)，重新建立平衡后pCO＝________Pa。 (3)恒压容器中，焦炭与BaCO3的物质的量之比为4∶1，Ar为载气。1400 K和1823 K下，BaC2产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。 容器中只有反应Ⅱ：BaO(s)＋3C(s)BaC2(s)＋CO(g)，反应条件为恒温(1823 K)、恒压，且该反应中只有CO为气态，据K＝eq \f(pCO,105 Pa)可知，CO的压强为定值，所以化学反应速率不变 解析：(2)①反应Ⅰ＋反应Ⅱ得BaCO3(s)＋4C(s) BaC2(s)＋3CO(g)，所以其平衡常数K＝KⅠ×KⅡ＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pCO,105 Pa))) eq \s\up12(3)， 由图1可知，1585 K时KⅠ＝102.5，KⅡ＝10－1.5，即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pCO,105 Pa))) eq \s\up12(3) ＝102.5×10－1.5＝10，所以peq \o\al(3,CO)＝10×(105 Pa)3＝1016 Pa3，则 Kp＝peq \o\al(3,CO)＝1016 Pa3；②由图1可知，1320 K时反应Ⅰ的KⅠ＝100＝1，即KⅠ＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pCO,105 Pa))) eq \s\up12(2)＝1，即pCO＝105 Pa；若将容器体积压缩到原来的eq \f(1,2)，由于温度不变，平衡常数不变，重新建立平衡后pCO应不变，即pCO＝105 Pa。 (3)①由图2可知，1400 K时，BaC2的产率为0，即没有BaC2，又实验表明BaCO3已全部消耗，所以此时反应体系中含Ba物种为BaO；②题图2显示，1823 K时BaC2的产率随时间由0开始呈直线增加到接近100%，说明该反应速率为一个定值，即速率保持不变；1400 K时碳酸钡已全部消耗，此时反应体系的含钡物种只有氧化钡，即只有反应Ⅱ：BaO(s)＋3C(s)BaC2(s)＋CO(g)，反应条件为恒温(1823 K)、恒压，且该反应中只有CO为气态，据K＝eq \f(pCO,105 Pa)可知，CO的压强为定值，所以化学反应速率不变。 8．(2023·辽宁卷节选)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。 接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化： SO2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)SO3(g)　ΔH＝－98.9 kJ·mol－1 (1)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是________。 a．温度越高，反应速率越大 b．α＝0.88的曲线代表平衡转化率 c．α越大，反应速率最大值对应温度越低 d．可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度 \up6(\f(1,2))eq \f(αe,（1－αe）p) 解析：(3)设起始时SO2的分压为p1，列三段式 　 SO2(g)　＋　eq \f(1,2)O2(g)SO3(g) 起始 p1 转化 p1αe p1αe 平衡 p1(1－αe) p p1αe Kp＝\up6(\f(1,2))eq \f(p（SO3）,p（SO2）·p（O2）) ＝\up6(\f(1,2))eq \f(p1αe,p1（1－αe）·p) ＝\up6(\f(1,2))eq \f(αe,（1－αe）·p) 。 2．反应2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0可用于处理汽车尾气。下列说法正确的是(　　) A．该反应在任何温度下都能自发进行 B．上述反应的平衡常数K＝eq \f(c2（CO）·c2（NO）,c2（CO2）·c（N2）) C．其他条件相同，增大体系压强，能提高NO的平衡转化率 D．其他条件相同，提高c(CO)，正反应速率加快，逆反应速率减慢 解析：该反应的ΔH<0，ΔS<0，根据反应自发进行的条件(ΔG＝ΔH－TΔS<0)，该反应在低温下可自发进行，A错误；该反应的平衡常数K＝eq \f(c2（CO2）·c（N2）,c2（CO）·c2（NO）)，B错误；提高一氧化碳的浓度，正反应速率加快，逆反应速率在瞬间不变，之后增大，D错误。   解析：根据反应方程式，该时间段内，生成二氧化碳的物质的量为2×0.05 mol＝0.1 mol，v(CO2)＝eq \f(\f(0.1 mol,1 L),10 s)＝0.01 mol/(L·s)，A错误；该反应为气体物质的量减少的放热反应，即ΔS＜0，ΔH<0，根据ΔG＝ΔH－TΔS<0能自发进行，则低温下能自发进行，B错误；假设容器Ⅰ达到平衡，因为容器Ⅱ的温度高于容器Ⅰ，因此升高温度，平衡向逆反应方向进行，氮气物质的量小于0.05 mol，现在是等于0.05 mol，说明容器Ⅰ没有达到平衡，故C错误。  解析：v(N2O5)＝eq \f(（5.00－3.52） mol·L－1,500 s)＝2.96×10－3 mol·L－1·s－1，A正确；1000 s后N2O5的浓度不再发生变化，即达到了化学平衡，列出三段式： 2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g) 起始/(mol·L－1) 5.00 0 0 转化/(mol·L－1) 2.50 5.00 1.25 平衡/ (mol·L－1) 2.50 5.00 1.25 则K1＝eq \f(c4（NO2）·c（O2）,c2（N2O5）)＝eq \f(5.004×1.25,2.502)＝125，α(N2O5)＝eq \f(2.50 mol·L－1,5.00 mol·L－1)×100%＝50%，B正确；1000 s时，T2温度下的N2O5浓度大于T1温度下的N2O5浓度，则改变温度使平衡逆向移动了，逆向是放热反应，则降低温度平衡向放热反应方向移动，即T2＜T1，C错误；对于吸热反应来说，T越高，K越大，若K1＞K3，则T1＞T3，D正确。 6. (2025·长沙市长郡中学高三月考)在523.15 K、7 MPa的条件下，乙烯通过固体酸催化可直接与水反应生成乙醇：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)。该反应的吉布斯自由能(ΔG)与温度(T)的关系如图所示(已知：分压＝总压×物质的量分数)。下列说法正确的是(　　) A．乙烯通过固体酸催化直接与水反应生成乙醇属于取代反应 B．加入更多的固体酸催化剂，有利于提高乙醇的平衡产率 C．由图像可知C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)　ΔH>0 D．当反应达到平衡状态时，体系的总压强为p，其中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均为1 mol，则用分压表示的平衡常数Kp＝eq \f(3,p) 解析：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)是加成反应，故A错误；催化剂不能改变反应的平衡转化率，故B错误；该反应的ΔS<0，根据图示，低温条件下ΔG<0，高温条件下ΔG>0，可知低温条件下反应能自发进行，则ΔH<0，故C错误；平衡时C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均为1 mol，则三者的分压均为eq \f(p,3)，故用分压表示的平衡常数Kp＝eq \f(\f(1,3)p,\f(1,3)p×\f(1,3)p)＝eq \f(3,p)，故D正确。 二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意) 7．一定条件下，HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应如下： Ⅰ.HCOOHCO＋H2O　K1 Ⅱ.HCOOHCO2＋H2　K2 已知H＋仅对反应Ⅰ有催化作用。一定温度下，在密封石英管内完全充满1.0 mol·L－1 HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。下列说法正确的是(　　) A．反应的活化能：Ⅰ>Ⅱ B．反应的平衡常数：K1<K2 C．反应达平衡后，c(CO)＋c(CO2)＝1.0 mol·L－1 D．向体系中加入盐酸，CO新的浓度峰值点对应 CO2的浓度可能是点a  CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) 起始(mol·L－1) 0.1 0.2 0 转化(mol·L－1) 0.05 0.1 0.05 平衡(mol·L－1) 0.05 0.1 0.05 K＝eq \f(0.05,0.05×0.12)＝100，故C正确；pK＝－lg K，则K越大，pK越小，该反应正反应为放热反应，温度越高K越小，则pK越大，故曲线AC表示该反应平衡常数的负对数pK与X的关系，故D错误。  解析：容器Ⅰ中前5 min的平均反应速率v(COCl2)＝eq \f(\f(0.8 mol,0.5 L),5 min)＝0.32 mol·L－1·min－1，依据反应速率之比等于化学计量数之比，v(CO)＝0.32 mol·L－1·min－1，故A错误；依据表中数据可知，Ⅰ和Ⅲ温度相同时，是等效平衡，升温，COCl2的物质的量减小，说明平衡逆向移动，则正向为放热反应，故B正确；依据Ⅰ中数据求算500 ℃时的平衡常数： CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g) 起始浓度(mol·L－1) 2 2 0 转化浓度(mol·L－1) 1.6 1.6 1.6 平衡浓度(mol·L－1) 0.4 0.4 1.6 反应的平衡常数K＝eq \f(1.6,0.4×0.4)＝10，平衡时CO的转化率为eq \f(1.6 mol·L－1,2 mol·L－1)×100%＝80%，依据Ⅱ中数据，结合方程式可知， CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g) 起始浓度(mol·L－1) 2 2a 0 转化浓度(mol·L－1) 1 1 1 平衡浓度(mol·L－1) 1 2a－1 1 则有eq \f(1,1×（2a－1）)＝10，解得a＝0.55，故C正确；反应为气体体积减小的反应，若起始时向容器Ⅰ中加入0.8 mol CO和0.8 mol Cl2，相当于减压，CO平衡转化率降低，小于80%，故D错误。  CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 起始量(mol)) 1 3 0 0 转化量(mol)) a 3a a a 平衡量(mol)) 1－a 3－3a a a 根据x(CH3OH)＝0.10，可得eq \f(a,4－2a)＝0.10，解得a＝eq \f(1,3)，则平衡时H2转化的物质的量为1 mol，H2的平衡转化率为eq \f(1,3)×100%≈33%，D正确。  eq \f(4α4p2,（1－α）2) (2)利用CO2和H2合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)　ΔH。 ①在恒容密闭容器中，起始压强相同，反应温度、投料比eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(n（H2）,n（CO2）)＝x))对CO2平衡转化率的影响如图1所示。则ΔH______0(填“>”或“<”，下同)；a______3；M、N两点的反应速率v逆(M)____v正(N)。  则反应后总的物质的量为(2＋2α) mol，根据阿伏加德罗定律可知，容器内总压强为eq \f(2＋2α,2)×p＝(1＋α)p，该反应的平衡常数Kp＝eq \f(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(（1＋α）p×\f(2α,2＋2α)))\s\up12(2)×\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(（1＋α）p×\f(2α,2＋2α)))\s\up12(2),\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(（1＋α）p×\f(1－α,2＋2α)))×\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(（1＋α）p×\f(1－α,2＋2α))))＝eq \f(4α4p2,（1－α）2)。        eq \f(4,9)peq \o\al(2,2) CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) 起始量/mol 0.2 0.2 0 0 转化量/mol 0.1 0.1 0.2 0.2 平衡量/mol 0.1 0.1 0.2 0.2 则各物质的分压为p(CH4)＝eq \f(p2,6)，p(CO2)＝eq \f(p2,6)，p(CO)＝eq \f(p2,3)，p(H2)＝eq \f(p2,3)，Kp＝eq \f(p2（CO）·p2（H2）,p（CH4）·p（CO2）)＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p2,3)))\s\up12(2)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p2,3)))\s\up12(2),\f(p2,6)·\f(p2,6))＝eq \f(4,9)peq \o\al(2,2)。 eq \f(5,9)  解析：(1)图示温度范围内C(s)已完全反应，则反应Ⅰ已经进行完全，反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应，从开始到T1，温度不断升高，反应Ⅱ和Ⅲ逆向移动，依据反应Ⅱ，H2量减小，摩尔分数减小，所以a曲线代表H2的摩尔分数的变化。 (2)由分析可知压力p下、温度为T0时，H2、CO、CO2的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则H2O(g)的摩尔分数为1－0.5－0.15－0.05＝0.3，则反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数Kp＝eq \f(p（CO2）·p（H2）,p（CO）·p（H2O）)＝eq \f(0.05p×0.5p,0.15p×0.3p)＝eq \f(5,9)。 则n(H2)＝(0.6＋0.2＋x) mol＋(0.2＋x) mol＝2 mol，解得x＝0.5，则n(CaCO3)＝0.5 mol。若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，反应CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s)的Kp＝eq \f(1,p（CO2）)，温度不变，Kp不变，则分压p(CO2)不变。 $$