2.3 第3课时 速率常数与压强平衡常数(课件PPT)-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修1（鲁科版）

该高中化学课件聚焦速率常数与压强平衡常数，从化学平衡基本概念切入，通过例题推导平衡时正逆反应速率关系，归纳速率常数与平衡常数的关联，结合“三段式”计算分压，搭建从基础到应用的学习支架。 其亮点在于以科学思维为导向，通过归纳拓展构建速率常数与平衡常数的逻辑模型，结合三氯氢硅分解等实际反应案例培养证据推理能力。采用例题解析与思维建模，助力学生深化概念理解和计算技能，教师可借助系统训练提升教学效率。

第三课时　速率常数与压强 平衡常数 命题热点(一)——速率常数及其应用 命题热点(二)——压强平衡常数 课时跟踪检测 目录 命题热点(一)——速率常数及其应用 [例1]　某科学家研究了下列反应:2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)，在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如表: 　上述反应中，正反应速率为v正=k正x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2)， 其中k正、k逆为速率常数，则k逆为____(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1，在t=40 min时，v正=__________min-1。  t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 　 1.95×10-3 [解析]　平衡时，v正=v逆，即k正x2(HI)=k逆x(H2)·x(I2)，则===K，k逆=；v正=k正x2(HI)=0.002 7 min-1 ×0.852≈1.95×10-3 min-1。 |归纳拓展|正、逆反应速率与化学平衡常数间的关系 [以反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)为例] 已知v(正)=k正·c2(SO2)·c(O2) v(逆)=k逆·c2(SO3)，其中k正、k逆为正、逆反应速率常数。反应达到平衡时，v(正)=v(逆)，即:k正·(SO2)·c平(O2)=k逆·(SO3) ==K √ 1.已知:NO(g)+O3(g)⇌NO2(g)+O2(g)　ΔH。实验测得速率方程为v正= k正c(NO)·c(O3)，v逆=k逆c(NO2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关)。向2 L恒容密闭容器中充入0.4 mol NO(g)和0.6 mol O3(g)发生上述反应，测得NO的体积分数x(NO)与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.此反应ΔH>0 B.正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)>Ea(逆) C.T1温度下的>T2温度下的 D.化学反应速率:c点的v正>b点的v逆>a点的v正 题点多维训练 解析:T1>T2，T1时x(NO)大，则升高温度，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，ΔH<0，故A错误；由于该反应的逆反应为吸热反应，则ΔH<0，故正、逆反应活化能:Ea(正)<Ea(逆)，故B错误；当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，k正c平(NO)·c平(O3)=k逆c平(NO2)·c平(O2)，==K，由于T1>T2，升高温度，平衡逆向移动，K值减小，则T1温度下的<T2温度下的，故C错误；T1>T2，c点未达平衡状态，b点达平衡状态，正逆反应速率相等且x(NO):b点<c点，b点温度和反应物浓度均大于a点，反应速率大于a点，故化学反应速率:c点的v正>b点的v逆>a点的v正，故D正确。 2.三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。 对于反应2SiHCl3(g)==SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　ΔH=48 kJ·mol-1， 采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3 的转化率随时间变化的结果如图所示。 (1)343 K时反应的平衡转化率α=____%。平衡常数K343 K=_____(保留2位小数)。  解析:温度越高，反应越先达到平衡，根据图示，左侧曲线对应的温度为343 K，343 K时反应的平衡转化率为22%。设开始时加入SiHCl3的浓度为a mol·L-1，根据化学方程式和SiHCl3的平衡转化率知，达平衡时，SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的浓度分别为0.78a mol·L-1、0.11a mol·L-1、0.11a mol·L-1，化学平衡常数K==0.02。 22 0.02 2.三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。 对于反应2SiHCl3(g)==SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　ΔH=48 kJ·mol-1， 采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3 的转化率随时间变化的结果如图所示。 (2)比较a、b处反应速率大小:va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正x2(SiHCl3)-k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的=____(保留1位小数)。  大于 1.3 解析:温度越高，反应速率越大，a点所在曲线对应的温度高于b点所在曲线对应的温度，所以a点反应速率大于b点反应速率。a点所在曲线达到平衡时，v正=v逆，即k正(SiHCl3)=k逆x平(SiH2Cl2)x平(SiCl4)，从题图上可知a点所在曲线平衡时SiHCl3的转化率为22%，设投入SiHCl3 y mol，则根据三段式法得: 代入k正(SiHCl3)=k逆x平(SiH2Cl2)x平(SiCl4)得，k正0.782=k逆0.112，=　① 在a处SiHCl3的转化率为20%，根据三段式法得: 则==×，将①代入计算得出≈1.3。 命题热点(二)——压强平衡常数 1.压强平衡常数 对于有气体参加的可逆反应体系:aA(g)+bB(g)⇌cC(g)达到化学平衡时，各气体的分压表示为p(A)、p(B)、p(C)。用某种气体(如A)的平衡分压[p(A)]代替物质的量浓度[c(A)]来表示平衡常数，即Kp=，Kp称作该可逆反应的压强平衡常数。 2.气体分压的计算方法 (1)由A(g)、B(g)、C(g)组成的混合气体，根据阿伏加德罗定律，T、n总和V都确定时，p总也是确定的。 (2)若A(g)、B(g)、C(g)的物质的量分数分别用x、y、z表示，则各气体的分压=物质的量分数×p总，即A、B、C的分压分别为p(A)=p总·x；p(B)=p总·y；p(C)=p总·z。 　[例2]　已知:C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g)。容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α。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)。  ×p [解析]　设起始时C2H6和H2的物质的量均为1 mol，列出三段式: 平衡时C2H6、C2H4和H2对应的分压分别为p、p和p，则该反应的平衡常数Kp==×p。 |思维建模|压强平衡常数的计算流程 1.在一刚性密闭容器中，CH4和CO2的起始分压分别为20 kPa、25 kPa，加入Ni/α⁃Al2O3催化剂并保持温度恒为1 123 K，使其发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。 (1)研究表明CO的生成速率v(CO)=[1.3×10-2·p(CH4)·p(CO2)] (p/kPa，v/mol·L-1·s-1)，某时刻测得CO的分压p(CO)=20 kPa，则p(CO2)=________kPa，v(CO)=______ mol·L-1·s-1。  解析: CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) 起始分压/kPa　20　　 25　　　0　　　0 反应分压/kPa 10 10 20 20 某时刻分压/kPa10 15 20 20 v(CO)=[1.3×10-2·p(CH4)·p(CO2)]=1.3×10-2×10×15 mol·L-1·s-1=1.95 mol·L-1·s-1。 15 1.95 题点多维训练 1.在一刚性密闭容器中，CH4和CO2的起始分压分别为20 kPa、25 kPa，加入Ni/α⁃Al2O3催化剂并保持温度恒为1 123 K，使其发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。 (2)达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍，则该反应的平衡常数Kp= ___________(kPa)2(用各物质的分压代替物质的量浓度计算，列出计算式即可)。  解析:达到平衡后体系压强是起始时的1.8倍，同理根据三段式，计算出 p平(CH4)=2 kPa、p平(CO2)=7 kPa、p平(CO)=p平(H2)=36 kPa，代入Kp表达式可得到Kp=(kPa)2。 2.环戊二烯是生产精细化工产品的重要中间体， 其制备反应为 该反应在刚性容器中进行。实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的沸点。某温度下，通入总压为100 kPa的双环戊二烯和水蒸气，达到平衡后总压为160 kPa，双环戊二烯的转化率为80%，则p(H2O)=_____kPa，平衡常数Kp= _____kPa(Kp为用分压表示的平衡常数)。  解析:某温度下，通入总压为100 kPa的双环戊二烯和水蒸气，达到平衡后总压为160 kPa，则增压60 kPa，双环戊二烯的转化率为80%，则反应前双环戊二烯的分压为=75 kPa，则p(H2O)=100 kPa-75 kPa=25 kPa，平衡时双环戊二烯、环戊二烯的平衡分压分别为15 kPa、120 kPa，平衡常数Kp==960 kPa。 25 960 3.(2024·新课标卷·节选)Ni(CO)4(四羰合镍，沸点43 ℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题: 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 低温、高压 　 9×103 解析:由图可知，其他条件相同时，随着温度升高，平衡时Ni(CO)4的体积分数减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应为放热反应，ΔH<0；该反应为气体分子数减小的放热反应，降低温度、增大压强，平衡均正向移动，均有利于Ni(CO)4的生成；增大压强，平衡正向移动，Ni(CO)4的体积分数增大，则p3对应压强为1.0 MPa，由图可知，p3、100 ℃时，Ni(CO)4的体积分数为0.9，设起始时CO的物质的量为4 mol，达到平衡时转化的CO为4x mol，列三段式: Ni(s)+4CO(g)==Ni(CO)4(g) 起始量/mol　 　　　4　　　　　0 转化量/mol　 　　　4x x 平衡量/mol　 　　　4-4x x 则=0.9，解得x=，所以CO的平衡转化率为=；达到平衡时Ni(CO)4的体积分数为0.9，分压为0.9 MPa，CO的体积分数为0.1，分压为0.1 MPa，则平衡常数Kp==9×103(MPa)-3。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 √ 一、选择题 1.250 ℃时，将一定量的碳酸氢钠固体置于真空容器中分解，达平衡时，测得体系内总压强为p。则下列叙述正确的是(　　) A.当体系内二氧化碳的物质的量分数不变时，反应达到平衡状态 B.平衡后，继续添加碳酸氢钠，平衡右移，K增大 C.向平衡体系中加入等量的CO2(g)、H2O(g)，平衡左移，K不变 D.250 ℃时，该反应的化学平衡常数Kp为p2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 解析:该反应属于固体分解反应，混合气体中CO2的体积分数恒为50%，故混合气体中CO2的体积分数不变，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；碳酸氢钠是固体，且根据化学平衡常数K=c(CO2)·c(H2O)，温度不变平衡常数不变，故B错误；向平衡体系中加入等量的CO2(g)、H2O(g)，生成物浓度增大平衡左移，但温度不变K不变，故C正确；反应达平衡时体系的总压强为p，则p(CO2)=p(H2O)=，故该温度下化学平衡常数为，故D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 2.(2025·武汉期中)化学工作者对NO与H2的反应进行研究，提出下列3步机理(k为速率常数) 第一步:2NO⇌N2O2　快速平衡[其速率方程为v正=k正c2(NO)；v逆=k逆c(N2O2)] 第二步:N2O2+H2⇌N2O+H2O　慢反应 第三步:N2O+H2⇌N2+H2O　快反应 其中可看似认为第二步反应不能影响第一步平衡，下列说法错误的是(　　) A.总反应为2NO+2H2⇌N2+2H2O B.总反应快慢主要由第二步反应决定 C.平衡时，2c(NO)=c(N2O2) D.第一步反应的平衡常数K= √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:将第一、二、三步加起来可得总反应为2NO+2H2⇌N2+2H2O，故A正确；第二步N2O2+H2⇌N2O+H2O为慢反应，总反应快慢主要由第二步反应决定，故B正确；速率之比等于化学计量数之比，达平衡时，c正(NO)=2c逆(N2O2)，故C错误；第一步反应，平衡时:v正=k正·c2(NO)=v逆=k逆·c(N2O2)，反应的平衡常数K==，故D正确。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 √ 3.(2025·福州期末)已知总反应:2NO(g)+Br2(g)⇌2NOBr(g)　ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)的速率方程为{v=k·c2(NO)·c(Br2)，k为速率常数}，该反应机理可分为两步: ①NO(g)+Br2(g)⇌NOBr2(g)　快 ②NOBr2(g)+NO(g)⇌2NOBr(g)　慢[速率方程v=k1·c(NO)·c(NOBr2)，k1为速率常数，该反应速率近似认为是总反应的速率]。下列叙述正确的是(　　) A.k= B.当v(Br2)正=2v(NOBr)逆时，总反应达到平衡 C.总反应中生成物的总键能比反应物的总键能大a kJ·mol-1 D.恒容时，增大Br2(g)的浓度能增加单位体积内活化分子的百分数，加快反应速率 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:反应2NO(g)+Br2(g)==2NOBr(g)可由反应①+②得到，由于①反应快，反应速率由②决定，由K=可得c平(NOBr2)=K×c平(NO)·c平(Br2)，将其代入v=k1·c(NO)·c(NOBr2)，得出v=k1K(NO)·c平(Br2)，即可得出k=k1·K，A错误；反应平衡时正逆反应速率相等，则2v(Br2)正=v(NOBr)逆，B错误；正反应放热，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量，则生成物的总键能比反应物的总键能大a kJ·mol-1，C正确；增大浓度，单位体积活化分子数增大，但其百分数不变，D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 √ 4.为减少对环境造成的影响，发电厂试图将废气中的CO进行合理利用，以获得重要工业产品。研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下: ①Cl2(g)⇌2Cl·(g)快； ②CO(g)+Cl·(g)⇌COCl·(g)快； ③COCl·(g)+Cl2(g)⇌COCl2(g)+Cl·(g)慢。 反应②的速率方程v正=k正c(CO)×c(Cl·)，v逆=k逆c(COCl·)、k正、k逆是速率常数。下列说法错误的是(　　) A.反应②的平衡常数K= B.反应①和②的活化能均大于反应③的活化能 C.要提高合成COCl2的速率，关键是提高反应③的速率 D.使用合适的催化剂不能增大平衡时COCl2(g)的体积分数 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:反应②存在v正=k正c(CO)×c(Cl·)，v逆=k逆c(COCl·)，平衡时正逆反应速率相等，则K=，A正确；活化能越小，反应速率越快，则反应①和②的活化能小于反应③的活化能，B错误；慢反应决定整个反应速率，要提高合成COCl2的速率，关键是提高反应③的速率，C正确；催化剂不影响平衡移动，则选择合适的催化剂能加快该反应的速率，而平衡不移动则COCl2的体积分数不变，D正确。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 5.(2024·山东卷改编)逆水气变换反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)　ΔH>0。一定压力下，按CO2、H2物质的量之比n(CO2)∶n(H2)=1∶1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。下列说法正确的是 (　　) A.k1<k2 B.T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值:< C.温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变 D.T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:由图可知，T1比T2反应速率快，则T1>T2；T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时；由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1，则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。根据分析，T1比T2反应速率快，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1>k2，A项错误。已知反应的速率方程v=kc0.5(H2)c(CO2)，则=，T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时，则<，B项正确。温度不变，仅改变体系初始压力，虽然平衡不移动，但反应物的浓度改变，反应速率改变，反应达到平衡的时间改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化，C项错误。T2温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能相等，故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同，D项错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 6.T ℃时，将0.10 mol N2O4气体充入1 L刚性密闭容器中发生反应N2O4(g)⇌2NO2(g)，NO2(g)、N2O4(g)的浓度随时间的变化关系如图，已知两物质的消耗速率与各自的分压有如下关系:v(N2O4)=k1·p(N2O4)，v(NO2)=k2·p2(NO2)，k1、k2为速率常数。已知Kp=，p表示对应物质的分压，下列说法正确的是(　　) A.若v(N2O4)∶v(NO2)=1∶2时，说明该反应达到平衡状态 B.a点:反应物和生成物浓度相等，所以v正=v逆 C.该温度下反应的平衡常数Kp与k1、k2间的关系为Kp·k2=k1 D.若反应开始时总压为p，则反应2NO2(g)⇌N2O4(g)的压强平衡常数为 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:没有说明正逆反应方向，故不能说明反应达到平衡状态，故A错误；a点表示反应物和生成物浓度相等，但此时反应没有达到平衡，故v正≠v逆，故B错误；v(N2O4)=k1·p(N2O4)，v(NO2)=k2·p2(NO2)，当消耗速率v(NO2)=2v(N2O4)，反应达到平衡，即k2·p2(NO2)=2k1·p(N2O4)，有==Kp，即Kp·k2=2k1，故C错误；容器体积为1 L，由图像可知，平衡时n(N2O4)=0.04 mol，n(NO2)=0.12 mol，容器恒容，物质的量之比等于压强之比，平衡时压强为1.6p，Kp===，D正确。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 3 二、非选择题 7.(4分)设为相对压力平衡常数，其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100 kPa)。在某温度下，原料组成n(CO)∶n(NO)=1∶1，发生反应:2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)，初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行上述反应，体系达到平衡时N2的分压为20 kPa，则该反应的相对压力平衡常数=______。  320 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 3 解析:恒容容器中压强之比等于气体的物质的量之比，所以可用压强代替物质的量来进行三段式的计算，根据题意有: 2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) 起始/kPa　50　　　50　　 0　　　0 转化/kPa　40　　　40　　20　　　40 平衡/kPa　10　　　10　　20　　　40 所以==320。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 8.(8分)工业合成氨原理为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，在T1℃时，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生上述反应，测得N2的体积分数φ(N2)随时间(t)的变化如下表: 请回答下列问题: (1)N2的平衡转化率为________(保留三位有效数字)。  t/min 0 10 20 30 40 50 φ(N2) 0.250 0.225 0.210 0.203 0.200 0.200 33.3% 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:由表格数据可知，40 min时反应达到平衡，φ(N2)=0.200，列出三段式: 则φ(N2)==0.200，求得x=，所以N2的平衡转化率为×100%≈33.3%。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 8.(8分)工业合成氨原理为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，在T1℃时，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生上述反应，测得N2的体积分数φ(N2)随时间(t)的变化如下表: (2)若反应开始时，容器内的压强为0.6 MPa，则第40 min末时容器内的压强 为_____MPa；该反应在T1 ℃时的压强平衡常数Kp=　　　 (MPa)-2(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。  t/min 0 10 20 30 40 50 φ(N2) 0.250 0.225 0.210 0.203 0.200 0.200 0.5 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:由(1)分析知，平衡时混合气体总物质的量为mol= mol，在恒温恒容条件下，气体的压强之比等于物质的量之比，则=，p=0.50 MPa，即第40 min末时容器内的压强为0.50 MPa；该反应在T1 ℃时的压强平衡常数 Kp===。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 9.(8分)(1)已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，且该反应的v正=k正·c(N2)·c3(H2)，v逆 =k逆·c2(NH3)，则反应N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)的平衡常数K=___________ (用k正和 k逆表示)。  解析:已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，且该反应的v正=k正·c(N2)·c3(H2)，v逆= k逆·c2(NH3)，则反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的化学平衡常数K1==，则反应N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)的平衡常数K==。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (2)500 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2，模拟合成氨的反应，容器内的压强随时间的变化如下表所示: ①达到平衡时N2的转化率为______。  ②用压强表示该反应的平衡常数Kp=_________(Kp等于平衡时生成物分压幂的乘积与反应物分压幂的乘积的比值，某物质的分压等于总压×该物质的物质的量分数)。  时间/min 0 10 20 30 40 +∞ 压强/MPa 20 17 15 13.2 11 11 90% 48 MPa-2 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:设平衡时转化氮气的物质的量为x，列三段式: 恒温恒容下，气体的压强之比等于物质的量之比，则=，解得x=0.9，①达到平衡时N2的转化率为×100%=90%； 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 ②平衡时氮气为0.1 mol，氢气为0.3 mol，氨气为1.8 mol，分压p=p总×，p总=11 MPa，n(总)=2.2 mol；p(NH3)= 11 MPa ×=9 MPa；p(N2)= 11 MPa ×=0.5 MPa；p(H2)=11 MPa ×=1.5 MPa；代入该反应的平衡常数Kp==48 MPa-2。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 10.(12分)(2025·德州期末)随着氮氧化物对环境及人类活动影响的日趋严重，如何消除大气污染物中的氮氧化物成为人们关注的主要问题之一，利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下:4NH3(g)+6NO(g)⇌ 5N2(g)+6H2O(l)　ΔH<0。 (1)一定温度下，在恒容密闭容器中按照n(NH3)∶n(NO)=2∶3充入反应物，发生上述反应。下列不能判断该反应达到平衡状态的是______ (填字母)。  A.c(NH3)∶c(NO)=2∶3 B.n(NH3)∶n(N2)不变 C.容器内压强不变 D.容器内混合气体的密度不变 E.1 mol N—H键断裂的同时，生成1 mol O—H键 AE 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:因为NH3与NO的起始投入量之比为2∶3，变化量之比为2∶3，所以在反应进行的任意阶段，都存在c(NH3)∶c(NO)=2∶3，反应不一定达平衡状态，A符合题意；随着反应的进行，n(NH3)不断减小，n(N2)不断增大，当n(NH3)∶n(N2)不变时，反应达平衡状态，B不符合题意；反应前后气体的分子数不等，随着反应的进行，容器内的压强不断发生改变，当容器内压强不变时，反应达平衡状态，C不符合题意；反应生成物H2O呈液态，随着反应的进行，气体的密度在不断改变，当容器内混合气体的密度不变时，反应达平衡状态，D不符合题意；1 mol N—H键断裂的同时，生成1 mol O—H键，虽然数值之比等于化学计量数之比，但反应进行的方向相同，不能确定反应达平衡状态，E符合题意。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 10.(12分)(2025·德州期末)随着氮氧化物对环境及人类活动影响的日趋严重，如何消除大气污染物中的氮氧化物成为人们关注的主要问题之一，利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下:4NH3(g)+6NO(g)⇌ 5N2(g)+6H2O(l)　ΔH<0。 (2)已知该反应速率v正=k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆=k逆·cx(N2)·cy(H2O)(k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K=，则x=___，y=____。  5 0 解析:已知该反应速率v正=k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆=k逆·cx(N2)·cy(H2O)(k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K==，与反应方程式得出的平衡常数K=进行对照，可确定x=5，y=0。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 11.(4分)接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g)⇌ SO3(g)　ΔH=-98 kJ·mol-1，将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的混合气体通入反应器，在温度t，压强p条件下进行反应。平衡时若 SO2转化率为α，则SO3的压强为_________，平衡常数Kp=____________________ (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。  ·p　 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:设通入的SO2、O2和N2共100 mol，利用三段式法进行计算: 平衡时气体的总物质的量为(3m+q-mα)mol，则p平(SO2)= p， p平(O2)= p，p平(SO3)= p，因3m+q=100，Kp=， 代入计算得Kp=。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12.(8分)银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。 (1)一定条件下，在银催化剂表面存在反应:2Ag2O(s)⇌4Ag(s)+O2(g)，该反应平衡时体系的压强(pc)与温度(T)的关系如表: 已知:在平衡体系中，用气体物质的分压替换浓度计算得到的平衡常数称为压强平衡常数，用Kp表示。气体物质X的分压p(X)=×p总。401 K时，该反应的压强平衡常数Kp=____kPa。  T/K 401 443 463 pc/kPa 10 51 100 解析:401 K时，该反应的压强平衡常数Kp=p(O2)=10 kPa； 10 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12.(8分)银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。 (2)某温度下，向恒容容器中加入Ag2O，分解过程中反应速率v(O2)与压强p的关系为v(O2)=k，k为速率常数(一定温度下，k为常数)。当固体质量减少4%时，逆反应速率最大。当转化率为14.5%时，v(O2)=_______(用k表示)。  0.75k 解析:设起始时恒容容器中加入Ag2O的质量为m g，当固体质量减少4%时，逆反应速率最大，即达到平衡状态，生成n(O2)== mol，反应2Ag2O(s)⇌4Ag(s)+O2(g)，若转化率为14.5%时生成n(O2)=× mol，即 ==，则v(O2)=k=k=0.75k。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 13.(10分)(2025·宁波高二期末)将二氧化碳转化为绿色液体燃料甲醇是实现碳中和的一个重要途径。甲醇的制备原理为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49 kJ·mol-1。 已知反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)的v正= k正·p(CO2)·p3(H2)，v逆=k逆·p(CH3OH)·p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=总压×物质的量分数)。在540 K下，按初始投料比n(CO2)∶n(H2)=3∶1、n(CO2)∶n(H2)=1∶1、 n(CO2)∶n(H2)=1∶3，得到不同压强条件下H2 的平衡转化率关系图: (1)a、b、c各曲线所表示的投料比由大到小的顺序为_______(用字母表示)。  a>b>c 解析:相同温度、压强下，二氧化碳与氢气的物质的量比越小，氢气转化率越小，a、b、c各曲线所表示的投料比由大到小的顺序为a>b>c。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 13.(10分)(2025·宁波高二期末)将二氧化碳转化为绿色液体燃料甲醇是实现碳中和的一个重要途径。甲醇的制备原理为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49 kJ·mol-1。 已知反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)的v正= k正·p(CO2)·p3(H2)，v逆=k逆·p(CH3OH)·p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=总压×物质的量分数)。在540 K下，按初始投料比n(CO2)∶n(H2)=3∶1、n(CO2)∶n(H2)=1∶1、 n(CO2)∶n(H2)=1∶3，得到不同压强条件下H2 的平衡转化率关系图: (2)N点在b曲线上，540 K时的压强平衡常数Kp=_____(MPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算)。  0.5 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:N点在b曲线上，二氧化碳与氢气的物质的量比为1∶1， 540 K时的压强平衡常数Kp==0.5(MPa)-2。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 13.(10分)(2025·宁波高二期末)将二氧化碳转化为绿色液体燃料甲醇是实现碳中和的一个重要途径。甲醇的制备原理为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49 kJ·mol-1。 已知反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)的v正= k正·p(CO2)·p3(H2)，v逆=k逆·p(CH3OH)·p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=总压×物质的量分数)。在540 K下，按初始投料比n(CO2)∶n(H2)=3∶1、n(CO2)∶n(H2)=1∶1、 n(CO2)∶n(H2)=1∶3，得到不同压强条件下H2 的平衡转化率关系图: (3)540 K条件下，测得某时刻p(CO2)=0.2 MPa、p(H2)=0.4 MPa、p(CH3OH)=p(H2O)=0.1 MPa，此时=______(保留两位小数)。  0.64 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:540 K条件下，=Kp=0.5，某容器测得某时刻p(CO2)=0.2 MPa，p(H2)=0.4 MPa，p(CH3OH)=p(H2O)=0.1 MPa， ==0.5×=0.64。 $$