第二单元 化学反应的方向与限度（13大题型专项训练，江苏专用） 化学苏教版选择性必修1

第二单元　化学反应的方向与限度 题型01 自发反应 题型02 反应焓变与反应方向 题型03 反应熵变与反应方向 题型04 焓变、熵变对反应方向的共同影响 题型05 可逆反应概念的理解 题型06 化学平衡状态 题型07 化学平衡状态的判断 题型08 化学平衡常数及影响因素 题型09 平衡常数之间的关系 题型10 平衡常数和平衡转化率的相关计算 题型11 化学平衡常数的应用 题型12 压强平衡常数 题型13 化学平衡常数与速率常数的关系 题型01 自发反应 1．自发过程 自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。例如：水总是自发地从高处流向低处，而相反的过程却不能自发进行。 2．自发反应 (1)概念：在一定条件下能自动进行的反应，我们称之为自发反应。 (2)特点：具有方向性，即许多化学反应的正反应能自动进行，而其逆反应无法自动进行。 【典例1】下列关于自发过程的叙述中，正确的是(　　) A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B．需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程 C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能 D．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 【变式1-1】下列不属于自发进行的变化是 (　　) A.红墨水加到清水使整杯水变红 B.冰在室温下融化成水 C.NaHCO3转化为Na2CO3 D.铁器在潮湿的空气中生锈 【变式1-2】已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝74.9 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　) A．该反应中熵变、焓变皆大于0 B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此在任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行 D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 题型02 反应焓变与反应方向 1.放热反应：绝大多数都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得越多，反应越完全。 2.吸热反应：有些也能自发进行。 3.结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。 【典例2】以下反应均为正向自发反应，其中不能用焓判据解释的是(　　) A．2Na(s)＋Cl2(g)===2NaCl(s)　ΔH＜0 B．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＜0 C．2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)===2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)　ΔH＞0 D．2Mg(s)＋O2(g)=== 2MgO(s)　ΔH＜0 【变式2-1】下列关于焓变与反应方向的叙述正确的是(　　) A．化学反应的焓变与其反应的方向无关 B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C．反应焓变为正值时不利于反应正向自发进行 D．焓变为负值的反应都能正向自发进行 【变式2-2】下列自发反应可用焓判据来解释的是(　　) A.2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.7 kJ· mol－1 B.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝74.9 kJ· mol－1 C.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572 kJ· mol－1 D.CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝178.2 kJ· mol－1 题型03 反应熵变与反应方向 1.熵 (1)定义：衡量一个体系混乱度的物理量，其符号为S，单位为J·__mol－1·K－1。 (2)特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就越大。 (3)影响因素 ①同一物质：S(高温)>S(低温)；S(g)>S(l)>S(s)。 ②相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值越大。 ③S(混合物)>S(纯净物)。 2.熵变 (1)定义：反应前后体系熵值的变化，记为ΔS。 (2)计算式：ΔS＝S(反应产物)－S(反应物)。 (3)熵增或熵减的判断 ①物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，ΔS>0，是熵增加的过程。 ②气体体积增大的反应，熵变通常都是ΔS>0，是熵增加的反应。 ③气体体积减小的反应，熵变通常都是ΔS<0，是熵减小的反应。 3.熵变与反应方向 (1)熵增加有利于反应的自发进行。 (2)某些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行。 结论：反应的熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。 【典例3】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）下列反应的焓变和熵变与冰融化为水的变化一致的是 A． B． C． D． 【变式3-1】“熵”表示体系的混乱度，它的符号是“S”。下列变化中，ΔS＜0的是(　　) A．3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g) B．2NO2(g)===N2O4(l) C．2IBr(l)===I2(s)＋Br2(g) D．(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g) 【变式3-2】下图甲中的两个集气瓶中分别盛有H2、Cl2，当抽出两集气瓶之间的玻璃片一段时间后，如图乙所示，可以观察到两个集气瓶中的颜色相同。下列判断正确的是(　　) A.甲中两个集气瓶中气体的混乱度比乙中的大 B.两个集气瓶中的气体扩散后变为有序排列 C.反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)可自发进行 D.反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)属于熵增反应 【变式3-3】下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是 A．1molSO3在不同状态时的熵值：S[SO3(s)]>S[SO3(1)]>S[SO3(g)] B．常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0 C．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行 D．2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)ΔH>0能否自发进行与温度无关 题型04 焓变、熵变对反应方向的共同影响 1.化学反应方向的判断 (1)焓变和熵变都与反应自发性有关，又都不能独立地作为反应自发性的判据，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。 (2)可以利用以下公式进行判断，ΔH－TΔS。 ΔH－TΔS<0，反应能自发进行； ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态； ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。 2.温度对化学反应方向的影响 当焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性的作用，温度与反应方向的关系如图所示： 【典例4】（23-24高三下·江苏南京·期中）下列说法正确的是 A．反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0 B．反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C．常温下BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)不能自发进行，说明该反应的ΔH<0 D．常温下2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)能够自发进行，则该反应的ΔH<0 【变式4-1】（24-25高二上·南京五中·期末）反应，下列判断正确的是 A．在常温下能自发进行 B．在高温下能自发进行 C．在任何条件下都能自发进行 D．在任何条件下都不能自发进行 【变式4-2】（25-26高二上·江苏·阶段检测）对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，下列说法正确的是 A．反应的ΔH < 0，ΔS >0 B．使用催化剂能改变反应路径，降低反应的活化能 C．反应的平衡常数可表示为K= D．增大体系的压强能增大活化分子百分数，加快反应的速率 【变式4-3】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）下列说法正确的是 A．液态水凝结成冰的过程，， B．固体溶解于水过程一定是，的变化不确定 C．室温下不能自发进行，说明该反应的 D．  能自发反应，则a只可能等于1 题型05 可逆反应概念的理解 1.定义 在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。 2.表示方法 可逆反应方程式常用“”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应。 3.特点 (1)同一条件下，正反应和逆反应同时发生、同时存在。 (2)反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。 (3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存于同一反应体系。 (4)反应达到限度时，反应仍在进行，没有停止。 【典例5】一定条件下，在一密闭容器中进行反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的情况是(　　) A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1 B．SO2为0.25 mol·L－1 C．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1 D．SO3为0.4 mol·L－1 【变式5-1】下列有关可逆反应的说法不正确的是(　　) A．可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应 B．2HIH2＋I2是可逆反应 C．2H2＋O22H2O与2H2O2H2↑＋O2↑互为可逆反应 D．可逆反应中反应物和生成物同时存在 【变式5-2】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）将气体和。充入密闭容器中，初始浓度均为，反应后生成，平衡时测得，则的分子式可表示为 A． B． C． D．XY 题型06 化学平衡状态 1．化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 2．化学平衡状态的特征 【典例6】一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO进行反应：NO(g)＋CO(g) N2(g)＋CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是(　　) A．d点 B．b点 C．c点 D．a点 【变式6-1】14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有(　　) A．14CO2 B．14CO2、14CO C．14CO2、14CO、14C D．14CO 【变式6-2】在1 273 K、100.0 kPa条件下，乙烷生成乙烯的反应C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)达到平衡后(　　) A．C2H6的浓度保持不变 B．C2H6仍在不断分解，其浓度不断减少 C．C2H6的分解速率大于生成速率 D．C2H4仍在不断生成，其浓度不断增加 【变式6-3】在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是(　　) A．化学方程式：2MN B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡 C．t3时，正反应速率大于逆反应速率 D．t1时，N的浓度是M的浓度的2倍 题型07 化学平衡状态的判断 1．用本质特征判断 判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。 (1)同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。 (2)不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 2．用宏观特征判断 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。 (1)各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。 (2)各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。 (3)反应物的转化率、产物的产率保持不变。 3．用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 (1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 是 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定 混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 是 当m＋n＝p＋q时，一定 不一定 (2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如 关注各物质的状态 是否平衡 密度 C(s)＋CO2(g) 2CO(g)(ρ一定) 是 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)(ρ一定) 不一定 H2(g)＋I2(g) 2HI(g)(ρ一定) 不一定 【典例7】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）对于反应，下列说法正确的是 A．的大小不随时间改变时，该反应达到平衡 B．当的物质的量分数不随时间改变时，该反应达到平衡 C．可作为判断该反应达到平衡的标志 D．每消耗，同时生成，该反应达到平衡 【变式7-1】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）把气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应，在反应趋向平衡状态的过程中，下列说法正确的是 A．的生成速率小于其分解速率 B．的生成速率等于其分解速率 C．的生成速率大于其分解速率 D．无法判断的生成速率与分解速率的相对大小 【变式7-2】（24-25高二上·江苏南京·期中）恒温恒容下可逆反应达到平衡的标志是 A．C的生成速率是A的消耗速率的2倍 B．A、B、C的浓度不再变化 C．混合气体的密度不再变化 D．A、B、C的分子数之比为 【变式7-3】（25-26高二上·江苏扬州·阶段检测）与催化重整制取的反应方程式为，下列关于该反应的说法正确的是 A．，表明反应达平衡状态 B．该反应放热，在任意温度下都能自发进行 C．温度不变时，增大压强，平衡向右移动，平衡常数K不变 D．升温可加快反应速率并提高的平衡产率 题型08 化学平衡常数及影响因素 1.定义式 对于可逆反应：aA＋bBcC＋dD，在一定温度下，反应达到平衡后，将各物质的物质的量浓度代入表示式K＝，得到的结果是一个定值，称为该反应的化学平衡常数。 例如，一定温度下，反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)达平衡时的化学平衡常数K＝。 2.意义 K值越大，反应进行的程度越大，反应物转化率越大。一般地，K＞105时，认为该反应进行得就基本完全了。 3.影响因素 K只受温度影响，与反应物和生成物的浓度无关。 【典例8】（24-25高三上·江苏苏州·开学考试）以作催化剂发生如下反应：  ，下列说法正确的是 A．该反应的 B．该反应的平衡常数 C．催化剂能降低该反应的活化能 D．该反应中每消耗，转移电子数约为 【变式8-1】（25-26高二上·江苏南京·月考）对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)  ΔH<0，下列说法正确的是 A．该反应的ΔS>0 B．该反应的平衡常数可表达为 C．适当升高温度可提高NH3的平衡转化率 D．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 【变式8-2】（24-25高三上·江苏·阶段检测）如图所示是在某溶洞中拍摄的照片。溶洞和石钟乳的形成离不开自然界中可逆反应的助力——碳酸钙和碳酸氢钙之间不断可逆转化。下列关于可逆反应和化学平衡的说法，正确的是 A．催化剂可以改变某确定温度下某反应的平衡常数 B．温度是唯一可以影响平衡常数的环境因素 C．工业合成氨选择较高的温度是为了增大反应的平衡常数 D．溶洞中游客人数过多不会对溶洞和石钟乳产生负面影响 【变式8-3】（24-25高二上·江苏·期中）利用反应制备和，下列说法正确的是 A．该反应 B．该反应的平衡常数可表示为 C．其他条件相同，增大压强，平衡正向移动，化学平衡常数增大 D．其他条件相同，增大水蒸气的投入量，可提高的平衡转化率 题型09 平衡常数之间的关系 (1)化学平衡常数表达式书写注意事项 ①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体、纯液体或水溶液中水的浓度。 ②化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。 如N2＋3H22NH3，K＝a，则有： 2NH3N2＋3H2，K′＝。 N2＋H2NH3，K″＝a。 (2)已知两反应的平衡常数分别为K1、K2 ①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。 ②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 【典例9】反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数为K1,反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常数为K2,则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值)(　　) A.K1=2K2　　　　B.K1=　 C.K1=　　　　D.K1=K2 【变式9-1】某可逆反应aA＋bBcC在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将化学方程式的书写做如下改变，则ΔH和K数值的相应变化为(　　) A.写成2aA＋2bB2cC，ΔH值、K均扩大了1倍 B.写成2aA＋2bB2cC，ΔH值扩大了1倍，K保持不变 C.写成cCaA＋bB，ΔH值、K变为原来的相反数 D.写成cCaA＋bB，ΔH值变为原来的相反数，K变为原来的倒数 【变式9-2】（25-26高二上·江苏扬州·阶段检测）是最重要的钛的卤化物，是生产海绵钛和钛白的重要原料，用制备的方法有直接氯化法①和碳氯化法②，反应如下： ① ② 下列说法正确的是 A．直接氯化法 B．相同温度下的平衡常数 C．对于反应②，温度升高，平衡转化率增大 D．其他条件不变，反应①平衡时，增加的量平衡正向移动 题型10 平衡常数和平衡转化率的相关计算 1.步骤： ①写出有关化学反应的方程式。 ②确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。 ③根据已知条件建立等式关系进行解答。 2.方法： 如mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。 3.计算： 【典例10】（25-26高三上·江苏南京·月考）在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要反应的热化学方程式如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   向恒压、密闭容器中通入1 mol 和4 mol ，平衡时、CO、的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．图中曲线C表示CO的物质的量随温度的变化 B． C．为了提高甲烷的产率，最佳控制温度在200～400℃之间 D．a点所对应温度下反应Ⅱ的平衡常数 【变式10-1】（24-25高二上·江苏·期中）某温度下，容器中发生反应，在内由变成(反应尚未达到平衡)。下列说法正确的是 A．反应速率关系： B．内， C．内，的转化率为 D．内，上述反应转移电子数目为 【变式10-2】（2025·江苏宿迁·模拟预测）二氧化碳合成二甲醚的主要反应有： I. Ⅱ. Ⅲ. 一定温度下，将、和双催化剂(通常由甲醇合成催化剂和甲醇脱水制二甲醚催化剂组成)，加入1L密闭容器中，测得各含碳产物占所有含碳物质的量分数(例：CO的物质的量分数)随时间变化如图所示： 下列说法正确的是 A．30min时，使用活性更高的甲醇合成催化剂，不可能使图中的X点升至Y点 B．40min前， C．40min后，物质的量分数减小，原因是反应I向逆反应方向移动 D．90min时，的转化率约为 【变式10-3】（24-25高二下·江苏无锡·阶段检测）在20L的密闭容器中按物质的量之比为1：2充入和，发生反应  。测得的转化率随温度及压强的变化如图所示，和195℃时随时间的变化如下表所示。下列说法不正确的是 和195℃时 t/min 0 1 3 5 8 5 4 4 A．和195℃时，0~3min，反应速率 B．， C．在和195℃时，该反应的平衡常数为25 D．195℃、时，在B点； 题型11 化学平衡常数的应用 1.判断反应进行的方向 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在任意状态时，生成物与反应物的浓度幂之积的比值称为浓度商，用Q表示，即Q＝，则 2.判断反应的热效应 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 【典例11】（24-25高二上·江苏无锡·阶段检测）某温度下三个容积均为2.0 L恒容密闭容器中发生反应如下反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示。 容器 温度/℃ 起始物质的量浓度/(mol·L-1) NO(g) CO(g) N2 CO2 甲 T1 0.10 0.10 0 0 乙 T2 0 0 0.10 0.20 丙 T2 0.10 0.10 0 0 反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随间变化关系如下图所示。下列说法正确的是 A．该反应的正反应为放热反应，平衡常数K(T1) > K(T2) B．达到平衡时，乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍 C．乙容器中反应达到平衡时，N2的转化率大于40% D．丙容器中反应达到平衡后，再充入0.10 mol NO和0.06 mol CO2，此时v(正)>v(逆) 【变式11-1】1 000 K下，反应C(s)＋2H2(g)CH4(g)的平衡常数K=8.28×107(mol·L-1)-1。当各气体的物质的量浓度分别为H2：0.7 mol·L-1，CH4：0.2 mol·L-1时，上述反应 A．正向进行 B．逆向进行 C．达到平衡 D．无法确定 【变式11-2】（23-24高三上·江苏连云港·阶段检测）将和混合气体充入容积为1..0L的恒容密闭容器中，分别在和温度下发生反应：。反应过程中容器内的物质的量随时间变化关系如图所示，下列说法正确的是    A．的 B．当容器内气体的密度不再改变时反应到达平衡 C．温度时，前的平均反应速率 D．温度时，若起始向容器中通入、、和，反应向正方向进行 【变式11-3】（2025·江苏·模拟预测）二氧化碳加氢制甲烷过程中发生如下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在1.01×105Pa条件下，按n起始(CO2)：n起始(H2)=1：1投料比进行反应，平衡时CO2、CH4和CO占所有含碳物质的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列不正确的是 A．曲线①对应的物质是CO2 B．800℃时，反应Ⅱ的化学平衡常数小于1 C．温度低于300℃，曲线②对应的纵坐标数值可能大于30% D．500℃时，其他条件一定，增大压强，反应Ⅱ平衡向逆反应方向移动 题型12 压强平衡常数 1.含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压代替平衡浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。 2.分压计算公式：某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数（或物质的量分数）。 3.压强平衡常数计算公式。例如，N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），压强平衡常数表达式为Kp＝　　。 4.Kp的计算流程 【典例12】（24-25高二下·江苏淮安·期中）CH3OH可用作大型船舶的绿色燃料。工业上用CO2制备CH3OH的原理如下： 反应I：(主反应) 反应Ⅱ： (副反应) 将和按物质的量之比1∶3通入密闭容器中发生反应I和反应Ⅱ，分别在1MPa、、下，测得在不同温度下的平衡转化率和生成、选择性(选择性为目标产物在含碳产物中的比率)的变化如图。 CO的分压p(CO)=p总·X(CO)，X(CO)是指CO所占容器内气体的物质的量分数。 反应Ⅱ的压强平衡常数 下列说法正确的是 A．代表下随温度变化趋势的是曲线c B．P点对应的反应Ⅱ的压强平衡常数1 C．温度一定，增大压强平衡Ⅱ不移动 D．温度升高到一定程度，a，b，c三线合一原因是以反应Ⅱ为主 【变式12-1】对于气相反应，用某组分B的平衡压强p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数（记作Kp）。已知反应CH4（g）＋2H2O（g）CO2（g）＋4H2（g），在t ℃时的平衡常数Kp＝a，则下列说法正确的是（　　） A.Kp＝ B.升高温度，若Kp增大，则该反应为放热反应 C.该反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp增大 D.t ℃时，反应CH4（g）＋H2O（g）CO2（g）＋2H2（g）的平衡常数Kp＝a 【变式12-2】（2025·江苏南通·一模）一碘甲烷(CH3I)热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料。CH3I热裂解时发生如下反应。 反应Ⅰ：2CH3I(g)C2H4(g)＋2HI(g)；ΔH1>0 反应Ⅱ：3C2H4(g)2C3H6(g)；ΔH2<0 反应Ⅲ：2C2H4(g)C4H8(g)；ΔH3<0 p=0.1MPa，向密闭容器中起始投入1molCH3I(g)，维持压强恒定，平衡时容器内C2H4、C3H6和C4H8所占容器内气体的物质的量分数(X)与温度的关系如图所示。 C2H4的分压p(C2H4)=p总·X(C2H4)，反应Ⅰ的压强平衡常数Kp=。下列说法正确的是 A．图中a对应的物质是C2H4 B．750K时，反应Ⅲ的Kp=1 C．300K时，要提高C3H6的物质的量分数可以使用C3H6选择性高的催化剂 D．1000K时，其他条件不变，若增大容器的压强，C2H4平衡时的物质的量分数一定会减小 题型13 化学平衡常数与速率常数的关系 K与k正、k逆的定量关系 一定温度下的基元反应：aA（g）＋bB（g）gG（g）＋dD（g），反应达到平衡状态时，v正＝k正·ca（A）·cb（B），v逆＝k逆·cg（G）·cd（D），因反应达平衡时v正＝v逆，则k正·ca（A）·cb（B）＝k逆·cg（G）·cd（D），＝＝K。 【典例13】（22-23高二上·江苏扬州·阶段检测）室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z，反应①的速率可表示为v1=k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(M) (k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法正确的是 A．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-8mol•L-1•min-1 B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比逐渐变大 C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Y D．反应①的活化能比反应②的活化能大 【变式13-1】N2O4与NO2之间存在反应N2O4（g）2NO2（g）　ΔH＞0。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v（N2O4）＝k1·p（N2O4），v（NO2）＝k2·p2（NO2），其中k1、k2是与反应温度有关的常数。下列说法正确的是（　　） A.升高温度，k1增大，k2减小 B.该反应正反应的活化能高于逆反应的活化能 C.速率常数k只受温度影响，加入催化剂速率常数k不发生变化 D.一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1＝Kp·k2 【变式13-2】t℃时，在两个起始容积都为1L的恒温密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)   △H<0，实验测得v正=v(H2)消耗=v(I2)消耗=k正c(H2)c(I2)；v逆=v(HI)消耗=k逆c2(HI)。k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是 容器 物质的起始浓度/(mol/L) 物质的平衡浓度/(mol/L) c(H2) c(I2) c(HI) c(I2) Ⅰ(恒容) 0.1 0.1 0 0.07 Ⅱ(恒压) 0 0 0.8 A．平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比大于1：4 B．平衡时，容器Ⅱ中c(I2)>0.28mol/L C．t℃时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K= D．达平衡时，向容器Ⅰ中同时再通入0.1molI2和0.1molHI，则此时v正>v逆 【变式13-3】（24-25高三上·江苏盐城·阶段检测）工业合成氨反应为： 。以铁为催化剂时，该反应的速率方程可表示为，(、分别为正、逆反应的速率常数，大小只与温度有关。压强的单位为MPa)。与的关系如图所示，下列叙述错误的是 A．要提高单位时间内NH3的产率，可研发在低温区的高效催化剂 B．线②代表 C．增大压强，均增大 D．温度为条件下，以物质分压表示的平衡常数 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二单元　化学反应的方向与限度 题型01 自发反应 题型02 反应焓变与反应方向 题型03 反应熵变与反应方向 题型04 焓变、熵变对反应方向的共同影响 题型05 可逆反应概念的理解 题型06 化学平衡状态 题型07 化学平衡状态的判断 题型08 化学平衡常数及影响因素 题型09 平衡常数之间的关系 题型10 平衡常数和平衡转化率的相关计算 题型11 化学平衡常数的应用 题型12 压强平衡常数 题型13 化学平衡常数与速率常数的关系 题型01 自发反应 1．自发过程 自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。例如：水总是自发地从高处流向低处，而相反的过程却不能自发进行。 2．自发反应 (1)概念：在一定条件下能自动进行的反应，我们称之为自发反应。 (2)特点：具有方向性，即许多化学反应的正反应能自动进行，而其逆反应无法自动进行。 【典例1】下列关于自发过程的叙述中，正确的是(　　) A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B．需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程 C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能 D．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 【答案】C 【解析】在一定条件下，不用借助外力即可自发进行的过程为自发过程，所以自发过程也是需要特定的条件，A、B项错误；可逆反应在不同的条件下，可以向不同方向自发进行，C项正确；改变条件，可以使非自发过程转变为自发过程，D项错误。 【变式1-1】下列不属于自发进行的变化是 (　　) A.红墨水加到清水使整杯水变红 B.冰在室温下融化成水 C.NaHCO3转化为Na2CO3 D.铁器在潮湿的空气中生锈 【答案】C 【解析】红墨水浓度大于水，微粒向浓度低的方向分散是自发进行的物理变化，A项错误；冰的熔点为0 ℃，水常温是液体，冰在室温下融化成水，是自发进行的物理变化，B项错误；NaHCO3 转化为 Na2CO3是需要一定条件或试剂实现转化，变化过程不是自发进行的变化，C项正确；铁在潮湿的空气中生锈是因为发生了电化学腐蚀，发生了吸氧腐蚀，是自发进行的变化，D项错误。 【变式1-2】已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝74.9 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　) A．该反应中熵变、焓变皆大于0 B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此在任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行 D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 【答案】A 【解析】根据化学方程式可知该反应中熵变、焓变都大于0，A项正确；该反应是吸热反应，但也是熵增加的反应，所以有可能自发进行，B项错误；碳酸盐分解反应中熵增加，但不是在任何条件下碳酸盐分解都能够自发进行，如CaCO3的分解仅在高温下能自发进行，C项错误；能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应也不一定是吸热反应，D项错误。 题型02 反应焓变与反应方向 1.放热反应：绝大多数都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得越多，反应越完全。 2.吸热反应：有些也能自发进行。 3.结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。 【典例2】以下反应均为正向自发反应，其中不能用焓判据解释的是(　　) A．2Na(s)＋Cl2(g)===2NaCl(s)　ΔH＜0 B．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＜0 C．2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)===2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)　ΔH＞0 D．2Mg(s)＋O2(g)=== 2MgO(s)　ΔH＜0 【答案】C 【解析】C项反应的ΔH＞0，由焓判据可知该反应不能自发进行，而题给条件是能自发进行，所以C项中的反应不能用焓判据解释。 【变式2-1】下列关于焓变与反应方向的叙述正确的是(　　) A．化学反应的焓变与其反应的方向无关 B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C．反应焓变为正值时不利于反应正向自发进行 D．焓变为负值的反应都能正向自发进行 【答案】C 【解析】大多数ΔH＜0的化学反应是正向自发进行的，也有少数ΔH＞0的化学反应可以正向自发进行，正反应吸热，不利于反应的正向进行。 【变式2-2】下列自发反应可用焓判据来解释的是(　　) A.2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.7 kJ· mol－1 B.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝74.9 kJ· mol－1 C.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572 kJ· mol－1 D.CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝178.2 kJ· mol－1 【答案】C 【解析】焓判据是指ΔH<0的反应，一般是自发的。只有C项符合题意。 题型03 反应熵变与反应方向 1.熵 (1)定义：衡量一个体系混乱度的物理量，其符号为S，单位为J·__mol－1·K－1。 (2)特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就越大。 (3)影响因素 ①同一物质：S(高温)>S(低温)；S(g)>S(l)>S(s)。 ②相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值越大。 ③S(混合物)>S(纯净物)。 2.熵变 (1)定义：反应前后体系熵值的变化，记为ΔS。 (2)计算式：ΔS＝S(反应产物)－S(反应物)。 (3)熵增或熵减的判断 ①物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，ΔS>0，是熵增加的过程。 ②气体体积增大的反应，熵变通常都是ΔS>0，是熵增加的反应。 ③气体体积减小的反应，熵变通常都是ΔS<0，是熵减小的反应。 3.熵变与反应方向 (1)熵增加有利于反应的自发进行。 (2)某些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行。 结论：反应的熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。 【典例3】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）下列反应的焓变和熵变与冰融化为水的变化一致的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】冰融化为水时，，。 【解析】A．钠与水反应生成NaOH和H2(g)，是放热反应，该反应，，A不符合题意； B．碳酸氢钠分解生成了气体CO2(g)，是吸热反应，该反应，，B符合题意； C．氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁，是放热反应，该反应，，C不符合题意； D．氮气与氢气化合成氨气，气体分子数减少，该反应，，D不符合题意； 故选B。 【变式3-1】“熵”表示体系的混乱度，它的符号是“S”。下列变化中，ΔS＜0的是(　　) A．3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g) B．2NO2(g)===N2O4(l) C．2IBr(l)===I2(s)＋Br2(g) D．(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g) 【答案】B 【解析】选项B中的反应是由气体转化为液体，混乱度减小，ΔS＜0。 【变式3-2】下图甲中的两个集气瓶中分别盛有H2、Cl2，当抽出两集气瓶之间的玻璃片一段时间后，如图乙所示，可以观察到两个集气瓶中的颜色相同。下列判断正确的是(　　) A.甲中两个集气瓶中气体的混乱度比乙中的大 B.两个集气瓶中的气体扩散后变为有序排列 C.反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)可自发进行 D.反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)属于熵增反应 【答案】C 【解析】气体扩散过程中，混乱度增大，此过程自发地从有序向无序进行，A、B项错误；反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)可自发进行，其反应前后气体的分子数不变，不属于熵增反应，C项正确，D项错误。 【变式3-3】下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是 A．1molSO3在不同状态时的熵值：S[SO3(s)]>S[SO3(1)]>S[SO3(g)] B．常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0 C．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行 D．2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)ΔH>0能否自发进行与温度无关 【答案】B 【解析】A．物质聚集状态不同熵值不同 ， 气体 S> 液体 S> 固体 S，1molSO3在不同状态时的熵值：S[SO3(s)]<S[SO3(1)]<S[SO3(g)]，故A错误； B．反应的自发性由焓变和熵变共同决定，该反应为，常温不能自发，说明高温时，说明则该反应的ΔH>0，故B正确； C．反应的自发性由焓变和熵变共同决定，当时反应能自发进行， 时反应不能自发进行，焓变小于零的反应，，若 ，高温下可以 ，反应不能自发进行，熵变大于零的反应，，若 ，高温下可以 时反应可自发进行，故C错误； D．、 ，由 的反应可自发进行，可知能否自发进行与温度有关，故D错误； 故答案为B。 题型04 焓变、熵变对反应方向的共同影响 1.化学反应方向的判断 (1)焓变和熵变都与反应自发性有关，又都不能独立地作为反应自发性的判据，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。 (2)可以利用以下公式进行判断，ΔH－TΔS。 ΔH－TΔS<0，反应能自发进行； ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态； ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。 2.温度对化学反应方向的影响 当焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性的作用，温度与反应方向的关系如图所示： 【典例4】（23-24高三下·江苏南京·期中）下列说法正确的是 A．反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0 B．反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C．常温下BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)不能自发进行，说明该反应的ΔH<0 D．常温下2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)能够自发进行，则该反应的ΔH<0 【答案】D 【解析】 A．该反应ΔH<0，反应后气体分子数减小，ΔS<0，A项错误； B．该反应ΔS<0，利用可知，当<0时反应能自发进行，该反应为放热反应，B项错误； C．该反应常温下不能自发进行，则>0，由方程式可知ΔS>0，那么ΔH>0，C项错误； D．该反应ΔS<0，利用可知，当<0时反应能自发进行，则ΔH<0，D项正确； 答案选D。 【变式4-1】（24-25高二上·南京五中·期末）反应，下列判断正确的是 A．在常温下能自发进行 B．在高温下能自发进行 C．在任何条件下都能自发进行 D．在任何条件下都不能自发进行 【答案】B 【解析】当时，反应能自发进行，该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，则在高温下反应能自发进行，故选B。 【变式4-2】（25-26高二上·江苏·阶段检测）对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，下列说法正确的是 A．反应的ΔH < 0，ΔS >0 B．使用催化剂能改变反应路径，降低反应的活化能 C．反应的平衡常数可表示为K= D．增大体系的压强能增大活化分子百分数，加快反应的速率 【答案】B 【解析】A．该反应为化合反应，属于放热反应，ΔH<0，气体分子数减少（3mol→2mol），熵减，ΔS<0，故A错误； B．催化剂通过提供新路径降低活化能Ea，故B正确； C．平衡常数：可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积之比，反应的平衡常数可表示为K=，故C错误； D．增大压强提高单位体积内活化分子数，但百分数不变（百分数取决于温度或催化剂等），故D错误； 综上所述，答案为B。 【变式4-3】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）下列说法正确的是 A．液态水凝结成冰的过程，， B．固体溶解于水过程一定是，的变化不确定 C．室温下不能自发进行，说明该反应的 D．  能自发反应，则a只可能等于1 【答案】D 【解析】A．同种物质，液态的能量大于固态，则水凝结成冰的过程是放热过程，即，液态时的熵大于固态时的熵，则水凝结成冰的过程是熵减小的过程，即，故A错误； B．当固体物质在水中溶解时，粒子从有序排列转变为自由运动，这一变化 增加了熵。然而，由于水分子在溶质粒子周围形成了更为有序的排列，这又导致了熵的减小。由于水分子的溶剂化作用非常显著，因此整个溶解过程可能是熵增加的，也可能是熵减小的，故固体溶解于水过程不一定是，如溶于水，由于溶剂水分子被有序地束缚在水合离子周围，导致体系的熵减小，即，固体溶于水可能是放热也可能是吸热，故、的变化均不确定，故B错误； C．的，室温下不能自发进行，说明该反应，则，故C错误； D．，满足了焓判据，题干没有限定是高温自发还是低温自发，则认定该反应能在任何温度下自发进行，则，则a只能等于1，故D正确； 故答案选D。 题型05 可逆反应概念的理解 1.定义 在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。 2.表示方法 可逆反应方程式常用“”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应。 3.特点 (1)同一条件下，正反应和逆反应同时发生、同时存在。 (2)反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。 (3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存于同一反应体系。 (4)反应达到限度时，反应仍在进行，没有停止。 【典例5】一定条件下，在一密闭容器中进行反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的情况是(　　) A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1 B．SO2为0.25 mol·L－1 C．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1 D．SO3为0.4 mol·L－1 【答案】B 【解析】SO2和O2的浓度增大，说明反应从逆反应方向建立平衡，若SO3完全反应，则SO2和O2的浓度变化分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1，因该反应为可逆反应，实际变化应小于该值，所以达到平衡时SO2小于0.4 mol·L－1，O2小于0.2 mol·L－1，故A错误；该项中SO2浓度实际变化为0.05 mol·L－1，小于0.2 mol·L－1，故B正确；反应物、生成物的浓度不可能同时减小，故C错误；SO3的浓度增大，说明该反应从正反应方向建立平衡，若二氧化硫和氧气完全反应，SO3的浓度变化为0.2 mol·L－1，实际变化应小于该值，故D错误。 【变式5-1】下列有关可逆反应的说法不正确的是(　　) A．可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应 B．2HIH2＋I2是可逆反应 C．2H2＋O22H2O与2H2O2H2↑＋O2↑互为可逆反应 D．可逆反应中反应物和生成物同时存在 【答案】C 【解析】C项中两个反应是在不同的条件下进行的，故不能称为可逆反应，C项不正确。 【变式5-2】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）将气体和。充入密闭容器中，初始浓度均为，反应后生成，平衡时测得，则的分子式可表示为 A． B． C． D．XY 【答案】A 【解析】反应初始至平衡时，，，，浓度的变化量之比等于化学计量数之比，，因此该反应的化学方程式为，根据原子守恒，Z的化学式为Y2X3； 故A正确。 题型06 化学平衡状态 1．化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 2．化学平衡状态的特征 【典例6】一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO进行反应：NO(g)＋CO(g) N2(g)＋CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是(　　) A．d点 B．b点 C．c点 D．a点 【答案】A 【解析】由图可知，a、b、c点的正反应速率均大于逆反应速率，都未达到平衡状态；只有d点正、逆反应速率相等，由正、逆反应速率相等的状态为平衡状态可知，图中处于化学平衡状态的点是d点，选项A正确。 【变式6-1】14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有(　　) A．14CO2 B．14CO2、14CO C．14CO2、14CO、14C D．14CO 【答案】C 【解析】当可逆反应达到平衡状态时，反应并没停止，是一种动态平衡，所以在三种物质中都含有14C。 【变式6-2】在1 273 K、100.0 kPa条件下，乙烷生成乙烯的反应C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)达到平衡后(　　) A．C2H6的浓度保持不变 B．C2H6仍在不断分解，其浓度不断减少 C．C2H6的分解速率大于生成速率 D．C2H4仍在不断生成，其浓度不断增加 【答案】A 【解析】达到平衡后，正、逆反应速率相等，各物质的浓度不再变化，但各种物质仍在反应。 【变式6-3】在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是(　　) A．化学方程式：2MN B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡 C．t3时，正反应速率大于逆反应速率 D．t1时，N的浓度是M的浓度的2倍 【答案】D 【解析】由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间内变化的M、N的物质的量之比(与是否达到平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是2NM，A错误；t2时，M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速率，B错误；t3时及t3时之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达平衡状态，此时正、逆反应速率相等，C错误；t1时，N的物质的量为6 mol，M的物质的量为3 mol，在相同体积下，N的浓度为M的浓度的2倍，D正确。 题型07 化学平衡状态的判断 1．用本质特征判断 判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。 (1)同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。 (2)不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 2．用宏观特征判断 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。 (1)各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。 (2)各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。 (3)反应物的转化率、产物的产率保持不变。 3．用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 (1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 是 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定 混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 是 当m＋n＝p＋q时，一定 不一定 (2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如 关注各物质的状态 是否平衡 密度 C(s)＋CO2(g) 2CO(g)(ρ一定) 是 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)(ρ一定) 不一定 H2(g)＋I2(g) 2HI(g)(ρ一定) 不一定 【典例7】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）对于反应，下列说法正确的是 A．的大小不随时间改变时，该反应达到平衡 B．当的物质的量分数不随时间改变时，该反应达到平衡 C．可作为判断该反应达到平衡的标志 D．每消耗，同时生成，该反应达到平衡 【答案】B 【解析】A．是一个不变量，不能用来判断反应是否达到平衡，A项错误； B．当的物质的量分数不随时间改变时，说明各物质浓度不变，达到平衡，B正确； C．才可作为判断该反应达到平衡的标志，C项错误； D．每消耗，同时生成，都描述的是正反应，不能判断该反应是否达到平衡，D项错误； 故选B。 【变式7-1】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）把气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应，在反应趋向平衡状态的过程中，下列说法正确的是 A．的生成速率小于其分解速率 B．的生成速率等于其分解速率 C．的生成速率大于其分解速率 D．无法判断的生成速率与分解速率的相对大小 【答案】A 【解析】把气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应，在反应趋向平衡状态的过程中，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，的生成速率小于其分解速率，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，故选A。 【变式7-2】（24-25高二上·江苏南京·期中）恒温恒容下可逆反应达到平衡的标志是 A．C的生成速率是A的消耗速率的2倍 B．A、B、C的浓度不再变化 C．混合气体的密度不再变化 D．A、B、C的分子数之比为 【答案】B 【解析】A．都为正反应速率，不能说明反应达到平衡，A错误； B．各物质的浓度不变，可以说明反应达到平衡，B正确； C．混合气体总质量不变，容器的体积不变，则密度始终不变，混合气体的密度不再变化，不能说明反应达到平衡，C错误； D．A、B、C的分子数之比为1∶3∶2，不能说明各物质的浓度不再改变，则不能说明反应达到平衡，D错误； 故选B。 【变式7-3】（25-26高二上·江苏扬州·阶段检测）与催化重整制取的反应方程式为，下列关于该反应的说法正确的是 A．，表明反应达平衡状态 B．该反应放热，在任意温度下都能自发进行 C．温度不变时，增大压强，平衡向右移动，平衡常数K不变 D．升温可加快反应速率并提高的平衡产率 【答案】C 【解析】A．达到平衡状态时，用CO2与H2表示正、逆反应速率满足计量系数比，即：4v正(CO2)=v逆(H2)，故A错误； B．该反应为放热反应，同时也是熵减的反应，所以只能在低温下自发进行，故B错误； C．平衡常数只受温度的影响，增大压强，K不变，故C正确； D．该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，CH4的平衡产率降低，故D错误； 故答案为C。 题型08 化学平衡常数及影响因素 1.定义式 对于可逆反应：aA＋bBcC＋dD，在一定温度下，反应达到平衡后，将各物质的物质的量浓度代入表示式K＝，得到的结果是一个定值，称为该反应的化学平衡常数。 例如，一定温度下，反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)达平衡时的化学平衡常数K＝。 2.意义 K值越大，反应进行的程度越大，反应物转化率越大。一般地，K＞105时，认为该反应进行得就基本完全了。 3.影响因素 K只受温度影响，与反应物和生成物的浓度无关。 【典例8】（24-25高三上·江苏苏州·开学考试）以作催化剂发生如下反应：  ，下列说法正确的是 A．该反应的 B．该反应的平衡常数 C．催化剂能降低该反应的活化能 D．该反应中每消耗，转移电子数约为 【答案】C 【解析】A．根据方程式，该反应为气体分子数减少的反应，△S＜0，故A错误； B．该反应的平衡常数表达式为，故B错误； C．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，故C正确； D．根据碳元素的化合价可知，每消耗2molCH3CHO，转移2mol电子，则每消耗，转移电子数约为，故D错误； 故选C。 【变式8-1】（25-26高二上·江苏南京·月考）对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)  ΔH<0，下列说法正确的是 A．该反应的ΔS>0 B．该反应的平衡常数可表达为 C．适当升高温度可提高NH3的平衡转化率 D．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 【答案】A 【解析】A．正反应气体物质的量增多，熵变ΔS>0，故A正确； B．该反应的平衡常数可表达为，故B错误； C．正反应放热，升温平衡逆向移动，NH3转化率降低，故C错误； D．升温时，正、逆反应速率均增大，故D错误； 选A。 【变式8-2】（24-25高三上·江苏·阶段检测）如图所示是在某溶洞中拍摄的照片。溶洞和石钟乳的形成离不开自然界中可逆反应的助力——碳酸钙和碳酸氢钙之间不断可逆转化。下列关于可逆反应和化学平衡的说法，正确的是 A．催化剂可以改变某确定温度下某反应的平衡常数 B．温度是唯一可以影响平衡常数的环境因素 C．工业合成氨选择较高的温度是为了增大反应的平衡常数 D．溶洞中游客人数过多不会对溶洞和石钟乳产生负面影响 【答案】B 【解析】A．平衡常数的外界影响因素只有温度，A错误； B．影响平衡常数的唯一外界因素为温度，B正确； C．合成氨为放热反应，升高温度平衡逆向进行，平衡常数减小，C错误； D．游客过多，二氧化碳会与石钟乳的主要成分碳酸钙反应生成碳酸氢根，造成溶洞的石钟乳溶解，D正确； 故答案为：B。 【变式8-3】（24-25高二上·江苏·期中）利用反应制备和，下列说法正确的是 A．该反应 B．该反应的平衡常数可表示为 C．其他条件相同，增大压强，平衡正向移动，化学平衡常数增大 D．其他条件相同，增大水蒸气的投入量，可提高的平衡转化率 【答案】D 【解析】A．反应中气体分子总数增加，熵变ΔS>0，A错误； B．该反应的平衡常数可表示为，B错误； C．增大压强平衡逆向移动，且平衡常数仅与温度有关、增大压强，平衡常数不变，C错误； D．增大水蒸气的投入量使平衡右移，CH4的转化率提高，D正确； 故答案选：D。 题型09 平衡常数之间的关系 (1)化学平衡常数表达式书写注意事项 ①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体、纯液体或水溶液中水的浓度。 ②化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。 如N2＋3H22NH3，K＝a，则有： 2NH3N2＋3H2，K′＝。 N2＋H2NH3，K″＝a。 (2)已知两反应的平衡常数分别为K1、K2 ①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。 ②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 【典例9】反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数为K1,反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常数为K2,则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值)(　　) A.K1=2K2　　　　B.K1=　 C.K1=　　　　D.K1=K2 【答案】C　 【解析】反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数为K1,则相同温度下,反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常数K2=1/K1,C项正确。 【变式9-1】某可逆反应aA＋bBcC在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将化学方程式的书写做如下改变，则ΔH和K数值的相应变化为(　　) A.写成2aA＋2bB2cC，ΔH值、K均扩大了1倍 B.写成2aA＋2bB2cC，ΔH值扩大了1倍，K保持不变 C.写成cCaA＋bB，ΔH值、K变为原来的相反数 D.写成cCaA＋bB，ΔH值变为原来的相反数，K变为原来的倒数 【答案】D 【解析】化学方程式系数扩大两倍，K变为K2，A错误；化学方程式系数扩大两倍，K变为K2，B错误；化学方程式中反应物和生成物互换，K变为原来的倒数，C错误；化学方程式中反应物和生成物互换，ΔH值变为原来的相反数，K变为原来的倒数，D正确。 【变式9-2】（25-26高二上·江苏扬州·阶段检测）是最重要的钛的卤化物，是生产海绵钛和钛白的重要原料，用制备的方法有直接氯化法①和碳氯化法②，反应如下： ① ② 下列说法正确的是 A．直接氯化法 B．相同温度下的平衡常数 C．对于反应②，温度升高，平衡转化率增大 D．其他条件不变，反应①平衡时，增加的量平衡正向移动 【答案】A 【解析】A．反应①中，固体TiO2和气体Cl2生成气体TiCl4和O2，气体总物质的量不变，该反应的且能自发进行，ΔG<0，则ΔS>0，A正确； B．目标反应由②-①得到，其平衡常数应为，而非，B错误； C．反应②为放热反应，升温使平衡逆向移动，平衡转化率降低，C错误； D．TiO2为固体，增加其量不影响平衡，D错误； 故答案选：A。 题型10 平衡常数和平衡转化率的相关计算 1.步骤： ①写出有关化学反应的方程式。 ②确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。 ③根据已知条件建立等式关系进行解答。 2.方法： 如mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。 3.计算： 【典例10】（25-26高三上·江苏南京·月考）在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要反应的热化学方程式如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   向恒压、密闭容器中通入1 mol 和4 mol ，平衡时、CO、的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．图中曲线C表示CO的物质的量随温度的变化 B． C．为了提高甲烷的产率，最佳控制温度在200～400℃之间 D．a点所对应温度下反应Ⅱ的平衡常数 【答案】B 【分析】由热化学方程式可知，生成甲烷的两个反应（即反应Ⅰ和反应Ⅲ）均为放热反应，升高温度时，这两个反应的平衡左移，甲烷的物质的量减少；而反应Ⅱ吸热，升高温度时该反应平衡右移，即温度升高时，反应Ⅱ平衡右移，反应Ⅲ平衡左移，从而会使得CO的物质的量增加，因此，当反应达到平衡时，表示甲烷的物质的量随温度变化的曲线为A，表示CO的物质的量随温度变化的曲线为C，则曲线B为平衡时的物质的量随温度变化的曲线，据此分析； 【解析】A．由分析可知，CO的物质的量随着温度的升高而增加，因此图中的曲线C表示CO的物质的量随温度的变化，A正确； B．根据质量守恒规则可知，反应体系中C原子的总物质的量为1 mol，即、CO和的总物质的量为1 mol，在曲线B位于b点时，曲线A和C均位于a点，即CO和的物质的量均为0.37 mol，此时的的物质的量为1-0.37-0.37=0.26 mol，即x=0.26，B错误； C．由图可知，当温度在200～400℃之间时，甲烷的物质的量较大，CO和CO2的物质的量较小，因此，为了提高甲烷的产率，反应的最佳温度应当控制在200～400℃之间范围，C正确； D．a点对应的温度是600℃，在该温度下，CO与的物质的量均为0.37 mol，的物质的量为0.26 mol，根据O元素守恒可知，水的物质的量为，再根据H元素守恒可知，的物质的量为，因此，反应Ⅱ的平衡常数，D正确； 答案选B。 【变式10-1】（24-25高二上·江苏·期中）某温度下，容器中发生反应，在内由变成(反应尚未达到平衡)。下列说法正确的是 A．反应速率关系： B．内， C．内，的转化率为 D．内，上述反应转移电子数目为 【答案】C 【解析】A．速率之比等于系数比，反应速率关系应为3v(NO)=2v(H2O)，而选项A中2v(NO)=3v(H2O)与化学计量数比例相反，A错误； B．NH3的速率为=0.04mol/(L·s)，O2的速率应为0.04×=0.05mol/(L·s)，B错误； C．NH3的转化率为×100%=80%，C正确； D．结合方程式可知，每摩尔氨气参加反应转移5mol电子，结合题中信息可知，该反应内生成0.8mol氨气，0.8mol NH3转移4mol电子，对应4×6.02×1023，D错误； 故选C。 【变式10-2】（2025·江苏宿迁·模拟预测）二氧化碳合成二甲醚的主要反应有： I. Ⅱ. Ⅲ. 一定温度下，将、和双催化剂(通常由甲醇合成催化剂和甲醇脱水制二甲醚催化剂组成)，加入1L密闭容器中，测得各含碳产物占所有含碳物质的量分数(例：CO的物质的量分数)随时间变化如图所示： 下列说法正确的是 A．30min时，使用活性更高的甲醇合成催化剂，不可能使图中的X点升至Y点 B．40min前， C．40min后，物质的量分数减小，原因是反应I向逆反应方向移动 D．90min时，的转化率约为 【答案】D 【解析】A．30min时，使用活性更高的甲醇合成催化剂，可加快反应速率，则单位时间内生成甲醇量增加，有可能使图中的X点升至Y点，A错误； B．由图可知，40min时，占所有含碳物质的物质的量分数为0.35，占所有含碳物质的物质的量分数为0.17，则生成的，故40min前，，B错误； C．由图可知，40min后，物质的量分数减小，而的物质的量分数增加，且的物质的量分数增大趋势明显强于反应前40min，说明物质的量分数减小是由于反应Ⅲ的反应速率增快引起的，C错误； D．90min时，、、CO占所有含碳物质的物质的量分数分别为0.3、0.2、0.1，则、、CO的物质的量之比为3:2:1，则①， ②，CO的物质的量分数③，将①、②代入③中可得 ⑤，反应前，容器中加入1mol CO2，根据C原子守恒可知，⑥，将①、②、⑤代入⑥中可得，，则根据⑤可计算出，则的转化率为，D正确； 故选D 【变式10-3】（24-25高二下·江苏无锡·阶段检测）在20L的密闭容器中按物质的量之比为1：2充入和，发生反应  。测得的转化率随温度及压强的变化如图所示，和195℃时随时间的变化如下表所示。下列说法不正确的是 和195℃时 t/min 0 1 3 5 8 5 4 4 A．和195℃时，0~3min，反应速率 B．， C．在和195℃时，该反应的平衡常数为25 D．195℃、时，在B点； 【答案】A 【分析】在20L的密闭容器中按物质的量之比为1:2充入CO和H2，发生反应 △H，在p2和195℃时，H2的转化率为50%，则可建立如下三段式：，据此分析； 【解析】A．p2和195℃时，0~3min，H2的物质的量变化量为4mol，则用CH3OH表示的反应速率，A错误； B．从图中可以看出，升高温度，CO的转化率减小，则平衡逆向移动，所以△H＜0，增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，图中相同温度时CO转化率p2＞p1，则p1＜p2，B正确； C．由分析中所得数据，可求出在p2和195℃时，该反应的平衡常数为=25，C正确； D．195℃、p2时，在B点，CO的转化率大于平衡转化率，则反应继续逆向进行，所以v正<v逆，，D正确； 故选A。 题型11 化学平衡常数的应用 1.判断反应进行的方向 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在任意状态时，生成物与反应物的浓度幂之积的比值称为浓度商，用Q表示，即Q＝，则 2.判断反应的热效应 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 【典例11】（24-25高二上·江苏无锡·阶段检测）某温度下三个容积均为2.0 L恒容密闭容器中发生反应如下反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示。 容器 温度/℃ 起始物质的量浓度/(mol·L-1) NO(g) CO(g) N2 CO2 甲 T1 0.10 0.10 0 0 乙 T2 0 0 0.10 0.20 丙 T2 0.10 0.10 0 0 反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随间变化关系如下图所示。下列说法正确的是 A．该反应的正反应为放热反应，平衡常数K(T1) > K(T2) B．达到平衡时，乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍 C．乙容器中反应达到平衡时，N2的转化率大于40% D．丙容器中反应达到平衡后，再充入0.10 mol NO和0.06 mol CO2，此时v(正)>v(逆) 【答案】D 【解析】A．先拐先平衡说明T1温度高，甲平衡状态二氧化碳物质的量小，说明温度越高平衡逆向进行，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，平衡常数：K(T1) ＜ K(T2)，A错误； B．温度T1大于T2，反应为放热反应，温度降低平衡正向进行，气体物质的量减小，气体压强减小，乙气体物质的量为甲的一倍，相当于增大压强，平衡正向移动，气体物质的量减小，达到平衡时，乙容器中的压强一定小于甲容器的2倍，B错误； C．由图可知，丙中达到平衡状态二氧化碳0.12mol，，乙若达到相同平衡状态，体积增大一倍，浓度变为原来的二分之一，，此时氮气转化率：，但相同体积条件下，相当于体积缩小压强增大平衡正向进行，氮气转化率小于40%，C错误； D．结合表格中丙的相关数据，列“三段式”：，，丙容器中反应达到平衡后，再充入0.10 mol NO和0.06 mol CO2，，平衡正向进行，此时v(正)>v(逆)，D正确； 答案选D。 【变式11-1】1 000 K下，反应C(s)＋2H2(g)CH4(g)的平衡常数K=8.28×107(mol·L-1)-1。当各气体的物质的量浓度分别为H2：0.7 mol·L-1，CH4：0.2 mol·L-1时，上述反应 A．正向进行 B．逆向进行 C．达到平衡 D．无法确定 【答案】A 【解析】对于反应，平衡常数表达式是：，当各气体的物质的量浓度分别为时，此时的浓度商，反应未达到平衡，反应向正反应方向进行。 故选A。 【变式11-2】（23-24高三上·江苏连云港·阶段检测）将和混合气体充入容积为1..0L的恒容密闭容器中，分别在和温度下发生反应：。反应过程中容器内的物质的量随时间变化关系如图所示，下列说法正确的是    A．的 B．当容器内气体的密度不再改变时反应到达平衡 C．温度时，前的平均反应速率 D．温度时，若起始向容器中通入、、和，反应向正方向进行 【答案】D 【解析】A．由图可知，先达到平衡状态，即温度，温度升高，二氧化碳的物质的量减小，说明升高温度，反应逆向进行，该反应是放热反应，，A项错误； B．气体的质量不变，体积不变，容器内气体的密度不再改变时，不能判断反应是否达到平衡，B项错误； C．温度时，前12min的平均反应速率,C项错误； D．列三段式： 温度为时，平衡常数,，则该反应正反应方向进行； 答案选D。 【变式11-3】（2025·江苏·模拟预测）二氧化碳加氢制甲烷过程中发生如下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在1.01×105Pa条件下，按n起始(CO2)：n起始(H2)=1：1投料比进行反应，平衡时CO2、CH4和CO占所有含碳物质的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列不正确的是 A．曲线①对应的物质是CO2 B．800℃时，反应Ⅱ的化学平衡常数小于1 C．温度低于300℃，曲线②对应的纵坐标数值可能大于30% D．500℃时，其他条件一定，增大压强，反应Ⅱ平衡向逆反应方向移动 【答案】C 【分析】反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，反应Ⅱ平衡正向移动，CO的物质的量增大，则曲线③对应的物质是CO，反应I为放热反应，升高温度，反应I平衡逆向移动，CH4的物质的量减小，由图可知，当温度大于750℃时，曲线②对应的物质的物质的量分数为0，由于CO2不可能完全转化为生成物，故曲线①对应的物质是CO2，曲线②对应的物质是CH4，以此解题。 【解析】A．结合分析可知，曲线①对应的物质是CO2，A正确； B．设n起始(CO2)=n起始(H2)=1mol，830℃时，CH4的物质的量分数为0，所以该温度下只发生反应Ⅱ，此时CO2和CO的物质的量分数相等，则n(CO2)=n(CO)=0.5mol，列三段式： 830℃时，反应II的平衡常数，降低温度，反应Ⅱ平衡逆向移动，K值减小，所以830℃时，平衡常数K小于1，B正确； C．曲线②对应的物质是CH4，由图可知，350℃左右才开始生成CO，说明温度低于300℃时，只发生反应I，设n起始(CO2)=n起始(H2)=1mol，当1molH2完全反应，CH4的物质的量分数最大，消耗0.25molCO2，生成0.25molCH4，剩余0.75molCO2，此时CH4的物质的物质的量分数=，所以温度低于300℃也无法超过30%，C错误； D．500℃时，两个反应同时发生，增大压强，反应I平衡正向移动，CO2和H2的浓度减小，导致反应II平衡逆向移动，D正确； 故选C。 题型12 压强平衡常数 1.含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压代替平衡浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。 2.分压计算公式：某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数（或物质的量分数）。 3.压强平衡常数计算公式。例如，N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），压强平衡常数表达式为Kp＝　　。 4.Kp的计算流程 【典例12】（24-25高二下·江苏淮安·期中）CH3OH可用作大型船舶的绿色燃料。工业上用CO2制备CH3OH的原理如下： 反应I：(主反应) 反应Ⅱ： (副反应) 将和按物质的量之比1∶3通入密闭容器中发生反应I和反应Ⅱ，分别在1MPa、、下，测得在不同温度下的平衡转化率和生成、选择性(选择性为目标产物在含碳产物中的比率)的变化如图。 CO的分压p(CO)=p总·X(CO)，X(CO)是指CO所占容器内气体的物质的量分数。 反应Ⅱ的压强平衡常数 下列说法正确的是 A．代表下随温度变化趋势的是曲线c B．P点对应的反应Ⅱ的压强平衡常数1 C．温度一定，增大压强平衡Ⅱ不移动 D．温度升高到一定程度，a，b，c三线合一原因是以反应Ⅱ为主 【答案】D 【解析】A．主反应I是气体分子数减小的反应，其他条件相同时，增大压强，平衡正向移动，转化率增大，即压强越大，在相同温度下的平衡转化率越高，则代表5MPa下随温度变化趋势的是曲线a，A错误； B．由图可知，P点时，转化率为20%，CO和CH3OH的选择性均为50%，设和的投料量分别为1mol和3mol，由C原子守恒得：，，由反应I和反应Ⅱ可知，，由H原子守恒可得，==，=，，则P点对应的反应Ⅱ的压强平衡常数==，B错误； C．反应Ⅱ中反应前后气体分子数不变，但增大压强，反应 I 平衡正向移动，会使浓度增大，导致反应Ⅱ平衡逆向移动，C错误； D．反应1为放热反应，升高温度，减小，反应2为吸热反应，升高温度，增大，温度升高到一定值时，增大，说明以反应2为主，反应2反应前后分子数目保持不变，改变压强不影响，所以a、b、c三线合一，D正确； 故选D。 【变式12-1】对于气相反应，用某组分B的平衡压强p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数（记作Kp）。已知反应CH4（g）＋2H2O（g）CO2（g）＋4H2（g），在t ℃时的平衡常数Kp＝a，则下列说法正确的是（　　） A.Kp＝ B.升高温度，若Kp增大，则该反应为放热反应 C.该反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp增大 D.t ℃时，反应CH4（g）＋H2O（g）CO2（g）＋2H2（g）的平衡常数Kp＝a 【答案】A 【解析】根据化学方程式可知，Kp＝，A正确；升高温度，若Kp增大，正反应为吸热反应，B错误；平衡常数只与温度有关，与其他因素无关，故增大压强时Kp不变，C错误；当化学方程式中的系数变为原来的一半时，平衡常数应为原平衡常数的次方，即Kp＝，D错误。 【变式12-2】（2025·江苏南通·一模）一碘甲烷(CH3I)热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料。CH3I热裂解时发生如下反应。 反应Ⅰ：2CH3I(g)C2H4(g)＋2HI(g)；ΔH1>0 反应Ⅱ：3C2H4(g)2C3H6(g)；ΔH2<0 反应Ⅲ：2C2H4(g)C4H8(g)；ΔH3<0 p=0.1MPa，向密闭容器中起始投入1molCH3I(g)，维持压强恒定，平衡时容器内C2H4、C3H6和C4H8所占容器内气体的物质的量分数(X)与温度的关系如图所示。 C2H4的分压p(C2H4)=p总·X(C2H4)，反应Ⅰ的压强平衡常数Kp=。下列说法正确的是 A．图中a对应的物质是C2H4 B．750K时，反应Ⅲ的Kp=1 C．300K时，要提高C3H6的物质的量分数可以使用C3H6选择性高的催化剂 D．1000K时，其他条件不变，若增大容器的压强，C2H4平衡时的物质的量分数一定会减小 【答案】D 【分析】由热化学方程式可知，反应I为吸热反应，升高温度平衡正向移动，C2H4物质的量分数增大；反应Ⅱ和反应Ⅲ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，C3H6和C4H8的物质的量减小，则曲线a代表温度对平衡体系中C4H8物质的量分数的影响，曲线b代表温度对平衡体系中C2H4物质的量分数的影响，以此解答。 【解析】A．由分析可知，曲线a代表温度对平衡体系中C4H8物质的量分数的影响，A错误； B．由图可知，750K时，C2H4和C4H8的物质的量分数相等，则反应Ⅲ的Kp=，题目中并未提供750K时有关物质的物质的量分数的具体数值，因此无法确定Kp是否等于1，B错误； C．使用对C3H6选择性高的催化剂，不影响平衡移动，因此不能提高C3H6物质的量分数，C错误； D．反应I为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，C2H4物质的量分数减小，反应Ⅱ和反应Ⅲ为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，C2H4物质的量分数减小，因此其他条件不变，若增大容器的压强，C2H4平衡时的物质的量分数一定会减小，故D正确； 故选D。 题型13 化学平衡常数与速率常数的关系 K与k正、k逆的定量关系 一定温度下的基元反应：aA（g）＋bB（g）gG（g）＋dD（g），反应达到平衡状态时，v正＝k正·ca（A）·cb（B），v逆＝k逆·cg（G）·cd（D），因反应达平衡时v正＝v逆，则k正·ca（A）·cb（B）＝k逆·cg（G）·cd（D），＝＝K。 【典例13】（22-23高二上·江苏扬州·阶段检测）室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z，反应①的速率可表示为v1=k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(M) (k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法正确的是 A．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-8mol•L-1•min-1 B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比逐渐变大 C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Y D．反应①的活化能比反应②的活化能大 【答案】D 【解析】A．由图中数据可知，30min时，M、Z的浓度分别为0.300和0.125 ，则M的变化量为0.5 -0.300 =0.200 ，其中转化为Y的变化量为0.200 -0.125 =0.075 。因此，0～30min时间段内，Y的平均反应速率为 ，故A错误； B．由题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为，Y和Z分别为反应①和反应②的产物，且两者与M的化学计量数相同(化学计量数均为1)，因此反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比等于，由于k1、k2为速率常数，故该比值保持不变，故B错误； C．结合A、B的分析可知反应开始后，在相同的时间内体系中Y和Z的浓度之比等于，因此，如果反应能进行到底，反应结束时有的M转化为Y，即37.5%的M转化为Y，故C错误； D．由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，故D正确； 故答案为D。 【变式13-1】N2O4与NO2之间存在反应N2O4（g）2NO2（g）　ΔH＞0。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v（N2O4）＝k1·p（N2O4），v（NO2）＝k2·p2（NO2），其中k1、k2是与反应温度有关的常数。下列说法正确的是（　　） A.升高温度，k1增大，k2减小 B.该反应正反应的活化能高于逆反应的活化能 C.速率常数k只受温度影响，加入催化剂速率常数k不发生变化 D.一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1＝Kp·k2 【答案】B 【解析】速率常数是温度的函数，温度升高，速率常数k1和k2均增大，A错误；由反应N2O4（g）2NO2（g）　ΔH＞0可知，反应吸热，正反应的活化能高于逆反应的活化能，B正确；速率常数与温度、催化剂表面积、溶剂的性质等有关，加入催化剂，速率常数k发生变化，C错误；N2O4与NO2的消耗速率满足2∶1时反应达到平衡，即2v（N2O4）＝2k1·p（N2O4）＝v（NO2）＝k2·p2（NO2），所以2k1＝Kp·k2，D错误。 【变式13-2】t℃时，在两个起始容积都为1L的恒温密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)   △H<0，实验测得v正=v(H2)消耗=v(I2)消耗=k正c(H2)c(I2)；v逆=v(HI)消耗=k逆c2(HI)。k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是 容器 物质的起始浓度/(mol/L) 物质的平衡浓度/(mol/L) c(H2) c(I2) c(HI) c(I2) Ⅰ(恒容) 0.1 0.1 0 0.07 Ⅱ(恒压) 0 0 0.8 A．平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比大于1：4 B．平衡时，容器Ⅱ中c(I2)>0.28mol/L C．t℃时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K= D．达平衡时，向容器Ⅰ中同时再通入0.1molI2和0.1molHI，则此时v正>v逆 【答案】C 【分析】H2(g)+I2(g)2HI(g) △H<0，为反应前后气体分子总数不变的反应，故等温等体积的2个容器内，气体压强之比为物质的量之比，容器II与容器I的平衡为等效平衡； 【解析】A．H2(g)+I2(g)2HI(g)，反应前后气体分子总数不变，容器Ⅰ、Ⅱ等温等体积，则气体压强之比为物质的量之比，从投料看，容器II的量为容器I的4倍，故平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为1:4，A错误； B．结合反应特点和投料看，容器Ⅰ、Ⅱ的平衡为等效平衡，则平衡时容器I中c(I2) =0. 07 mol/L，Ⅱ中c(I2)=0. 28 mol/L，B错误； C．平衡时，v正=v逆，已知v正=v(H2)消耗=v(I2)消耗=k正c(H2) · c(I2)；v逆=v(HI)消耗=k逆c2(HI)，则平衡时，k正c(H2) · c(I2)=k逆c2(HI)，则t℃时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常 数为：，K=，则C正确； D．平衡时，，向容器Ⅰ(1L)中同时再通入0.1molI2和0.1molHI，，此时v正＜v逆，D错误； 答案选C。 【变式13-3】（24-25高三上·江苏盐城·阶段检测）工业合成氨反应为： 。以铁为催化剂时，该反应的速率方程可表示为，(、分别为正、逆反应的速率常数，大小只与温度有关。压强的单位为MPa)。与的关系如图所示，下列叙述错误的是 A．要提高单位时间内NH3的产率，可研发在低温区的高效催化剂 B．线②代表 C．增大压强，均增大 D．温度为条件下，以物质分压表示的平衡常数 【答案】B 【解析】A．合成氨反应的、。 易在低温下自发进行，故要提高单位时间内NH3的产率，可研发在低温区的高效催化剂，故A正确； B．该反应为放热反应，增大，即降低温度，正、逆反应速率减小，、均减小(即、也减小)，平衡正向移动，则>，所以线③代表，线④代表 ，故B错误； C．增大压强，各物质的浓度均增大，、均增大，故C正确； D．温度为(即横坐标为一)条件下，当反应达到平衡状态时，，即，整理可得，，，即，则10(Mpa)-2， 故D正确； 选B。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $