第06讲 化学反应的限度（暑假预习讲义）新高二化学鲁科版

第06讲 化学反应的限度 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1. 掌握可逆反应特点，会判断化学平衡状态。 2.理解平衡常数K，会写表达式、明确其意义。 3.掌握平衡转化率的计算方法。 4.结合勒・夏特列原理，分析浓度、温度、压强对平衡的影响。 预习重点 1.可逆反应与化学平衡状态判断。 2.平衡常数的书写、含义及影响因素。 3.三段式计算平衡常数与转化率。 4.外界条件对化学平衡的移动规律。 预习难点 1.平衡常数表达式书写，区分浓度商Q与K。 2.不同条件下转化率的变化分析与计算。 3.灵活运用勒・夏特列原理判断平衡移动方向 情｜境｜启｜思 观我们来看这张 “化学反应限度” 的图，它刚好能帮我们一步步解开 “反应为什么有尽头” 的疑问：先看左上角的可逆反应示意图：正、逆反应同时在进行，这是不是意味着反应物永远不可能 100% 变成生成物？再看右上角的化学平衡状态：正逆反应速率相等，体系里的分子还在不停碰撞反应，但宏观上却 “静止” 了，这背后藏着什么秘密？左下角的平衡常数与转化率图像：曲线趋于平缓，是不是说明反应到了一定程度，再怎么延长时间，反应物的转化率也很难再提高？最后看右下角的勒夏特列原理图示：外界条件改变时，平衡会发生移动，我们能不能利用这个规律，让反应朝着我们需要的方向进行，突破原来的限度？带着这四个问题，我们一起走进《化学反应的限度》，把这些疑问一个个解开。 深｜研｜精｜炼 知识点01 化学平衡常数 1．平衡常数表达式 以化学反应aA＋bBcC＋dD为例：K＝，单位： (mol·L－1)(c＋d)－(a＋b)。 纯固体或纯液体不列入平衡常数表达式中。 2．意义 对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度)。平衡常数的数值越大，说明反应可以进行得越完全。 3．影响因素 (1)内因：反应物的本身性质。 (2)外因：反应体系的温度。 4．化学平衡常数的应用 (1)判断反应可能进行的程度 K值 ＜10－5(或＜10－6) 10－5～105(或10－6～106) ＞105(或＞106) 反应程度 很难进行 反应可逆 进行较完全 (2)判断反应是否达到平衡状态 对化学反应aA＋bBcC＋dD的任意状态有浓度商：Q＝。 (3)判断反应的热效应 【特别提醒】(1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或反应产物的浓度、压强、催化剂无关,(2)反应物或反应产物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式,(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，若反应方向改变，则平衡常数变为倒数。若同一反应方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，平衡常数也会改变 【例1】在CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)＋4Cl-[CuCl4]2-(黄色)＋4H2O　ΔH>0，下列说法正确的是 A．该反应的反应类型为氧化还原反应 B．该反应的平衡常数表达式为 C．仅增大[Cu(H2O)4]2＋的浓度，反应达到平衡后，该反应的平衡常数增大 D．适当升高温度，该反应的平衡常数增大 【即练1】相同温度下，体积均为0.5 L的两个恒容密闭容器中发生如下反应：  ，实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示： 容器编号 起始时各物质物质的量/mol 到达平衡时能量的变化 ① 1 3 0 放出热量：46.3 kJ ② 0.2 0.5 0.1 ___________热量： (1)平衡时，容器①中的体积分数为___________。 (2)容器②中平衡常数___________，该反应平衡时___________(放出热量、吸收热量、无热量变化)。 【即练2】按要求回答下列问题。 (1)有机物M经过太阳光照可转化成N，转化过程如下：，则M与N较稳定的是_______。 (2)已知反应，请写出该反应的平衡常数表达式：_______。 (3)下图是和反应生成和NO过程中的能量变化示意图，请写出和CO反应的热化学方程式_______。 (4)已知在100 kPa、298.15 K时，石灰石发生分解反应：，，，若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的温度范围为_______。 (5)T℃时，在2L的密闭容器中充入4 mol光气()，同时发生反应I：，反应II：，当反应达到平衡时，测得和的物质的量分别为2 mol和1 mol，则该温度下反应：的平衡常数_______。 知识点02 平衡转化率 1．表达式 对于化学反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率可以表示为 α(A)＝×100%＝×100%＝×100%。 2．规律 (1)同一反应的不同反应物，其转化率可能不同；当按照反应系数之比投入反应物时，反应物转化率__________。 (2)多种反应物参加反应时，提高一种反应物的物质的量，可以提高其他反应物的转化率，而该反应物本身的转化率会__________。 3．模式——三段式 　　　　　　 　　 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 初始浓度/(mol·L－1) a b 0 0 转化浓度/(mol·L－1) mx nx px qx 平衡浓度/(mol·L－1) a－mx b－nx px qx 4．物质浓度的变化关系 (1)反应物：平衡浓度＝初始浓度－转化浓度； (2)反应产物：平衡浓度＝初始浓度＋转化浓度； (3)转化浓度之比等于化学方程式中各物质系数之比。 5．化学平衡常数和平衡转化率的区别与联系 (1)对某一个具体反应，在温度一定时，只有一个化学平衡常数；但不同反应物的平衡转化率可能不同。故必须指明是哪一反应物的平衡转化率。 (2)平衡常数和平衡转化率都能定量表示化学反应的限度。平衡常数只与__________有关，而平衡转化率的影响因素有温度、浓度、压强等。 (3)温度一定，平衡常数越大，平衡转化率不一定越大。 【特别提醒】平衡转化率是衡量反应限度的重要指标，指平衡时已转化的反应物占起始总量的百分比。计算需用“三段式”（起始、变化、平衡），关键是找准“变化量”。 注意：转化率受温度、浓度、压强影响，增大单一反应物浓度，其自身转化率通常降低；温度改变时，吸热反应方向的反应物转化率会随升温而提高。转化率与平衡常数相关，但只有温度能同时改变二者。 【例2】一定条件下，在容积为2 L的恒容密闭容器中充入1.0 mol和1.6 mol，反应达到平衡时，的物质的量为0.8 mol。下列叙述正确的是 A．的转化率是60% B．该反应的平衡常数是12.5 C．平衡时混合气体的物质的量是2.6 mol D．平衡时气体的密度是 【即练3】实现“碳中和、碳达峰”是中国对国际社会的庄严承诺。二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。结合下列有关图示和所学知识回答： (1)用催化加氢可以制取乙烯： 相关化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的，则表中的____。 化学键 C=O H-H C=C C-H H-O 键能kJ/mol 803 436 x 414 464 (2)反应合成二甲醚 已知：    平衡常数     平衡常数     平衡常数 则_____。根据反应①和反应②可推导出、和的关系式：_____。 (3)二甲醚（）是重要的化工原料，也可用和制得，反应的热化学方程式如下：  该条件下，起始时向容器中投入和，测得某时刻该反应中放出的热量为123.6kJ，此时CO的转化率为_____。 【即练4】在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：，其化学平衡常数K和温度T的关系如表：回答下列问题： T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 (1)该反应为___________反应(选填吸热、放热)。 (2)某温度下，平衡浓度符合下式：，试判断此时的温度为___________℃，此温度下加入和，充分反应，达到平衡时。的转化率为___________。 (3)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为：为2mol/L，为2mol/L，为1mol/L，为3mol/L，则正、逆反应速率的关系为v(正)___________v(逆)(填<、>、或=)。 知识点03 反应条件对化学平衡的影响 1．化学平衡的移动 (1)内容：受温度、压强或浓度变化的影响，化学反应由一种平衡状态变为另一种平衡状态的过程。 (2)图示表示 2．平衡移动方向的判断 (1)根据速率判断 ①若v(正)＞v(逆)，则平衡正向移动。 ②若v(正)＝v(逆)，则平衡不移动。 ③若v(正)＜v(逆)，则平衡逆向移动。 (2)根据结果判断 对于一个已达到化学平衡状态的反应，如平衡移动的结果使反应产物浓度更大，则称平衡正向移动或向右移动；反之，称平衡逆向移动或向左移动。 3．温度对化学平衡的影响 反应类型 温度变化 K值变化 Q与K关系 平衡移动方向 放热 反应 _______ _______ Q＞K _______ _______ _______ Q＜K _______ 吸热 反应 _______ _______ Q＜K _______ _______ _______ Q＞K _______ 4．浓度对化学平衡的影响 浓度变化 Q值变化 Q与K关系 平衡移动方向 反应物浓度增大 _______ Q＜K _______ 反应产物浓度减小 反应物浓度减小 _______ Q＞K _______ 反应产物浓度增大 5．压强对化学平衡的影响 对于反应体系中有气体参与的反应 方程式中气态物质系数变化 压强变化 Q值变化 Q与K关系 平衡移动方向 增大 _______ _______ Q＞K _______ _______ _______ Q＜K _______ 减小 _______ _______ Q＜K _______ _______ _______ Q＞K _______ 不变 _______ _______ Q＝K _______ _______ 6.“惰性”气体对化学平衡的影响 (1)对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0； ①若体系内的压强保持恒定(容器体积是可变的)时，充入氦气，由于体系内压强恒定，体积必增大，使c(N2)、c(H2)、c(NH3)减小，平衡向左移动(相当于减压)。 ②在恒温、恒容下，充入氦气时，平衡不发生移动。这种条件下充入“惰性”气体，虽平衡体系内的总压强增加，但因容器的体积不变，c(N2)、c(H2)、c(NH3)不变，所以平衡不发生移动。 (2)对于反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＜0；充入“惰性”气体，虽然压强或浓度发生变化，但平衡不移动。 7．勒·夏特列原理 可逆反应达到平衡后，若改变外界条件，平衡可能会发生移动，平衡移动的结果会对外界条件的改变产生影响。 (1)平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。如升高温度时，平衡向着吸热的反应方向移动；增加反应物浓度，平衡向反应物浓度减小的方向移动；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动等。 (2)这种“减弱”并不能抵消外界条件的变化，更不会“超越”这种变化。如原平衡体系的压强为p，若其他条件不变，将体系压强增大到2p，平衡将向气体体积减小的方向移动，达到新平衡时的体系的压强将介于p～2p之间。 【特别提醒】化学平衡移动遵循勒·夏特列原理：改变影响平衡的条件，平衡会向减弱这种改变的方向移动。升温向吸热方向移动，降温向放热方向移动；增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡正向移动；增大压强向气体分子数减少的方向移动。催化剂只改变反应速率，不影响平衡状态与转化率。判断移动时，需区分“改变条件”和“平衡移动带来的变化”，避免逻辑混淆。 【例3】现有反应，达到平衡后，升高温度，B的转化率变大；减小压强，C的质量分数减小，回答下列问题： (1)该反应的逆反应为___________热反应，且___________(填“<”“>”或“=”)p。 (2)减小压强时，A的质量分数___________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。 (3)若充入B(体积不变)，则A的转化率___________。 (4)若升高温度，则平衡时将___________。 (5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量___________。 (6)若B是有色物质，A、C均无色，则充入C(体积不变)时混合物颜色___________；而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色___________(填“变深”“变浅”或“不变”)。 【即练5】下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A．实验室可用排饱和食盐水的方法收集 B．唾液可以使淀粉水解速率加快 C．缩小容器体积，使的平衡体系颜色变深 D．左右比常温下更有利于合成氨 【即练6】现有反应aA(g)＋bB(g) pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小，则： (1)该反应的逆反应是_______热反应(填“吸”或“放”)，且a＋b_______p(填“>”“<”或“=”)。 (2)减压时，A的质量分数_______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，正反应速率_______。 (3)若加入B(体积不变)，则A的转化率_______，B的转化率_______。 (4)若升高温度，则平衡时，B、C的浓度之比将_______。 (5)若加入催化剂，平衡_______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 (6)若B是有色物质，A、C均为无色物质，则加入C(体积不变)时混合物的颜色_______ (填“变浅”“变深”或“不变”)。 1．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。当的浓度不再变化时，下列说法正确的是 A．正反应速率为零 B．已经完全转化 C．CO的浓度也不再变化 D．容器内、、CO、的浓度比一定为1：1：1：3 2．在恒温恒容容器中，发生可逆反应。下列情况不能说明该反应达到化学平衡的是 A．的质量保持不变 B．混合气体的压强保持不变 C．同一物质的正反应速率和逆反应速率相等 D．单位时间内消耗，同时生成 3．已知反应，将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．反应方程式中n=1 B．10min时，曲线发生变化的原因是升高温度 C．10min时，曲线发生变化的原因是增大压强 D．前5min内，用X表示的反应速率为 4．在相同的温度下，已知：反应①N2(g)＋O2(g)2NO(g)的平衡常数为3.84×10-31，反应②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数为3.10×1026(mol·L-1)-1。则在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为 A．①>② B．①<② C．①=② D．不能确定 5．将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g)，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则下列结论中不正确的是 A．该温度下反应的化学平衡常数为 B．n值等于2 C．平衡时B的浓度为1 mol·L-1 D．平衡时B的转化率为50 % 6．在一定温度下，容积恒定的密闭容器中进行如下反应：。当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的有哪些？________。 ①混合气体的总物质的量 ②B的物质的量浓度 ③容器内气体的压强 ④混合气体的密度 7．压强对化学平衡的影响规律及解释 (1)在其他条件不变时： ①增大压强，化学平衡向___________的方向移动。 ②减小压强，化学平衡向___________的方向移动。 ③对于反应前后气体分子数目不变的反应，改变压强平衡___________。 (2)用v-t图像分析压强对化学平衡的影响 ⅰ.对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)　m＋n<p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如①、②所示： t1时刻，增大容器容积，压强___________，v正′、v逆′均减小，缩体方向的v逆′减小幅度更大，则v正′>v逆′，平衡向___________方向移动。 t1时刻，缩小容器容积，压强___________，v正′、v逆′均增大，缩体方向的v逆′增大幅度更大，则v逆′>v正′，平衡向___________方向移动。 ⅱ.对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)　m＋n=p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如③所示： t1时刻，若缩小容器容积，压强___________，v′正、v′逆均增大，且v′正=v′逆，平衡不移动，如图中上线。t1时刻，若增大容器容积，压强___________，v′正、v′逆均减小，且v′正=v′逆，平衡不移动，如图中下线。 8．、、和都是常见的大气污染物。目前治理汽车尾气是在催化剂条件下发生反应，实验室模拟上述反应，已知时在恒容密闭容器中加入2与气体，经达到平衡，测得此时的量为。回答下列问题。 (1)这段时间内用CO表示的化学反应速率为_______。 (2)该反应的平衡常数为_______(结果精确至0.001)。 (3)平衡后再向密闭容器中通入和，平衡将_______(填“正向”“逆向”或“不”)移动。判断理由是_______。 (4)若升温发现体系气体平均相对分子质量增大，则该反应的ΔH_______(填“>”“<”或“=”)0。 9．I．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。 (1)下列符合未来新能源标准的是___________(填标号)。 ①天然气    ②煤    ③核能    ④石油    ⑤太阳能    ⑥生物质能    ⑦风能    ⑧氢能 A．①②③④ B．⑤⑥⑦⑧ C．③⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧ (2)打火机使用的燃料一般是丙烷。已知11g丙烷气体在298K和101kPa条件下完全燃烧生成和液态水时放出的热量为555kJ，请写出丙烷气体燃烧热的热化学方程式：___________。 (3)工业上用与反应合成甲醇(和均大于零)： ① ② ③ ___________(用含a、b的代数式表示)。在恒温恒容的密闭容器中，充入等物质的量的和发生反应③，下列能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填标号)。 A．混合气体的密度保持不变        B．的转化率保持不变        C．的体积分数保持不变 II．我国提出力争于2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”目标。选择性甲烷化是实现“双碳”目标的重要措施。富氢气氛下，均可与发生甲烷化反应： i． ii (4)时，选用镍基催化剂，向1L密闭容器中通入、和进行反应，平衡后测得，。 ①的平衡转化率为___________。 ②时，反应ii的平衡常数约为___________(填标号)。 A．20            B．2        C．0.2        D．0.02 (5)其他条件相同，反应ii使用两种不同催化剂反应相同的时间，测得的转化率随温度变化的影响如图所示。 根据图像分析，下列说法错误的是___________(填标号)。 A．在范围内，的催化效果比Ni好 B．可以通过改变催化剂种类的方式调控平衡转化率 C．可以通过延长点的反应时间来提高的平衡转化率 10．I.在恒温恒容的密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时： ①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的反应速率之比都等于化学计量数之比。 (1)一定能证明达到平衡状态的是_______(填序号，下同)。 (2)一定能证明达到平衡状态的是_______。 (3)一定能证明达到平衡状态的是_______。 Ⅱ.一定温度下，在恒容的密闭容器内，将2mol 和1mol 混合发生反应：  。回答下列问题： (4)如图表示合成反应在时间内反应速率与时间的曲线图，、、时刻改变的外界条件依次为_______、_______、_______；体积分数最小的平衡时间段是_______。 (5)如图所示，相同温度下，在甲、乙两容器中各投入2mol 、1mol 和适量催化剂，甲、乙两容器的初始体积均为1L。甲、乙容器达到平衡所用的时间：甲_______乙(填“>”“＜”或“=”，下同)，平衡时的转化率：甲_______乙。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第06讲 化学反应的限度 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1. 掌握可逆反应特点，会判断化学平衡状态。 2.理解平衡常数K，会写表达式、明确其意义。 3.掌握平衡转化率的计算方法。 4.结合勒・夏特列原理，分析浓度、温度、压强对平衡的影响。 预习重点 1.可逆反应与化学平衡状态判断。 2.平衡常数的书写、含义及影响因素。 3.三段式计算平衡常数与转化率。 4.外界条件对化学平衡的移动规律。 预习难点 1.平衡常数表达式书写，区分浓度商Q与K。 2.不同条件下转化率的变化分析与计算。 3.灵活运用勒・夏特列原理判断平衡移动方向 情｜境｜启｜思 观我们来看这张 “化学反应限度” 的图，它刚好能帮我们一步步解开 “反应为什么有尽头” 的疑问：先看左上角的可逆反应示意图：正、逆反应同时在进行，这是不是意味着反应物永远不可能 100% 变成生成物？再看右上角的化学平衡状态：正逆反应速率相等，体系里的分子还在不停碰撞反应，但宏观上却 “静止” 了，这背后藏着什么秘密？左下角的平衡常数与转化率图像：曲线趋于平缓，是不是说明反应到了一定程度，再怎么延长时间，反应物的转化率也很难再提高？最后看右下角的勒夏特列原理图示：外界条件改变时，平衡会发生移动，我们能不能利用这个规律，让反应朝着我们需要的方向进行，突破原来的限度？带着这四个问题，我们一起走进《化学反应的限度》，把这些疑问一个个解开。 深｜研｜精｜炼 知识点01 化学平衡常数 1．平衡常数表达式 以化学反应aA＋bBcC＋dD为例：K＝，单位： (mol·L－1)(c＋d)－(a＋b)。 纯固体或纯液体不列入平衡常数表达式中。 2．意义 对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度)。平衡常数的数值越大，说明反应可以进行得越完全。 3．影响因素 (1)内因：反应物的本身性质。 (2)外因：反应体系的温度。 4．化学平衡常数的应用 (1)判断反应可能进行的程度 K值 ＜10－5(或＜10－6) 10－5～105(或10－6～106) ＞105(或＞106) 反应程度 很难进行 反应可逆 进行较完全 (2)判断反应是否达到平衡状态 对化学反应aA＋bBcC＋dD的任意状态有浓度商：Q＝。 (3)判断反应的热效应 【特别提醒】(1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或反应产物的浓度、压强、催化剂无关,(2)反应物或反应产物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式,(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，若反应方向改变，则平衡常数变为倒数。若同一反应方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，平衡常数也会改变 【例1】在CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)＋4Cl-[CuCl4]2-(黄色)＋4H2O　ΔH>0，下列说法正确的是 A．该反应的反应类型为氧化还原反应 B．该反应的平衡常数表达式为 C．仅增大[Cu(H2O)4]2＋的浓度，反应达到平衡后，该反应的平衡常数增大 D．适当升高温度，该反应的平衡常数增大 【答案】D 【详解】A．反应中没有元素化合价变化，不属于氧化还原反应，A错误； B．平衡常数表达式中H2O的浓度作为溶剂不参与，正确表达式应为，B错误； C．平衡常数仅与温度有关，浓度变化不影响K值，C错误； D．ΔH>0为吸热反应，升温使平衡正向移动，K值增大，D正确； 故选D。 【即练1】相同温度下，体积均为0.5 L的两个恒容密闭容器中发生如下反应：  ，实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示： 容器编号 起始时各物质物质的量/mol 到达平衡时能量的变化 ① 1 3 0 放出热量：46.3 kJ ② 0.2 0.5 0.1 ___________热量： (1)平衡时，容器①中的体积分数为___________。 (2)容器②中平衡常数___________，该反应平衡时___________(放出热量、吸收热量、无热量变化)。 【答案】(1)33.3% (2) 放出热量 【详解】（1）①容器中放出46.3kJ热量，由热化学方程式可知平衡时生成氨气的物质的量为1 mol，三段式如下： 平衡时，容器①中的体积分数为33.3%； （2）两个容器的温度一样，故平衡常数相等，K==；按照②的投料，Qc=<K，故反应正向进行，到平衡时放出热量。 【即练2】按要求回答下列问题。 (1)有机物M经过太阳光照可转化成N，转化过程如下：，则M与N较稳定的是_______。 (2)已知反应，请写出该反应的平衡常数表达式：_______。 (3)下图是和反应生成和NO过程中的能量变化示意图，请写出和CO反应的热化学方程式_______。 (4)已知在100 kPa、298.15 K时，石灰石发生分解反应：，，，若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的温度范围为_______。 (5)T℃时，在2L的密闭容器中充入4 mol光气()，同时发生反应I：，反应II：，当反应达到平衡时，测得和的物质的量分别为2 mol和1 mol，则该温度下反应：的平衡常数_______。 【答案】(1)M (2) (3)   (4)高于1125K (5) 【详解】（1）有机物M经过太阳光照可转化成N，其，是吸热反应，则N的能量高于M的能量，能量越高，稳定性越差，所以较稳定的是M。 （2）由于水为纯液体，其浓度为1，故平衡常数为：。 （3）由能量示意图可知，反应物到生成物能量降低的数值为 368 kJ − 134 kJ ＝ 234 kJ，且为放热过程，故：。 （4）根据为自发反应，当时反应自发，故。 （5）设反应 I 消耗，则生成；反应 II消耗，生成。给定平衡时，可得。则平衡时：，。由于容器体积为，则反应的平衡常数。 知识点02 平衡转化率 1．表达式 对于化学反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率可以表示为 α(A)＝×100%＝×100%＝×100%。 2．规律 (1)同一反应的不同反应物，其转化率可能不同；当按照反应系数之比投入反应物时，反应物转化率相同。 (2)多种反应物参加反应时，提高一种反应物的物质的量，可以提高其他反应物的转化率，而该反应物本身的转化率会降低。 3．模式——三段式 　　　　　　 　　 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 初始浓度/(mol·L－1) a b 0 0 转化浓度/(mol·L－1) mx nx px qx 平衡浓度/(mol·L－1) a－mx b－nx px qx 4．物质浓度的变化关系 (1)反应物：平衡浓度＝初始浓度－转化浓度； (2)反应产物：平衡浓度＝初始浓度＋转化浓度； (3)转化浓度之比等于化学方程式中各物质系数之比。 5．化学平衡常数和平衡转化率的区别与联系 (1)对某一个具体反应，在温度一定时，只有一个化学平衡常数；但不同反应物的平衡转化率可能不同。故必须指明是哪一反应物的平衡转化率。 (2)平衡常数和平衡转化率都能定量表示化学反应的限度。平衡常数只与温度有关，而平衡转化率的影响因素有温度、浓度、压强等。 (3)温度一定，平衡常数越大，平衡转化率不一定越大。 【特别提醒】平衡转化率是衡量反应限度的重要指标，指平衡时已转化的反应物占起始总量的百分比。计算需用“三段式”（起始、变化、平衡），关键是找准“变化量”。 注意：转化率受温度、浓度、压强影响，增大单一反应物浓度，其自身转化率通常降低；温度改变时，吸热反应方向的反应物转化率会随升温而提高。转化率与平衡常数相关，但只有温度能同时改变二者。 【例2】一定条件下，在容积为2 L的恒容密闭容器中充入1.0 mol和1.6 mol，反应达到平衡时，的物质的量为0.8 mol。下列叙述正确的是 A．的转化率是60% B．该反应的平衡常数是12.5 C．平衡时混合气体的物质的量是2.6 mol D．平衡时气体的密度是 【答案】D 【分析】反应为 ，根据平衡时的物质的量为0.8 mol，由反应计量比，消耗氮气0.4mol、氢气1.2mol，平衡时氮气、氢气、氨气分别为0.6mol、0.4mol、0.8mol，总物质的量1.8 mol； 【详解】A．的转化率是，A错误； B．该反应的平衡常数是，B错误； C．平衡时混合气体的物质的量是1.8mol，C错误； D．平衡时气体总质量为1.0mol×28g/mol+1.6mol×2g/mol=31.2g，混合气体密度为=15.6g/L，D正确； 故选D。 【即练3】实现“碳中和、碳达峰”是中国对国际社会的庄严承诺。二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。结合下列有关图示和所学知识回答： (1)用催化加氢可以制取乙烯： 相关化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的，则表中的____。 化学键 C=O H-H C=C C-H H-O 键能kJ/mol 803 436 x 414 464 (2)反应合成二甲醚 已知：    平衡常数     平衡常数     平衡常数 则_____。根据反应①和反应②可推导出、和的关系式：_____。 (3)二甲醚（）是重要的化工原料，也可用和制得，反应的热化学方程式如下：  该条件下，起始时向容器中投入和，测得某时刻该反应中放出的热量为123.6kJ，此时CO的转化率为_____。 【答案】(1)766 (2) 2- = (3)60% 【详解】（1）由反应焓变△H=反应物的总键能-生成物的总键能可得：(803kJ/mol×2+436kJ/mol×3)-[( x kJ/mol +414kJ/mol×4) ×+464 kJ/mol×4]=-153 kJ/mol，解得x=766； （2）将已知反应依次编号为①②③，由盖斯定律可知，反应①×2-反应②=反应③，则△H3=2-，平衡常数的关系式为：=； （3）某时刻该反应中放出的热量为123.6kJ，由方程式可知，反应消耗一氧化碳的物质的量为：×2=1.2mol，则此时CO的转化率为：×100%=60%。 【即练4】在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：，其化学平衡常数K和温度T的关系如表：回答下列问题： T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 (1)该反应为___________反应(选填吸热、放热)。 (2)某温度下，平衡浓度符合下式：，试判断此时的温度为___________℃，此温度下加入和，充分反应，达到平衡时。的转化率为___________。 (3)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为：为2mol/L，为2mol/L，为1mol/L，为3mol/L，则正、逆反应速率的关系为v(正)___________v(逆)(填<、>、或=)。 【答案】(1)吸热 (2) 830 50% (3)＞ 【详解】（1）根据图表可知随着温度的升高，平衡常数逐渐增大，说明该反应属于吸热反应；答案：吸热。 （2） 由c(CO2) c(H2)＝c(CO) c(H2O)，可知K=1，由表中数据可查得为830℃； 此温度下加入2molCO2(g)和2molH2(g)，充分反应，达到平衡时， K=x2/(2/v-x)2=1，解得x=1/v ，H2的转化率=1/2100%=50%；答案：830；50%。 （3）由图表可知：800℃时,K=0.9，由反应可知，Q=13/22=0.75<0.9，所以平衡应正向移动，v(正)＞v(逆)；答案：＞。 知识点03 反应条件对化学平衡的影响 1．化学平衡的移动 (1)内容：受温度、压强或浓度变化的影响，化学反应由一种平衡状态变为另一种平衡状态的过程。 (2)图示表示 2．平衡移动方向的判断 (1)根据速率判断 ①若v(正)＞v(逆)，则平衡正向移动。 ②若v(正)＝v(逆)，则平衡不移动。 ③若v(正)＜v(逆)，则平衡逆向移动。 (2)根据结果判断 对于一个已达到化学平衡状态的反应，如平衡移动的结果使反应产物浓度更大，则称平衡正向移动或向右移动；反之，称平衡逆向移动或向左移动。 3．温度对化学平衡的影响 反应类型 温度变化 K值变化 Q与K关系 平衡移动方向 放热 反应 升温 减小 Q＞K 逆向移动 降温 增大 Q＜K 正向移动 吸热 反应 升温 增大 Q＜K 正向移动 降温 减小 Q＞K 逆向移动 4．浓度对化学平衡的影响 浓度变化 Q值变化 Q与K关系 平衡移动方向 反应物浓度增大 减小 Q＜K 正向移动 反应产物浓度减小 反应物浓度减小 增大 Q＞K 逆向移动 反应产物浓度增大 5．压强对化学平衡的影响 对于反应体系中有气体参与的反应 方程式中气态物质系数变化 压强变化 Q值变化 Q与K关系 平衡移动方向 增大 增大 增大 Q＞K 逆向移动 减小 减小 Q＜K 正向移动 减小 增大 减小 Q＜K 正向移动 减小 增大 Q＞K 逆向移动 不变 增大 不变 Q＝K 不移动 减小 6.“惰性”气体对化学平衡的影响 (1)对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0； ①若体系内的压强保持恒定(容器体积是可变的)时，充入氦气，由于体系内压强恒定，体积必增大，使c(N2)、c(H2)、c(NH3)减小，平衡向左移动(相当于减压)。 ②在恒温、恒容下，充入氦气时，平衡不发生移动。这种条件下充入“惰性”气体，虽平衡体系内的总压强增加，但因容器的体积不变，c(N2)、c(H2)、c(NH3)不变，所以平衡不发生移动。 (2)对于反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＜0；充入“惰性”气体，虽然压强或浓度发生变化，但平衡不移动。 7．勒·夏特列原理 可逆反应达到平衡后，若改变外界条件，平衡可能会发生移动，平衡移动的结果会对外界条件的改变产生影响。 (1)平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。如升高温度时，平衡向着吸热的反应方向移动；增加反应物浓度，平衡向反应物浓度减小的方向移动；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动等。 (2)这种“减弱”并不能抵消外界条件的变化，更不会“超越”这种变化。如原平衡体系的压强为p，若其他条件不变，将体系压强增大到2p，平衡将向气体体积减小的方向移动，达到新平衡时的体系的压强将介于p～2p之间。 【特别提醒】化学平衡移动遵循勒·夏特列原理：改变影响平衡的条件，平衡会向减弱这种改变的方向移动。升温向吸热方向移动，降温向放热方向移动；增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡正向移动；增大压强向气体分子数减少的方向移动。催化剂只改变反应速率，不影响平衡状态与转化率。判断移动时，需区分“改变条件”和“平衡移动带来的变化”，避免逻辑混淆。 【例3】现有反应，达到平衡后，升高温度，B的转化率变大；减小压强，C的质量分数减小，回答下列问题： (1)该反应的逆反应为___________热反应，且___________(填“<”“>”或“=”)p。 (2)减小压强时，A的质量分数___________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。 (3)若充入B(体积不变)，则A的转化率___________。 (4)若升高温度，则平衡时将___________。 (5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量___________。 (6)若B是有色物质，A、C均无色，则充入C(体积不变)时混合物颜色___________；而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色___________(填“变深”“变浅”或“不变”)。 【答案】(1) 放 > (2)增大 (3)增大 (4)减小 (5)不变 (6) 变深 变浅 【详解】（1）升高温度，B的转化率变大，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应，则逆反应为放热反应；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，由C的质量分数减小可知，平衡逆向移动，即； （2）减小压强，平衡逆向移动，增大，m(总)不变，故A的质量分数增大； （3）充入B时，平衡正向移动，A的转化率增大； （4）升高温度，平衡正向移动，减小，增大，减小； （5）加入催化剂，平衡不移动，平衡时气体混合物的总物质的量不变； （6）充入C时，平衡逆向移动，增大，气体颜色变深；保持恒压充入氖气，容器体积增大，减小，气体颜色变浅。 【即练5】下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A．实验室可用排饱和食盐水的方法收集 B．唾液可以使淀粉水解速率加快 C．缩小容器体积，使的平衡体系颜色变深 D．左右比常温下更有利于合成氨 【答案】A 【详解】A．氯气溶于水的反应是一个可逆反应，Cl2+H2OHClO+H++Cl-，由于饱和食盐水中含有大量的氯离子，根据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，氯气溶解量减小，可以用勒夏特列原理解释，故A符合题意； B．唾液中含有唾液淀粉酶，可以催化淀粉水解，加快淀粉水解速率，但平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，故B不符合题意； C．是气体体积不变的反应，缩小容器体积，压强增大，I2的浓度增大，体系颜色变深，但平衡没有发生移动，不能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意； D．合成氨反应为放热反应，升高温度，不利于平衡向正向移动，但温度过低，反应速率较低，不利于工业生产，主要考虑催化剂的活性，不能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意； 故选A。 【即练6】现有反应aA(g)＋bB(g) pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小，则： (1)该反应的逆反应是_______热反应(填“吸”或“放”)，且a＋b_______p(填“>”“<”或“=”)。 (2)减压时，A的质量分数_______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，正反应速率_______。 (3)若加入B(体积不变)，则A的转化率_______，B的转化率_______。 (4)若升高温度，则平衡时，B、C的浓度之比将_______。 (5)若加入催化剂，平衡_______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 (6)若B是有色物质，A、C均为无色物质，则加入C(体积不变)时混合物的颜色_______ (填“变浅”“变深”或“不变”)。 【答案】(1) 放 > (2) 增大 减小 (3) 增大 减小(4)减小(5)不变(6)变深 【详解】（1）由分析可知，逆反应是放热反应，化学计量数a+b大于p，故答案为：放；>； （2）由分析可知，化学计量数a+b大于p，减小压强，正、逆反应速率均减小，平衡向逆反应方向移动，A的质量分数增大，故答案为：增大；减小； （3）加入B，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，但B的转化率减小，故答案为：增大；减小； （4）由分析可知，该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，生成物C的浓度增大、反应物B的浓度减小，则的值减小，故答案为：减小； （5）加入催化剂，化学反应速率加快，但化学平衡不移动，平衡时气体混合物的总物质的量不变，故答案为：不变； （6）加入C，生成物的浓度增大，平衡向逆反应方向移动，生成物B的浓度增大，混合气体的颜色变深，故答案为：变深。 1．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。当的浓度不再变化时，下列说法正确的是 A．正反应速率为零 B．已经完全转化 C．CO的浓度也不再变化 D．容器内、、CO、的浓度比一定为1：1：1：3 【答案】C 【详解】A．化学平衡是动态平衡，达到平衡时正、逆反应速率相等但均不为零，A错误； B．该反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，B错误； C．浓度不再变化说明反应达到平衡状态，平衡时各组分的浓度均保持不变，因此的浓度也不再变化，C正确； D．平衡时各物质的浓度比与初始投料量、转化率有关，不一定等于化学计量数之比1:1:1:3，D错误； 答案选C。 2．在恒温恒容容器中，发生可逆反应。下列情况不能说明该反应达到化学平衡的是 A．的质量保持不变 B．混合气体的压强保持不变 C．同一物质的正反应速率和逆反应速率相等 D．单位时间内消耗，同时生成 【答案】D 【详解】A．反应达到平衡的特征之一是各组分的含量保持不变，的质量不变说明其消耗速率和生成速率相等，可证明反应达到平衡，A不符合题意； B．该反应为反应前后气体总物质的量不相等的反应，恒温恒容条件下，混合气体压强与气体总物质的量成正比，压强不变说明气体总物质的量不变，可证明反应达到平衡，B不符合题意； C．同一物质的正反应速率和逆反应速率相等是化学平衡的本质判断标志，可证明反应达到平衡，C不符合题意； D．消耗和生成都对应正反应方向的变化，无论反应是否达到平衡，单位时间内消耗的同时都会生成，无法体现正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，D符合题意； 故选D。 3．已知反应，将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．反应方程式中n=1 B．10min时，曲线发生变化的原因是升高温度 C．10min时，曲线发生变化的原因是增大压强 D．前5min内，用X表示的反应速率为 【答案】B 【分析】由图可知该反应在5min时达到平衡，前5min内Δc(X)=0.4 mol·L⁻¹，Δc(Y)=0.4 mol·L⁻¹，Δc(Z)=0.4 mol·L⁻¹；根据化学计量数之比等于浓度变化量之比，1:1:n=0.4:0.4:0.4，得n=1，10min时改变条件，此时各物质物质的量浓度均在增大，且平衡在往正方向移动，因为该反应是体积减小的反应，推得此时改变的条件是增大压强。 【详解】A．由前5min内浓度变化可知，Δc(X)=0.4 mol·L⁻¹，Δc(Y)=0.4 mol·L⁻¹，Δc(Z)=0.4 mol·L⁻¹，根据化学计量数之比等于浓度变化量之比，1:1:n=0.4:0.4:0.4，得n=1，A正确； B．10min时各物质浓度突然变化（X、Y、Z浓度均增大），温度变化不会导致浓度突变，只会引起平衡逐渐移动，B错误； C．10min时浓度突变，表明改变压强（缩小体积），因反应前后气体分子数左=2、右=1（n=1），增大压强平衡正向移动，X、Y浓度先突增后减小，Z浓度先突增后继续增大，与图像一致，C正确； D．前5min内，v(X)=Δc(X)/Δt=0.4 mol·L⁻¹/5min=0.08 mol·L⁻¹·min⁻¹，D正确； 故答案选B。 4．在相同的温度下，已知：反应①N2(g)＋O2(g)2NO(g)的平衡常数为3.84×10-31，反应②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数为3.10×1026(mol·L-1)-1。则在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为 A．①>② B．①<② C．①=② D．不能确定 【答案】B 【详解】平衡常数（K）越大，反应进行的程度越大。反应①的K=3.84×10-31（极小），表明反应几乎不进行；反应②的K=3.10×1026（极大），表明反应进行程度很高。直接比较K值可知，①的K远小于②，因此反应程度①＜②； 故选B。 5．将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g)，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则下列结论中不正确的是 A．该温度下反应的化学平衡常数为 B．n值等于2 C．平衡时B的浓度为1 mol·L-1 D．平衡时B的转化率为50 % 【答案】D 【分析】反应速率比等于系数比，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则CD系数相同，n=2； 【详解】A．由三段式： 则化学平衡常数为，A正确； B．生成C和D的物质的量相等，反应计量数比为1:1，故n=2，B正确； C．由A分析，平衡时B的浓度为1.25mol/L - 0.25mol/L = 1mol/L，C正确； D．由A分析，B的转化率为，D错误； 故选D。 6．在一定温度下，容积恒定的密闭容器中进行如下反应：。当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的有哪些？________。 ①混合气体的总物质的量 ②B的物质的量浓度 ③容器内气体的压强 ④混合气体的密度 【答案】②④ 【详解】①该反应是气体物质的量不变的反应，反应过程中混合气体的总物质的量是定值，当混合气体的总物质的量不变使，不能说明反应达到平衡，不选； ②B的物质的量浓度不变，说明正逆反应速率相等，说明反应达到平衡，选； ③该反应是气体物质的量不变的反应，反应过程中容器内气体的压强不变，容器内气体的压强时，不能说明反应达到平衡，不选； ④该反应过程中气体总质量增大，气体总体积不变，混合气体的密度增大，当混合气体的密度不变时，说明反应达到平衡，选； 故答案为②④。 7．压强对化学平衡的影响规律及解释 (1)在其他条件不变时： ①增大压强，化学平衡向___________的方向移动。 ②减小压强，化学平衡向___________的方向移动。 ③对于反应前后气体分子数目不变的反应，改变压强平衡___________。 (2)用v-t图像分析压强对化学平衡的影响 ⅰ.对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)　m＋n<p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如①、②所示： t1时刻，增大容器容积，压强___________，v正′、v逆′均减小，缩体方向的v逆′减小幅度更大，则v正′>v逆′，平衡向___________方向移动。 t1时刻，缩小容器容积，压强___________，v正′、v逆′均增大，缩体方向的v逆′增大幅度更大，则v逆′>v正′，平衡向___________方向移动。 ⅱ.对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)　m＋n=p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如③所示： t1时刻，若缩小容器容积，压强___________，v′正、v′逆均增大，且v′正=v′逆，平衡不移动，如图中上线。t1时刻，若增大容器容积，压强___________，v′正、v′逆均减小，且v′正=v′逆，平衡不移动，如图中下线。 【答案】(1) 气体体积缩小 气体体积增大 不移动 (2) 减小 正反应 增大 逆反应 增大 减小 【详解】（1）根据勒夏特列原理，其他条件不变时， ①增大压强，化学平衡向气体体积缩小的方向移动； ②减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动； ③对于反应前后气体分子数目不变的反应，改变压强平衡不移动； （2）ⅰ.其他条件不变，根据，t1时刻，增大容器容积，压强减小；v正′、v逆′均减小，缩体方向的v逆′减小幅度更大，则v正′>v逆′，平衡向正反应方向移动；t1时刻，缩小容器容积，压强增大，v正′、v逆′均增大，缩体方向的v逆′增大幅度更大，则v逆′>v正′，故平衡向逆反应方向移动； ⅱ. 对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)　m＋n=p，故其他条件不变，缩小容器容积，压强增大；增大容器容积，压强则会减小。 8．、、和都是常见的大气污染物。目前治理汽车尾气是在催化剂条件下发生反应，实验室模拟上述反应，已知时在恒容密闭容器中加入2与气体，经达到平衡，测得此时的量为。回答下列问题。 (1)这段时间内用CO表示的化学反应速率为_______。 (2)该反应的平衡常数为_______(结果精确至0.001)。 (3)平衡后再向密闭容器中通入和，平衡将_______(填“正向”“逆向”或“不”)移动。判断理由是_______。 (4)若升温发现体系气体平均相对分子质量增大，则该反应的ΔH_______(填“>”“<”或“=”)0。 【答案】(1)0.02 mol/(L·min) (2)0.069 (3) 逆向 通入气体后Q大于平衡常数 (4)> 【详解】（1）根据三段式： n(CO2)=2x=0.4mol，x=0.2，NO的物质的量为(2-2×0.2)mol=1.6mol，CO的物质的量为(1-2×0.2)mol=0.6mol，N2的物质的量为0.2mol，CO的化学反应速率为； （2）根据(1)可知，平衡时NO、CO、N2、CO2的物质的量分别为1.6mol、0.6mol、0.2mol、0.4mol，容器体积为2L，浓度分别是0.8mol/L、0.3 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，平衡常数K=； （3）衡后再向密闭容器中通入0.4 mol CO和0.4 mol CO2，则Q=，平衡逆向移动，故答案为：逆向；通入气体后Q大于平衡常数； （4）的正反应为气体体积减小的反应，升温体系气体平均相对分子质量增大，说明升高温度平衡正向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，则该反应的正反应为吸热反应，∆H>0，故答案为：＞。 9．I．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。 (1)下列符合未来新能源标准的是___________(填标号)。 ①天然气    ②煤    ③核能    ④石油    ⑤太阳能    ⑥生物质能    ⑦风能    ⑧氢能 A．①②③④ B．⑤⑥⑦⑧ C．③⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧ (2)打火机使用的燃料一般是丙烷。已知11g丙烷气体在298K和101kPa条件下完全燃烧生成和液态水时放出的热量为555kJ，请写出丙烷气体燃烧热的热化学方程式：___________。 (3)工业上用与反应合成甲醇(和均大于零)： ① ② ③ ___________(用含a、b的代数式表示)。在恒温恒容的密闭容器中，充入等物质的量的和发生反应③，下列能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填标号)。 A．混合气体的密度保持不变        B．的转化率保持不变        C．的体积分数保持不变 II．我国提出力争于2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”目标。选择性甲烷化是实现“双碳”目标的重要措施。富氢气氛下，均可与发生甲烷化反应： i． ii (4)时，选用镍基催化剂，向1L密闭容器中通入、和进行反应，平衡后测得，。 ①的平衡转化率为___________。 ②时，反应ii的平衡常数约为___________(填标号)。 A．20            B．2        C．0.2        D．0.02 (5)其他条件相同，反应ii使用两种不同催化剂反应相同的时间，测得的转化率随温度变化的影响如图所示。 根据图像分析，下列说法错误的是___________(填标号)。 A．在范围内，的催化效果比Ni好 B．可以通过改变催化剂种类的方式调控平衡转化率 C．可以通过延长点的反应时间来提高的平衡转化率 【答案】(1)B (2) (3) B (4) 10% D (5)BC 【详解】（1）①天然气、②煤、④石油为化石燃料，属于不可再生能源，且对环境污染严重，③核能使用不当会对环境有污染，⑤太阳能、⑥生物质能、⑦风能、⑧氢能在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生，属于未来新能源标准，所以答案：⑤⑥⑦⑧，故选B。 （2）已知11g丙烷(C3H8)即0.25mol，在298K和101Kpa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ，故1mol丙烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为2220kJ，丙烷燃烧热的热化学方程式：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=﹣2220kJ•mol-1。 （3）由盖斯定律，得反应③，则； 在恒温恒容的密闭容器中，充入等物质的量的二氧化碳和氢气发生反应③： A．容器体积和气体质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此混合气体的密度保持不变不能说明反应已达平衡，A错误； B．H2的转化率保持不变，说明H2的浓度保持不变，则说明反应达到平衡，B正确； C．设起始加入二氧化碳和氢气物质的量都为amol，从起始到某时刻消耗CO2物质的量为xmol，则消耗氢气物质的量为3xmol，生成CH3OH和H2O的物质的量都为xmol，某时刻二氧化碳、氢气、CH3OH、H2O的物质的量依次为(a-x)mol、(a-3x)mol、xmol、xmol，某时刻CO2的体积分数为=，即二氧化碳的体积分数始终不变，因此CO2的体积分数保持不变不能说明反应达到平衡状态，C错误； 故选B。 （4）假设反应I中CO消耗x，反应II中CO2消耗y，列三段式：、，平衡后测得，，则，，联立解得：，； ①的平衡转化率：； ②，反应Ⅱ平衡常数，答案选D。 （5）A．根据图像可知，在200~360℃范围内，的催化效果比更好，故A正确； B．催化剂只能影响反应速率，不能使平衡发生移动，故B错误； C．根据图像可知，A点时，反应已达到平衡，延长时间，转化率不变，故C错误； 答案选BC。 10．I.在恒温恒容的密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时： ①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的反应速率之比都等于化学计量数之比。 (1)一定能证明达到平衡状态的是_______(填序号，下同)。 (2)一定能证明达到平衡状态的是_______。 (3)一定能证明达到平衡状态的是_______。 Ⅱ.一定温度下，在恒容的密闭容器内，将2mol 和1mol 混合发生反应：  。回答下列问题： (4)如图表示合成反应在时间内反应速率与时间的曲线图，、、时刻改变的外界条件依次为_______、_______、_______；体积分数最小的平衡时间段是_______。 (5)如图所示，相同温度下，在甲、乙两容器中各投入2mol 、1mol 和适量催化剂，甲、乙两容器的初始体积均为1L。甲、乙容器达到平衡所用的时间：甲_______乙(填“>”“＜”或“=”，下同)，平衡时的转化率：甲_______乙。 【答案】(1)①③④ (2)⑤ (3)②④ (4) 升高温度 使用催化剂 减小压强 (5) > < 【详解】（1）对于反应， ①混合气体的压强不变，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，故①正确； ②恒温恒容的密闭容器中，混合气体的密度一直不变，不能说明反应是否达到平衡，故②错误； ③反应为气体分子数改变的反应，混合气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，故③正确； ④混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，故④正确； ⑤混合气体的颜色一直不变，不能说明反应是否达到平衡，故⑤错误； ⑥只要反应发生，就有各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比，故⑥错误； 故选①③④； （2）对于反应， ①反应为等分子数的反应，混合气体的压强一直不变，不能说明反应是否达到平衡，故①错误； ②恒温恒容的密闭容器中，混合气体的密度一直不变，不能说明反应是否达到平衡，故②错误； ③反应为等分子数的反应，混合气体的总物质的量一直不变，不能说明反应是否达到平衡，故③错误； ④反应为等分子数的反应，混合气体的平均相对分子质量一直不变，不能说明反应是否达到平衡，故④错误； ⑤混合气体的颜色不变，说明碘蒸气的浓度不变，反应达到平衡状态，故⑤正确； ⑥只要反应发生，就有各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比，故⑥错误； 故选⑤； （3）对于反应， ①反应为等分子数的反应，混合气体的压强一直不变，不能说明反应是否达到平衡，故①错误； ②恒温恒容的密闭容器中，该反应中气体质量为变量，混合气体的密度不变，说明气体的质量不变，反应达到平衡状态，故②正确； ③混合气体的总物质的量一直不变，不能说明反应是否达到平衡，故③错误； ④该反应中气体质量为变量，而总的物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的质量不变，反应达到平衡状态，故④正确； ⑤混合气体的颜色可能一直不变，不能说明反应是否达到平衡，故⑤错误； ⑥只要反应发生，就有各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比，故⑥错误； 故选②④。 （4）反应为气体分子数减小的放热反应，由图，时刻，正逆反应速率均增大，且反应逆向进行，则改变的外界条件为增大温度；时刻，正逆反应增大，且平衡不移动，则改变的外界条件为使用催化剂；时刻，正逆反应速率均减小，且平衡逆向移动，则改变的外界条件为减小压强；由分析，反应逆向进行程度最大，则体积分数最小的平衡时间段是； （5）反应为气体分子数减小的反应，反应进行导致乙中活塞左移，促使反应正向进行程度较甲大，且体积减小、物质浓度增大，导致反应速率增大，则甲、乙容器达到平衡所用的时间：甲>乙，平衡时的转化率：甲<乙。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $