第9章 3.第3节 化学平衡常数及其相关计算（PPT课件）-【高考突破新方案】2027年高考化学大一轮复习练案

该高中化学高考复习课件聚焦“化学平衡常数及其相关计算”专题，依据高考评价体系梳理了平衡常数（K、Kp、Kx、Kө）计算、转化率分析、平衡移动判断等核心考点，通过近5年高考真题统计明确“K计算”“转化率分析”“Q/K比较”等高频考点分布，归纳三段式、分压计算等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题精讲+素养导向+技巧提炼”，如以2022辽宁题为例，示范用三段式结合平均反应速率数据推导平衡状态，培养科学思维中的证据推理能力。设置“易错点警示”和“平衡常数计算模板”，帮助学生掌握答题技巧，教师可通过真题变式训练精准指导，提升复习效率。

第３节　化学平衡常数及其相关计算 返回目录 1 高考真题 1.★★★(2022辽宁,12,3分)某温度下,在1 L恒容密闭容器中2.0 mol X发生反应2X(s)   Y(g)+2Z(g),有关数据如下: 时间段/min 产物Z的平均生成速率/mol·L-1·min-1 0~2 0.20 0~4 0.15 0~6 0.10 下列说法错误的是 (　　 　) A.1 min时,Z的浓度大于0.20 mol·L-1　　　B.2 min时,加入0.20 mol Z,此时v正(Z)<v逆(Z) C.3 min时,Y的体积分数约为33.3%　　　D.5 min时,X的物质的量为1.4 mol B 返回目录 2 　 解析　随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,产物Z的平均生成速率逐渐减小,则0~1 min Z的平均生成速率大于0~2 min的,故1 min时,Z的浓度大于0.20 mol·L-1,A正确;4 min 时Z的物质的量为0.15 mol·L-1·min-1×4 min×1 L=0.6 mol,6 min时Z的物质的量为0.10 mol·L-1·min-1×6 min×1 L=0.6 mol,故反应在4 min时已达到平衡,设达到平衡时生成了a mol Y,列三段式: 　　　　　　　2X(s)  Y(g)　+　2Z(g) 初始量/mol　　 2.0　　 0　 　 0 转化量/mol　　 2a　     a　　 2a 平衡量/mol　 2.0-2a　     a　　 0.6 返回目录 根据2a=0.6,得a=0.3,则Y的平衡浓度为0.3 mol·L-1,Z的平衡浓度为0.6 mol·L-1,平衡常数K =c2(Z)·c(Y)=0.108,2 min时Y的浓度为0.2 mol·L-1,Z的浓度为0.4 mol·L-1,加入0.2 mol Z后 Z的浓度变为0.6 mol·L-1,由Q=c2(Z)·c(Y)=0.072<K,可以判断反应正向进行,故v正(Z)>v逆 (Z),B错误;反应体系中只有Y和Z为气体且都为生成物,相同条件下,体积之比一直等于 物质的量之比, = ,故Y的体积分数始终约为33.3%,C正确;由B项分析可知,反应在 4 min 时已达到平衡,故5 min时反应也处于平衡状态,此时Z的物质的量为0.6 mol,则X 反应了0.6 mol,由于初始X的物质的量为2 mol,故剩余X的物质的量为1.4 mol,D正确。 返回目录 2.★★★(2024江西,9,3分)温度T下,向1 L真空刚性容器中加入1 mol (CH3)2CHOH,反应 达到平衡时,c(Y)=0.4 mol/L。下列说法正确的是     (　　 　) (CH3)2CHOH(g)  (CH3)2CO(g)+H2(g) 　　　X　　　　　　　Y　　　　Z A.再充入1 mol X和1 mol Y,此时v正<v逆 B.再充入1 mol X,平衡时,c(Y)=0.8 mol/L C.再充入1 mol N2,平衡向右移动 D.若温度升高,X的转化率增加,则上述反应ΔH<0 A 返回目录 　 解析　反应达到平衡时,c(Y)=0.4 mol/L,则c(X)=0.6 mol/L,c(Z)=0.4 mol/L,该温度下,反 应的平衡常数K= = = ;再充入1 mol X和1 mol Y,Q= =  = > ,平衡逆向移动,v逆>v正,A正确。该反应的正反应是气体分子数增大的反应,再充 入1 mol X,相当于原平衡体系中的各物质的物质的量增大至2倍后再次达到平衡,由于 压强增大,平衡逆向移动,则平衡时c(Y)小于0.8 mol/L,B错误。再充入1 mol N2,X、Y、 Z的浓度没有发生变化,平衡不移动,C错误。升高温度,X的转化率增加,说明平衡正向 移动,则该反应为吸热反应,ΔH>0,D错误。 返回目录 3.★★★(2024重庆,17节选)高辛烷值的汽油可提升发动机的抗爆震性能,异构烷烃具 有较高的辛烷值。 (1)在密闭容器中,n-C5H12(正戊烷)发生异构化反应,可同时生成i-C5H12(异戊烷)和t-C5H12 (新戊烷),其平衡常数Kp随温度的变化如下表所示。 异构化反应 Kp 456 K 486 K 512 K 反应1 n-C5H12(g)  i-C5H12(g) 2.80 2.50 2.31 反应2 n-C5H12(g)  t-C5H12(g) 1.40 1.00 0.77 返回目录 ①体系平衡后,增加压强,反应1的平衡________(填“正向移动”“逆向移动”或 “不移动”)。 ②456 K平衡时,i-C5H12和t-C5H12的体积比值为______。 ③根据上表数据推断t-C5H12(g)  i-C5H12(g)为吸热反应,其推断过程是_____________ __________________________________________________________________________ _____________________________________________________。 是2、2.5、3,随着温度升高,Kp增大,则t-C5H12(g)  i-C5H12(g)为吸热反应     应2得到t-C5H12(g)  i-C5H12(g),该反应的Kp=  ,得出456 K、486 K、512 K时Kp分别 反应1减去反 　2     不移动     返回目录 　 解析    (1)①反应1为气体分子数不变的反应,改变压强,平衡不移动;②反应1减去反应2 得到t-C5H12(g)  i-C5H12(g),此反应的Kp= = = =2,故二者的体积比值 也为2。 返回目录 4.★★★〔涉及Kx的计算〕(2024安徽,17节选)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料,由 乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题: 【乙烷制乙烯】 (2)C2H6直接脱氢反应为C2H6(g)  C2H4(g)+H2(g)    ΔH4,C2H6的平衡转化率与温度和压 强的关系如图所示,则ΔH4______0(填“>”“<”或“=”)。结合下图,下列条件中,达到 平衡时转化率最接近40%的是______(填标号)。 a.600 ℃,0.6 MPa b.700 ℃,0.7 MPa c.800 ℃,0.8 MPa　 　b     　>     返回目录 (3)一定温度和压强下,反应ⅰ　C2H6(g)  C2H4(g)+H2(g)      反应ⅱ　C2H6(g)+H2(g)  2CH4(g)     ( 远大于 ) (Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数) ①仅发生反应ⅰ时,C2H6的平衡转化率为25.0%,计算 =_________。 ②同时发生反应ⅰ和ⅱ时,与仅发生反应ⅰ相比,C2H4的平衡产率_______(填“增大” “减小”或“不变”)。 增大     返回目录 　 解析    (2)压强相同时,随着温度升高,C2H6的平衡转化率增大,说明平衡正向移动,则该 反应为吸热反应,ΔH4>0。由题图可知,600 ℃、0.6 MPa时,C2H6的平衡转化率约为20%; 700 ℃、0.7 MPa时,C2H6的平衡转化率为20%~50%之间;800 ℃、0.8 MPa时,C2H6的平 衡转化率为50%~80%之间,故选b。(3)①设起始时C2H6(g)的物质的量为1 mol,则C2H6(g) 转化的物质的量为0.25 mol,平衡时C2H6(g)、C2H4(g)、H2(g)的物质的量分别为0.75 mol、0.25 mol、0.25 mol,则 = = 。② 远大于 ,则同时发生反应ⅰ和 ⅱ时以反应ⅱ为主,反应ⅱ消耗H2,导致反应ⅰ平衡正向移动,C2H4的平衡产率增大。 返回目录 5.★★★(2024甘肃,17,14分)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______(填“吸”或“放”)热 ___________ kJ。升高温度有利于制备硅的原因是______________________________ __________________________________________。 (2)在催化剂作用下由粗硅制备SiHCl3:3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)  4SiHCl3(g)。在77 应为吸热反应,升高温度有利于反应正向进行     升高温度会加快反应速率,且该反 　587.02     　吸     返回目录 3 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(g)和0.1 mol SiCl4(g)反应,SiCl4转化率随时间的变化如下图所示:   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。 　5.6×10-5     　甲     返回目录 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。 逆反应方向     　0.195 15     返回目录 　 解析    (1)根据盖斯定律,反应SiCl4(g)+2H2(g)  Si(s)+4HCl(g)的ΔH=ΔH1+ΔH2=+293. 51 kJ·mol-1(298 K),则298 K时,由SiCl4(g)+2H2(g)  Si(s)+4HCl(g)制备56 g(2 mol)硅时, 吸收热量293.51 kJ·mol-1×2 mol=587.02 kJ。升高温度会加快反应速率,且该反应为吸热 反应,升高温度有利于反应正向进行。(2)①由题图可知,0~50 min,方式甲对应的SiCl4转 化率变化最大,则经方式甲处理后的反应速率最快;由题图可知,50 min时经方式丙处理 后的SiCl4转化率为4.2%,则0~50 min,反应的n(SiCl4)=0.1 mol×4.2%,则v(SiHCl3)=  × =5.6×10-5 mol·L-1·min-1。②由题图可知,平衡时,SiCl4转化率为14.6%,则 达平衡时SiCl4变化了0.1 mol×14.6%=0.014 6 mol,H2变化了0.014 6 mol× ≈0.009 7 返回目录 mol,SiHCl3变化了0.014 6 mol× ≈0.019 5 mol,可列三段式: 　　　　　　3SiCl4(g) + 2H2(g) + Si(s)  4SiHCl3(g) 起始/mol　　 0.1　　 0.4　　 0 变化/mol　　0.014 6　　0.009 7　 　 0.019 5 平衡/mol　　0.085 4　　0.390 3　 　0.019 5 平衡时SiCl4的浓度为 =0.042 7 mol·L-1,H2的浓度为 =0.195 15 mol·L- 1,SiHCl3的浓度为 =0.009 75 mol·L-1,则平衡常数K= =  。③该反应的正反应为气体分子数减小的反应,增大容器体积,相当于 减压,则反应平衡向逆反应方向移动。　 返回目录 6.★★★〔涉及Kө的计算〕(2021湖南,16节选)氨气中氢含量高,是一种优良的小分子 储氢载体,且安全、易储运,可通过下面两种方法由氨气得到氢气。 方法Ⅰ.氨热分解法制氢气 相关化学键的键能数据 化学键   H—H N—H 键能E/(kJ·mol-1) 946 436.0 390.8 返回目录 在一定温度下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题: (1)反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)    ΔH=__________kJ·mol-1; (2)已知该反应的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 ℃ (3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下,将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa),各物质的分压随时间 的变化曲线如图所示。 　CD     　+90.8     返回目录   ①若保持容器体积不变,t1时反应达到平衡,用H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率 v(H2)=_________mol·L-1·min-1(用含t1的代数式表示); 返回目录 ②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后N2分压变 化趋势的曲线是______(用图中a、b、c、d表示),理由是___________________________ ___________________________________________________________________________ _________________; ③在该温度下,反应的标准平衡常数Kө=_________[已知:分压=总压×该组分物质的量分 数,对于反应dD(g)+eE(g)  gG(g)+hH(g)    Kө= ,其中pө=100 kPa,pG、 pH、pD、pE为各组分的平衡分压]。 　0.48     逆向移动而变小     大(为80 kPa),该反应为气体分子数增大的反应,加压平衡逆向移动,N2的分压随着平衡 　体积压缩一半瞬间,N2压强变 　b     返回目录 　 解析    (1)ΔH=反应物总键能-生成物总键能=2×3×390.8 kJ·mol-1-(946 kJ·mol-1+436.0 kJ· mol-1×3)=+90.8 kJ·mol-1。(2)ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时反应能自发进行,得T> =  ≈456.5 K=183.35 ℃,可知C、D项符合题意。(3)①随着反应正 向进行,H2和N2的分压逐渐增大,且H2的分压是N2的三倍,由题图可知t1时,H2、N2、NH3 的分压分别为120 kPa、40 kPa、120 kPa,恒容时,压强之比=物质的量之比,可得Δn(H2) =0.06 mol,v(H2)= =  mol·L-1·min-1;②体积压缩一半瞬间,N2分压由40 kPa变为 80 kPa,加压使平衡向逆反应方向移动,随着反应的进行,N2分压变小,再次平衡时仍比原 返回目录 来大,故符合条件的曲线为b;③根据①可知平衡时,H2、N2、NH3的分压分别为120 kPa、40 kPa、120 kPa,根据标准平衡常数公式有Kө=  = = 0.48。 返回目录 7.★★★★(2024广西,17节选)二氯亚砜(SOCl2)是重要的液态化工原料。回答下列问 题: (1)合成SOCl2前先制备SCl2。有关转化关系为   则S(s)+Cl2(g)  SCl2(l)的ΔH3=________kJ·mol-1。 (2)密闭容器中,以活性炭为催化剂,由SCl2和O2制备SOCl2。反应如下: 　-50     返回目录 Ⅰ　SCl2(g)+O2(g)  SO2Cl2(g) Ⅱ　SCl2(g)+SO2Cl2(g)  2SOCl2(g) ①反应Ⅱ的lgK(K为平衡常数)随 (T为温度)的变化如图1,推断出该反应为_______ (填“吸热”或“放热”反应)。 放热     返回目录   ②466 K时,平衡体系内各组分的物质的量分数x(A)随 的变化如图2。反应Ⅱ的 平衡常数K1=_________(保留1位小数)。保持T和 不变,增大SCl2平衡转化率的措 施有__________________________(任举一例)。 　移出SOCl2或加入SO2Cl2     　32.4     返回目录 ③改变T,使反应Ⅱ的平衡常数K2= K1,导致图2中的曲线变化,则x(SCl2)等于x(SOCl2)的 新交点将出现在______(填“d”“e”“f”或“g”)处。 　d     返回目录 　 解析    (1)根据盖斯定律,ΔH3= (ΔH1+ΔH2)= ×(-59.4 kJ·mol-1-40.6 kJ·mol-1)=-50 kJ·mol-1。 (2)①由题图1可知 越大(即T越小),K越大,则温度降低,反应Ⅱ的平衡正向移动,故反 应Ⅱ为放热反应。②反应Ⅰ完全进行,反应Ⅱ为可逆反应,设466 K时,投入的SCl2与O2 的物质的量分别为2 mol、1 mol,因反应Ⅰ完全进行,O2完全反应,则可认为体系中起始 投入SCl2与SO2Cl2的物质的量分别为1 mol、1 mol,再假设转化的SCl2的物质的量为 x mol,列三段式如下: 　 　　　SCl2(g)+SO2Cl2(g)  2SOCl2(g) 始/mol　　1　 　1　 　0 转/mol　    x　     x　　 2x 平/mol　　1-x　　 1-x　　 2x 返回目录 平衡时n总=[(1-x)+(1-x)+2x] mol=2 mol,由题图2可知,当 =2时,平衡体系中x(SCl2)= x(SO2Cl2)=0.13,则 =0.13,解得x=0.74,则平衡时SCl2、SO2Cl2、SOCl2的物质的量分别 为0.26 mol、0.26 mol、1.48 mol,因反应Ⅱ是反应前后气体分子数不变的反应,则K1=  = = ≈32.4[快解方法:当 =2时,反应Ⅰ 完全进行,平衡体系中无O2,x(SCl2)=x(SO2Cl2)=0.13,则x(SOCl2)=1-0.13×2=0.74,反应Ⅱ是 反应前后气体分子数不变的反应,可直接将各组分的物质的量分数代入平衡常数表达 返回目录 式进行计算,则反应Ⅱ的平衡常数K1= ≈32.4]。反应Ⅱ是反应前后气体分子数 不变的反应,改变压强对SCl2平衡转化率没有影响,只能从增加另一种反应物的浓度或 减少生成物的浓度来增大SCl2平衡转化率,即移出SOCl2或加入SO2Cl2。③反应Ⅱ为放 热反应,改变T,使反应Ⅱ的平衡常数K2= K1,平衡常数减小,说明是升温使反应Ⅱ的平衡 逆向移动,则x(SOCl2)减小,x(SCl2)增大,结合题图2可知,x(SCl2)等于x(SOCl2)的新交点将 会提前,即出现在d处。 返回目录 8.★★★★(2025四川,18,13分)乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气 (CO+H2)为原料制备乙二醇,反应按如下两步进行: ①HCHO(g)+CO(g)+H2(g)  HOCH2CHO(l) ②HOCH2CHO(l)+H2(g)  HOCH2CH2OH(l) 已知:ΔfHm为物质生成焓,反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质 的生成焓如下表所示。 物质 HCHO(g) CO(g) H2(g) HOCH2CH2OH(l) ΔfHm/kJ·mol-1 -116 -111 0 -455 返回目录 回答下列问题: (1)生成乙二醇的总反应③,其热化学方程式为___________________________________ ___________________________,ΔS_____0(填“>”“<”或“=”),反应在_______(填 “高温”或“低温”)自发进行。 (2)恒压时,合成气中n(H2)∶n(CO)增大,HOCH2CHO(羟基乙醛)单位时间产率降低,其原 因是____________________________________________________________________。 (3)反应中伴随副反应④:HCHO(g)+H2(g)  CH3OH(l)。平衡常数与温度之间满足关 系lnK=- +常数,反应②和④的lnK与 的关系如图所示,则ΔH2______ΔH4(填“>” 　<     反应②的速率大于反应①,使得单位时间内HOCH2CHO(羟基乙醛)产率降低     　低温     　<     CH2OH(l)    ΔH=-228 kJ·mol-1     HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)  HOCH2 返回目录 “<”或“=”);欲抑制甲醇的生成,应适当_________(填“升高”或“降低”)反应温 度,理由是_________________________________________________________________ _______。   的程度     随着  的增大,即温度降低,反应②的lnK增大的程度大于反应④的lnK增大 　降低     返回目录 (4)若反应在恒容密闭容器中进行,溶剂中甲醛初始浓度为1.0 mol·L-1。 ①反应5 h后,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为38%、8%、10%,则甲醛的平均消 耗速率v=__________ mol·L-1·h-1。 ②溶剂中H2和CO浓度分别保持为1.0×10-4 mol·L-1、6.0×10-4 mol·L-1,羟基乙醛、乙二 醇、甲醇的平衡产率分别为18%、34%、14%,生成乙二醇的平衡常数K=______________ (mol·L-1)-3(科学记数,保留小数点后2位)。 　1.67×1011     　0.112     返回目录 　 解析    (1)将反应①和②相加可得生成乙二醇的总反应③:HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)  HOCH2CH2OH(l),根据反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和,则ΔH=-455 kJ·mol-1-[(-116)+(-111)+0] kJ·mol-1=-228 kJ·mol-1。反应后气体分子数减少,混乱度降低, 故ΔS<0;反应的ΔH<0、ΔS<0,故低温时满足ΔG=ΔH-TΔS<0,反应自发进行。 (3)反应②和④的平衡常数与温度之间满足关系lnK=- +常数,斜率为- ,题图中反 应②的斜率大于反应④的斜率,表明|ΔH2|>|ΔH4|,由于反应②和④的平衡常数K均随温度 降低而增大,故反应②和④均为放热反应,ΔH2<ΔH4;欲抑制甲醇的生成,反应②正向进行 的程度应大于反应④正向进行的程度,由题图可知,随着 的增大,反应②的lnK增大的 返回目录 程度大于反应④的lnK增大的程度,故应适当降低反应温度来抑制甲醇的生成。 (4)①反应5 h后,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为38%、8%、10%,故羟基乙醛 消耗甲醛38%,乙二醇消耗甲醛8%,甲醇消耗甲醛10%,共消耗甲醛1.0 mol·L-1 ×(38%+ 8%+10%)=0.56 mol·L-1,则甲醛的平均消耗速率v= =0.112 mol·L-1·h-1;②生成乙 二醇的总反应为HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)  HOCH2CH2OH(l),其平衡常数为K=  ,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为18%、34%、14%, 故羟基乙醛消耗甲醛18%,乙二醇消耗甲醛34%,甲醇消耗甲醛14%,共消耗甲醛1.0 mol· L-1×(18%+34%+14%)=0.66 mol·L-1,平衡时甲醛的浓度为1.0 mol·L-1-0.66 mol·L-1=0.34 mol·L-1、乙二醇的浓度为1.0 mol·L-1×34%= 0.34 mol·L-1,溶剂中H2和CO浓度分别保持 返回目录 为1.0×10-4 mol·L-1、6.0×10-4 mol·L-1,则平衡常数K=  (mol·L-1)-3 ≈1.67×1011(mol·L-1)-3。 返回目录 高考模拟 9.★★★(2026届河北衡水12月考,10)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。CO(g)+H2 O(g)  CO2(g)+H2(g)    ΔH=-41.2 kJ/mol是目前大规模制取氢气的方法之一。下列说 法中错误的是 (　　 　) A.在生产中,增大水蒸气的浓度可使CO的转化率提高,同时提高H2的产率 B.在容积不变的密闭容器中,将2.0 mol CO与8.0 mol H2O混合加热到830 ℃发生上述反 应,达到平衡时CO的转化率是80%。计算可得830 ℃时,K=1 C.其他条件不变,在相同时间内,向上述体系中投入一定量的CaO可以明显提高H2的体 积分数 D.其他条件相同,若体系1中投入纳米CaO,体系2中投入微米CaO,相同时间内两体系中 氢气产率相同 D 返回目录 　 解析　增大水蒸气的浓度,平衡正向移动,使得CO的转化率提高,H2的产率提高,A正 确。达到平衡时CO的转化率是80%,即消耗了1.6 mol CO,设容器容积为V L,可列出三 段式如下: 　　　　　　　CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g) 起始量(mol)　　2.0　　8.0　　 0　　0 变化量(mol)　　1.6　　1.6　　 1.6　　1.6 平衡量(mol)　　0.4　　6.4　　 1.6　　1.6 返回目录 K= = =1,B正确。投入的CaO可与CO2反应,生成物浓度减小,使平 衡正向移动,可以明显提高H2的体积分数,C正确。纳米CaO和微米CaO的表面积不同, 则相同时间内与CO2的反应速率不同,D错误。 返回目录 10.★★★★(2026届湖南衡阳县四中8月考,8)向容积为1 L的容器中充入4 mol A,发生 反应:2A(s)  2B(g)+C(?),不同温度下的平衡常数与达到平衡时B的物质的量如下表 所示: 温度 K n(B)/mol T1 4 x T2 1 y 下列说法正确的是 (　　 　) A.容器中气体的平均摩尔质量不变时,该反应达到平衡状态 B.T1时,若平衡时剩余2 mol A,则C必为气体 C.T2时,当反应达到平衡后,容器内剩余A的物质的量为3 mol D.T2时,若容器的容积变为2 L,则平衡时n(B)=2y mol D 返回目录 　 解析　若C不是气体,则容器内的气体只有B,气体的平均摩尔质量为定值;若C为气 体,B、C物质的量之比始终为2∶1,气体的平均摩尔质量为 ,也为定值,故容器 中气体的平均摩尔质量为定值,则当气体的平均摩尔质量不变时,不能说明反应达到平 衡状态,A错误。T1时,若平衡时剩余2 mol A,则生成了2 mol B和1 mol C,容积为1 L,c(B) =2 mol·L-1,若C为气体,c(C)=1 mol·L-1,平衡常数K=22×1=4;若C不是气体,平衡常数K=22= 4,均符合题目条件,故C不一定是气体,B错误。T2时,反应达到平衡后,若容器内剩余3 mol A,则生成了1 mol B和0.5 mol C,若C不是气体,则K=12=1,符合题目条件;若C为气体, 则K=12×0.5=0.5,不符合题目条件,C错误。T2时,若C为气体,c(C)= c(B),则K=c2(B)·c(C)= 返回目录  c3(B);若C不是气体,则K=c2(B),平衡常数只与温度有关,平衡常数不变,则c(B)保持不 变,容器容积变为2 L,则平衡时n(B)=2y mol,D正确。 返回目录 11.★★★★(2026届福建莆田一中开学考,9改编)一定条件下存在反应:2SO2(g)+O2(g)   2SO3(g),其正反应放热。图1、图2表示起始时容器甲、丙容积都是V,容器乙、丁 容积都是 ;向甲、丙内都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒温;向乙、丁内都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持绝热(即与外界无热量交换),在相同温度下开始反应,并分 别达到平衡状态。 下列说法不正确的是 (　　 　) A.SO2的质量分数:甲<乙 B.平衡常数K:甲=丙>乙 C.所需时间t:丙>丁 D.若想使甲达到与乙相同的平衡状态,可以向内推动活塞 D 返回目录 　 解析　题给反应的正反应为放热反应,根据题给投料可知容器甲和容器乙中起始时反 应物的浓度相等,而容器甲为恒温容器,容器乙为绝热容器,达到平衡时乙的温度高于 甲,升高温度平衡逆向移动,则平衡时容器乙中SO2的质量分数大于容器甲,A正确。容 器甲、丙为恒温容器,容器乙为绝热的容器,达到平衡时乙的温度高于甲、丙,因ΔH<0, 则温度越高平衡常数越小,且平衡常数只受温度影响,故平衡常数K:甲=丙>乙,B正确。 容器丁为绝热容器,反应开始后容器丁的温度高于容器丙,温度越高反应速率越快,则反 应速率:丁>丙,即达到平衡状态所需时间t:丙>丁,C正确。由A项分析可知,平衡时容器 乙的温度高于容器甲,升高温度平衡逆向移动,若想使甲达到与乙相同的平衡状态,需使 容器甲中平衡逆向移动,则需减小压强,应向外拉动活塞,D错误。 返回目录 12.★★★(2025辽宁鞍山二模,18节选)一种利用焦炉气中的H2和工业废气捕获的CO2生 产CH3OH的主要反应为CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g)    ΔH<0;同时发生副反应 CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g)    ΔH'>0。 (4)合成甲醇的反应也可以在复合分离膜反应器中进行,原理简化如右图所示。 某温度下,在容积为1 L的反应器中充入1 mol CO2和3 mol H2,仅发生合成甲醇的主要反 应,复合分离膜能选择性透过水分子,进而使反应物转化率由66.7%(无复合分离膜)提升 至90%,该反应的K=____L2·mol-2(计算结果用分数表示,下同);H2O的分离率为_________ (H2O的分离率= )。 返回目录 　 解析    (4)向容器中加入的CO2与H2的物质的量之比等于其化学计量数之比,则平衡时 二者的转化率相等,均为66.7%,可得消耗的c(CO2)= ×66.7%=0.667 mol·L-1,消耗的c (H2)= ×66.7%=2.001 mol·L-1,可列出三段式: CO2(g)+ 3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g) 起始/mol·L-1　　1　　 3　 　 0　 　0 变化/mol·L-1　0.667　　2.001　　 0.667　　0.667 平衡/mol·L-1　0.333　　0.999　　 0.667　　0.667 该反应的K=  L2·mol-2≈  L2·mol-2;在复合分离膜反应器中进行该反应,反 返回目录 应物转化率提升至90%,则生成的n(H2O)与消耗的n(CO2)均为1 mol×90%=0.9 mol,平衡 时n(CO2)=0.1 mol、n(H2)=3 mol×(1-90%)=0.3 mol,n(CH3OH)=0.9 mol,设分离出的n(H2 O)=x mol,温度不变,化学平衡常数不变,则K=  L2·mol-2=  L2·mol-2,解得x=0.89 6,H2O的分离率= = = [提示:注意题给要求,用分数表 示]。 返回目录 13.★★★(2026届湖南衡阳一中第一次月考,18节选)(4)MEA溶液吸收CO2的反应可表 示为MEA(aq)+CO2(g)+H2O(l)  MEAH+(aq)+HC (aq)。 在T ℃的刚性密闭容器中,用20 L 2.4 mol/L的MEA溶液吸收总压为p0的合成氨原料气 (含体积分数分别为25%的N2、55%的H2、20%的CO2),充分吸收后,MEA浓度降低为 2.0 mol/L,CO2的吸收率为50%,忽略反应过程中溶液的体积变化,则此时,CO2的分压为 ________(用含p0的代数式表示);若其他条件不变,只增大MEA溶液的浓度,则Kө______ (填“增大”“减小”或“不变”){标准平衡常数Kө可以表示平衡时各物质的相对浓 度和相对分压关系:如反应A(aq)+2B(g)  C(g)+D(aq)的Kө=  ,其中cө= 1 mol/L,pө为标准大气压,p(B)、p(C)分别为气体的分压}。 不变     　0.1p0     返回目录 　 解析    (4)起始溶液中MEA的物质的量为20 L×2.4 mol/L=48 mol,吸收原料气后溶液中 MEA的物质的量为20 L×2.0 mol/L=40 mol,则参与反应的MEA的物质的量为48 mol-40 mol=8 mol,可列出简化的“三段式”: MEA(aq)+CO2(g)+H2O(l)  MEAH+(aq)+HC (aq) 变化(mol)　　8　　 8　　8　 　8　 　8 CO2的吸收率为50%,则起始时合成氨原料气中CO2的物质的量为 =16 mol,合成氨 原料气的总物质的量为 =80 mol;起始时,N2的物质的量为80 mol×25%=20 mol,H2 的物质的量为80 mol×55%=44 mol,故平衡时混合气体的压强p= p0= p0=0.9p 返回目录 0,平衡时CO2的分压为 ×0.9p0=0.1p0;Kө只与温度有关,若其他条件不变,只增大MEA溶 液的浓度,Kө不变。 返回目录 $