2.2 化学反应的方向与限度 第3课时（讲义）化学苏教版选择性必修1

专题2 化字反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方向与限度 第3课时 化学平衡常数 课标要点 1.知道化学平衡常数的含义，能书写给定反应的化学平衡常数表达式，了解平衡常数的影响因素。 2.能利用化学平衡常数进行简单计算，判断化学反应进行的程度，结合浓度商与平衡常数的大小关系判断平衡移动方向。 3.能结合实验数据认识化学平衡常数的定量意义，建立化学平衡的定量思维模型，体会化学定量研究对调控化学反应的价值。 学习重难点 重点： 1. 化学平衡常数表达式的书写。 2. 化学平衡常数的简单计算；利用浓度商Q与K的比较判断反应方向。 3. 温度对平衡常数的影响规律。 难点： 1. 理解化学平衡常数只与温度有关，与反应物、生成物起始浓度、压强、催化剂无关。 2. 多个相关化学反应平衡常数之间的换算（反应叠加、逆反应、倍数关系对应的K变换）。 3. 结合三段式模型，进行平衡体系中转化率、平衡浓度、平衡常数的综合计算。 知识点 化学平衡常数 1．化学平衡常数 对于可逆反应：aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)，在温度一定时，无论起始浓度如何，反应达到平衡后，各物质的物质的量浓度满足以下关系式： K= 该结果是一个常数，此常数称为化学平衡常数，简称平衡常数，用字母K表示。 2．化学平衡常数的意义 已知：25 ℃时，卤化氢生成反应的平衡常数如下表： 化学方程式 平衡常数K F2＋H2⇌2HF 6.5×1095 Cl2＋H2⇌2HCl 2.57×1033 Br2＋H2⇌2HBr 1.91×1019 I2＋H2⇌2HI 8.67×102 由表中数据可知，生成卤化氢的平衡常数K值从上到下依次减小，反应进行的程度也依次减小。在上述反应中，生成氟化氢的反应进行得最为完全。 (1)平衡常数的大小能说明反应进行的程度(也叫反应的限度)。 (2)K值越大，表示反应进行得越完全，当K>105时，该反应进行得基本完全了。 3．化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。 已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0的平衡常数与温度的关系如下： T/K 373 473 573 673 773 K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103 ①放热反应，温度升高，K值减小； ②吸热反应，温度升高，K值增大。 易错提醒 (1)反应物和生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可以看做“1”而不代入公式。 (2)平衡常数K只受温度的影响，当温度不变时，K值不变。 随学随练 1．下列关于化学平衡常数的说法正确的是 A．化学平衡常数只与温度有关 B．化学平衡常数越大，反应进行的程度越小 C．化学平衡常数表达式中，反应物的浓度必须写在分子上 D．改变压强，化学平衡常数一定发生变化 【答案】A 【详解】A．化学平衡常数仅与温度有关，与浓度、压强、催化剂等其他外界条件均无关，A正确； B．化学平衡常数越大，说明平衡体系中生成物占比越高，反应进行的程度越大，B错误； C．化学平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，反应物浓度写在分母上，C错误； D．化学平衡常数只受温度影响，改变压强时若温度不变，平衡常数不会发生变化，D错误； 故答案选A。 2．对于3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为 A．K= B．K= C．K= D．K= 【答案】D 【详解】A．书写化学平衡常数表达式时，固体和的浓度视为常数，不纳入表达式，且、的化学计量数未标注对应幂次，A错误； B．固体和的浓度为常数，不应纳入平衡常数表达式，B错误； C．平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，该选项分子和分母内容颠倒，C错误； D．该反应中和为固体不纳入表达式，生成物气态的计量数为4，反应物气态的计量数为4，故，D正确； 故本题答案选D。 3．K为化学平衡常数，下列说法中正确的是 A．从平衡常数的大小可以推断任意反应进行的程度 B．K值越大，反应的转化率越小 C．温度越高，K值越大 D．对同类型的反应，K值越大，反应的转化率越大 【答案】D 【详解】A．平衡常数仅适用于可逆反应，且不同反应类型的没有可比性，无法推断任意反应的进行程度，A错误； B．值越大，说明可逆反应正向进行程度越大，反应物转化率越大，B错误； C．仅与温度有关，若反应正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，值减小，因此温度越高值不一定越大，C错误； D．对同类型的反应，值越大，反应正向进行程度越大，反应物的转化率越大，D正确； 故选D。 知识点 平衡转化率 1．平衡转化率的概念 (1)概念： 某一反应的平衡转化率α等于该物质在反应中的已转化量（如物质的量、物质的量浓度等）与该物质起始总量的比值，可表示为： α = ×100% (2)对于可逆反应：aA＋bBcC＋dD αA＝×100%＝×100% 或αA＝×100%＝×100% (3)平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。 2．平衡转化率的意义 反应的平衡转化率表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 随学随练 4．一定条件下，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。 5．在某密闭容器中把和的混合物加热到，存在平衡，且平衡常数。若在的密闭容器中充入和的混合物并加热到，则平衡时的转化率为 A．50% B．60% C．70% D．83.3% 【答案】A 【详解】根据题意，设平衡时的转化率为a，平衡时各物质浓度为CO：0.5(1-a)mol·L-1，H2O：0.5(1-a)mol·L-1，CO2：0.5amol·L-1，H2：0.5amol·L-1，代入K=1得方程，解得a=50%，故选A。 6．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。 知识点 压强平衡常数和速率常数 1．压强平衡常数 (1)以aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)为例， Kp＝，其中，p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强。 (2)计算方法 ①根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。 ②计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 ③根据分压计算公式求出各气体物质的分压，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)。 ④根据平衡常数计算公式代入计算。 2．速率常数(k正、k逆) (1)表达式：若基元反应为mA ＋nB⇌pC， 则：v正＝k正cm(A)·cn(B)、v逆＝k逆cp (C) 上式中的k为速率常数，是化学反应速率的量化表示方式。 (2)表示意义：其数值相当于参加反应的物质都处于单位浓度(1 mol·L－1)时的反应速率。 (3)影响因素：不同的反应有不同的速率常数，速率常数与反应温度、反应溶剂、催化剂等有关，与浓度无关。 (4)当化学反应达到平衡时，v正＝v逆，即k正cm (A)·cn(B) ＝k逆cp (C)，则化学平衡常数K＝。 随学随练 7．在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应：Ⅰ．  Ⅱ．  ，反应Ⅱ速率方程分别和，其中、为该反应的速率常数。测得c(W)的浓度随时间t的变化如下表： t/min 0 1 2 3 4 5 …… 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 …… 下列说法正确的是 A．0~2 min时， B．升高温度，减小，增大，，平衡逆向移动 C．反应Ⅱ平衡常数 D．若增大容器容积，平衡时W的转化率不变 【答案】D 【详解】A．由表格数据可知，2min时W的浓度为0.080mol/L，则0∼2min内，，A错误； B．升高温度，、均增大，反应为放热反应，则升温平衡逆向移动，B错误； C．由反应达到平衡时，正逆反应速率相等可得：，，C错误； D．由方程式可知，反应①为W完全分解生成X和Y，阿尔增大容器容积，平衡时W的转化率不变，D正确； 故选D。 8．“液态阳光”是推动碳低峰，碳中和的技术新路径。反应原理为：  (假设该反应无副反应)。 (1)设，y随温度的变化关系如图所示。图对应该反应的线条是___________。    (2)向容积均为2L的恒容密闭容器中通入1.0mol (g)和2.0mol (g)，在不同催化剂X、Y的催化下发生反应。测得50min时，转化率与温度的变化关系如图所示。    ①该反应适宜选用的催化剂为___________(填“X”或“Y”)。 ②K时，d点对应容器在0～50min内的平均反应速率___________mol/(L·min)。 ③a、c两点转化率相等，下列说法正确的是___________(填标号)。 A．a、c两点一定都是平衡点 B．a点可能为平衡点，c点一定不是平衡点 C．a点一定不是平衡点，c点可能为平衡点 D．a、c两点一定都不是平衡点 ④转化率：c点<b点的原因是___________。 ⑤按上述投料，若某温度下，初始压强为p kPa，达到平衡时，转化率为50%，则该反应的平衡常数___________(用p表示)，若将容器的体积缩小为1L，___________(填“增大”、“减小”或“不变) 【答案】(1)c (2) X 0.005 C 该反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小或温度升高，催化剂的活性降低 不变 【详解】（1）该反应，，设，温度升高，则y值增大，因此图对应该反应的线条是c；故答案为：c。 （2）①根据图中信息，在b点以前，相同温度下，催化剂X对应的二氧化碳转化率较大，因此该反应适宜选用的催化剂为X；故答案为：X。 ②K时，d点二氧化碳的转化率为50%，则d点对应容器在0～50min内的平均反应速率mol/(L·min)；故答案为：0.005。 ③a、c两点转化率相等，由于催化剂酯改变反应速率，不能改变二氧化碳的平衡转化率，当二氧化碳的转化率最高时，说明反应达到平衡状态，则b点是平衡点，则a点一定不是平衡点，c点可能是平衡点，因此C正确；故答案为：C。 ④b点是平衡点，升高温度，二氧化碳转化率减小，若c点达到平衡，二氧化碳转化率减小的原因是该反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小，若c点未达到平衡，二氧化碳转化率减小的原因是温度升高，催化剂的活性降低；故答案为：该反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小或温度升高，催化剂的活性降低。 ⑤按上述投料，若某温度下，初始压强为p kPa，达到平衡时，转化率为50%，，则此时的压强为，则该反应的平衡常数，若将容器的体积缩小为1L，不变，平衡常数只与温度有关；故答案为：；不变。 9．SO2、CO2、NOx的排放与燃烧化石燃料有很大的关系，所以对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。 Ⅰ、脱硝 (1)已知： 若某反应的平衡常数表达式为，则此反应的热化学方程式为______。 (2)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的脱硝技术，用Fe做催化剂时，在氨气足量的情况下，不同对应的脱氨率如图所示，当温度为______℃，______，脱氮效果最佳。 Ⅱ、脱碳 (3)“液态阳光”是推动碳达峰、碳中和的技术新路径。反应原理为： 2CO2 (g)＋4H2O(g) ⇌ 2CH3OH(g)＋3O2(g) ，向容积均为2L的恒容密闭容器中通入1.0mol CO2 (g)和2.0mol H2O (g)，在不同催化剂X、Y的催化下发生反应。测得50min时，转化率与温度的变化关系如图所示。 该反应适宜选用的催化剂为______(填“X”或“Y”)。 ②T1 K时，d点对应容器在0～50min内的平均反应速率______mol/(L·min)。 ③a、c两点CO2转化率相等，下列说法正确的是______(填标号)。 A．a、c两点一定都是平衡点 B．a点可能为平衡点，c点一定不是平衡点 C．a点一定不是平衡点，c点可能为平衡点 D．a、c两点一定都不是平衡点 ④CO2转化率：c点<b点的原因是______。 ⑤按上述投料，若某温度下，初始压强为p kPa，达到平衡时，CO2转化率为50%，则该反应的平衡常数Kp =______(用p表示，最终结果用分数表示)。 【答案】(1)2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH=-746.5 kJ·mol-1 (2) 300 1：1 (3) X 0.005 C 该反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动；温度升高，催化剂的活性降低 【详解】（1）结合平衡常数表达式可知目标反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，已知反应①N2(g)+O2(g)=2NO(g)  ΔH1=+180.5kJ⋅mol−1；反应②C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH2=-393.5kJ⋅mol-1；反应③2C(s)+O2(g)=2CO(g)  ΔH3=-221kJ⋅mol-1；根据盖斯定律可知目标反应=②×2-①-③得到，则目标反应的焓变△H=2ΔH2-ΔH1-ΔH3=(-393.5kJ⋅mol-1)×2-（+180.5kJ⋅mol−1）-(-221kJ⋅mol-1)= -746.5kJ⋅mol-1。 （2）根据图示，当温度为300℃，=1:1，脱氮率最高，脱氮效果最佳。 （3）①根据图中信息，在b点以前，相同温度下，催化剂X对应的二氧化碳转化率较大，因此该反应适宜选用的催化剂为X； ②T1K时，d点二氧化碳的转化率为50%，则d点对应容器在0～50min内的平均反应速率v(CO2)==0.005mol/(L·min)； ③a、c两点转化率相等，由于催化剂只改变反应速率，不能改变二氧化碳的平衡转化率，当二氧化碳的转化率最高时，说明反应达到平衡状态，则b点是平衡点，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，转化率降低，则a点一定不是平衡点，c点可能是平衡点，因此C正确； ④b转化率最高，是平衡点，该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳转化率减小；催化剂的活性在一定温度范围内有效，温度过高，催化剂的活性降低； ⑤按上述投料，某温度下，初始压强为p kPa，达到平衡时， CO2转化率为50%，设此时压强为p1，列三段式为，=则此时的压强p1=×2.75mol=，则该反应的平衡常数Kp=。 拓展 化学平衡常数的书写和意义 平衡常数的表达式的书写 (1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 (2)纯液体和固体的浓度为常数，不写入平衡常数表达式。 例如：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) K＝； FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　K＝。 (3)书写形式与化学方程式的书写有关。例如： N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K1=； N2(g)＋H2(g) NH3(g)的平衡常数为K2=； NH3(g) N2(g)＋H2(g)的平衡常数为K3=。 则K1和K2的关系式为K1=K22；K2和K3的关系式为：K2·K3=1；K1和K3的关系式为：K1=。 活学活用 1．化学平衡常数K的数值大小可衡量化学反应进行的程度，一定温度下的下列反应的平衡常数如下：  ①2NO(g)N2(g)＋O2(g)  K1=1×1030 ②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)  K2=2×1081 mol-1·L        ③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)  K3=4×10-92 mol·L-1 以下说法正确的是 A．反应①的平衡常数表达式为K1= B．相同温度下，2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)的平衡常数为5×10-80 mol·L-1 C．相同温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2 D．该温度下，某时刻反应③中CO2(g)、CO(g)、O2(g)的浓度分别为2×10-5 mol·L-1、2×10-10 mol·L-1、10-10 mol·L-1，此时反应正向进行 【答案】C 【详解】A．反应①中的化学计量数为2，平衡常数表达式应为，选项中浓度的幂次错误，A错误； B．是反应②的逆反应，平衡常数为，选项数值错误，B错误； C．分解放出的反应平衡常数越大，反应正向进行的倾向越大，分解的，分解的，分解的，故倾向顺序为，C正确； D．此时反应③的浓度商，，反应逆向进行，D错误； 故选C。 2．汽车尾气催化转化的主要反应原理为：  。下列说法正确的是 A．该反应在任何温度下均能自发进行 B．该反应的平衡常数 C．使用高效催化剂能使反应速率增大、焓变减小 D．该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能 【答案】D 【详解】A．反应自发进行的判据为，该反应气体分子数减少，，且，仅在低温下可自发进行，并非任何温度都能自发，A错误； B．平衡常数为生成物浓度的计量数次幂的乘积与反应物浓度的计量数次幂的乘积的比值，该反应平衡常数应为，选项表达式遗漏计量数对应的幂次，B错误； C．催化剂可降低反应活化能、增大反应速率，但不改变反应的焓变（焓变仅由反应物和生成物的总能量差决定），C错误； D．反应焓变，已知，故，即正反应活化能小于逆反应活化能，D正确。 3．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在一定温度下，其平衡常数为K。下列说法正确的是 A．K=c2(CO)c(C)·c(CO2) B．升温和增大压强均改变K C．C(s)＋CO2(g) CO(g)的K′= D．使用合适的催化剂可以改变K 【答案】C 【详解】A．平衡常数表达式中，固体和纯液体的浓度视为常数，不写入表达式。该反应中C是固体，正确的平衡常数应为，A错误； B．平衡常数只与温度有关，压强改变不会影响平衡常数的数值，B错误； C．原反应的，新反应是原反应系数同时乘以1/2得到的，其平衡常数，C正确； D．催化剂只改变反应速率，不影响平衡状态，也不会改变平衡常数的数值，D错误； 故选C。 拓展 化学平衡常数的有关计算 1．计算模型——三段式法 　　　　　　 aA(g) ＋ bB(g)  cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) x y 0 0 Δc(mol·L－1) am bm cm dm c(平)(mol·L－1) x-am y-bm cm dm 2．解题思路 (1)设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 (2)确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按（1）中“模式”列表。 (3)解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 3．基本计算关系 (1)各物质的物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。 (2)反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (3)反应产物的产率＝×100%。 (4)平衡时B组分的体积分数＝平衡时B组分的物质的量分数＝×100%。 活学活用 4．硫及其化合物有着广泛的作用，合理应用和处理含硫的化合物，在生产生活中有重要意义。某温度下，在1L真空刚性容器中，加入3mol 和4mol ，发生反应。反应达平衡时，，下列说法正确的是 A．再充入1mol 和1mol ，此时v（正）＞v（逆） B．再充入3mol 和4mol ， C．其它条件不变，增大，可以提高的转化率 D．该反应的 【答案】A 【分析】容器体积为1 L，平衡时，结合反应计量数可得，消耗、，生成、；平衡时、、、，平衡常数。 【详解】A．充入1 mol 和1 mol 后，、，计算得浓度商，平衡正向移动，，A正确； B．再充入3 mol 和4 mol 相当于压强加倍，该反应正反应气体分子数增大，加压平衡逆向移动，新平衡，B错误； C．增大的投料，平衡正向移动，转化率升高，自身转化率降低，C错误； D．反应后气体总物质的量增大，混乱度增大，，D错误。 5．一定温度下，体积为的密闭容器中，和进行反应：，经达到平衡，生成。下列说法正确的是 A．时，以X浓度变化表示的反应速率为 B．该温度下，反应的平衡常数 C．将容器体积变为，Z的平衡浓度变为原来的 D．升高温度，X的体积分数减小，则该反应的 【答案】B 【详解】A．0~40s内生成0.5mol Z，对应消耗X的物质的量为1mol，以X浓度变化表示的反应速率，不等于，A错误； B．平衡时，，，平衡常数，B正确； C．容器体积变为2L时，瞬间Z的浓度变为原来的，该反应正反应为气体分子数减小的反应，压强减小平衡逆向移动，Z的浓度进一步降低，最终Z的平衡浓度小于原来的，C错误； D．升高温度X的体积分数减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应，，D错误； 故选B。 6．在T℃下，将2.0mol(s)置于1.0L的真空密闭容器中，发生如下反应： 反应1： 反应2： 5min时，达到平衡状态，测得CO的体积分数为40%，则下列说法不正确的是 A．T℃下反应体系达到平衡时，mol/L B．若容器体积变为0.5L，平衡时CO的体积分数变小 C．0-5min， D． 【答案】B 【详解】A．反应1的平衡常数，温度不变为0.5，故平衡时mol/L，A正确； B．温度不变，反应1的不变，故压缩体积后平衡时仍为mol/L，反应2的平衡常数仅与温度有关，因此平衡时各气体的体积分数不变，CO体积分数不变，B错误； C．平衡时CO体积分数为40%，由反应2系数关系可知体积分数为20%，体积分数为40%，总气体浓度为，故，，C正确； D．根据盖斯定律，将反应1逆反应乘以2加上反应2的逆反应可得目标反应，故，D正确； 故选B。 题型 化学平衡常数的应用 ▌例1 与重整生成和CO的过程主要发生如下反应：。下列说法正确的是 A．上述反应平衡常数 B．任意温度下该反应均能自发进行 C．使用催化剂可降低反应的活化能，提高的平衡转化率 D．每生成同时生成2 mol CO，说明该反应达到平衡状态 【答案】D 【详解】A．平衡常数应为生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比，各浓度的指数等于相应化学计量数，故正确表达式为，选项将分子、分母写反，A错误； B．该反应吸热，且反应后气体分子数增加，焓变和熵变均大于零。根据自发反应判据ΔH − TΔS < 0，该反应在足够高的温度下才能自发进行，并非任意温度下均能自发进行，B错误； C．催化剂可降低反应的活化能，同等程度地加快正、逆反应速率，但不改变平衡状态，因此不能提高甲烷的平衡转化率，C错误； D．生成二氧化碳对应逆反应，生成一氧化碳对应正反应。正反应每生成2 mol一氧化碳，同时消耗1 mol二氧化碳；题述同一时间内逆反应又生成1 mol二氧化碳，说明二氧化碳的消耗速率与生成速率相等，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D正确； 故选D。 解题贴士 1．判断可逆反应进行的程度 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 2．判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商Q＝。 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。 3．判断可逆反应的反应热 (1)升高温度 (2)降低温度 ▌对点练1-1 一定条件下，反应的平衡常数为，在体积为的容器中充入、发生上述反应直至达到平衡，下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数的表达式为： B．的平衡转化率为 C．若升高温度，反应物中活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大 D．保持温度不变，将体系体积压缩，正、逆反应速率均加快而反应限度不变 【答案】D 【详解】A．平衡常数表达式中固体物质浓度视为常数，不列入表达式，该反应平衡常数应为，A错误； B．设平衡时转化的物质的量为，容器恒容且反应前后气体分子数不变，则有浓度比等于物质的量之比，故，解得，平衡转化率为，B错误； C．升高温度会使普通分子获得能量变为活化分子，活化分子百分数增大，单位体积内活化分子数也增大，C错误； D．体积压缩时，气体浓度增大，正、逆反应速率均加快；该反应前后气体分子数相等，压强改变平衡不移动，反应限度不变，D正确； 故选D。 ▌对点练1-2 CO2与H2催化重整制取CH4的反应方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)  ΔH=-164.9kJ/mol，下列关于该反应的说法正确的是 A．v正(H2)=2v逆(H2O)，表明反应达平衡状态 B．该反应放热，无需加热条件且在任意温度下都能自发进行 C．恒容时充入氦气，平衡向右移动，平衡常数K增大 D．升温可加快反应速率并提高CO2的转化率 【答案】A 【详解】A．达到平衡状态时，，且用H2与H2O表示正、逆反应速率满足计量系数比，A正确； B．该反应为放热反应，与反应条件是否加热无关，同时也是熵减的反应，所以只能在低温下自发进行，B错误； C．恒容时充入氦气，各组分浓度不变，平衡不移动。且平衡常数只受温度的影响，K不变，C错误； D．升温可加快反应速率，但该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，CO2的转化率降低，D错误； 故选A。 题型 压强平衡常数及速率常数的计算 ▌例2 我国科学家在ZSM-5分子筛载体上构筑催化剂(Fe1-Zn1/ZSM-5)实现甲烷催化氧化制备乙酸等C2含氧产物。 i． ii． 回答下列问题： (1)CH3CH2OH分子中正电中心和负电中心______(填“重合”或“不重合”)。 (2)在标准状态(通常为298K、101kPa)下，由最稳定的单质生成1摩尔指定状态的化合物时，所发生反应的焓变称为标准摩尔生成焓，符号为，单位通常为kJ·mol-1，其中，最稳定单质的标准摩尔生成焓被规定为0，已知：CH4(g)、H2O(g)的标准摩尔生成焓()分别为-74.8kJ·mol-1、-241.8kJ·mol-1.CH3COOH(g)的标准摩尔生成焓为______kJ·mol-1。 (3)某条件下，反应i的速率方程为，(k正、k逆为速率常数，只与温度、催化剂有关)。速率常数、活化能与温度关系为(R、A为常数)，如图所示。 ①代表Rlnk正～T的曲线是______(填“L1”或“L2”)，判断理由是__________________。 ②加入催化剂(Fe1-Zn1/ZSM-5)，______(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)初始按化学计量数之比投入CH4和O2，仅发生反应ii．保持CH4的平衡转化率(α)恒定为0.3、0.5、0.7，探究温度、压强关系如图所示。 ①S1曲线代表的转化率(α)为______，ΔΗ2______(填“>”“<”或“=”)0。 ②用物质的量分数替代浓度计算的平衡常数叫物质的量分数平衡常数(Kx)。Kx(A)______Kx(B)(填“>”“<”或“=”)。计算Kx(E)=______。 (5)某温度下，保持总压强为p kPa，向密闭容器充入1mol CH4和1.3mol O2，仅发生上述反应i和ii，达到平衡时，体系含0.1mol CH3CH2OH(g)和0.5mol H2O(g)，此时反应ii的平衡常数Kp为______(kPa)-1(用含p的代数式表示)。 提示：用分压计算的平衡常数叫Kp，气体分压等于总压×物质的量分数。 【答案】(1)不重合 (2)-434.9 (3) L1 正反应是放热反应，正反应活化能小于逆反应活化能，L1斜率小于L2，L1代表的活化能较小(答案合理即可) 不变 (4) 0.3 < = 1.25 (5) 【详解】（1）乙醇分子是极性分子，正电中心和负电中心不重合。 （2）根据反应焓变与标准摩尔生成焓的关系：，反应i中稳定单质的生成焓为0，代入数据 。 （3）①反应i为放热反应，，因此正反应活化能小于逆反应活化能。根据给定公式，随T增大而增大，且越小，的数值越大、随温度的变化幅度越小，因此代表的是数值更大、几乎不随温度变化的。 ②反应达平衡时，可得平衡常数，催化剂只改变反应速率，不改变平衡状态，平衡常数K不变，因此也不变。 （4）①正反应是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡转化率增大，所以，S1曲线代表的转化率为0.3，S2曲线代表的转化率为0.5，S3曲线代表的转化率为0.7； 升高温度，CH4的平衡转化率减小，所以，正反应是放热反应，即。 ②A、B两点进料比相同，平衡转化率相等，平衡时各组分物质的量分数分别相等，则Kx(A)=Kx(B)； E点对应的平衡转化率为0.5，则转化的CH4的物质的量为,列三段式： 。 （5）依题意，由反应式可计算消耗的物质的量和生成的物质的量： 依题意，，，解得：，则平衡体系中含有0.4mol CH4、0.8mol O2、0.2mol CH3COOH、0.1mol CH3CH2OH、0.5mol H2O，气体总物质的量为2.0mol。 各组分的分压：，，，，所以反应ii的平衡常数。 解题贴士 1．常用的四个公式 公式 备注 反应物的转化率 ×100%＝×100% ①平衡量可以是物质的量、气体的体积； ②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数 生成物的产率 ×100% 平衡时混合物组分的百分含量 ×100% 某组分的体积分数 ×100% 2．压强平衡常数(Kp)的计算流程 第一步：根据“三段式”法计算各气体的起始量、变化量、平衡量。 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：计算各气体物质的分压：p(某气体的分压)＝p(混合气体总压强)×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 第四步：代入平衡常数表达式，计算Kp。 3．速率常数和平衡常数的关系 对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。 ▌对点练2-1 已知和下： 反应i： 反应ii： (1)若反应ii逆反应活化能Ea(逆)为120，则该反应的Ea(正)活化能为___________。 (2)反应ii的反应速率，其中、分别为正、逆反应速率常数，影响速率常数k的因素有温度和催化剂等。该反应的平衡常数，升高温度时，是___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)合成甲醇的过程，增大压强，的平衡体积分数___________(填“增大”“减小”或“无影响”)，原因为___________。 (4)下列说法能表明反应i已经达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．的浓度等于的浓度 B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．断开键的同时，断开键 D． (5)温度为T℃时，在一个刚性容器中模拟工业上合成CH3OH，往容器中通入1molCO2、3molH2进行反应，反应过程中容器内的压强随着时间变化如下表所示。 时间/min 0 10 20 30 40 50 压强/MPa 120 105 95 90 88 88 (已知：CH3OH选择性=) 请计算反应开始至40min的平均反应速率v(CH3OH)=___________MPa/min；此时CH3OH的选择性为80%，则反应I的压强平衡常数Kp=___________(只列计算式，压强平衡常数：用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压气体物质的量分数) (6)只发生反应i，设m为起始时的投料比，即。 ①图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为___________。 ②图2中、、从大到小的顺序为___________。 【答案】(1)161 (2)减小 (3) 减小 增大压强，对反应ⅱ无影响，反应ⅰ的平衡会向正向移动 (4)B (5) 0.4 (6) 【详解】（1）由可知，若反应ii逆反应活化能Ea(逆)为120，则该反应的Ea(正)活化能为。 （2）平衡常数，反应ii为吸热反应，升温平衡正向移动，平衡常数增大，即与之比增大，则升高温度时，是减小； （3）合成甲醇的过程，反应ⅰ为气体分子数减少的反应，反应ⅱ为气体分子数不变的反应，增大压强，对反应ⅱ无影响，反应ⅰ的平衡会向正向移动，所以的平衡体积分数减小。 （4）A． 的浓度等于的浓度并不能说明各物质的浓度不变，A项不符合题意； B． 体系中气体总质量不变，反应过程中气体的物质的量不断变化，故当混合气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡，B项符合题意； C．平衡时正逆反应速率相等，应是断开键即消耗气体同时，断开3 molH-O键即消耗和，所以断开键的同时，断开2 molH-O键,正逆反应速率不相等，不能说明反应达到平衡状态，C项不符合题意； D．，速率之比不符合化学计量数之比，应为，不能说明反应达到平衡状态，D项不符合题意； 故选B。 （5）温度为T℃时，在一个刚性容器中模拟工业上合成CH3OH，在40min时达到了平衡，设反应ⅰ中CO2的转化量为xMPa，反应ⅱ中CO2的转化量为yMPa，可利用表中数据列压强三段式： 平衡时，。所以；的选择性为80%，CH3OH选择性，可求出y=4，所以平衡时，，，，反应ⅰ的。 （6）①由图1可知，当投料比、压强相同时，平衡转化率，反应ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，二氧化碳的平衡转化率降低，故温度从高到低的顺序为。 ②由图可知，当温度相同时，平衡转化率，当量不变时，增大氢气的物质的量即增大投料比，平衡正向移动，平衡转化率增大，故，、、投料比从大到小的顺序为； ▌对点练2-2 综合利用化石燃料，提高利用率，有助于实现“碳达峰、碳中和”。 Ⅰ．甲烷—二氧化碳干气重整和甲烷—水蒸气重整是制备水煤气的重要途径，涉及反应如下： 反应i．   反应ii．   (1)计算反应的___________。 (2)一定温度下，反应存在，(、为正、逆反应速率常数)。该温度下反应i的平衡常数___________(用含、的代数式表示)。 (3)反应ii在___________(填“高温”或“低温”)下易自发进行。 (4)可用作甲烷干气重整反应的催化剂。晶体氧空位数不同时，反应历程中的基元反应的能量变化如下图所示。据此判断，氧空位越___________(填“多”或“少”)，越不利于反应进行，判断的理由是___________。 Ⅱ．在一密闭容器中，通入和，利用甲烷的水蒸气重整反应制备氢气，反应方程式为。 (5)时，反应时间相同，的转化率随压强的变化如下图所示。图中处于化学平衡状态的点有___________(填图中标号)。 (6)若5 min末反应至B点，用单位时间内的物质的量变化表示的化学反应速率___________；此温度下该反应的分压平衡常数___________。 【答案】(1) (2) (3)高温 (4) 少 氧空位少，基元反应活化能高 (5)C (6) 1.28 0.04 【详解】（1）根据盖斯定律，用反应ⅱ-反应ⅰ即可得到目标反应：，=。 （2）反应达到平衡时，正、逆反应速率相等：，即2=，反应ⅰ的平衡常数K=，联立两式可知K=。 （3）自发反应的判据为，反应ⅱ>0，气体分子数从2变为4，>0，因此高温下足够大，可使<0，反应自发进行。 （4）从能量变化图可知：氧空位少时，各基元步骤的活化能更高，反应速率更慢，不利于反应进行，氧空位多的体系，活化能更低，反应更易进行。 （5）该反应是气体分子数增大的反应，压强较低时，反应未达平衡，压强增大，反应速率加快，转化率升高，达到平衡点后，压强增大，平衡逆向移动，的转化率降低，从图中变化趋势可知从最高点后均为平衡状态的点，即这三个点中C点为化学平衡状态点。 （6）B点转化率为80%，则，根据反应式可得，反应时间为5 min，因此； C点为平衡状态，由图示中的数据列三段式平衡时总的物质的量为，C点压强为0.5 MPa，各物质的分压为，，，，分压平衡常数==。 基础通关 1．（25-26高二上·内蒙古·期中）改变化学反应的外界条件可以调控生产效率。下列措施能同时改变反应速率和平衡常数的是 A．降低体系温度 B．增大反应物浓度 C．增大体系的压强 D．使用催化剂 【答案】A 【详解】A．温度降低使反应速率减小，平衡常数仅与温度有关，温度改变会改变其值，A符合题意； B．增大反应物浓度能改变反应速率(浓度增加使瞬时速率增大)，但不改变平衡常数(平衡常数仅与温度有关，与浓度无关)，B不合题意； C．增大体系的压强可能改变反应速率(对于气体反应，压强增大可增加浓度从而改变速率)，但不改变平衡常数(平衡常数只与温度有关，与压强无关)，C不合题意； D．使用催化剂能改变反应速率(降低活化能，加速反应)，但不改变平衡常数(催化剂不影响平衡位置)，D不合题意； 故选A。 2．（25-26高二上·青海·阶段检测）已知反应：。该反应的平衡常数表达式为 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据方程式可得该平衡常数表达式为，故选D。 3．（26-27高二上·河北雄安·开学考试）将NH3与废弃的太阳能面板Si材料进行球磨反应，制备高纯度H2，反应如下： 反应Ⅰ：4NH3(g)+3Si(s)=6H2(g)+Si3N4(s)  ΔH1  K1； 反应Ⅱ：2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)  ΔH2  K2； 反应Ⅲ：3Si(s)+2N2(g)=Si3N4(s)  ΔH3  K3。 则ΔH3与K3分别为 A．； B．； C．； D．； 【答案】A 【详解】根据盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅰ-2×反应Ⅱ，故；平衡常数运算规则为：反应扩大倍时平衡常数变为原平衡常数的次方，反应相减时平衡常数为两反应平衡常数相除，因此； 故选A。 4．（25-26高二下·江苏无锡·期中）甲烷催化重整反应为CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)  ΔH>0。下列说法正确的是 A．平衡时升高温度，v正增大，v逆减小 B．反应平衡常数K= C．使用催化剂能加快反应速率，但不能降低反应的焓变 D．达到化学平衡时，CH4能全部转化为CO 【答案】C 【详解】A．升高温度，、均增大，但平衡向着吸热的方向移动，则吸热方向的反应速率增大程度更大，A错误； B．该反应的反应物包含气态，平衡常数表达式应为，选项漏写反应物的浓度项，B错误； C．催化剂可降低反应活化能从而加快反应速率，但不改变反应的始态和终态，因此反应的焓变不变，C正确； D．该反应为可逆反应，达到平衡时反应物的转化率小于100%，不可能全部转化为生成物，D错误； 故选C。 5．（25-26高二上·福建·期中）1100℃下，在密闭容器中发生反应：  。下列有关该反应的说法正确的是 A．升高温度，K值变小 B．升高温度，逆反应速率加快 C．加入催化剂，CO的平衡转化率提高 D．恒温下扩大容器体积，平衡正向移动 【答案】B 【详解】A．该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数值增大，A错误； B．升高温度，活化分子百分数增大，正、逆反应速率均加快，B正确； C．催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡移动，的平衡转化率不变，C错误； D．该反应为气体分子数不变的反应，恒温下扩大容器体积（相当于减小压强），平衡不移动，D错误； 故选B。 6．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）在某密闭容器中发生反应，下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数表达式为 B．只升高温度，该反应的正逆反应速率均增大 C．只及时移除部分，该反应的平衡常数增大 D．某一条件下，若该反应的浓度商平衡常数，则 【答案】B 【详解】A．平衡常数为平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，该反应平衡常数表达式应为，A错误； B．升高温度，体系中活化分子百分数增大，正、逆反应速率均增大，B正确； C．平衡常数仅与反应温度有关，温度不变时，移除部分平衡常数不变，C错误； D．当时，反应逆向进行，此时，D错误； 故选B。 7．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）把一定量的置于密闭容器中发生反应，下列说法正确的是 A．只充入少量，该反应的平衡常数减小 B．只降低温度，该反应的速率减小 C．只加入适宜的催化剂，增大 D．只将固体研成粉末，该反应的平衡常数增大 【答案】B 【详解】A．平衡常数仅与温度有关，充入少量时温度不变，平衡常数不变，A错误； B．降低温度会使体系内活化分子百分数降低，正、逆反应速率均减小，B正确； C．催化剂仅改变反应活化能，不改变反应物与生成物的总能量差，即不变，C错误； D．平衡常数仅与温度有关，将固体研成粉末时温度不变，平衡常数不变，D错误； 故选B。 8．（25-26高二上·广西桂林·期中）可逆反应：在t ℃下达到平衡状态，其平衡常数可表示为 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，且固体的浓度视为常数不写入表达式，平衡常数的表达式为：K=，D正确； 故选D。 9．（25-26高二上·天津静海·期中）已知反应，在某温度下的平衡常数为0.25，在此条件下，氨的合成反应的平衡常数为 A．4 B．2 C．1 D．0.5 【答案】B 【详解】反应的平衡常数，其逆反应的平衡常数；所求反应的平衡常数，故平衡常数，故选B。 10．（25-26高二上·海南·阶段检测）一定温度下，在密闭容器中投入足量的PbO和C发生反应：，达到平衡后，保持温度不变，将容器容积扩大至原来的2倍，体系重新达到平衡。下列说法错误的是 A．上述过程中平衡正向移动 B．CO的浓度不变 C．平衡常数增大 D．PbO的量减少 【答案】C 【分析】容器体积扩大至原来的2倍，体系压强减小。根据勒夏特列原理，平衡会向气体分子数增多的方向移动，即正向移动。平衡常数表达式：K=c(CO)，温度不变，平衡常数K不变，因此CO的浓度也不变。 【详解】A．由分析可知，平衡正向移动，A正确； B．温度不变，平衡常数K不变，又K=c(CO)不变，CO的浓度不变，B正确； C．温度不变，平衡常数K不变，C错误； D．平衡正向移动，PbO被消耗，D正确； 故选C。 11．（25-26高二上·四川广安·期末）一定温度下，向恒容催化转化器中，通入、发生反应，后反应达到平衡，测得的转化率。下列说法正确的是 A．高温有利于上述反应的自发进行 B．内，上述反应的平均反应速率 C．该温度下，上述反应的平衡常数 D．平衡后，再充入、，达到新平衡时，的转化率减小 【答案】B 【详解】A．反应放热的熵减反应，根据的反应能自发进行，则低温利于自发进行，A错误； B．0~2 s内，的转化率，则反应了0.8molNO，反应速率比等于系数比，则，B正确； C．由题意，平衡时NO、CO、二氧化碳、氮气分别为0.2mol、0.2mol、0.8mol、0.4mol，则平衡常数，C错误； D．平衡后充入1 mol CO和1 mol NO，与初始投料相同，反应为气体分子数减小的反应，达到新平衡时，相当于在原平衡基础上增大压强，平衡正向移动，的转化率增大，D错误； 故选B。 12．（25-26高二上·福建泉州·期中）一定温度下，向密闭容器中加入足量固体，发生反应：。达到平衡状态后，测得，保持温度不变，将容器的容积扩大一倍，达到新平衡时为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】该反应为，其平衡常数表达式为初始平衡时，测得 ，因此 。温度不变，故K保持不变，将容器容积扩大一倍后，气体体积瞬间增大一倍，浓度降至。此时反应商 ，反应正向进行，由于有足量 固体，反应正向移动直至重新等于，因此，新平衡时，故选B。 13．（25-26高二上·江西抚州·阶段检测）在一定条件下，对于已达平衡的可逆反应：，下列说法正确的是 A．平衡时，此反应的平衡常数与各物质的浓度有如下关系： B．改变条件后，该反应的平衡常数一定不变 C．如果改变压强，平衡常数会随之变化 D．若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小 【答案】A 【详解】A．根据平衡常数定义，平衡时该反应的平衡常数正确表达式为，A正确； B．平衡常数仅与温度有关，若改变的条件为温度，则平衡常数会发生改变，因此改变条件后平衡常数不一定不变，B错误； C．平衡常数只受温度影响，压强变化不会改变平衡常数，C错误； D．平衡常数与反应物、生成物的浓度无关，温度不变，增加A和B的浓度时平衡常数不变，D错误； 故选A。 14．（25-26高二上·云南昆明·阶段检测）烧水壶中水沸腾时，开水滴到灼热的煤球上会发生反应：。现使炭粉和水蒸气在碱金属催化作用下发生该反应，下列关于该碱金属的说法错误的是 A．加快了反应速率 B．增大了反应的平衡常数 C．改变了反应历程 D．降低了反应的活化能 【答案】B 【详解】A．碱金属是该反应的催化剂，能够加快反应速率，A正确； B．平衡常数仅与温度有关，催化剂不改变反应的平衡状态，无法增大反应的平衡常数，B错误； C．催化剂会参与反应，改变了反应的历程，C正确； D．催化剂的作用原理是降低反应的活化能，从而加快反应速率，D正确； 故答案选B。 15．（25-26高二上·云南曲靖·期中）已知：C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH>0。下列有关该反应的说法正确的是 A．升高温度，平衡常数K减小 B．增大压强，平衡正向移动 C．增加C(s)的质量，平衡正向移动 D．升高温度，v正和v逆都增大，但v正增大的更多 【答案】D 【详解】A．该反应正反应ΔH>0为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数K增大，A错误； B．该反应正反应为气体总物质的量增大的反应，增大压强平衡向气体分子数减小的方向（逆向）移动，B错误； C．C为固体，其浓度视为常数，增加C(s)的质量不改变反应物浓度，平衡不移动，C错误； D．升高温度会同时增大正、逆反应速率，该反应正反应为吸热反应，增大的幅度大于，平衡正向移动，D正确； 故答案为D。 素养提升 1．（25-26高二上·湖南张家界·期末）为了减少汽车尾气排放，某些重型柴油车或工程车辆会搭载高温分解装置，配合专用催化剂，促使尾气中氮的氧化物转化为无害的和；反应原理为：，在1L密闭容器中分别加入，测得不同温度下随时间变化的实验数据如下表所示：下列说法错误的是 温度/K        时间 物质的量 0 10 20 40 50 0 0.20 0.32 X 0.42 0 0.15 0.23 0.30 0.30 A．温度下，在内的分解速率为 B．由表中数据可知温度大小： C．40min时，表格中X对应的数据为0.42 D．温度下，该反应的平衡常数 【答案】B 【详解】A．温度下，0~10生成的物质的量为0.20，由反应化学计量数关系可知消耗的物质的量为0.20，容器体积为1，故，A正确； B．温度越高反应速率越快，相同时间内生成的量更多，10时下大于下的数值，说明，B错误； C．温度下40已达到平衡，温度高于，反应速率更快，达到平衡所需时间更短，故40时下反应已达平衡，等于50时的0.42，即，C正确； D．温度下平衡时，，，，平衡常数，D正确； 故选B。 2．（25-26高二上·甘肃兰州·期末）已知：  。在2 L密闭容器中通入3 mol H2和1 mol N2，测得不同温度下，NH3的产率随时间变化如图所示。下列说法不正确的是 A．温度：T1＜T2 B．焓变： C．正反应速率： D．化学平衡常数： 【答案】C 【分析】本题以氢气与氮气合成氨的反应为情境：由图像“先拐先平数值大”可判断两曲线对应的温度高低；升温使平衡逆向移动，说明正反应为放热反应；化学平衡常数只与温度有关，温度变化时平衡常数随之改变。 【详解】A．根据“先拐先平数值大”知，，A正确； B．升温使平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，，B正确； C．由图可知，a点和b点反应物浓度相同，且a点温度比b点高，则，C错误； D．该反应的，升温使平衡逆向移动，化学平衡常数减小，且化学平衡常数只与温度有关，温度不变化学平衡常数不变，则化学平衡常数：，D正确。 故答案为C。 3．（25-26高二上·福建宁德·期末）在时，HBr催化氧化反应为，平衡常数为K。研究表明，总反应分三步进行，其反应历程能量变化如图所示。 (Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ) 下列说法错误的是 A．总反应在低温条件下，能正向自发进行 B．使用催化剂能降低反应的活化能，提高反应速率 C．总反应达到平衡后，升高温度，平衡混合物的颜色变浅 D．时， 【答案】D 【详解】A．总反应的反应物总能量高于生成物总能量，，且反应后气体分子数减少，，根据，低温下，反应能正向自发进行，A正确； B．催化剂可以降低反应的活化能，提高活化分子百分数，从而提高反应速率，B正确； C．总反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，浓度减小，平衡混合物颜色变浅，C正确； D．总反应等于反应(Ⅰ)+反应(Ⅱ)+2×反应(Ⅲ)，多重平衡规则下总平衡常数，不是，D错误； 故选D。 4．（25-26高二上·云南文山·期末）向恒容密闭容器中通入1.1 mol 和1.1 mol ，发生反应：，不同温度下，测得随时间（t）的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 A．时，该反应的平衡常数 B．该反应正向为吸热反应 C．时，的平衡转化率 D．降低温度，混合气体的平均摩尔质量增大 【答案】A 【详解】A．题目未给出恒容容器的体积，无法计算各物质的平衡浓度，无法得到平衡常数为2700，A错误； B．温度越高反应速率越快，达到平衡的时间越短，故，下平衡时更大，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，B正确； C．平衡时，根据反应计量数，消耗的物质的量为，故平衡转化率，C正确； D．反应前后气体总质量不变，降低温度平衡逆向移动，气体总物质的量减小，根据，混合气体平均摩尔质量增大，D正确； 答案选A。 5．（24-25高二上·四川南充·期末）时，将足量的某碳酸氢盐（）固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：，上述反应达平衡时体系的总压为p。（已知：为分压表示的平衡常数，），下列说法错误的是 A．该反应的为 B．向该容器中充入He，平衡不会移动 C．缩小容器体积，再次平衡后体系的总压不变 D．再加入适量固体，达新平衡后增大 【答案】D 【详解】A．平衡时和的物质的量之比为，分压均为，，A正确； B．恒容容器中充入，和的浓度、分压均不改变，，平衡不会移动，B正确； C．平衡常数仅与温度有关，温度不变则不变，缩小容器体积重新平衡后，和的分压仍为，总压仍为，C正确； D．为固体，加入固体不影响平衡状态，温度不变不变，达新平衡后不变，D错误； 答案选D。 6．（24-25高二上·辽宁大连·期末）在2L恒容密闭容器中充入2molCO2和0.5molH2发生如下反应：。如图所示为该反应正反应的平衡常数和逆反应的平衡常数随温度变化的曲线，下列表述错误的是 A．曲线Ⅰ为 B．时，该反应 C．时，若反应经10min达平衡，内， D．若换成恒压容器，其他条件不变，时达平衡后H2的体积分数小于4% 【答案】D 【分析】反应：，正反应吸热。温度升高，平衡正向移动，增大；逆反应放热，升温平衡逆向，减小。所以曲线Ⅰ随温度上升而增大，代表；曲线Ⅱ随温度上升减小，代表。处两曲线相交，，又因为，所以时。 【详解】A．由分析可知，曲线Ⅰ代表，A正确； B．时，曲线Ⅱ代表，温度高于到，温度升高，不断减小，因此时，B正确； C．时，设转化浓度为，列三段式为，，解得，则，C正确； D．平衡时，，，气体总浓度为，则体积分数为，该反应反应前后气体分子总数不变，，恒容、恒压条件，压强改变不会使平衡移动，平衡组成完全一样，所以恒压下体积分数等于4%，D错误； 故选D。 7．（24-25高二上·贵州安顺·期末）在容积为2 L的密闭容器中，充入和发生如下化学反应：，其化学平衡常数（K）与温度（T）的关系如下表： T/°C 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 关于该反应的说法正确的是 A．该反应 B．其他条件不变，增大压强可以增大平衡转化率 C．若下反应经过5 min达到平衡，则用表示平均反应速率为 D．在时，向容器中充入各0.5 mol时，反应向逆反应方向进行 【答案】C 【详解】A．温度升高时该反应的平衡常数增大，说明正反应为吸热反应，，A错误； B．该反应前后气体总计量数相等，增大压强平衡不移动，平衡转化率不变，B错误； C．时，初始、浓度均为，设转化浓度为，则，解得，，C正确； D．时，充入各物质浓度均为，浓度商，反应向正反应方向进行，D错误； 故选C。 8．（26-27高二上·河南开封·阶段检测）将转化为甲醇的原理为  。时，在容积为的恒容密闭容器中充入、，测得浓度与浓度随时间的变化关系如图所示。下列结论错误的是 A．时，该反应的平衡常数 B．曲线X也可以表示的浓度变化 C．平衡时的转化率为75% D．从反应开始到时，的平均反应速率为 【答案】A 【分析】由图可知，曲线X随时间先增大后不变，曲线Y随时间先减小后不变，故曲线Y表示浓度随时间变化，曲线X表示浓度随时间的变化关系，到达平衡时，浓度为，浓度为，据此分析。 【详解】A．500℃达平衡时，，由反应方程式计量关系可知，平衡时，，平衡常数，，A错误； B．反应中和化学计量数相同，浓度变化规律一致，曲线X表示的浓度变化，也可表示的浓度变化，B正确； C．平衡时的转化浓度为，转化率为，C正确； D．从反应开始到10min时，的平均反应速率，D正确； 故选A。 9．（25-26高二上·北京·期末）已知：  ，温度时的平衡常数，在①、②、③三个相同体积的恒容密闭容器中投料，反应温度和起始浓度如表所示。 容器编号 温度 起始浓度/ CO ① 0.1 0.1 0 0 ② 0.2 0.1 0 0 ③ 0.04 0.02 0.03 0.06 其中①在5 min时达到平衡。下列判断正确的是 A．①中可根据容器内的压强不再变化判断已经达到了平衡状态 B．①中0～5 min的平均反应速率 C．的平衡转化率：②>① D．若容器③中反应向正反应方向进行，则 【答案】B 【详解】A．该反应前后气体分子总数相等，恒容条件下容器内压强始终不随反应进程变化，因此压强不再变化无法判断是否达到平衡，A错误； B．设容器①中的平衡转化浓度为mol⋅L−1，起始时，平衡时mol⋅L−1，mol⋅L−1，代入平衡常数表达式，解得，因此，B正确； C．容器②相当于在容器①的基础上增大的浓度，平衡正向移动但自身的平衡转化率降低，因此的平衡转化率：①>②，C错误； D．容器③的浓度商，若反应向正方向进行，说明，该反应，温度越高平衡常数越大，因此，D错误； 故选B。 10．（25-26高二上·福建宁德·期末）是一种新型硝化剂，可发生反应：在下，向恒容密闭容器中通入气体，部分实验数据见下表： 时间 0 8 12 16 1 0.8 0.6 0.6 下列说法错误的是 A．内，为 B．后，将分离出来，则此时v(逆)减小，v(正)增大，平衡正向移动 C．后，升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小 D．后，向容器内再通入，则达到新平衡时的转化率小于 【答案】B 【详解】A．8 min内，，化学反应速率之比等于化学计量数之比，，A正确； B．16 min后分离出的瞬间，生成物浓度降低，减小，反应物浓度不变，瞬间不变，平衡正向移动后才逐渐减小，不存在增大的过程，B错误； C．该反应，升高温度平衡正向移动，气体总物质的量增大，反应前后气体总质量不变，平均相对分子质量，故混合气体平均相对分子质量减小，C正确； D．原平衡时的转化率为，16 min后再通入，恒容条件下相当于增大体系压强，该反应正反应为气体分子数增大的反应，增大压强平衡逆向移动，新平衡时的转化率小于40%，D正确； 故选B。 迁移创新 11．（25-26高二上·陕西渭南·期末）氢气既是重要的化工原料，又属于清洁能源，是未来人类重点开发的能源之一，请回答下列问题： (1)氢气可与煤在催化剂作用下制备乙炔（C2H2），总反应式为：2C(s)+H2(g)⇌C2H2(g) ΔH。该过程主要发生下列反应： Ⅰ．C(s)+2H2(g)⇌CH4(g) ΔH1=-74.85kJ·mol-1 Ⅱ．2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g) ΔH2=+340.93kJ·mol-1 Ⅲ．C2H4(g)⇌C2H2(g)+H2(g) ΔH3=+35.50kJ·mol-1 ①ΔH=______kJ·mol-1；反应Ⅱ在______（填“高温”、“低温”或“任意温度”）下能自发进行。 ②一定条件下，向2L的恒容密闭容器中加入足量碳粉和1mol H2，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，5min时反应达到平衡，容器中CH4为0.1mol，C2H4为0.2mol，C2H2为0.3mol，则5min内H2的平均反应速率v(H2)=______mol·L-1·min-1，反应I的平衡常数K=______L·mol-1。 (2)氢气可用于合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH4，在恒压条件下测得H2的平衡转化率与温度和投料比关系如图所示： ①已知T2>T1，则ΔH4______（填“>”、“<”或“=”）0。 ②由图可知，同温同压下越大，H2的平衡转化率越大，原因为______。 ③保证该压强不变，向T1温度下，的平衡体系中再加入2mol CO、4mol H2、2mol CH3OH，则化学平衡______（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。 (3)科学家研发了一种绿色环保“全氢电池”，用于铜片上镀银，工作原理如图所示。 ①吸附层b为______（填“正极”或“负极”）。 ②当吸附层a通入2.24L（标准状况）H2时，溶液中有______mol离子透过交换膜。 ③电池工作时，电极m质量逐渐______（填“增大”或“减小”）。 【答案】(1) +226.73 高温 0.09 20 (2) < 增大，相当于增大CO的浓度，平衡正向移动，使另一种反应物H2的平衡转化率提高 不 (3) 正极 0.2 减小 【分析】本题以氢能的综合利用为情境，属于化学反应原理综合题，综合考查盖斯定律与反应自发性的判断、化学反应速率和平衡常数的计算、化学平衡的移动以及原电池与电解池的工作原理。分析时先由目标反应与已知热化学方程式的组合关系求算 ΔH；再由氢原子守恒确定平衡组成，进而计算反应速率和平衡常数；结合图像中温度对平衡转化率的影响判断反应的热效应；最后按物质转化中化合价的变化确定电极类型，并用电子守恒进行定量计算。 【详解】（1）① 根据盖斯定律，目标反应可由 2×Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ 得到，故 。反应Ⅱ的 ΔH2>0，且正反应气体分子数增加，即 ΔS>0，根据 ΔG=ΔH−TΔS<0 时反应自发进行，可知该反应在高温下能自发进行。② 初始时加入 1 mol H2，共含有 2 mol H 原子。平衡时，容器中 CH4、C2H4、C2H2 的物质的量分别为 0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol，根据氢原子守恒，平衡时剩余 H2 的物质的量为 。则 5 min 内消耗的 H2 为 1 mol−0.1 mol=0.9 mol，其平均反应速率 。平衡时 ，，反应Ⅰ的平衡常数 。 （2）① 由图可知，在相同的投料比下，温度为 T2 时 H2 的平衡转化率比 T1 时低。已知 T2>T1，说明升高温度平衡逆向移动，即正反应为放热反应，故 ΔH4<0。② 同温同压下，增大 ，相当于在体系中增加反应物 CO 的浓度（或体积分数），促使平衡正向移动，从而提高了 H2 的平衡转化率。③ 在 T1 温度下， 时，H2 的平衡转化率为 50%。设初始 n(CO)=1 mol，n(H2)=2 mol，则平衡时消耗 H2 为 1 mol，消耗 CO 为 0.5 mol，生成 CH3OH 为 0.5 mol。此时平衡体系中 n(CO)=0.5 mol，n(H2)=1 mol，n(CH3OH)=0.5 mol。再加入 2 mol CO、4 mol H2、2 mol CH3OH，加入的各物质的物质的量之比（1:2:1）与原平衡体系中各物质的物质的量之比完全相同。由于在恒压条件下，这等效于原平衡体系的同比例放大，各物质的分压保持不变，浓度商等于平衡常数，故化学平衡不移动。 （3）① 由图可知，吸附层a通入的 H2 转化为 H2O，发生失电子的氧化反应，为原电池的负极；吸附层b中 H+ 转化为 H2，发生得电子的还原反应，为正极。② 标准状况下 2.24 L H2 的物质的量为 0.1 mol。负极反应为 ，消耗 0.1 mol H2 转移 0.2 mol 电子。为保持溶液电中性，将有 0.2 mol Na+ 透过阳离子交换膜向正极移动。③ 电池工作时，电极m与电池正极相连，作电解池的阳极；阳极发生氧化反应 ，银不断溶解，故电极m的质量逐渐减小。 12．（26-27高二上·山东菏泽·阶段检测）亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO和Cl2反应得到，化学方程式为2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)。 (1)在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示： ①反应开始到10 min时NO的平均反应速率v(NO)=________ mol·L-1·min-1。 ②T2时该反应的平衡常数K=________________________________。 ③T2时Cl2的平衡转化率为__________________________________。 (2)若按投料比n(NO)∶n(Cl2)=2∶1把NO和Cl2加入一恒压的密闭容器中发生反应，平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图B所示： 若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的压强平衡常数Kp=________(用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×体积分数)。 【答案】(1) 0.1 2 50% (2) 【详解】（1）① 由图A可知，反应进行到时生成NOCl的浓度为，根据化学反应速率公式；由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，； ② 初始时，。时达到平衡，生成。列出三段式： 该反应的平衡常数。 ③ 由②的计算可知，时的平衡转化率为。 （2）设初始投入的NO和的物质的量分别为2mol和1mol。由图B可知，M点时NO的转化率为，则转化的NO为。列出三段式： 平衡时混合气体的总物质的量为。在总压为的条件下，各物质的分压等于总压乘以体积分数（物质的量分数）：，p(Cl2) = p ，，则M点的压强平衡常数。 13．（25-26高二上·广东汕头·期末）二氧化碳是常见的温室气体，其回收利用是环保领域研究的热点课题。 (1)已知：①  ； ②  ； 则与反应生成乙烯和水蒸气的热化学方程式为________。 (2)研究表明CO和在一定条件下可以合成甲醇，反应的化学方程式为：。往一容积为2 L的密闭容器内，充入0.3 mol CO与，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图。 ①、的大小关系是________（填“>”“<”或“=”）。A、B、C三点的平衡常数、、由大到小关系是________。 ②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是________。 A．     B．的体积分数不再改变 C．混合气体的密度不再改变     D．同一时间内，消耗，生成0.02 mol CO ③上述投料在、压强下，平衡时的体积分数是________；平衡常数是________；平衡后再加入1.0 mol CO、、，则化学平衡会________（填“正向移动、逆向移动、不移动”）。 【答案】(1) (2) < BD 50% 正向移动 【详解】（1）目标反应中不含CO，因此根据盖斯定律，将反应①乘以2，再与反应②相加，以消去中间产物CO。则。因此所求热化学方程式为：； （2）①在相同温度下，对应的CO平衡转化率为0.8，大于对应的0.5。反应的正反应使气体分子数减少，增大压强有利于平衡正向移动，故。沿曲线，温度由升高到时，CO平衡转化率由0.8降至0.5，说明升温使平衡逆向移动，正反应为放热反应，升温使平衡常数减小。A、B两点温度相同，平衡常数相等；C点温度较高，因此。 ②A．反应中与的化学计量数之比为2∶1。平衡时，用同一种物质表示的正、逆反应速率相等，因此用氢气和甲醇分别表示正、逆反应速率时，应满足，原式缺少系数2，A错误； B．CH3OH的体积分数不再改变，即CH3OH的浓度不再改变，能说明反应达到平衡状态，B正确； C．密闭容器内反应物和生成物均为气体，气体总质量不变，容器体积固定为2 L，因此无论反应是否达到平衡，混合气体的密度都不变，不能据此判断达到平衡，C错误； D．消耗氢气表示正反应，生成CO表示逆反应。同一时间内正反应消耗0.04 mol ，对应消耗CO的物质的量为，与逆反应生成CO的物质的量相等，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡，D正确； 故选BD。 ③在℃、压强下，对应图中C点，CO的平衡转化率为0.5，因此消耗CO的物质的量为。由反应的化学计量关系，消耗的物质的量为，生成的物质的量为0.15 mol，各物质的变化如下。 平衡时，氢气的体积分数等于其物质的量分数，即。 容器体积为2 L，平衡浓度分别为，，。将各浓度以mol/L为单位取数值代入，平衡常数为：。 平衡后加入所给物质，尚未来得及反应时，CO、、的物质的量分别变为、、。容器体积不变，此时三者的浓度分别为、、。以相同浓度单位取数值，加入瞬间的浓度商为：。温度不变，平衡常数不变，因，所以化学平衡正向移动。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题2 化字反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方向与限度 第3课时 化学平衡常数 课标要点 1.知道化学平衡常数的含义，能书写给定反应的化学平衡常数表达式，了解平衡常数的影响因素。 2.能利用化学平衡常数进行简单计算，判断化学反应进行的程度，结合浓度商与平衡常数的大小关系判断平衡移动方向。 3.能结合实验数据认识化学平衡常数的定量意义，建立化学平衡的定量思维模型，体会化学定量研究对调控化学反应的价值。 学习重难点 重点： 1. 化学平衡常数表达式的书写。 2. 化学平衡常数的简单计算；利用浓度商Q与K的比较判断反应方向。 3. 温度对平衡常数的影响规律。 难点： 1. 理解化学平衡常数只与温度有关，与反应物、生成物起始浓度、压强、催化剂无关。 2. 多个相关化学反应平衡常数之间的换算（反应叠加、逆反应、倍数关系对应的K变换）。 3. 结合三段式模型，进行平衡体系中转化率、平衡浓度、平衡常数的综合计算。 知识点 化学平衡常数 1．化学平衡常数 对于可逆反应：aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)，在 一定时，无论起始浓度如何，反应达到平衡后，各物质的物质的量浓度满足以下关系式： K= 该结果是一个常数，此常数称为化学平衡常数，简称平衡常数，用字母 表示。 2．化学平衡常数的意义 已知：25 ℃时，卤化氢生成反应的平衡常数如下表： 化学方程式 平衡常数K F2＋H2⇌2HF 6.5×1095 Cl2＋H2⇌2HCl 2.57×1033 Br2＋H2⇌2HBr 1.91×1019 I2＋H2⇌2HI 8.67×102 由表中数据可知，生成卤化氢的平衡常数K值从上到下依次减小，反应进行的程度也依次减小。在上述反应中，生成氟化氢的反应进行得最为完全。 (1)平衡常数的大小能说明反应进行的 (也叫反应的 )。 (2)K值越大，表示反应进行得越 ，当K>105时，该反应进行得基本完全了。 3．化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的 。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受 影响。 已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0的平衡常数与温度的关系如下： T/K 373 473 573 673 773 K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103 ①放热反应，温度升高，K值 ； ②吸热反应，温度升高，K值 。 易错提醒 (1)反应物和生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可以看做“1”而不代入公式。 (2)平衡常数K只受温度的影响，当温度不变时，K值不变。 随学随练 1．下列关于化学平衡常数的说法正确的是 A．化学平衡常数只与温度有关 B．化学平衡常数越大，反应进行的程度越小 C．化学平衡常数表达式中，反应物的浓度必须写在分子上 D．改变压强，化学平衡常数一定发生变化 2．对于3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为 A．K= B．K= C．K= D．K= 3．K为化学平衡常数，下列说法中正确的是 A．从平衡常数的大小可以推断任意反应进行的程度 B．K值越大，反应的转化率越小 C．温度越高，K值越大 D．对同类型的反应，K值越大，反应的转化率越大 知识点 平衡转化率 1．平衡转化率的概念 (1)概念： 某一反应的平衡转化率α等于该物质在反应中的 （如物质的量、物质的量浓度等）与该物质 的比值，可表示为： α = ×100% (2)对于可逆反应：aA＋bBcC＋dD αA＝×100%＝×100% 或αA＝×100%＝×100% (3)平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。 2．平衡转化率的意义 反应的平衡转化率表示在一定 和一定 浓度下反应进行的限度。 随学随练 4．一定条件下，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 5．在某密闭容器中把和的混合物加热到，存在平衡，且平衡常数。若在的密闭容器中充入和的混合物并加热到，则平衡时的转化率为 A．50% B．60% C．70% D．83.3% 6．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 % 知识点 压强平衡常数和速率常数 1．压强平衡常数 (1)以aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)为例， Kp＝，其中，p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强。 (2)计算方法 ①根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。 ②计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 ③根据分压计算公式求出各气体物质的分压，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)。 ④根据平衡常数计算公式代入计算。 2．速率常数(k正、k逆) (1)表达式：若基元反应为mA ＋nB⇌pC， 则：v正＝k正cm(A)·cn(B)、v逆＝k逆cp (C) 上式中的k为速率常数，是化学反应速率的量化表示方式。 (2)表示意义：其数值相当于参加反应的物质都处于单位浓度(1 mol·L－1)时的反应速率。 (3)影响因素：不同的反应有不同的速率常数，速率常数与反应温度、反应溶剂、催化剂等有关，与浓度无关。 (4)当化学反应达到平衡时，v正＝v逆，即k正cm (A)·cn(B) ＝k逆cp (C)，则化学平衡常数K＝。 随学随练 7．在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应：Ⅰ．  Ⅱ．  ，反应Ⅱ速率方程分别和，其中、为该反应的速率常数。测得c(W)的浓度随时间t的变化如下表： t/min 0 1 2 3 4 5 …… 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 …… 下列说法正确的是 A．0~2 min时， B．升高温度，减小，增大，，平衡逆向移动 C．反应Ⅱ平衡常数 D．若增大容器容积，平衡时W的转化率不变 8．“液态阳光”是推动碳低峰，碳中和的技术新路径。反应原理为：  (假设该反应无副反应)。 (1)设，y随温度的变化关系如图所示。图对应该反应的线条是___________。    (2)向容积均为2L的恒容密闭容器中通入1.0mol (g)和2.0mol (g)，在不同催化剂X、Y的催化下发生反应。测得50min时，转化率与温度的变化关系如图所示。    ①该反应适宜选用的催化剂为___________(填“X”或“Y”)。 ②K时，d点对应容器在0～50min内的平均反应速率___________mol/(L·min)。 ③a、c两点转化率相等，下列说法正确的是___________(填标号)。 A．a、c两点一定都是平衡点 B．a点可能为平衡点，c点一定不是平衡点 C．a点一定不是平衡点，c点可能为平衡点 D．a、c两点一定都不是平衡点 ④转化率：c点<b点的原因是___________。 ⑤按上述投料，若某温度下，初始压强为p kPa，达到平衡时，转化率为50%，则该反应的平衡常数___________(用p表示)，若将容器的体积缩小为1L，___________(填“增大”、“减小”或“不变) 9．SO2、CO2、NOx的排放与燃烧化石燃料有很大的关系，所以对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。 Ⅰ、脱硝 (1)已知： 若某反应的平衡常数表达式为，则此反应的热化学方程式为______。 (2)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的脱硝技术，用Fe做催化剂时，在氨气足量的情况下，不同对应的脱氨率如图所示，当温度为______℃，______，脱氮效果最佳。 Ⅱ、脱碳 (3)“液态阳光”是推动碳达峰、碳中和的技术新路径。反应原理为： 2CO2 (g)＋4H2O(g) ⇌ 2CH3OH(g)＋3O2(g) ，向容积均为2L的恒容密闭容器中通入1.0mol CO2 (g)和2.0mol H2O (g)，在不同催化剂X、Y的催化下发生反应。测得50min时，转化率与温度的变化关系如图所示。 该反应适宜选用的催化剂为______(填“X”或“Y”)。 ②T1 K时，d点对应容器在0～50min内的平均反应速率______mol/(L·min)。 ③a、c两点CO2转化率相等，下列说法正确的是______(填标号)。 A．a、c两点一定都是平衡点 B．a点可能为平衡点，c点一定不是平衡点 C．a点一定不是平衡点，c点可能为平衡点 D．a、c两点一定都不是平衡点 ④CO2转化率：c点<b点的原因是______。 ⑤按上述投料，若某温度下，初始压强为p kPa，达到平衡时，CO2转化率为50%，则该反应的平衡常数Kp =______(用p表示，最终结果用分数表示)。 拓展 化学平衡常数的书写和意义 平衡常数的表达式的书写 (1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 (2)纯液体和固体的浓度为常数，不写入平衡常数表达式。 例如：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) K＝； FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　K＝。 (3)书写形式与化学方程式的书写有关。例如： N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K1=； N2(g)＋H2(g) NH3(g)的平衡常数为K2=； NH3(g) N2(g)＋H2(g)的平衡常数为K3=。 则K1和K2的关系式为K1=K22；K2和K3的关系式为：K2·K3=1；K1和K3的关系式为：K1=。 活学活用 1．化学平衡常数K的数值大小可衡量化学反应进行的程度，一定温度下的下列反应的平衡常数如下：  ①2NO(g)N2(g)＋O2(g)  K1=1×1030 ②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)  K2=2×1081 mol-1·L        ③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)  K3=4×10-92 mol·L-1 以下说法正确的是 A．反应①的平衡常数表达式为K1= B．相同温度下，2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)的平衡常数为5×10-80 mol·L-1 C．相同温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2 D．该温度下，某时刻反应③中CO2(g)、CO(g)、O2(g)的浓度分别为2×10-5 mol·L-1、2×10-10 mol·L-1、10-10 mol·L-1，此时反应正向进行 2．汽车尾气催化转化的主要反应原理为：  。下列说法正确的是 A．该反应在任何温度下均能自发进行 B．该反应的平衡常数 C．使用高效催化剂能使反应速率增大、焓变减小 D．该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能 3．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在一定温度下，其平衡常数为K。下列说法正确的是 A．K=c2(CO)c(C)·c(CO2) B．升温和增大压强均改变K C．C(s)＋CO2(g) CO(g)的K′= D．使用合适的催化剂可以改变K 拓展 化学平衡常数的有关计算 1．计算模型——三段式法 　　　　　　 aA(g) ＋ bB(g)  cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) x y 0 0 Δc(mol·L－1) am bm cm dm c(平)(mol·L－1) x-am y-bm cm dm 2．解题思路 (1)设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 (2)确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按（1）中“模式”列表。 (3)解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 3．基本计算关系 (1)各物质的物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。 (2)反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (3)反应产物的产率＝×100%。 (4)平衡时B组分的体积分数＝平衡时B组分的物质的量分数＝×100%。 活学活用 4．硫及其化合物有着广泛的作用，合理应用和处理含硫的化合物，在生产生活中有重要意义。某温度下，在1L真空刚性容器中，加入3mol 和4mol ，发生反应。反应达平衡时，，下列说法正确的是 A．再充入1mol 和1mol ，此时v（正）＞v（逆） B．再充入3mol 和4mol ， C．其它条件不变，增大，可以提高的转化率 D．该反应的 5．一定温度下，体积为的密闭容器中，和进行反应：，经达到平衡，生成。下列说法正确的是 A．时，以X浓度变化表示的反应速率为 B．该温度下，反应的平衡常数 C．将容器体积变为，Z的平衡浓度变为原来的 D．升高温度，X的体积分数减小，则该反应的 6．在T℃下，将2.0mol(s)置于1.0L的真空密闭容器中，发生如下反应： 反应1： 反应2： 5min时，达到平衡状态，测得CO的体积分数为40%，则下列说法不正确的是 A．T℃下反应体系达到平衡时，mol/L B．若容器体积变为0.5L，平衡时CO的体积分数变小 C．0-5min， D． 题型 化学平衡常数的应用 ▌例1 与重整生成和CO的过程主要发生如下反应：。下列说法正确的是 A．上述反应平衡常数 B．任意温度下该反应均能自发进行 C．使用催化剂可降低反应的活化能，提高的平衡转化率 D．每生成同时生成2 mol CO，说明该反应达到平衡状态 解题贴士 1．判断可逆反应进行的程度 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 2．判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商Q＝。 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。 3．判断可逆反应的反应热 (1)升高温度 (2)降低温度 ▌对点练1-1 一定条件下，反应的平衡常数为，在体积为的容器中充入、发生上述反应直至达到平衡，下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数的表达式为： B．的平衡转化率为 C．若升高温度，反应物中活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大 D．保持温度不变，将体系体积压缩，正、逆反应速率均加快而反应限度不变 ▌对点练1-2 CO2与H2催化重整制取CH4的反应方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)  ΔH=-164.9kJ/mol，下列关于该反应的说法正确的是 A．v正(H2)=2v逆(H2O)，表明反应达平衡状态 B．该反应放热，无需加热条件且在任意温度下都能自发进行 C．恒容时充入氦气，平衡向右移动，平衡常数K增大 D．升温可加快反应速率并提高CO2的转化率 题型 压强平衡常数及速率常数的计算 ▌例2 我国科学家在ZSM-5分子筛载体上构筑催化剂(Fe1-Zn1/ZSM-5)实现甲烷催化氧化制备乙酸等C2含氧产物。 i． ii． 回答下列问题： (1)CH3CH2OH分子中正电中心和负电中心______(填“重合”或“不重合”)。 (2)在标准状态(通常为298K、101kPa)下，由最稳定的单质生成1摩尔指定状态的化合物时，所发生反应的焓变称为标准摩尔生成焓，符号为，单位通常为kJ·mol-1，其中，最稳定单质的标准摩尔生成焓被规定为0，已知：CH4(g)、H2O(g)的标准摩尔生成焓()分别为-74.8kJ·mol-1、-241.8kJ·mol-1.CH3COOH(g)的标准摩尔生成焓为______kJ·mol-1。 (3)某条件下，反应i的速率方程为，(k正、k逆为速率常数，只与温度、催化剂有关)。速率常数、活化能与温度关系为(R、A为常数)，如图所示。 ①代表Rlnk正～T的曲线是______(填“L1”或“L2”)，判断理由是__________________。 ②加入催化剂(Fe1-Zn1/ZSM-5)，______(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)初始按化学计量数之比投入CH4和O2，仅发生反应ii．保持CH4的平衡转化率(α)恒定为0.3、0.5、0.7，探究温度、压强关系如图所示。 ①S1曲线代表的转化率(α)为______，ΔΗ2______(填“>”“<”或“=”)0。 ②用物质的量分数替代浓度计算的平衡常数叫物质的量分数平衡常数(Kx)。Kx(A)______Kx(B)(填“>”“<”或“=”)。计算Kx(E)=______。 (5)某温度下，保持总压强为p kPa，向密闭容器充入1mol CH4和1.3mol O2，仅发生上述反应i和ii，达到平衡时，体系含0.1mol CH3CH2OH(g)和0.5mol H2O(g)，此时反应ii的平衡常数Kp为______(kPa)-1(用含p的代数式表示)。 提示：用分压计算的平衡常数叫Kp，气体分压等于总压×物质的量分数。 解题贴士 1．常用的四个公式 公式 备注 反应物的转化率 ×100%＝×100% ①平衡量可以是物质的量、气体的体积； ②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数 生成物的产率 ×100% 平衡时混合物组分的百分含量 ×100% 某组分的体积分数 ×100% 2．压强平衡常数(Kp)的计算流程 第一步：根据“三段式”法计算各气体的起始量、变化量、平衡量。 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：计算各气体物质的分压：p(某气体的分压)＝p(混合气体总压强)×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 第四步：代入平衡常数表达式，计算Kp。 3．速率常数和平衡常数的关系 对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。 ▌对点练2-1 已知和下： 反应i： 反应ii： (1)若反应ii逆反应活化能Ea(逆)为120，则该反应的Ea(正)活化能为___________。 (2)反应ii的反应速率，其中、分别为正、逆反应速率常数，影响速率常数k的因素有温度和催化剂等。该反应的平衡常数，升高温度时，是___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)合成甲醇的过程，增大压强，的平衡体积分数___________(填“增大”“减小”或“无影响”)，原因为___________。 (4)下列说法能表明反应i已经达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．的浓度等于的浓度 B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．断开键的同时，断开键 D． (5)温度为T℃时，在一个刚性容器中模拟工业上合成CH3OH，往容器中通入1molCO2、3molH2进行反应，反应过程中容器内的压强随着时间变化如下表所示。 时间/min 0 10 20 30 40 50 压强/MPa 120 105 95 90 88 88 (已知：CH3OH选择性=) 请计算反应开始至40min的平均反应速率v(CH3OH)=___________MPa/min；此时CH3OH的选择性为80%，则反应I的压强平衡常数Kp=___________(只列计算式，压强平衡常数：用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压气体物质的量分数) (6)只发生反应i，设m为起始时的投料比，即。 ①图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为___________。 ②图2中、、从大到小的顺序为___________。 ▌对点练2-2 综合利用化石燃料，提高利用率，有助于实现“碳达峰、碳中和”。 Ⅰ．甲烷—二氧化碳干气重整和甲烷—水蒸气重整是制备水煤气的重要途径，涉及反应如下： 反应i．   反应ii．   (1)计算反应的___________。 (2)一定温度下，反应存在，(、为正、逆反应速率常数)。该温度下反应i的平衡常数___________(用含、的代数式表示)。 (3)反应ii在___________(填“高温”或“低温”)下易自发进行。 (4)可用作甲烷干气重整反应的催化剂。晶体氧空位数不同时，反应历程中的基元反应的能量变化如下图所示。据此判断，氧空位越___________(填“多”或“少”)，越不利于反应进行，判断的理由是___________。 Ⅱ．在一密闭容器中，通入和，利用甲烷的水蒸气重整反应制备氢气，反应方程式为。 (5)时，反应时间相同，的转化率随压强的变化如下图所示。图中处于化学平衡状态的点有___________(填图中标号)。 (6)若5 min末反应至B点，用单位时间内的物质的量变化表示的化学反应速率___________；此温度下该反应的分压平衡常数___________。 基础通关 1．（25-26高二上·内蒙古·期中）改变化学反应的外界条件可以调控生产效率。下列措施能同时改变反应速率和平衡常数的是 A．降低体系温度 B．增大反应物浓度 C．增大体系的压强 D．使用催化剂 2．（25-26高二上·青海·阶段检测）已知反应：。该反应的平衡常数表达式为 A． B． C． D． 3．（26-27高二上·河北雄安·开学考试）将NH3与废弃的太阳能面板Si材料进行球磨反应，制备高纯度H2，反应如下： 反应Ⅰ：4NH3(g)+3Si(s)=6H2(g)+Si3N4(s)  ΔH1  K1； 反应Ⅱ：2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)  ΔH2  K2； 反应Ⅲ：3Si(s)+2N2(g)=Si3N4(s)  ΔH3  K3。 则ΔH3与K3分别为 A．； B．； C．； D．； 4．（25-26高二下·江苏无锡·期中）甲烷催化重整反应为CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)  ΔH>0。下列说法正确的是 A．平衡时升高温度，v正增大，v逆减小 B．反应平衡常数K= C．使用催化剂能加快反应速率，但不能降低反应的焓变 D．达到化学平衡时，CH4能全部转化为CO 5．（25-26高二上·福建·期中）1100℃下，在密闭容器中发生反应：  。下列有关该反应的说法正确的是 A．升高温度，K值变小 B．升高温度，逆反应速率加快 C．加入催化剂，CO的平衡转化率提高 D．恒温下扩大容器体积，平衡正向移动 6．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）在某密闭容器中发生反应，下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数表达式为 B．只升高温度，该反应的正逆反应速率均增大 C．只及时移除部分，该反应的平衡常数增大 D．某一条件下，若该反应的浓度商平衡常数，则 7．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）把一定量的置于密闭容器中发生反应，下列说法正确的是 A．只充入少量，该反应的平衡常数减小 B．只降低温度，该反应的速率减小 C．只加入适宜的催化剂，增大 D．只将固体研成粉末，该反应的平衡常数增大 8．（25-26高二上·广西桂林·期中）可逆反应：在t ℃下达到平衡状态，其平衡常数可表示为 A． B． C． D． 9．（25-26高二上·天津静海·期中）已知反应，在某温度下的平衡常数为0.25，在此条件下，氨的合成反应的平衡常数为 A．4 B．2 C．1 D．0.5 10．（25-26高二上·海南·阶段检测）一定温度下，在密闭容器中投入足量的PbO和C发生反应：，达到平衡后，保持温度不变，将容器容积扩大至原来的2倍，体系重新达到平衡。下列说法错误的是 A．上述过程中平衡正向移动 B．CO的浓度不变 C．平衡常数增大 D．PbO的量减少 11．（25-26高二上·四川广安·期末）一定温度下，向恒容催化转化器中，通入、发生反应，后反应达到平衡，测得的转化率。下列说法正确的是 A．高温有利于上述反应的自发进行 B．内，上述反应的平均反应速率 C．该温度下，上述反应的平衡常数 D．平衡后，再充入、，达到新平衡时，的转化率减小 12．（25-26高二上·福建泉州·期中）一定温度下，向密闭容器中加入足量固体，发生反应：。达到平衡状态后，测得，保持温度不变，将容器的容积扩大一倍，达到新平衡时为 A． B． C． D． 13．（25-26高二上·江西抚州·阶段检测）在一定条件下，对于已达平衡的可逆反应：，下列说法正确的是 A．平衡时，此反应的平衡常数与各物质的浓度有如下关系： B．改变条件后，该反应的平衡常数一定不变 C．如果改变压强，平衡常数会随之变化 D．若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小 14．（25-26高二上·云南昆明·阶段检测）烧水壶中水沸腾时，开水滴到灼热的煤球上会发生反应：。现使炭粉和水蒸气在碱金属催化作用下发生该反应，下列关于该碱金属的说法错误的是 A．加快了反应速率 B．增大了反应的平衡常数 C．改变了反应历程 D．降低了反应的活化能 15．（25-26高二上·云南曲靖·期中）已知：C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH>0。下列有关该反应的说法正确的是 A．升高温度，平衡常数K减小 B．增大压强，平衡正向移动 C．增加C(s)的质量，平衡正向移动 D．升高温度，v正和v逆都增大，但v正增大的更多 素养提升 1．（25-26高二上·湖南张家界·期末）为了减少汽车尾气排放，某些重型柴油车或工程车辆会搭载高温分解装置，配合专用催化剂，促使尾气中氮的氧化物转化为无害的和；反应原理为：，在1L密闭容器中分别加入，测得不同温度下随时间变化的实验数据如下表所示：下列说法错误的是 温度/K        时间 物质的量 0 10 20 40 50 0 0.20 0.32 X 0.42 0 0.15 0.23 0.30 0.30 A．温度下，在内的分解速率为 B．由表中数据可知温度大小： C．40min时，表格中X对应的数据为0.42 D．温度下，该反应的平衡常数 2．（25-26高二上·甘肃兰州·期末）已知：  。在2 L密闭容器中通入3 mol H2和1 mol N2，测得不同温度下，NH3的产率随时间变化如图所示。下列说法不正确的是 A．温度：T1＜T2 B．焓变： C．正反应速率： D．化学平衡常数： 3．（25-26高二上·福建宁德·期末）在时，HBr催化氧化反应为，平衡常数为K。研究表明，总反应分三步进行，其反应历程能量变化如图所示。 (Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ) 下列说法错误的是 A．总反应在低温条件下，能正向自发进行 B．使用催化剂能降低反应的活化能，提高反应速率 C．总反应达到平衡后，升高温度，平衡混合物的颜色变浅 D．时， 4．（25-26高二上·云南文山·期末）向恒容密闭容器中通入1.1 mol 和1.1 mol ，发生反应：，不同温度下，测得随时间（t）的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 A．时，该反应的平衡常数 B．该反应正向为吸热反应 C．时，的平衡转化率 D．降低温度，混合气体的平均摩尔质量增大 5．（24-25高二上·四川南充·期末）时，将足量的某碳酸氢盐（）固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：，上述反应达平衡时体系的总压为p。（已知：为分压表示的平衡常数，），下列说法错误的是 A．该反应的为 B．向该容器中充入He，平衡不会移动 C．缩小容器体积，再次平衡后体系的总压不变 D．再加入适量固体，达新平衡后增大 6．（24-25高二上·辽宁大连·期末）在2L恒容密闭容器中充入2molCO2和0.5molH2发生如下反应：。如图所示为该反应正反应的平衡常数和逆反应的平衡常数随温度变化的曲线，下列表述错误的是 A．曲线Ⅰ为 B．时，该反应 C．时，若反应经10min达平衡，内， D．若换成恒压容器，其他条件不变，时达平衡后H2的体积分数小于4% 7．（24-25高二上·贵州安顺·期末）在容积为2 L的密闭容器中，充入和发生如下化学反应：，其化学平衡常数（K）与温度（T）的关系如下表： T/°C 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 关于该反应的说法正确的是 A．该反应 B．其他条件不变，增大压强可以增大平衡转化率 C．若下反应经过5 min达到平衡，则用表示平均反应速率为 D．在时，向容器中充入各0.5 mol时，反应向逆反应方向进行 8．（26-27高二上·河南开封·阶段检测）将转化为甲醇的原理为  。时，在容积为的恒容密闭容器中充入、，测得浓度与浓度随时间的变化关系如图所示。下列结论错误的是 A．时，该反应的平衡常数 B．曲线X也可以表示的浓度变化 C．平衡时的转化率为75% D．从反应开始到时，的平均反应速率为 9．（25-26高二上·北京·期末）已知：  ，温度时的平衡常数，在①、②、③三个相同体积的恒容密闭容器中投料，反应温度和起始浓度如表所示。 容器编号 温度 起始浓度/ CO ① 0.1 0.1 0 0 ② 0.2 0.1 0 0 ③ 0.04 0.02 0.03 0.06 其中①在5 min时达到平衡。下列判断正确的是 A．①中可根据容器内的压强不再变化判断已经达到了平衡状态 B．①中0～5 min的平均反应速率 C．的平衡转化率：②>① D．若容器③中反应向正反应方向进行，则 10．（25-26高二上·福建宁德·期末）是一种新型硝化剂，可发生反应：在下，向恒容密闭容器中通入气体，部分实验数据见下表： 时间 0 8 12 16 1 0.8 0.6 0.6 下列说法错误的是 A．内，为 B．后，将分离出来，则此时v(逆)减小，v(正)增大，平衡正向移动 C．后，升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小 D．后，向容器内再通入，则达到新平衡时的转化率小于 迁移创新 11．（25-26高二上·陕西渭南·期末）氢气既是重要的化工原料，又属于清洁能源，是未来人类重点开发的能源之一，请回答下列问题： (1)氢气可与煤在催化剂作用下制备乙炔（C2H2），总反应式为：2C(s)+H2(g)⇌C2H2(g) ΔH。该过程主要发生下列反应： Ⅰ．C(s)+2H2(g)⇌CH4(g) ΔH1=-74.85kJ·mol-1 Ⅱ．2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g) ΔH2=+340.93kJ·mol-1 Ⅲ．C2H4(g)⇌C2H2(g)+H2(g) ΔH3=+35.50kJ·mol-1 ①ΔH=______kJ·mol-1；反应Ⅱ在______（填“高温”、“低温”或“任意温度”）下能自发进行。 ②一定条件下，向2L的恒容密闭容器中加入足量碳粉和1mol H2，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，5min时反应达到平衡，容器中CH4为0.1mol，C2H4为0.2mol，C2H2为0.3mol，则5min内H2的平均反应速率v(H2)=______mol·L-1·min-1，反应I的平衡常数K=______L·mol-1。 (2)氢气可用于合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH4，在恒压条件下测得H2的平衡转化率与温度和投料比关系如图所示： ①已知T2>T1，则ΔH4______（填“>”、“<”或“=”）0。 ②由图可知，同温同压下越大，H2的平衡转化率越大，原因为______。 ③保证该压强不变，向T1温度下，的平衡体系中再加入2mol CO、4mol H2、2mol CH3OH，则化学平衡______（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。 (3)科学家研发了一种绿色环保“全氢电池”，用于铜片上镀银，工作原理如图所示。 ①吸附层b为______（填“正极”或“负极”）。 ②当吸附层a通入2.24L（标准状况）H2时，溶液中有______mol离子透过交换膜。 ③电池工作时，电极m质量逐渐______（填“增大”或“减小”）。 12．（26-27高二上·山东菏泽·阶段检测）亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO和Cl2反应得到，化学方程式为2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)。 (1)在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示： ①反应开始到10 min时NO的平均反应速率v(NO)=________ mol·L-1·min-1。 ②T2时该反应的平衡常数K=________________________________。 ③T2时Cl2的平衡转化率为__________________________________。 (2)若按投料比n(NO)∶n(Cl2)=2∶1把NO和Cl2加入一恒压的密闭容器中发生反应，平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图B所示： 若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的压强平衡常数Kp=________(用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×体积分数)。 13．（25-26高二上·广东汕头·期末）二氧化碳是常见的温室气体，其回收利用是环保领域研究的热点课题。 (1)已知：①  ； ②  ； 则与反应生成乙烯和水蒸气的热化学方程式为________。 (2)研究表明CO和在一定条件下可以合成甲醇，反应的化学方程式为：。往一容积为2 L的密闭容器内，充入0.3 mol CO与，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图。 ①、的大小关系是________（填“>”“<”或“=”）。A、B、C三点的平衡常数、、由大到小关系是________。 ②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是________。 A．     B．的体积分数不再改变 C．混合气体的密度不再改变     D．同一时间内，消耗，生成0.02 mol CO ③上述投料在、压强下，平衡时的体积分数是________；平衡常数是________；平衡后再加入1.0 mol CO、、，则化学平衡会________（填“正向移动、逆向移动、不移动”）。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 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