高中化学2023年大一轮第七章化学反应速率与化学平衡：第3讲化学平衡常数.pdf

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1、第3讲化学平衡帝敷课程标准1能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算。2能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。3了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。4.知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焙变和嫡变有关。双基过关一、化学平衡常数1.概念知识建构穷实必备知识在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幕之积与反应物浓度幕之积的比值是一个常数，用符号K表示。2.数学表达式(1)一般形式：对千反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),K=伊(C)c4(D)产(A)Cl(B)（固体和纯液体的浓度视为常数，通

2、常不计入平衡常数表达式中）。(2)实例如：C(s)+H心(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式K=c(CO)c(H习凶旦心 Fe3+(aq)+3H心(l)Fe(OH)3(s)+3H气aq)的平衡常数表达式K=凶气(3)化学平衡常数与化学方程式的关系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，则平衡常数改变。若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。如：化学方程式平衡常数关系式沁(g)+K c2(NH3)3H2(g)2NH3(g)1-c(N2)c3(H习K2玩-2 l 沁(g)十一2 3 c(NH习（或K-21 1)K2一气1(N2)气3

3、(H2)H2(g)NH3(g)1 K3=2NH3(g)沁(g)+c(N2)c3(H功K1 3H2(g)K3 c2(NH3)3意义平衡常数表示可逆反应正向进行的程度，K值越大，反应进行的程度越上。4.影响因素K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。5应用(1)判断可逆反应进行的程度。通常KlO5可认为反应彻底，KlO-5认为反应不能发生。(2)判断反应是否达到平衡或反应进行的方向。对千化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)的任意状态，浓度商：Q=ce(C)已(D)c(A)妙(B)休系处于平衡状态，咋“逆反应正向进行，“正vl1!.反应逆向进行，“正，进(3)判断可逆反应的热

4、效应升高温度K值增大一正反应为吸热反应，凶仑0K值减小一正反应为放热反应，f:.HO降低温度K值增大一正反应为放热反应，f:.H0【诊断l】判断下列说法是否正确，正确的打.j错误的打X。(1)平衡常数能体现可逆反应进行的程度（)(2)平衡常数大的可逆反应的平衡体系中，生成物的浓度一定大（)(3)平衡常数表达式中应含有参加反应的所有物质（)(4)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大（)(5)对于某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大（)(6)平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动（)(7)反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数增

5、大（)答案(1)./(2)X(3)X(4)X(5)X(6)./(7)X 二、转化率1.概念转化率是指反应进行到一定程度时某一反应物转化的百分率。平衡转化率是可逆反应达到平衡状态时某反应物的转化百分率。2.数学表达式对千反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),A(g)的平衡转化率可表示为：a(A)=co(A)cl伊畛X100%co(A)代表A的初始浓度，c平(A)代表A的平衡浓度。3.“三段式”法应用千化学平衡的计算(1)一个模式”三段式”如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为amolL-1、b mol-L-1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为叩

6、molL飞mA Cg)+nB C g)起始(mol-L飞a b 转化(mol-L-1)mx nx 平衡Cmol-L-1)a-mx b-nx(pxV(qx)q 则K=a(A)呾X100%。(a-mx尸(b-nx)”a(2)明确三个量的关系）三个量：即起始量、变化量、平衡量。对千同一反应物，起始量变化量平衡量。对千同一生成物，起始量变化量平衡量。各转化量之比等千各反应物的化学计量数之比。(3)掌握四个公式pC(g)+qD(g)0 0 px qx px qx G)恒容条件下反应物的转化率n（转化）c（转化）X 100%=X 100%。n（起始）c（起始）生成物的产率：实际产量（指生成物）占理论产量的

7、百分数。一般来讲，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。产率实际产量理论产量XlOO%。平衡量平衡时混合物组分的百分含量平衡时各物质的总量X 100%。某气体组分的体积分数某气体组分的物质的量混合气体总的物质的量X 100%。【诊断2】在一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入2rnol M和一定量的N,发生反应M(g)+N(g)E(g)；当反应进行到4min时达到平衡，测得M的浓度为0.2rnol-L飞下列说法正确的是()A.4 min时，M的转化率为80%B.0,.,4 min,用 M表示的平均反应速率为0.8molL-1-min-1 C.2 min时，M的物质的量浓度为0.6rnol

8、L一D.4皿n后，向容器中充入惰性气体，M的物质的量减小答案A 解析根据题意列出三段式：M(g)+N(g)E(g)起始(molL飞1。转化(molL飞0.8 0.8 平衡(molL飞0.2 0.8 4min时，M的转化率为0.8 mol-L勹X 100%=80%，故A正确；0,._,4min,1 molL-1 用M表示的平均反应速率为0.8 molL-1 4min=0.2 mol-L-1-min-1，故B错误；若反应速率不变，2min时M的转化浓度为0.2mol-L-1-min-1 X2 min=0.4 mol-L飞M的物质的量浓度为0.6molL-1,但在反应过程中，正反应速率逐渐减小，前2

9、min的反应速率比后2min反应速率快，因此M的物质的量浓度小于0.6mol-L飞故C错误；恒容条件下，向容器中充入惰性气体，平衡不移动，M的物质的量不变，故D错误。三、化学反应进行的方1.自发过程(1)含义在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。(2)特点(D体系趋向于从高能状态转变为低能状态（体系对外部做功或释放热量）在密闭条件下，体系有从直庄自发地转变为孟庄的倾向性（无序体系更加稳定）。2.化学反应方向(1)判据勹放热过程中体系能归性心H三0，具有自发进判一行的倾向；但有些吸热反应也可以自发进行故据焙变只是影响反应方向的一种因素O墒的大小同种物质墒低气态液态固态勹墒判据体系的

10、混乱度增加（即墒增），AS判据们反应有自发进行的倾向；但有些嫡减的过程也能自发进行，故墒变只是影响反应方向的一种因素复众反应不能自发进行据二，反应能自发进行合一AHT6.Si=O，反应达到平衡状态判(2)一般规律CDAH三0,/J.S.2:_0的反应任何温度下都能自发进行；AH三O,!J.S三0的反应任何温度下都不能自发进行；AH和AS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当AHO,AS0,AS0时，画蛊下反应能自发进行。【诊断3】判断下列说法是否正确，正确的打,错误的打X。(1)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也

11、可自发进行（)(2)CaCO式s)CaO(s)+C02(g)室温下不能自发进行，说明该反应的!l.H0()(3)某化学反应的!J.H=-122kJ-mol-1,!J.S=-431 J-moC1-K-1,则此反应仅在低温下自发进行（)(4)-10 c的水结成冰，可用熘变的判据来解释反应的自发性（)(5)判断过程的自发性能确定过程能否一定发生和过程发生的速率（)(6)在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向（)答案(1)(2)X(3)(4)X(5)X(6)X 重难突破培育关键能力考点一化学平衡常数的意义和应用【典例1】甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利

12、用co或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：化学反应平衡常数温度IC500 800 CD2H2(g)+CO(g)C比OH(g)KI 2.5 0.15 H2(g)+C02(g)H心(g)+CO(g)K2 1.0 2.50 3H2(g)+C02(g)CHJOH(g)+H心(g)K3(1)据反应CD与可推导出K、比与长之间的关系，则凡（用K1、氏表示）。(2)反应的AH（填“”或“”“=”或“)v扣答案(l)K1 K2(2)解析(l)K1=c(CHOH)c2(H2)c(CO)K2=c(CO)c(H心）c(H2)c(C02)K3=c(H心）e（

13、CH30H)c3(H分c(C02)K3=K1K2。(2)根据K3=K1及500C、sooc时，反应的平衡常数分别为2.5、0.375;升温，K减小，正反应为放热反应，所以!1HO。(3)500 C时，K3=2.5Q=c(CH30H)c(H心）03XO.15 c3(H计c(C02)-0.8坟0.1:0.88O 平衡常数为K口反应0+03 202!1HO 平衡常数为K勾总反应：203302!1HK=2，反应向逆反应方向进行，则此时v（正）v（逆），D项错误。考点二“三段式”突破平衡常数、转化率的相关计算【典例2】500C时，向容积为2L的密闭容器中通入1mol沁和3molH幻模拟合成氨的反应，容器

14、内的压强随时间的变化如下表所示：时间/min压强/MPa 1 101 2OI 301 40|+OO 20 I 17 I 15 I 13.2 I 11 I 11(1)达到平衡时沁的转化率为。(2)用压强表示该反应的平衡常数Kp=（KP等千平衡时生成物分压幕的乘积与反应物分压幕的乘积的比值，某物质的分压等千总压X该物质的物质的量分数）。答案(1)90%(2)48 MPa一2解析假设到平衡时氮气转化的物质的量为xmol,则有N2+3H2 2NH3 起始(mol)转化(mol)1 X x 33 0红平衡(mol)1X 33x 2x 根据压强比等于物质的量比可知，(1x)+(33x)+2x 11=1+3

15、 20 解之得x=0.9;(1)达到平衡时凡的转化率为x100%=90%;(2)用压强表示该反应的平衡常数1.8 Kp=2.2(Xll MPa)2 0.1 0.3=48 MPa飞2.2 X 11 MPaX(X 11 MPa)3 2.2【对点练4】(“三段式“法的应用）笋炭基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将co和H心混合加热并达到下列平衡：CO(g)+H心(g)COS(g)+H2 g)K=O.l 反应前co的物质的量为10moJ,平衡后co的物质的量为8mol。下列说法正确的是（)A.升高温度，比S浓度增大，表明该反应是放热反应B.通入co

16、后，正反应速率逐渐增大C.反应前H2S物质的量为7mol D.CO的平衡转化率为80%答案AC 解析A项，升高温度，比S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，正确；B项，通入co气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，正反应迷率逐渐减小，错误；C项，设反应前H2S的物质的量为nmol,容器的容积为VL,则CO(g)+H 2SCg)COS(g)+H2 Cg)起始(mol)转化(mol)平衡(mol)28。1 n 2 n-2 022 022 22 一一VV 2mol K=0.1,解得n=7,正确；D项，co的转化率为X100%=8 n2 10 mol V V 20%，错误。【对点

17、练5】（压强平衡常数的计算）（2020全国卷II)天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2压等经类，是重要的燃料和化工原料。乙烧在一定条件可发生如下反应：C2压(g)C2比(g)+H2(g)11H,容器中通入等物质的量的乙烧和氢气，在等压(p)下发生上述反应，乙烧的平衡转化率为a。反应的平衡常数k产（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压X物质的量分数）。答案a(l+a)(2+a)(l-a)Xp 解析设起始时C2压和压的物质的量均为1mol,列出三段式：C2儿(g)=C2凡(g)+H2Cg)起始(mo)1 转化(mol)G 平衡(mol)l-a。l a Q a l+a 平衡时C2压、C2H4和H

18、2对应的分压分别为1-a a 1+a 2芯2沾和2次，则该反1+(J.亡产言了应的平衡常数Kp=a(l+a)p=Xp。1-o.(2+o.)(1-o.)2次归 纳 总结四步骤计算压强平衡常数勺一：一：一；已出一；一衔严系五心诚的心一叶正如西的一心顶一的三分一正在百;臧一一飞、-,0-:-;_-,:.-.7:.:-.-:.:-:.:.-.-_:-:-.-:.:-:.:-：根据分压计算公式求出各气体物质的分压，:三步，某气体的分压.气体总压强x该气体的体积：分数（或物质的量分数）、，一一一一一一一一一一一一一一一一一-,0：根据平衡常数计算公式代入计算。例如：N心兄今吼(g)-2NH3(g)，压强平

19、衡吐扭式为：氐P2(NHJ,p(N2)P勺七）、-微专题27化学反应速率常数及其应用1.基元反应研究表明，氢气和氧气混合在点燃或有催化剂存在的条件下，主要发生以下四步反应：H2 点燃骂皿化剂2H,H+02一OH+O,O+H2-+-0H+H,-OH+H2一H20+Ho大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。例如H-+02-0H+O,即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。2.速率方程基元反应的化学反应速率与反应物的浓度数值相应幕次的乘积成正比，其方次即为各物质前面系数。即对千基元反应：aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g),则v正k正c(A)沙(B)（其中幻为正反

20、应的速率常数），v逆k逆cg(G)泸(H)（其中虹为逆反应的速率常数）。3.速率常数含义速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1molL-1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。4.速率常数的影响因素速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。5.速率常数与化学平衡常数之间的关系一定温度下，可逆反应：aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)，达到平衡状态时，V,E=k 正c0(A)沙(B),v 逆k卢(G)沙(H)

21、，因平衡时v止v逆，则k.tl:e.a（A)砂(B)=k 逆心(G)心(H),竺=c.g（G)泸(H)k逆c(A)沙(B)=K。【典例l】(2020课标全国II)天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等经类，是重要的燃料和化工原料。高温高温下，甲烧生成乙烧的反应如下：2CH4一!;.C2H叶H2。反应在初期阶段的速率方程为：r=kXcCH4,其中k为反应速率常数。G)设反应开始时的反应速率为r!，甲烧的转化率为a时的反应速率为r2,则n=rl o 对千处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是（填字母）。A.增加甲烧浓度，r增大B.增加压浓度，r增大C.乙烧的生成速率逐渐增大D.降低反应温度

22、，K减小答案心(1-a)AD 解析CD反应初始时可认为cCH4=lmolL-1,则根据初期阶段的速率方程可知k=n,当CH4的转化率为a时，cCH4=(l-a)molL一1，则此时n.=(1-a)no 雹）由r=kXcCH4可知，CH4的浓度越大，反应速率r越大，A项正确；增加H2浓度，CH4的浓度减小或不变，则r减小或不变，B项错误；随着反应的进行，CH4的浓度逐渐减小，则反应速率逐渐减小，C项错误；降低温度，该反应进行非常缓慢甚至停止，即k也随着减小，D项正确。【典例2】(2018全国卷III)对千反应2SiHCb(g)=SiH2Ch(g)+S iC14(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂

23、催化剂，在323K和343K时SiHCb的转化率随时间变化的结果如图所示。i i-:j:t:0 100 200 300 400 出血G)在343K下：要提高SiHCb转化率，可采取的措施是要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有、比较a、b处反应速率大小：Va_Vb（填“大于“小于”或”等千）。反应速率v=v正v逆k正x2SiHCb-k 逆xS吐Cl心iC14,k正、K心分别为V正正、逆反应速率常数，x为物质的量分数，计笢a处的=（保留1位小v逆数）。答案CD及时移去产物改进催化剂提高反应物压强（浓度）大于1.3 解析CD根据化学平衡移动原理并结合该反应特点，及时分离出生成物可提高反应物的转化

24、率。缩短反应达到平衡的时间，实质就是提高反应速率，可采用加压的方式或选择更为高效的催化剂。温度越高，反应速率越大，a点所在曲线对应的温度高于b点所在曲线对应的温度，所以a点反应速率大于b点反应速率。a点所在曲线达到平衡时，v正=v 逆，即K正x2SiHCb=k逆xSiH丈l江SiC14,从题图上可知a点所在曲线平衡时SiHCb的转化率为22%，设投入SiHCbymol,则根据三段式法得2SiHCl3 Cg)一一Si凡Cl2Cg)+SiCI,Cg)开始moly。转化mo!0.22y O.lly O.lly 平衡mol0.78y O.lly O.lly kli 0.112 代入k正x2SiHCb=

25、k 逆xSiH2ChxSiCl4得，k.if.0.782从0.11气二0 从0.782在a处SiHCb的转化率为20%，根据三段式法得2SiHC13(g)=Si儿Cl2(g)+SiCl1(g)开始moly。转化mol0.2y O.ly O.ly a处mol0.8y O.ly O.ly 则=v正虹x2SiHCb知0.82、V逆从xSiH2C区SiCl4从0.12=x 将切代入计算得出v正v逆1.3。.1.反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反应比(g)+Cb(g)=2HCI(g)的反应速率v可表示为v=k产(H2)产（Cl2)，式中k为常数，m、n值可用下表中数据确定。实验序号c

26、(H2)/(molL飞c(Cb)/(molL-1)v/(mol-L-1s-1)1.0 1.0 2.0 1.0 2.0 4.0 下列说法正确的是（)A.在上述反应中，H2、HCl、Ch的反应速率之比为1:1:2 B.加入催化剂，正反应速率增大，逆反应速率减小C.上述化学反应速率表达式中m=l、n=1 2 I.Ok 2.0k 4.0k D相同条件下，比的浓度对反应速率的影响小千Cl2答案C 解析A项，化学反应速率之比为对应物质的化学计量数之比，故H2、HCl、Ch的反应速率之比应为1:2:1,错误；B项，加入催化剂，正、逆反应速率都增大，错误；C项，结合CD和两组数据可计算：m=l,利用和两组数据

27、可计算：n=,正确；D项，v=kc(H2)寸飞邧，所以，氢气的浓度对反应速率的影呴程度大于氯气，错误。2.(2020-广西南宁三中期末）在反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H心(g)中，每生成7g沁放出166kJ的热量，该反应的速率表达式为v=k产(NO)c(H2)(k、m、n待测），其反应包含两步：2NO+H2=N2+H心2（慢）；H心2+H22H心（快）。TC时测得有关实验数据如下表：序号c(NO)c(H2 molL I mol-L I I 0.006 0 0.001 0 II 0.006 0 0.002 0 田0.001 0 0.006 0 IV 0.002 0 0.006 0

28、 下列说法错误的是（)A.该反应的速率表达式为v=SOOOc2(NO)c(H习B.整个反应的反应速率由第CD步反应决定C.正反应的活化能：CD,则B正确，C错误。生成7g沁（即0.25mol)放出166kJ的热量，则生成1mol N2(g)放出的热量为664kJ,据此写出热化学方程式，D正确。3.(2020福建省漳州市高三质检）反应2NO+Ch=2NOC1在295K时，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下：c(NO)/(molL-i)c(Ch)/(molL飞v(Ch)/(molL-1.s飞G)0.100 0.100 8.0X 10一3 0.500 0.100 2.0X 10-1 雹）0.100

29、 0.500 4.0X 10-2 注：反应物浓度与反应速率关系式为v(Ch)=k芢(NO)c(Ch)（式中速率常数k=Ae-Ea!RT,其中压为活化能，A、R均为大于0的常数，T为温度）；反应级数是反应的速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法不正确的是()-1 率A.m=2,n=l,反应级数为3级B.当c(N0)=0.200mol-L飞c(Ch)=0.300mol-L飞v(N0)=0.192mol-L-1s C.加入催化剂可以改变反应途径，也可以增大速率常数k,而加快反应速D.升高温度，可以增大反应的活化能Ea,从而使速率常数K增大答案D 解析由表中O数据可知4.0 X 10-2 0.5

30、00 8.OXlO一3=（丽丽,n=l，由0组数据可知2.0X 10一10.5008.OX 10-3=(-111,111=2,由O数据可知k=8.0;据数据分析0.lOO)，o.lOO坟0.lOO8.0X 10-3 知m=2,n=l,反应级数为3级，A正确；当c(N0)=0.200mol-L飞c(Ch)=0.300 mol-L一1时，v(NO)=2v(Ch)=2 X 8.0 X 0.200坟0.300mol-L-1-s一1=0.192 molL-1s-1,B正确；催化剂可降低反应的活化能，增大速率常数，增大反应速率，C正确；升高温度，活化能不变，D错误。4兀温度时，在容积为2L的恒容密闭容器中

31、发生反应2NO(g)+0 2(g)2N02(g)tiH v（第二步的反应），B错误；第二步的反应慢，活化能高，第二步的活化能比第一步的活化能高，C正确；第二步是慢反应，说明N202与02的有效碰撞的几率较小，不可能达到100%,D错误。6.(2020课标全国I节选）研究表明，SO计崔化氧化的反应速率方程为：v=a k（丁1）08(l-na1)，式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；a为S02a 平衡转化率，矿为某时刻S02转化率，n为常数。在a=0.90时，将一系列温度下的K、a值代入上述速率方程，得到vt曲线，如图所示。10 8644203崎锻出囡曲线上v最大值所对应温度称为该a下反应

32、的最适宜温度tm.ottm后，v逐渐下降，原因是答案升高温度，K增大使v逐渐提高，但a降低使v逐渐下降。ttm后，k增大对v的提高小千a引起的降低解析升高温度，反应速率常数K增大，反应速率v提高，但a降低使反应速率逐渐下降。ttm后，k增大对v的提高小于a引起的降低。7.(2020山东模考）探索氮氧化合物反应的特征及机理，对处理该类化合物的污染问题具有重要意义。回答下列问题：(1)工业上利用Na2C03溶液吸收NO、N02混合气制备NaN02,该反应可实现NO和N02的完全转化，反应的化学方程式为。k正(2)N02可发生二聚反应生成沁04,化学方程式为2NO2(g)N心4(g),k逆上述反应达

33、到平衡后，升高温度可使体系颜色加深，则该反应的AHO（填”或“”或）；上述反应达到平衡后，继续通入一定量的N02,则N02的平衡转化率将，N02的平衡浓度将（填“增大”、“减小”或“不变”)。答案(l)NO+N02+Na2C03=2NaN02+CO2(2)增大增大解析(l)Na2CQ3溶液和NO、N02反应生成NaN02,根据原 子守恒，化合价升降守恒可得化学方程 式为：NO+N02+Na2C03=2NaN02+CO妇(2)升高温度体系颜色加深，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，HO;化学反应速1 率和温度成正比，随着温度降低，产曾大，正逆反应速率减小，则lg k 正和lg k 逆均减小，由于

34、温度降低平衡正向移动，v正v逆，则降低相同温度时lgk逆减小更1 1 快，则表示lgk 正随一变化关系的斜线，表示lg k逆随变化关系的斜线。(3)T T 化学平衡常数酗虹c(N心）从v逆虹1俨05k=c2(N02)-kllc2(N02)从v正从10矿x=x=15mol-1L=10 mol-0.2 1-L;N02、沁04浓度均为0.2molL-1。则浓度商Q=万mol-l.L=5mol-lL2.5X 1060 c.升高温度，既增大反应速率又增大KD.选用适宜催化剂可达到尾气排放标准答案D 解析平衡常数很大，表示该反应所能进行的程度大，由于NO与co反应速率较小，在排入大气之前没有反应完全，故A

35、错误；平衡常数只与温度有关，增大压强，K不变，故B错误；CO(g)+NO(g)=C02(g)+2沁(g)正反应放热，升高温度，速率加快，平衡逆向移动，K减小，故C错误；选用适宜催化剂可加快反应速率，使尾气得到净化，达到尾气排放标准，故D正确。3.(2020全国卷I节选）硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是S02的催化氧化：S02(g)+0 2(g)l 锅催化剂2 SO3(g)AH=98 kJ-mol飞回答下列问题：将组成（物质的量分数）为2m%S02(g)、m%02(g）和q沁(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若S02转化率为(J.,则S0

36、3压强为，平衡常数Kp=（以分压表示，分压总压X物质的量分数）。2m(J.a 笨安口不100m次(1-(J.)1 5(m 0.5 lOO;?)解析设通入的S02、02和N2共100mol,利用三段式法进行计算：轨催化剂S02 Cg)+02(g)、2 S03 Cg)起始(mo!)2m m 转化(moD2ma 111a 平衡(mo!)2m-2ma m-ma Ga Hn I。22 平衡时气体的总物质的量为(3m+qma)mol,则p(S02)=p X(2m 2ma)/(3m+qma),p(02)=pX(mma)/(3m+q-ma),p(SQ3)=pX2ma/(3m+q p(SO3)ma)，因3m+q

37、=100,Kp=，代入计算得Kp=1 p(S02)为万(02)o:(l-a)15(m 100-m沾).5 4.(2020全国卷III节选）二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：CO2催 化加氢生成乙烯和水的反应中理论计算表明，原料初始组成n(C02):n(H2)=1:3,在体系压强为0.1MPa,反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。0.7 0.6 0.5 尤0.4 0.3 0.2 0.1。390 450 510 570 630 690 750 邓根据图中点A(440K,0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp=a /,n、u(MPa

38、)飞列出计算式。以分压表示，分压总压X物质的量分数）。9 0.39仅0.39.答案x上4 x_J_ 4 0.0393 或0.396X(0.39 0.l3)2 3 解析原料初始组成n(C02):n(H2)=l:3,在体系压强为0.1Mpa建立平衡。由A点坐标可知，该温度下，氢气和水的物质的量分数均为0.39,则乙烯的物质的量分数为水的四分之一，即乌产，二氧化碳的物质的量分数为氢气的三分之一，即0.39 0.39仅宁1 3，因此，该温度下反应的平衡常数Kp=0.396X（平0.1x(MPa)9-3=-X 1 4,0.039 3(MPa)飞5.(2020天津学业水平等级考试节选）用比还原CO2可以在

39、一定条件下合成CH30H（不考虑副反应）C02(g)+3H2(g)CHJOH(g)+H心（g)b.HO 将一定量N心4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为Tlot时刻反应达到平衡（如图），混合气体平衡总压强为p,N204气体的平衡转化率为75%，则反应沁Q4(g)2N02(g)的平衡常数Kp=（对千气相反应，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，如p(B)=px(B),p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数）。_ 才F,1-,r-+,r,1-,r-IIIIIIIIIII-o IIIIIIIII.2上-Nh-illo 笨安仁木p 6_7

40、 3 解析由题图可知，沁04的起始浓度是0.04molL-1,达到平衡状态时是0.01molL一，减少了0.03molL一1,则生成N02的平衡浓度是0.06molL飞p(N心4)0.01 mol=0.07 mol Xp,p(NO习0.06 mol 0.07 mol Xp,课时演练36 则Kp=p2(N02)/p(N心4)=p。7 提升学科素养一、选择题（本题包括8小题，每小题只有一个选项符合题意）1.在一定温度下，反应沁(g)+3压(g)数分别为AH和K,则相同温度时反应4NH3(g)学平衡常数为（、丿A.2/j.H和2KB.C.-2AH和K一22NH3(g)的反应热和化学平衡常2N2(g)

41、+6H2(g)的反应热和化2AH和炉D.2t:.H和2K笨安口示解析C 根据热化学方程式的意义，4NH3(g)2N2(g)+6H2(g)的反应热为一2b.H，再根据平衡常数的表达式，得出其平衡常数为K一2,C项正确。2.可逆反应：2S02(g)+02(g)2SQ3(g)达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的02，下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商）（A.Q变小，K不变，02转化率减小B.Q不变，K 变大，S02转化率减小、丿C.Q不变，K变大，0转化率增大D.Q增大，K不变，S02转化率增大答案解析A 当可逆反应2S02(g)+0 2(g)2S03(g)达到平衡状态时，保持恒

42、温恒容向容器中加入一定量的02,02的浓度增大，浓度商Q变小，平衡向右移动，氧气转化率减小，平衡常数只受温度影呴，品度不变平衡常数不变，故A正确。3.放热反应CO(g)+H心(g)C02(g)+H2(g)在温度t1时达到平衡，Ct(CO)=c1(H心）1.0molL飞其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H心），平衡常数为K2,则（)A.K2和 凡的单位均为molL勹B.K2K1 C.c2(CO)=C2(H心）D.c1(CO)c2(CO)答案C 解析升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数之间的关系为K2K1,K1、凡的单位均为1,c1(CO)

43、c2(CO)，故C项正确。4反应物和生成物均为气态的平衡体系，平衡常数表达式为K=有关该平衡体系说法不正确的是（)A.升高温度，该反应平衡常数K一定发生改变B.增大压强，W的质量分数减小C.该反应的化学方程式为3Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g)D.增大X气体浓度平衡向正反应方向移动答案D c(X)C2(Y)c3(Z)-c2(W)解析A项，升高温度，化学平衡向吸热的方向移动，因此化学平衡常数一定发生变化，故A正确；B项，根据化学平衡常数表达式可知，反应物W、Z计量数之和为3+2=5;生成物X、Y计量数之和为1+2=3,因此增大压强时，化学平衡向正反应方向移动，因此W质量分数减小，故B正确

44、；C项，由化学平衡常数表达式知，该反应的化学方程式为3Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g)，故C正确；D项，X为生成物，增大X浓度，化学平衡向逆反应方向移动，故D错误。5.某温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应：3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)。反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC,则下列有关说法正确的是（)A.该反应的化学平衡常数表达式是K=c4(C)8(D)c3(A)-c2(B)B.此时，B的平衡转化率是40%C.增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大D.增加B,平衡向右移动，B的平衡转化率增大答案B 解析A项，纯固 体

45、物质不能在平衡常数表达式中出现；B项，生成1.6rnol 埜的C则反应掉0.8rnol的B,则B的转化率为X 100%=40%,B正确；C项，2 化学平衡常数只与温度有关；D项，B的平衡转化率减小。6.(2020天津重点中学联考）一定温度下，在一个容积为lL的密闭容器中，充入1rnol H2(g)和1mol b(g)，发生反应H2(g)+h(g)2Hl(g)，经充分反应达到平衡后，生成的HI(g)占气体体积的50%，该温度下，在另一个容积为2L的1.1 密闭容器中充入1mol HI(g)发生反应HI(g)一比(g)+;I2(g)，则下列判断正确2 2 的是（)A.后一反应的平衡常数为1B.后一

46、反应的平衡常数为0.5C.后一反应达到平衡时，比的平衡浓度为0.25molL-,D.后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度为0.5molL-1 答案B 解析H2Cg)+l2(g)气HI(g)起始(mo!L 1)1 1 0 转化(mol L一 1)0.5 0.5 1 平衡(molL-1)0.5 0.5 1 c2(HI)=l2 l l 平衡常数K尸c(H2)c(h)0.5 X 0.5=4,而反应HI(g)一比(g)士(g)的平2 2 I._.I 广(H2)t-(I2)2 2 l l 衡常数凡c(HI)扣=0.5,A项错误，B项正确；设反应HI(g)一比(g)2 1 十士(g)达平衡时c(H2)=

47、x mol-L-1,则平衡时c(h)=xmolL飞c(HI)=(0.52x)2 1 1 丐丐molL飞凡0.5,解得x=0.125,故平衡时c(HI)=0.25molL飞C、0.5-2x D项错误。7.(2020山东模考）反应I、II、III均会在工业生产硝酸过程中发生，其中反应I、II发生在氧化炉中，反应III发生在氧化塔中，不同溫度下各反应的化学平衡常数如下表所示。化学平衡常数温度(K)反应I:4NH叶反应II:4NH叶反应III:2NO+502=4N0+6H20 302=2N2+6H20。2=2N02500 1.1 X 1026 7.0X 1034 1.3 X 102 700 2.1 X

48、 1019 2.6X 1025 1.0 下列说法正确的是（)A.使用选择性催化反应I的催化剂可增大氧化炉中NO的含量B.通过改变氧化炉的温度可促进反应I而抑制反应IIC.通过改变氧化炉的压强可促进反应I而抑制反应IID.氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度答案A 解析使用选择性催化反应I的催化剂可促进反应I的发生，增大氧化炉中NO的含量，故A正确；升高温度，反应I和反应II的化学平衡常数均减小，则正反应均为放热反应，无法通过改变氧化炉的温度达到促进反应I而抑制反应II的效果，故B错误；反应I和反应II的正反应均为气体分子数增大的反应，无法通过改变氧化炉的压强达到促进反应I而抑制反应II的效

49、果，故C错误；反应I、II、III正反应均为放热反应，所以氧化炉出气在进入氧化塔前应降低温度，故D错误。8.(2020湖南重点中学高三期末）乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2比(g)+H心(g)C扎OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下起始时，n(比O)=n(C2H4)=1 mol,容器容积为lL。下列分析不正确的是（)302010200 迟哥兰北挪计喉7250 300 350 A.乙烯气相直接水合反应的t:,.Hp2p3C.图中a点对应的平衡常数K=5 16 D.达到平衡状态a、b所需要的时间：(1b 答案B 解析A温度升高，乙烯的转化率降低，平衡逆向移动，正向为放热反应，6

50、HO,A项正确；B增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率增大，由图可知，相同温度下转化率p1p2p3,因此压强p1p2a,所需要的时间ab,D项正确。二、选择题（本题包括4小题，每小题有一个或两个选项符合题意）9.在一个容积为2L的密闭容器中，加入0.8mol的沁气体和0.6mol B2 气体，一定条件下发生如下反应：心(g)+B2(g)2AB(g)6H 0,T,温度下的部分实验数据为：tis|c(N心划(mol-L飞下列说法不正确的是（)I 500 I lOOOI 1500 5.00 I 3.52 I 2.50 I 2.50 A.500 s内，N20s的分解速率为2.96X10一3mol-L一