1、大一轮复习讲义 化学平衡常数及转化率的计算 第七章第37讲 1.了解化学平衡常数(K)的含义。 2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 3.能正确计算化学反应的转化率()。 考点一化学平衡常数的概念及应用 真题演练明确考向 课时精练巩固提高 考点二“三段式”突破平衡常数、转化率的相关计算 考点三速率常数与化学平衡常数的关系 专项提能特训12多平衡体系的综合分析 考点一化学平衡常数的概念及应用 知识梳理夯基础 1.概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物_ 与反应物_的比值是一个常数，用符号_表示。 2.表达式 对于一般的可逆反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，当在一定
2、温度下 达到平衡时，K (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计 入化学平衡常数表达式中)。 浓度幂之积 浓度幂之积K 3.意义及影响因素 (1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K只受 影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 温度 4.应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)的任意状态，浓度商：Q _。 QK，反应向_反应方向进行； QK，反应处于_状态； QK，反应向_反应方向进行。 正 平衡 逆 (3)判断可逆反应的热效应
3、 错误的写明原因错误的写明原因易错易混辨析 (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度( ) 错因：_。 (2)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大( ) 错因：_。 (3)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大( ) 错因：_ _。 平衡常数表达式中，必须是各物质的平衡浓度 平衡常数只与温度有关 升温，对于吸热反应，平衡常数增大，对于放热反应，平衡常数 减小 (4)一个可逆反应的正反应K正与逆反应K逆相等( ) 错因：_。 (5)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动( ) 错因：_。 它们互为倒数关系 平衡常数发生改变，温度一定改变，所以化学平衡一定发生移动 深度思
4、考 1.书写下列化学反应的平衡常数表达式。 (1)Cl2H2O HClHClO (2)C(s)H2O(g) CO(g)H2(g) (3)CH3COOHC2H5OH CH3COOC2H5H2O (5)CaCO3(s) CaO(s)CO2(g) 答案Kc(CO2) 2.一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系 N2(g)3H2(g) 2NH3(g)K1 2NH3(g) N2(g)3H2(g)K3 (1)K1和K2，K1_。 (2)K1和K3，K1_。 3.在一定温度下，已知以下三个反应的平衡常数： 反应：CO(g)CuO(s) CO2(g)Cu(s)K1 反应：H2(g)CuO(s) Cu(s
5、)H2O(g)K2 反应：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)K3 K3与K1、K2的关系是K3_。 递进题组练能力 题组一平衡常数及影响因素题组一平衡常数及影响因素 1.对于反应C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)H0，下列有关说法正确的是 A.平衡常数表达式为K B.恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K不发生变化 C.升高体系温度，平衡常数K减小 D.恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K不发生变化 解析固态物质浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达 式，A项错误； 增大压强，平衡逆向移动，B项错误； 升温，该反应正向进行，K增大，C项错误
6、； 恒压条件下，通入氦气，平衡向气体体积增大的方向移动，即平衡正向 移动，K只与温度有关，温度不变，K不发生变化，D项正确。 2.(2020西安市铁一中学质检)O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、 方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的O为游离氧 原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下： 反应O3 O2OH0平衡常数为K1； 反应OO3 2O2H0平衡常数为K2； 总反应：2O3 3O2H0平衡常数为K。 下列叙述正确的是 A.降低温度，总反应K减小B.KK1K2 C.适当升温，可提高消毒效率D.压强增大，K2减小 解析降温，总反应平衡向右移动，K增大，A项错误
7、； 升高温度，反应平衡向右移动，c(O)增大，可提高消毒效率，C项 正确； 平衡常数只与温度有关，D项错误。 题组二平衡常数的应用题组二平衡常数的应用 3.(2019宁夏高三调研)在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g) 2H2(g) CH3OH(g)，在其他条件不变的情况下研究温度对反应的影响， 实验结果如图所示，下列说法正确的是 A.平衡常数K B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 C.CO合成甲醇的反应为吸热反应 D.处于A点的反应体系从T1变到T2，达 解析A项，因该反应中氢气前的系数为2，则该反应的平衡常数的表达 式为K ，错误； B项，由图像可知，反应从T2到T1时，甲 醇
8、的物质的量增大，根据平衡常数的计算 式可知T1时的平衡常数比T2时的大，错误； C项，由图像可知在T2温度下反应先达到平衡，反应速率较T1快，则有T2 T1，从图像的纵坐标分析可得温度降低，平衡向正反应方向移动，则 正反应为放热反应，错误； D项，处于A点的反应体系从T1变到T2的过程中，平衡向逆反应方向移动， 则c(H2)增大，而c(CH3OH)减小，达到平衡时 应该增大，正确。 4.在体积为1 L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，化学平衡常数K与温度T的关系如下表： 回答下列问题： (1)升高温度，化学平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移
9、动。 解析由表格数据可知，随着温度升高，平衡常数增大，说明升高温度 化学平衡向正反应方向移动。 T/7008008501 0001 200 K0.60.91.01.72.6 正反应 (2)若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)， 此时的温度为_；在此温度下，若该容器中含有1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol CO、1.5 mol H2O，则此时反应所处的状态为_ _(填“向正反应方向进行中”“向逆反应方向进行中”或“平衡 状态”)。 解析c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，则计算出K1.0，即此时温度为 850 ，此温度下
10、 ”或“”)0。 解析根据K3K1K2，500 、800 时，反应的平衡常数分别为2.5、 0.375；升温，K减小，平衡左移，正反应为放热反应，所以H0。 (3)500 时测得反应在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓 度(molL1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正_(填“”“” 或“”)v逆。 解析500 时，K32.5 故反应正向进行，v正v逆。 返回 考点二“三段式”突破平衡常数、转化率的相关计算 知识梳理夯基础 1.三段式计算 “三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时， 要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目
11、要求进行计算， 同时还要注意单位的统一。 (1)分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。 (2)明确三个关系 对于同一反应物，起始量变化量平衡量。 对于同一生成物，起始量变化量平衡量。 各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 (3)计算模式 对以下反应：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量 (mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。 mA(g)nB(g) pC(g)qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol amx bnx px qx 生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产
12、量的百分数。一般来讲， 转化率越大，原料利用率越高，产率越大。 2.Kp计算 (1)Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平 衡常数叫压强平衡常数。 (2)计算技巧：第一步，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；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，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)；第四步，根据 平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，压强平 衡常数表达式为Kp 。 深度思考 已知在密闭容器中发生可逆反应：M(g)N(g) P(g)
13、Q(g)H0。某 温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1。 思考并解答下列问题： (1)若达到平衡后，M的转化率为60%，列出“三段式”，计算此时N的 平衡浓度是多少？ 答案 M(g)N(g) P(g) Q(g) 初始/molL1 1 2.4 0 0 转化/molL1 160% 160% 160% 160% 平衡/molL1 0.4 1.8 0.6 0.6 由三段式得N的平衡浓度为1.8 molL1。 (2)若反应温度升高，该反应的平衡常数、M的转化率如何变化？ _ _。 由于该反应正向为吸热反应，温度升高，平衡右移，K值增大，M的转 化率增大 (3)
14、若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)4 molL1，c(N) a molL1；达到平衡后，c(P)2 molL1，则M的转化率为_， N的起始浓度为_。 50% 6 molL1 解析 M(g) N(g) P(g)Q(g) 初始浓度/molL1 4 a 0 0 转化浓度/molL12 2 2 2 平衡浓度/molL1 42 a2 2 2 解得a6 即反应物N的起始浓度为6 molL1。 递进题组练能力 题组一化学平衡常数与转化率相结合计算题组一化学平衡常数与转化率相结合计算 1.羰基硫(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H2S
15、混合加热并达到下列平衡： CO(g)H2S(g) COS(g)H2(g)K0.1 反应前CO的物质的量为10 mol，平衡后CO的物质的量为8 mol。下列说 法正确的是 A.升高温度，H2S浓度增大，表明该反应是吸热反应 B.通入CO后，正反应速率逐渐增大 C.反应前H2S物质的量为7 mol D.CO的平衡转化率为80% 解析A项，升高温度，H2S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，错误； B项，通入CO气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，向正反应方向建 立新的平衡，正反应速率逐渐减小，错误； C项，设反应前H2S的物质的量为n mol，容器的容积为V L，则 C
16、O(g)H2S(g) COS(g)H2(g)K0.1 n(始)/mol 10 n 0 0 n(转)/mol 2 2 2 2 n(平)/mol 8 n2 2 2 D项，根据上述计算可知CO的转化率为20%，错误。 2.(2021大连调研)已知反应：CH2=CHCH3(g)Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)HCl(g)。在一定压强下，按w 向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表 示平衡时，丙烯的体积分数()与温度(T)、w的关系，图 乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说 法中错误的是 A.图甲中w21 B.图乙中，A线表示逆反应的平衡常数 C.温度为T1、w2时，Cl2的转化率为5
17、0% D.若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强增大 解析根据题中信息可知，增大n(Cl2)，w增大，平衡正 向移动，丙烯的体积分数()减小，故w21，A项正确； 根据图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明 平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应， 则升高温度，正反应的平衡常数减小，逆反应的平衡常 数增大，图乙中A线表示逆反应的平衡常数，B项正确； 由图乙知，温度为T1时，正、逆反应的平衡常数相等， 又因两者互为倒数，则平衡常数K1，当w2时，设 CH2=CHCH3和Cl2的物质的量分别为a mol、2a mol，参加反应的Cl2的 物质的量为b mol，
18、利用三段式可列关系式 该反应为反应前后气体体积不变的放热反应，反应向正反应方向进行， 体系温度升高，气体膨胀，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，D 项正确。 题组二连续反应、竞争反应平衡常数的计算题组二连续反应、竞争反应平衡常数的计算 3.加热N2O5依次发生的分解反应为N2O5(g) N2O3(g)O2(g)，N2O3(g) N2O(g)O2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ， 达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol。则t 时反应的平衡常数 为 A.10.7 B.8.5C.9.6 D.10.2 解析设N2O5的转化浓度为x molL1，
19、N2O3的转化浓度为y molL1。 N2O5(g) N2O3(g)O2(g) 开始/molL1 4 0 0 转化/molL1 x x x 平衡/molL1 4x x x N2O3(g) N2O(g)O2(g) 开始/molL1 x 0 x 转化/molL1 y y y 平衡/molL1 xy y xy 所以x3.1 y1.4 所以反应的平衡常数为 4.CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应： 反应：CO2(g)4H2(g) CH4(g)2H2O(g) 反应：2CO2(g)6H2(g) C2H4(g)4H2O(g) 为分析催化剂对反应的选择性，在1 L密闭容器 中充入2 mol
20、 CO2和4 mol H2，测得有关物质的 物质的量随温度变化如图所示： 该催化剂在较低温度时主要选择_(填“反应”或“反应”)。 520 时，反应的平衡常数K_(只列算式不计算)。 反应 解析温度较低时，CH4的物质的量多，所以该催化剂在较低温度时主 要选择反应。 CO2(g)4H2(g) CH4(g)2H2O(g) 转化(molL1) 0.2 0.8 0.2 0.4 2CO2(g)6H2(g) C2H4(g)4H2O(g) 转化(molL1) 0.4 1.2 0.2 0.8 c(CO2)(20.20.4)molL11.4 molL1 c(H2)(40.81.2)molL12 molL1 c
21、(H2O)(0.40.8)molL11.2 molL1 题组三分压常数的计算题组三分压常数的计算 5.在恒容密闭容器中，加入足量的MoS2和 O2，仅发生反应：2MoS2(s)7O2(g) 2MoO3(s)4SO2(g)H。 测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度 的关系如图所示： (1)p1、p2、p3的大小：_。 p1p2p3 解析该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大 压强平衡正向移动，氧气转化率增大，所以压强：p1p2p3。 (2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，则A点平衡常数Kp_ (用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压总压气体的物质的量
22、分数，写出计算式即可)。 6.SO2与Cl2反应可制得磺酰氯(SO2Cl2)，反 应为SO2(g)Cl2(g) SO2Cl2(g)。按投料 比11把SO2与Cl2充入一恒压的密闭容器 中发生上述反应，SO2的转化率与温度T的 关系如图所示： 若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的分压平衡常数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)。 解析据图可知M点SO2的转化率为50%，不妨设初始投料为2 mol SO2 和2 mol Cl2，则列三段式有 SO2(g)Cl2(g) SO2Cl2(g) 起始/mol2 20 转化/mol1 11 平衡/mol1 11
23、 相同条件下气体压强之比等于物质的量之比， 7.丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下： C3H8(g) C3H6(g)H2(g)H124 kJmol1 (1)总压分别为100 kPa、10 kPa 时发生该反应， 平衡体系中C3H8和C3H6的物质的量分数随温度 变化关系如图所示：100 kPa时，C3H8和C3H6的 物质的量分数随温度 变化关系的曲线分别是_、_。ad 解析C3H8(g) C3H6(g)H2(g)H124 kJmol1，正反应吸热， 升高温度，平衡正向移动，C3H8(g)的物质的量分数减小，C3H6(g)的物 质的量分数增大；根据化学方程式，该反应为 气体体积增大的反应，增大压强
24、，C3H8的物质 的量分数大于10 kPa 时C3H8的物质的量分数， 因此表示100 kPa时，C3H8的物质的量分数随温 度变化关系的曲线是a；增大压强，平衡逆向移 动，C3H6的物质的量分数减小，因此表示100 kPa时C3H6的物质的量分数 随温度变化关系的曲线是d。 (2)某温度下，在刚性容器中充入C3H8，起始压强为10 kPa，平衡时总压 为13.3 kPa，C3H8的平衡转化率为_。该反应的平衡常数Kp_kPa (保留1位小数)。 33%1.6 解析同温同体积条件下，气体的压强之比等于气体物质的量之比，设 C3H8的平衡转化率为x， C3H8(g) C3H6(g)H2(g) 起
25、始/kPa10 0 0 反应/kPa10 x 10 x 10 x 平衡/kPa 10(1x) 10 x 10 x 则10(1x)10 x10 x13.3， 返回 考点三速率常数与化学平衡常数的关系 知识梳理夯基础 1.假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)， 其速率可表示为vkca(A)cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常 数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催 化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进 行得越快。不同反应有不同的速率常数。 2.正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系 对于基元反应aA(g)
26、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 典典题题示例示例温度为T1，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反 应CH4(g)H2O(g) CO(g)3H2(g)H206.3 kJmol1，该反应中， 正反应速率为v正k正c(CH4)c(H2O)，逆反应速率为v逆k逆c(CO)c3(H2)， k正、k逆为速率常数，受温度影响。 已知T1时，k正k逆，则该温度下，平衡常数K1_；当温度改变为T2 时，若k正1.5k逆，则T2 _T1(填“”“”或“ 解析解题步骤及过程： 步骤1代入特殊值： 平衡时v正v逆
27、，即 k正c(CH4)c(H2O)k逆c(CO)c3(H2)； 步骤2适当变式求平衡常数， 步骤3求其他 1.51，平衡正向移动，升高温度平衡向吸热方向移动；则T2T1。 递进题组练能力 1.N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g) 2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒 容密闭容器中，在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压 强间存在关系：v(N2O4)k1p(N2O4)，v(NO2)k2p2(NO2)，其中k1、k2 是与反应温度有关的常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系 是k1_。 解析Kp ，平衡时NO2、N2O4的消耗速率之比为v(NO2) v(N2O
28、4)k2p2(NO2)k1p(N2O4)21。 2.利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应 如下： 4NH3(g)6NO(g) 5N2(g)6H2O(l)H0 已知该反应速率v正k正c4(NH3)c6 (NO)，v逆k逆cx(N2)cy(H2O) (k正、k逆 分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K ，则x_， y_。 5 0 解析当反应达到平衡时有v正v逆， 即k正c4(NH3)c6 (NO)k逆cx(N2)cy(H2O)， 所以x5，y0。 3.苯乙烯是一种重要的化工原料，可采用乙苯催化脱氢法制备，反应如下： (g)H2(g)H17.6 kJmol1 实际
29、生产中往刚性容器中同时通入乙苯和水蒸气，测得容器总压和乙苯 转化率随时间变化结果如图所示。 (1)平衡时，p(H2O)_kPa， 平衡常数Kp_kPa(Kp为以 分压表示的平衡常数)。 80 45 (2)反应速率vv正v逆k正p(乙苯)k逆p(苯乙烯)p(氢气)，k正、k逆分 别为正、逆反应速率常数。计算a处的 _。 2.5 4.已知在一定温度下的可逆反应N2O4(g) 2NO2(g)中，v正k正c(N2O4)， v逆k逆c2(NO2)(k正、k逆只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数K10， 则k正_k逆。升高温度，k正增大的倍数_(填“大于”“小于” 或“等于”)k逆增大的倍数。 10大于
30、 解析当反应达到平衡时，v正v逆，即k正c(N2O4)k逆c2(NO2)，k正 k逆K10k逆；该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反 应方向移动，k正增大的倍数大于k逆增大的倍数。 5.研究表明，反应2H2(g)2NO(g) N2(g)2H2O(g)H664.1 kJ mol1中，正反应速率为v正k正c2(NO)c2(H2)，其中k正为速率常数，此 处只与温度有关。当tt1时，v正v1，若此刻保持温度不变，将c(NO)增 大到原来的2倍，c(H2)减少为原来的 ，v正v2。则有v1_(填“” “”或“”)v2。 解析根据v正k正c2(NO)c2(H2)，当c(NO)增大到原来的2倍，c(H2
31、)减 少为原来的 时，v1与v2大小相等。 6.2NO(g)O2(g) 2NO2(g)的反应历程如下： 反应：2NO(g) N2O2(g)(快)H10 v1正k1正c2(NO)，v1逆k1逆c(N2O2)； 反应：N2O2(g)O2(g) 2NO2(g)(慢)H2”“”或“”)反应的活化能E。 解析由反应达平衡状态， 所以v1正v1逆、v2正v2逆， 所以v1正v2正v1逆v2逆， 即k1正c2(NO)k2正c(N2O2)c(O2)k1逆c(N2O2)k2逆c2(NO2)， 因为决定2NO(g)O2(g) 2NO2(g)速率的是反应， 所以反应的活化能E远小于反应的活化能E。 (2)已知反应速
32、率常数k随温度升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数 _k2逆增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。 小于 返回 真题演练明确考向 123 1.(八省联考江苏，13)在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生 反应的热化学方程式为 反应：CO2(g)4H2(g) CH4(g)2H2O(g)H164.7 kJmol1 反应 ：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)H41.2 kJmol1 反应：2CO(g)2H2(g) CO2(g)CH4(g) H247.1 kJmol1 向恒压、密闭容器中通入1 mol CO2和4 mol H2，平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温 度的变
33、化如图所示。下列说法正确的是 123 A.反应的平衡常数可表示K B.图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化 C.提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂 D.CH4(g) H2O(g) CO(g)3H2(g)的H205.9 kJmol1 123 解析化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值， 反应的平衡常数K ，故A错误； 反应物CO2的量逐渐减小，故图中曲线A表示CO2的物质的量变化曲线， 由反应和可知，温度升高反应正向 移动，反应逆向移动，CO的物质的量增 大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线， 则曲线B为CH4的物质的量变化曲线，故B 错误； 123
34、 反应为放热反应，反应为吸热反应，降低温度有利于反应正向移 动，反应逆向移动，所以要提高 CO2转化为CH4的转化率，需要研发 在低温区高效的催化剂，故C正确； (反应反应)得到目标反应，则CH4(g)H2O(g) CO(g)3H2(g) 的H41.2 kJmol1(247.1 kJmol1) 205.9 kJmol1，故D 错误。 判断的依据是_ _。影响的因素有_ _。 (2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量 分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡 转化率随温度的变化如图(b)所示。反应 在5.0 M
35、Pa、550 时的_， 2.2020全国卷，28(2)(3)(4)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SO2的催化氧化：SO2(g) SO3(g)H98 kJmol1。回答下列问题： 该反应气体分子数减少，增大压强，提高。5.0 MPa 2.5 MPap2，所以p15.0 MPa反应物的起始浓度(组 0.975 成)、温度、压强 123 123 解析反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)的正反应是气体总分子数减少的放 热反应，其他条件相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2平衡转化率 增大，则图中p15.0 MPa，p30.5 MPa。 由图可知，反应在5.0 M
36、Pa、550 时SO2 的平衡转化率0.975。温度、压强和反 应物的起始浓度(组成)都会影响SO2的平 衡转化率，温度一定时，压强越大，越 大；压强一定时，温度越高，越小。 123 (3)将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(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SO2转化率为， 则SO3压强为_，平衡常数Kp_(以分压 表示，分压总压物质的量分数)。 123 解析假设原气体的物质的量为100 mol，则SO2、O2和N2的物质的量分 别为2m mol、m mol和q mol,2mmq100，利用“三段式法”计算： 起始量/m
37、ol 2m m 0 转化量/mol 2m m 2m 平衡量/mol 2m(1) m(1) 2m 123 _。 (4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为vk( 1)0.8(1n)。 式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；为SO2平衡转化率， 为某时刻SO2转化率，n为常数。在0.90时，将一系列温度下的 k、值代入上述速率方程，得到vt曲线，如图(c)所示。 曲线上v最大值所对应温度称为该下 反应的最适宜温度tm。ttm后，v逐渐下降。原因是_ _ _ 度，k增大使v逐渐提高，但降低使v逐 渐下降。当ttm，k增大对v的提高大于 引起的降低；当ttm，k增大对v的提高小于引起的降低
38、升高温 123 解析在0.90时，SO2催化氧化的反应速率为vk( 1)0.8 (10.90n)。升高温度，k增大使v逐渐提高，但降低使v逐渐下降。t tm时，k增大对v的提高大于引起的降低；ttm后，k增大对v的提 高小于引起的降低。 123 123 解析先写出三种气体的燃烧热的热化学方程式，然后根据盖斯定律， H11 560 kJmol1(1 411 kJmol1)(286 kJmol1) 137 kJmol1。 3.2020全国卷，28(1)乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)= C2H4(g)H2(g)H1，相关物质的燃烧热数据如下表所示： H1_ kJmol1。137 物质C
39、2H6(g)C2H4(g)H2(g) 燃烧热H/(kJmol1)1 5601 411286 123 解析C2H6(g)=C2H4(g)H2(g)H1137 kJmol1是一个气体分 子数增大的吸热反应，要提高反应物的转化率，可以采取升高温度、减 小压强(增大体积)等措施。 提高该反应平衡转化率的方法有_、_。 升高温度 减小压强(或增大体积) 123 容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙 烷的平衡转化率为。反应的平衡常数Kp_(用平衡分 压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。 123返回 解析设容器中通入的乙烷和氢气均为1 mol，则： C2H6(g)=C2H
40、4(g)H2(g)n(总) 初始量/mol 1 0 1 转化量/mol 平衡量/mol 1 1 2 课时精练巩固提高 1.下列有关化学平衡常数的描述中正确的是 A.化学平衡常数的大小取决于化学反应的内因，与其他外界条件无关 B.相同温度下，反应AB C与反应C AB的化学平衡常数相同 C.反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0的化学平衡常数随温度升高而 增大 D.反应A(g)B(g) 2C(g)的平衡常数表达式为K 123456789 101112131415 16 解析化学平衡常数内因由反应物本身的性质决定，外因只受温度影响， A项错； 同温下，同一反应的正、逆反应的平衡常数互为倒
41、数，一般不相等，B 项错； 该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C项错。 123456789 101112131415 16 2.某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B，发生反 应：3A(g)2B(g) 4C(s)2D(g)，反应一段时间后达到平衡状态，测 得生成1.6 mol C。下列说法正确的是 A.该反应的化学平衡常数K B.B的平衡转化率是40% C.增大压强，化学平衡常数增大 D.增加B的量，B的平衡转化率增大 123456789 101112131415 16 解析化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体，而物质C是固 体，A错误；
42、根据化学方程式可知，平衡时B减少的物质的量是0.8 mol，故B的平衡 转化率为40%，B正确； 化学平衡常数只与温度有关，增大压强，化学平衡常数不变，C错误； 增加B的量，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，而B的转化率减 小，D错误。 123456789 101112131415 16 3.(2020长沙月考)某温度下气体反应达到化学平衡状态，平衡常数K ，恒容时，若温度适当降低，F的浓度增大。下列说法正确 的是 A.增大c(A)、c(B)，K增大 B.降低温度，正反应速率增大 C.该反应的焓变为负值 D.该反应的化学方程式为2E(g)F(g) A(g)2B(g) 12345678 9
43、101112131415 16 解析平衡常数K只随温度变化，不随浓度变化，A不正确； 降低温度，正、逆反应速率均减小，B不正确； 降温，F的浓度增大，表明平衡逆向移动，正反应是吸热反应，则焓变 为正值，C不正确； 根据化学平衡常数表达式可知A、B是生成物，E、F为反应物，且对应 指数为其化学方程式前的计量数，D正确。 123456789 101112131415 16 4.可逆反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态时，保持恒温恒容 向容器中加入一定量的O2，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，O2转化率减小 B.Q不变，K变大，SO2转化率减小
44、 C.Q不变，K变大，O2转化率增大 D.Q增大，K不变，SO2转化率增大 123456789 101112131415 16 解析当可逆反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态时，保持恒 温恒容向容器中加入一定量的O2，氧气的浓度增大，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响，温度不变平衡 常数不变，故A正确。 123456789 101112131415 16 () ()() 3 1 2 22 SO SOO c cc ()() () 1 2 22 3 SOO SO cc c 5.某温度下，反应SO2(g) O2(g) SO3(g)的平衡常数K150
45、，在同一 温度下，反应SO3(g) SO2(g) O2(g)的平衡常数K2的值为 A.2 500 B.100 C.0.02 D.0.001 123456789 101112131415 16 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K2 K1，K1、K2的单位均为1，c1(CO)c2(CO)，故C项正确。 6.放热反应CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO) c1(H2O)1.0 molL1，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(H2O)，平衡常数为K2，则 A.K2和K1的单位均为mo
46、lL1B.K2K1 C.c2(CO)c2(H2O)D.c1(CO)c2(CO) 123456789 101112131415 16 7.T 时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：A(g)B(g) C(s) Hv逆 D.在80 达到平衡时，测得n(CO)0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为 2 molL1 12345678 温度/2580230 平衡常数510421.9105 9 101112131415 16 解析温度升高，平衡常数减小，故该反应为放热反应，A项错误； 25 时，逆反应的平衡常数K 2105，B项错误； 80 时，若Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 molL1，则Q
47、 8K，v正v逆，C项错误； 80 达到平衡时若n(CO)0.3 mol，c(CO)1 molL1，故cNi(CO)4 Kc4(CO)214 molL12 molL1，D项正确。 123456789 101112131415 16 9.化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，下 列反应的平衡常数的数值如下： 2NO(g) N2(g)O2(g)K111030 2H2(g)O2(g) 2H2O(l)K221081 2CO2(g) 2CO(g)O2(g)K341092 以下说法正确的是 A.常温下，NO分解生成O2的反应的平衡常数表达式为K1c(N2)c(O2) B.常温下，
48、水分解生成O2，此时平衡常数的数值约为51080 C.常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为 NOH2OCO2 D.以上说法都不正确 12345678 9 101112131415 16 解析K1的表达式应为K1 ；常温下，水分解生成O2，是H2和 O2化合生成H2O的逆反应，因此其平衡常数的数值应为K2的倒数，数值 为51082；由于三个反应都在常温下进行，根据K值的大小可以得出 三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NOH2OCO2。 123456789 101112131415 16 下列说法正确的是 A.在常温下，工业固氮非常容易进行 B.人类可
49、以通过大规模模拟大气固氮利用氮资源 C.大气固氮与工业固氮的K值受温度和压强等的影响较大 D.大气固氮是吸热反应，工业固氮是放热反应 N2O2 2NON23H2 2NH3 温度25 2 000 25 400 K3.8410310.151081.88104 10.大气固氮(闪电时N2转化为NO)和工业固氮(合成氨)是固氮的重要形式， 下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值： 12345678 9 101112131415 16 解析仅从平衡角度分析，常温下工业固氮能够获得更高的平衡转化率， 但是常温下工业固氮反应速率太低，所以工业固氮往往在高温、高压催 化剂的条件下进行，A项错误； 分
50、析表格中不同温度下的平衡常数可知，大气固氮反应的平衡常数很小， 难以获得较高的转化率，因此不适合实现大规模固氮，B项错误； 平衡常数是只和温度有关的常数，C项错误； 对于大气固氮反应，温度越高，K越大，所以为吸热反应；对于工业固 氮反应，温度越高，K越小，所以为放热反应，D项正确。 123456789 101112131415 16 容器 编号 物质的起始浓度/(molL1)物质的平衡浓度/(molL1) c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2) 0.6000.2 0.30.50.2 00.50.35 11.(2017江苏，15改编)温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容 器中仅发生
