2018届高考一轮复习人教版第26讲化学平衡常数化学反应进行的方向学案77

2018届高考一轮复习人教版第26讲化学平衡常数化学反应进行的方向学案77

第26讲　化学平衡常数　化学反应进行的方向 ‎【考纲要求】　1.了解化学平衡常数的含义并能利用化学平衡常数进行相关计算。2.能正确计算化学反应的转化率(α)。‎ ‎3．了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变的关系。‎ 考点一|化学平衡常数及其应用(重点保分型——师生共研)‎ 授课提示：对应学生用书第128页 ‎[核心知识大通关]‎ ‎1．概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。‎ ‎2．表达式：‎ 化学方程式 平衡常数 与K1的关系 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)‎ K1＝ K2＝ ‎(或K1)‎ K3＝ N2(g)＋H2(g)NH3(g)‎ K2＝ ‎2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)‎ K3＝ ‎3.意义：‎ ‎(1)K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。‎ ‎(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。‎ 小题热身 正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。‎ ‎(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度。(　　)‎ ‎(2)温度、浓度、压强、催化剂均能改变平衡常数。(　　)‎ ‎(3)升高温度，平衡常数一定增大。(　　)‎ ‎(4)平衡常数变化，化学平衡不一定发生移动。(　　)‎ ‎(5)化学平衡发生移动，平衡常数一定改变。(　　)‎ ‎(6)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度。(　　)‎ ‎(7)反应A(g)＋3B(g)‎2C(g)，达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数K值增大。(　　)‎ ‎(8)对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，升高温度，K值减小，则ΔH>0。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×　(8)×‎ ‎[考向精练提考能]‎ 考向一　多个反应中平衡常数关系判断 ‎1．已知下列反应在某温度下的平衡常数：‎ H2(g)＋S(s)H2S(g)　K1‎ S(s)＋O2(g)SO2(g)　K2‎ 则在该温度下反应H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数为(　　)‎ A．K1＋K2　　　　　　　 B．K1－K2‎ C．K1·K2 D. 解析：由平衡常数的定义可知，K1＝，K2＝，反应H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数K＝，可知K＝。‎ 答案：D ‎2．已知：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)‎ ‎②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)‎ ‎③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)‎ 某温度下三个反应的平衡常数的值依次为K1、K2、K3，则该温度下反应3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的化学平衡常数K为____(用K1、K2、K3表示)。‎ 解析：K1＝ K2＝ K3＝ K＝ K2·K3＝ K＝ K·K2·K3＝＝K 答案：K·K2·K3‎ 考向二　平衡常数的影响因素及其应用 利用K与Qc的关系判断可逆反应所处状态 对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Qc＝(式中浓度是任意时刻的浓度)。根据Qc与K的关系可以判断可逆反应所处的状态：‎ Qc ‎3．已知，相关数据见下表：‎ 编号 化学方程式 平衡常数 平衡常数 ‎979 K ‎1 173 K Ⅰ Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)‎ K1‎ ‎1.47‎ ‎2.15‎ Ⅱ CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)‎ K2‎ ‎1.62‎ b Ⅲ Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)‎ K3‎ a ‎1.68‎ 根据以上信息判断，下列结论错误的是(　　)‎ A．a>b B．增大压强，平衡状态Ⅱ不移动 C．升高温度平衡状态Ⅲ向正反应方向移动 D．反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应 解析：由Ⅰ＋Ⅱ＝Ⅲ，得K3＝K1·K2，则a>2，b<1，a>b，A项正确；Ⅱ是等体反应，增大压强，平衡不移动，B项正确，由a>2，b<1，可知随温度升高，K2、K3均减小，故反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应，D项正确，升温时反应Ⅱ、Ⅲ均向逆反应方向移动，C项不正确。‎ 答案：C ‎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：‎ T/℃‎ ‎700‎ ‎800‎ ‎850‎ ‎1 000‎ ‎1 200‎ K ‎0.6‎ ‎0.9‎ ‎1.0‎ ‎1.7‎ ‎2.6‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)升高温度，化学平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。‎ ‎(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。‎ a．c(CO2)＝c(CO) b．K不变 c．容器中的压强不变 d．v正(H2)＝v正(CO2)‎ e．c(H2)保持不变 ‎(3)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：(1)由表格数据可得，随着温度升高，平衡常数增大，说明化学平衡向正反应方向移动；(2)A项，达到平衡时c(CO2)不一定等于c(CO)，反之相等时也不一定处于平衡状态；B项，温度不变K不变，不正确；C项，此反应不论是否平衡，压强均不改变，故不正确；D项，v正(CO2)与v正(H2)表示的反应方向一致，故不能判断是否达到平衡；E项，达到平衡时，各种反应物、生成物的浓度保持不变。(3)由c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，则计算出K＝1.0，即此时温度为‎850 ℃‎，此温度下＝≈0.94<1.0，故反应向正反应方向进行中。‎ 答案：(1)正反应　(2)e　(3)850 ℃　向正反应方向进行中 ‎[练后反思]　利用化学平衡常数判断可逆反应的热效应 考点二|利用“三段式”法进行化学平衡的计算(重点保分型——师生共研)‎ 授课提示：对应学生用书第129页 ‎[核心知识大通关]‎ ‎1．分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。‎ ‎2．明确三个关系：‎ ‎(1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。‎ ‎(2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。‎ ‎(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。‎ ‎3．计算方法——三段式法：‎ 可按下列模式进行计算：如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。‎ ‎　 　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)‎ 起始/(mol/L)　a　　　　b　　　　0　　　0‎ 变化/(mol/L) mx nx px qx 平衡/(mol/L) a－mx b－nx px qx ‎(1)求平衡常数：K＝ ‎(2)求转化率 转化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。‎ ‎[考向精练提考能]‎ 考向一　化学平衡常数的计算 ‎1．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：‎ ‎①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；‎ ‎②2HI(g)H2(g)＋I2(g)‎ 达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol/L，c(HI)＝4 mol/L，则此温度下反应①的平衡常数为________，反应②的平衡常数为________，相同温度下H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数为________。‎ 解析：平衡时c(H2)＝c(I2)＝0.5 mol·L－1，‎ 则分解的HI为1 mol·L－1，c(NH3)＝5 mol·L－1，反应①的平衡常数K1＝c(NH3)·c(HI)＝5 mol·L－1×4 mol·L－1＝20(mol·L－1)2；‎ 反应②的平衡常数为 K2＝＝＝，则其逆反应的平衡常数为64。‎ 答案：20　　64‎ ‎2.汽车尾气中NO产生的反应为N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是(　　)‎ A．温度T下，该反应的平衡常数K＝ B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小 C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂 D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH＜0‎ 解析：　 　　　　　N2(g)＋O2(g)2NO(g)‎ 起始/(mol·L－1)　　c0　　　c0　　　　0‎ 转化/(mol·L－1)　c0－c1　c0－c1　　2(c0－c1)‎ 平衡/(mol·L－1)　　c1　　　c1　　　2(c0－c1)‎ 故T温度下K＝，A项正确；对于反应物、生成物均为气体的反应来说，恒容条件下，密度是定值，B项不正确；催化剂只影响反应速率，不影响平衡状态，C项不正确；若曲线b对应的条件是温度改变，则a到b应是升温，升高温度c(N2)变小，说明平衡正向移动，该反应的ΔH＞0，D项不正确。‎ 答案：A ‎[备考提醒]　化学平衡计算题的解题思路 考向二　转化率的计算 ‎3．已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH＞0，请回答下列问题：‎ ‎(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。‎ ‎(2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ ‎(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，a＝________。‎ ‎(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。‎ 解析：(1)M(g)　　＋　　N(g)　　P(g)＋Q(g)‎ 始态　　1 mol/L　　　　2.4 mol/L　　0　　　0‎ 变化量　1 mol/L×60%　1 mol/L×60%‎ 因此N的转化率为×100%＝25%。‎ ‎(2)由于该反应的ΔH＞0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M的转化率增大。‎ ‎(3)根据(1)可求出各平衡浓度：c(M)＝0.4 mol/L，‎ c(N)＝1.8 mol/L，c(P)＝0.6 mol/L，c(Q)＝0.6 mol/L。‎ 因此化学平衡常数K＝＝＝。‎ 由于温度不变，因此K不变，达到平衡后 c(P)＝2 mol/L，c(Q)＝2 mol/L，c(M)＝2 mol/L c(N)＝(a－2)mol·L－1‎ K＝＝＝ 解得a＝6。‎ ‎(4)设M的转化率为x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c(M)＝b(1－x)mol/L　c(N)＝b(1－x)mol/L c(P)＝bx mol/L　c(Q)＝bx mol/L K＝＝＝，解得x＝41%。‎ 答案：(1)25%　(2)增大　(3)6　(4)41%‎ 考向三　化学平衡常数与转化率的换算 ‎4．SO2常用于制硫酸，其中一步重要的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。若向一个‎2 L的密闭容器中充入0.4 mol SO2、0.2 mol O2和0.4 mol SO3，发生上述反应。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是________(填字母)。‎ a．c(SO2)＝0.3 mol·L－1、c(O2)＝0.15 mol·L－1‎ b．c(SO3)＝0.4 mol·L－1‎ c．c(O2)＝0.2 mol·L－1、c(SO2)＝0.4 mol·L－1‎ d．c(SO3)＝0.3 mol·L－1‎ ‎(2)任选上述一种可能的情况，计算达到平衡时的平衡常数为________。‎ ‎(3)某温度时，将4 mol SO2和2 mol O2通入‎2 L密闭容器中，10 min时反应达到平衡，SO2的转化率为80%，则0～10 min内的平均反应速率v(O2)＝________，该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数K＝________。‎ 答案：(1)ad　(2)(或180)‎ ‎(3)0.08 mol·L－1·min－1　80‎ 考点三|化学反应进行的方向(基础送分型——自主学习)‎ 授课提示：对应学生用书第130页 ‎[巩固教材知识]‎ ‎1．自发过程 ‎(1)含义：‎ 在一定条件下， 不需要借助于外力作用就能进行的过程。‎ ‎(2)特点 ‎(3)自发反应 在给定的条件下，无须外界帮助，一经引发即能自动进行的反应。‎ ‎2．化学反应方向的判据 ‎3．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。‎ ‎(1)判断过程的自发性能确定过程能否发生和过程发生的速率。(　　)‎ ‎(2)ΔH<0，ΔS>0的反应，一定是自发反应。(　　)‎ ‎(3)吸热且熵增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行。(　　)‎ ‎(4)凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的。(　　)‎ ‎(5)－‎10 ℃‎的水结成冰，可用熵变的判据来解释反应的自发性。(　　)‎ ‎(6)反应的自发性不仅能够用于判断过程的方向，还能确定过程是否一定能发生。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×‎ ‎[练透基础小题] ‎ 题点一　焓变与自发反应 ‎1．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法理解正确的是(　　)‎ A．所有的放热反应都是自发进行的 B．所有的自发反应都是放热的 C．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素 D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据 答案：C 题点二　熵变与自发反应 ‎2．下列过程属于熵增加的是(　　)‎ A．一定条件下，水由气态变成液态 B．高温、高压条件下使石墨转变成金刚石 C．将散落的火柴放入火柴盒 D．固态碘升华 解析：熵增加的过程就是物质的混乱程度增大的过程。水由气态变成液态是熵减小的过程，A不符合题意；高温、高压条件下使石墨转变成金刚石是熵减小的过程，B不符合题意；将散落的火柴放入火柴盒是熵减小的过程，C不符合题意；固态碘升华属于熵增加的过程，D符合题意。‎ 答案：D ‎3．已知：(NH4)2CO3(s) ===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1。下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应中熵变小于0，焓变大于0‎ B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行 D．判断反应能否自发进行需要根据ΔH与ΔS综合考虑 解析：反应属于固体生成气体的反应，是反应中熵变大于0的反应，A错误；ΔH>0、ΔS>0，ΔH－TΔS<0，反应自发进行，因此高温条件下此反应是自发的，B、C错误，D正确。‎ 答案：D 题点三　复合判据与自发反应 ‎4．下列各项判断完全正确的是(　　)‎ 选项 变化 ΔH ΔS 方向性 A H2O(l)―→H2O(g)‎ ‎>0‎ ‎<0‎ 非自发 B ‎2NO2(g)N2O4(g)‎ ‎<0‎ ‎<0‎ 自发 C ‎2Fe3＋(aq)＋Cu(s) ===2Fe2＋(aq)＋Cu2＋(aq)‎ ‎>0‎ ‎>0‎ 自发 D NH4Cl(s)=== NH3(g)＋HCl(g)‎ ‎<0‎ ‎>0‎ 非自发 解析：液态水转化为气态水是熵增加的过程，A错误；NO2转化为N2O4为化合反应，该反应是放热的、熵值减小常温下就能发生的可逆反应，属于自发反应，B正确；该反应是放热反应，C错误；NH4Cl受热分解反应属于吸热反应，D错误。‎ 答案：B ‎5．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在‎0 ℃‎、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知在‎0 ℃‎、100 kPa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为ΔH＝－2.180 9 kJ·mol－1，ΔS＝－6.6 J·mol－1·K－1，当ΔH－TΔS<0时能自发反应)(　　)‎ A．会变　　　　　　　　 B．不会变 C．不能确定 D．升高温度才会变 解析：反应自发进行需要满足ΔH－TΔS<0，由‎0 ℃‎为273 K、ΔH＝－2.180 9 kJ·mol－1、ΔS＝－6.6 J·mol－1·K－1代入公式：ΔH－TΔS＝－2.180 9×103 J·mol－1＋273 K×6.6 J·mol－1·K－1＝－379.1 J·mol－1<0，所以反应在‎0 ℃‎能自发进行，即在‎0 ℃‎、100 kPa的室内存放，它会变成灰锡而不能再继续使用。‎ 答案：A ‎[备考提醒]　焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 ‎－‎ ‎＋‎ 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 ‎＋‎ ‎－‎ 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ‎＋‎ ‎＋‎ 低温为正，高温为负 低温时非自发，高温时自发 ‎－‎ ‎－‎ 低温为负，高温为正 低温时自发，高温时非自发 ‎ [真题发掘·知识串联]串线索　固双基　回扣关键知识 以“甲醇的合成”为载体　串联化学平衡常数和化学反应进行方向的相关知识 授课提示：对应学生用书第131页 高考载体　(2015·全国高考课标卷Ⅱ改编)‎ 甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：‎ ‎①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)‎ ΔH1＝－99 kJ·mol－1‎ ‎②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)‎ ΔH2＝－58 kJ·mol－1‎ ‎③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)‎ ΔH3＝＋41 kJ·mol－1‎ 知识串联——高考还可以这样考 ‎　(1)反应①的化学平衡常数K1表达式为____________________________。‎ ‎(2)反应③的化学平衡常数K3随温度的升高而_______。其判断的理由是_________。‎ ‎(3)图1中能正确反映平衡常数K1随温度变化关系的曲线为________(填曲线标记字母)，其判断的理由是________________________。‎ ‎(4)根据盖斯定律，由反应②－①可得反应③，则K1、K2与K3之间关系为K3＝________。‎ ‎(5)判断反应②的ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)，该反应________自发进行。 ‎(6)合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.6时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。‎ ‎①α(CO)随温度的升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②图2中的压强由大到小为________，其判断的理由是___________________。‎ 答案：(1)K1＝　(2)增大　反应③为吸热反应，升高温度，平衡正移，化学平衡常数K3增大　(3)a　反应①为放热反应，平衡常数数值应随温度的升高而变小　(4)　(5)<　能　(6)①减小　升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又使产生的CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低　②p3>p2>p1　相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高 课时作业(授课提示：对应学生用书第295页)‎ ‎1．下列说法正确的是(　　)‎ A．食物在常温下腐败是自发进行的 B．凡是放热反应都是自发的 C．自发反应都是熵增大的反应 D．电解池的反应属于自发反应 解析：食物在常温下腐败是自发进行的，A正确；放热反应不一定都是自发进行的，如煤炭要加热到一定温度才能自发进行，B错误；自发反应由焓变和熵变两个方面决定，熵变增大的反应不一定能自发进行，如H2O通电生成H2和O2的反应不能自发进行，C错误；电解池的反应一般属于非自发反应，D错误。‎ 答案：A ‎2．下列有利于反应自发进行的是(　　)‎ ‎①反应吸热　②反应放热　③反应后熵增加　④反应后熵减小 A．①③　　　　　　　 B．②③‎ C．②④ D．①④‎ 解析：化学反应能自发进行的判据是ΔH－TΔS<0，故由焓变和熵变两个方面来决定，反应放热和反应后熵增加均有利于反应自发进行，B正确。‎ 答案：B ‎3．已知反应FeO(s)＋C(s)===CO(g)＋Fe(s)　ΔH>0(假设ΔH、ΔS不随温度变化而变化)，下列叙述正确的是(　　)‎ A．低温下为自发过程，高温下为非自发过程 B．高温下为自发过程，低温下为非自发过程 C．任何温度下为非自发过程 D．任何温度下为自发过程 解析：已知ΔH>0，固固反应生成气体的反应ΔS>0，化学反应能自发进行的判据是ΔH－TΔS<0，即TΔS>ΔH，因此此反应只能是高温自发，B正确。‎ 答案：B ‎4．下列说法正确的是(　　)‎ A．ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行 B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋185.57 kJ·mol－1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可单独作为反应自发性的判据 D．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 解析：ΔH<0、ΔS>0的反应，ΔH－TΔS<0，在任何温度下都能自发进行，A错误；ΔH>0、ΔS>0，反应能自发进行说明ΔH－TΔS<0，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，B正确；反应能否自发进行需要由焓变、熵变和温度共同决定，C错误；在其他条件不变的条件下，使用催化剂可以改变化学反应速率，但不能改变化学平衡状态和化学反应的方向，D错误。‎ 答案：B ‎5．一定温度下，反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的反应热和化学平衡常数分别为ΔH和K，则相同温度时反应4NH3(g)2N2(g)＋6H2(g)反应热和化学平衡常数为(　　)‎ A．2ΔH和2K B．－2ΔH和K2‎ C．－2ΔH和K－2 D．2ΔH和－2K 解析：反应热和化学计量数成正比，即反应热是－2ΔH；平衡常数是在一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据方程式可知，选项C正确。‎ 答案：C ‎6．(2017·福建四校联考)用于净化汽车尾气的反应：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2‎ ‎(g)，已知该反应在570 K时的平衡常数为1×1059，但反应速率极慢。下列说法正确的是(　　)‎ A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO B．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度 C．增大压强，上述平衡右移，故可通过增压的方法提高尾气净化效率 D．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂 解析：因为该反应是可逆反应，且反应速率极慢，在有限的时间内反应不能达到平衡，A错误；由题干知570 K时反应速率极慢，故可推断出升高温度对化学反应速率的影响不大，B错误；因平衡常数已经较大，增大压强虽然平衡正向移动，但对设备要求更高，故C错误；高效催化剂可提高反应速率，解决反应极慢的问题，有利于尾气的转化，故D正确。‎ 答案：D ‎7．反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＜0达到平衡后，只改变一个反应条件，下列所画示意图不正确的是(　　)‎ 解析：A项，升温，化学平衡逆向移动，CH3OH产率降低，正确；B项，升温，CO的转化率降低，不正确；C项，加压，化学平衡正向移动，H2的转化率升高，正确；D项，增大压强，平衡常数不变，正确。‎ 答案：B ‎8．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(　　)‎ A．反应①的平衡常数K1＝ B．反应③的平衡常数K＝ C．对于反应③，恒容时升高温度，H2浓度减小，则该反应为吸热反应 D．对于反应②，恒温恒容下增大压强，H2浓度一定增大 解析：反应①的平衡常数K1＝，固体浓度按1计，故A错误；反应③可由①－②得到，故反应③的平衡常数K＝，B正确；对于反应③，恒容时升高温度，H2浓度减小，平衡逆向移动，则该反应为放热反应，C错误；对于反应②，恒温恒容下，若充入He，压强增大，H2浓度不变，故D错误。‎ 答案：B ‎9．某温度下，在‎2 L恒容密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如下表所示，下列说法正确的是(　　)‎ X Y W n(起始状态)/mol ‎2‎ ‎1‎ ‎0‎ n(平衡状态)/mol ‎1‎ ‎0.5‎ ‎1.5‎ A.升高温度，若W的体积分数减小，则此反应的ΔH＞0‎ B．该温度下，此反应的平衡常数K＝6.75‎ C．增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动 D．该温度下，再向容器中充入1.5 mol W，达到新平衡时c(X)＝1.5 mol/L 解析：A项，升高温度，W的体积分数减小，表明平衡逆向移动，则正反应放热，ΔH＜0，A错；B项，由X转化1 mol，Y转化0.5 mol，W增加1.5 mol知反应可表示为2X(g)＋Y(g)3W(g)，则该温度下，化学平衡常数K＝＝＝6.75，正确；C项，增大压强，化学平衡不移动，C错；D项，再向容器中充入1.5 mol W，达到新平衡时X为1.5 mol，浓度为0.75 mol/L，D错。‎ 答案：B ‎10．在‎10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应：X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)，所得实验数据见下表：‎ 实验编号 温度/℃‎ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(X)‎ n(Y)‎ n(M)‎ ‎①‎ ‎700‎ ‎0.40‎ ‎0.10‎ ‎0.090‎ ‎②‎ ‎800‎ ‎0.10‎ ‎0.40‎ ‎0.080‎ ‎③‎ ‎800‎ ‎0.20‎ ‎0.30‎ a ‎④‎ ‎900‎ ‎0.10‎ ‎0.15‎ b 下列说法正确的是(　　)‎ A．实验①中，若5 min时测得n(M)＝0.050 mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10－2mol/(L·min)‎ B．实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0‎ C．实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%‎ D．实验④中，达到平衡时，b>0.060‎ 解析：A项根据方程式可知在5 min内反应生成的n(N)等于生成的n(M)，则v(N)＝‎ ＝1×10－3mol/(L·min)，该项错误；B项根据表格中数据可知平衡时c(X)＝0.002 mol/L、c(Y)＝0.032 mol/L、c(N)＝c(M)＝0.008 mol/L，则平衡常数K＝＝＝1.0，该项错误；C项因该反应在‎800 ℃‎时平衡常数为1，设反应中转化的X的物质的量为x，则有(0.20－x)×(0.30－x)＝x·x，故x＝0.12 mol，X的转化率为×100%＝60%，该项正确；D项假设在‎900 ℃‎时，该反应的平衡常数也为1.0，根据实验④中的数据可知b＝0.060 mol，由①中数据可知在‎700 ℃‎时平衡常数约为2.6，结合‎800 ℃‎时平衡常数为1.0可知，温度越高，该平衡常数越小，平衡逆向移动，故b<0.060，该项错误。‎ 答案：C ‎11．用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。‎ 已知　反应Ⅰ：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l)　ΔH1‎ 反应Ⅱ：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH2(且|ΔH1|＝2|ΔH2|)‎ 反应Ⅲ：4NH3(g)＋6NO2(g)5N2(g)＋3O2(g)＋6H2O(l)　ΔH3‎ 反应Ⅰ和反应Ⅱ在不同温度时的平衡常数及其大小关系如表所示。‎ 温度/K 反应Ⅰ 反应Ⅱ 已知：K1>K′1，K2>K′2‎ ‎298‎ K1‎ K2‎ ‎398‎ K′1‎ K′2‎ ‎ (1)推测反应Ⅲ是________________反应(填“吸热”或“放热”)。‎ ‎(2)相同条件下，反应Ⅰ在‎2 L密闭容器内进行，选用不同的催化剂，反应产生N2的物质的量随时间的变化如图甲所示。‎ ‎①计算0～4 min在A催化剂作用下，反应速率v(NO)＝________。‎ ‎②下列说法正确的是________(填字母)。‎ a．该反应的活化能大小顺序为Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)‎ b．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数 c．单位时间内H—O键与N—H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡状态 d．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应达到平衡状态 ‎(3)一定条件下，反应Ⅱ达到平衡时体系中n(NO)∶n(O2)∶n(NO2)＝2∶1∶2。在其他条件不变时，再充入NO2气体，分析NO2体积分数——φ(NO2)的变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)：恒温恒压容器，φ(NO2)_________；恒温恒容容器，φ(NO2)________。‎ ‎(4)一定温度下，反应Ⅲ在容积可变的密闭容器中达到平衡，此时容积为‎3 L，c(N2)与反应时间t变化曲线X如图乙所示，若在t1 min时改变一个条件，曲线X变为曲线Y或曲线Z。则：变为曲线Y改变的条件是___________；变为曲线Z改变的条件是______________。‎ 解析：(1)分析表中数据可知，对反应Ⅰ和反应Ⅱ，温度升高时，K值减小，平衡逆向移动，故两个反应都是放热反应，即ΔH1<0，ΔH2<0。反应Ⅰ－反应Ⅱ×3得反应Ⅲ，则ΔH3＝ΔH1－3ΔH2＝2ΔH2－3ΔH2＝－ΔH2，因为ΔH2<0，所以ΔH3>0，反应Ⅲ是吸热反应。(2)①v(NO)＝v(N2)＝×＝0.375 mol·L－1·min－1。②相同时间内生成的N2越多，则活化分子数越多，活化能越低，A项错误；增大压强能使反应速度加快，是因为增加了单位体积内的活化分子数，活化分子的百分数不变，B项错误；单位时间内H—O键与N—H键断裂的数目相等时，说明正反应速率等于逆反应速率，反应已经达到平衡状态，C项正确；若在 恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应中放出的热量和吸收的热量相等，反应达到平衡状态，D项正确。(3)恒温恒压容器中的平衡是等效平衡，φ(NO2)不变；恒温恒容容器中，再充入NO2气体，相当于增大压强，平衡正向移动，φ(NO2)变大。(4)曲线Y比曲线X先达到平衡，但平衡状态相同，改变的条件是加入催化剂；曲线Z，N2的浓度由2 mol/L瞬间增大到3 mol/L，容器体积应由‎3 L减小到‎2 L，改变的条件是将容器的体积快速压缩至‎2 L。‎ 答案：(1)吸热　(2)①0.375 mol·L－1·min－1　‎ ‎②cd　(3)不变　变大　(4)加入催化剂　将容器体积快速压缩至‎2 L ‎12．已知：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)　ΔH＝－45.5 kJ·mol－1。‎ 乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。‎ 如图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH2O∶nC2H4＝1∶1)。 ‎ ‎(1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算。分压＝总压×物质的量分数)。‎ ‎(2)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为_______，理由是_____________。‎ ‎(3)气相直接水合法常采用的工艺条件为磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度‎290 ℃‎，压强6.9 MPa。nH2O∶nC2H4‎ ‎＝0.6∶1。乙烯的转化率为5%。若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可采取的措施有________、________。‎ 解析：(1)Kp＝＝＝＝0.07(MPa)－1‎ ‎②C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率提高，所以p4>p3>p2>p1。‎ ‎③依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可以增大H2O与C2H4的比例，将乙醇及时分离出去等。‎ 答案：(1)0.07 (MPa)－1‎ ‎(2)p4>p3>p2>p1　相同温度下增大压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率增大，由图中数据可判断 ‎(3)增大H2O和C2H4的比例　将乙醇及时分离出 ‎13．在‎1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)＋C(g)　ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：‎ 时间t/h ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎8‎ ‎16‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ 总压强 p/100 kPa ‎4.91‎ ‎5.58‎ ‎6.32‎ ‎7.31‎ ‎8.54‎ ‎9.50‎ ‎9.52‎ ‎9.53‎ ‎9.53‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为___________________。‎ ‎(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为________，平衡时A的转化率为________________，列式并计算反应的平衡常数K。________。‎ ‎(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总＝________ mol，n(A)＝________ mol。‎ ‎②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a＝________。‎ 反应时间t/h ‎0‎ ‎4‎ ‎8‎ ‎16‎ c(A)/(mol·L－1)‎ ‎0.10‎ a ‎0.026‎ ‎0.006 5‎ 分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是__________，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为________mol·L－1。‎ 解析：(1)A(g)B(g)＋C(g)的正向反应是一个气体分子数增大的吸热反应，故可通过降低压强、升温等方法提高A的转化率。(2)在温度一定、容积一定的条件下，气体的压强之比等于其物质的量(物质的量浓度)之比。求解平衡常数时，可利用求得的平衡转化率并借助“三段式”进行，不能用压强代替浓度代入。(3)n(A)的求算也借助“三段式”进行。a＝0.051，从表中数据不难得出：达到平衡前每隔4 h，A的浓度约减少一半，依此规律，12 h时，A的浓度为0.013 mol/L。‎ 答案：(1)升高温度、降低压强 ‎(2)(－1)×100%　94.1%‎ A(g)　　　　B(g)　　＋　　C(g)‎ ‎0．10　　　　　　　0　　　　　　0‎ ‎0．10×(1－94.1%)　0.10×94.1%　0.10×94.1%‎ K＝＝1.5 mol·L－1‎ ‎(3)①0.10×　0.10×(2－)　②0.051　达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半　0.013‎