2021届高考化学一轮复习化学平衡常数化学反应进行的方向学案

2021届高考化学一轮复习化学平衡常数化学反应进行的方向学案

第三节　化学平衡常数 化学反应进行的方向 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 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(α)。‎ 考点(一)　化学平衡常数　转化率 【点多面广精细研】‎ ‎1．化学平衡常数 ‎(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，称为化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号K表示。‎ ‎(2)表达式 ‎①对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。‎ ‎②K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。‎ ‎(3)实例 化学方程式 平衡常数 关系式 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＝ ‎(4)影响因素：温度。‎ ‎(5)K值与可逆反应进行程度的关系 K ‎<10－5‎ ‎10－5～105‎ ‎>105‎ 反应程度 很难进行 反应可逆 反应可接近完全 ‎2.平衡转化率 对于上例反应中A(g)的平衡转化率可表示为α(A)＝×100%[c0(A)代表A的初始浓度，c平(A)代表A的平衡浓度]。‎ ‎[小题练微点]‎ ‎1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)平衡常数表达式中，物质的浓度可以是任一时刻的浓度(　　)‎ ‎(2)可逆反应2A(s)＋B(g) 2C(g)＋3D(g)的平衡常数为K＝(　　)‎ ‎(3)化学平衡发生移动，平衡常数一定改变(　　)‎ ‎(4)对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，升高温度，K值减小，则ΔH<0(　　)‎ ‎(5)平衡常数大的可逆反应的反应物的转化率一定大(　　)‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×‎ ‎2．已知反应A(g)＋3B(g)3C(g)在一定温度下达到平衡，该反应的平衡常数表达式为____________。若各物质的平衡浓度分别为c(A)＝2.0 mol·L－1、c(B)＝2.0 mol·L－1、c(C)＝1.0 mol·L－1，则K＝________。‎ 答案：K＝　0.062 5‎ ‎[学霸微提醒]‎ ‎(1)K只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。‎ ‎(2)计算平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，一般不能用物质的量代替浓度。‎ ‎(3)催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会改变平衡常数的大小。‎ ‎(4)化学反应方向改变或化学计量数改变，平衡常数均发生改变。‎ 平衡常数、转化率的有关计算 ‎1.(2018·全国卷Ⅰ节选)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：‎ 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：‎ t/min ‎0‎ ‎40‎ ‎80‎ ‎160‎ ‎260‎ ‎1 300‎ ‎1 700‎ ‎∞‎ p/kPa ‎35.8‎ ‎40.3‎ ‎42.5‎ ‎45.9‎ ‎49.2‎ ‎61.2‎ ‎62.3‎ ‎63.1‎ ‎25 ℃时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。‎ 解析：时间无限长时N2O5完全分解，故由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)知，此时生成的 p＝2p＝2×35.8 kPa＝71.6 kPa，p＝0.5×35.8 kPa＝17.9 kPa。由题意知，平衡时体系的总压强为63.1 kPa，则平衡体系中NO2、N2O4的压强和为63.1 kPa－17.9 kPa＝45.2 kPa，设N2O4的压强为x kPa，则 ‎　　　　　 N2O4(g) 2NO2(g)‎ 初始压强/kPa 0 71.6‎ 转化压强/kPa x 2x 平衡压强/kPa x 71.6－2x 则x＋(71.6－2x)＝45.2，解得x＝26.4,71.6 kPa－26.4 kPa×2＝18.8 kPa，Kp＝＝≈13.4 kPa。‎ 答案：13.4‎ ‎2．(2018·全国卷Ⅱ节选)CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2 以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为________mol2·L－2。‎ 解析：　　　　　CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)‎ 起始/(mol·L－1) 1 0.5 0 0‎ 转化/(mol·L－1) 0.25 0.25 0.5 0.5‎ 平衡/(mol·L－1) 0.75 0.25 0.5 0.5‎ K＝ ‎＝＝ mol2·L－2。‎ 答案： ‎3．(2018·全国卷Ⅲ节选)对于反应2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K 和343 K 时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。‎ ‎(1)343 K时反应的平衡转化率α＝________%。平衡常数K343 K＝________(保留2位小数)。‎ ‎(2)在343 K下：要提高SiHCl3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________________、________________。‎ 解析：温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，点a所在曲线达到平衡的时间短，则点a所在曲线代表343 K时SiHCl3的转化率变化，点b所在曲线代表323 K时SiHCl3的转化率变化。‎ ‎(1)由题图可知，343 K时反应的平衡转化率α＝22%。设起始时SiHCl3(g)的浓度为1 mol·L－1，则有 ‎2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)‎ 起始/(mol·L－1) 1 0 0‎ 转化/(mol·L－1 ) 0.22 0.11 0.11‎ 平衡/(mol·L－1 ) 0.78 0.11 0.11‎ 则343 K时该反应的平衡常数 K343 K＝＝≈0.02。‎ ‎(2)在343 K时，要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是及时移去产物，使平衡向右移动；要缩短反应达到平衡的时间，需加快化学反应速率，可采取的措施有提高反应物压强或浓度、改进催化剂等。‎ 答案：(1)22　0.02　(2)及时移去产物　改进催化剂　提高反应物压强(浓度)　(3)大于　1.3‎ 方法规律 ‎1．压强平衡常数(Kp)的计算 ‎(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，计算得到的平衡常数叫压强平衡常数，其单位与表达式有关。‎ 例如，N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。‎ ‎(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 ‎2.化学平衡计算模板 ‎(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 化学平衡计算模式：对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，设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，容器容积为V L。‎ ‎　　　　　　mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)‎ 起始/mol a b 0 0‎ 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx 则有：①K＝。‎ ‎②c(A)平＝ mol·L－1。‎ ‎③α(A)平＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。‎ ‎④φ(A)＝×100%。‎ ‎⑤＝。‎ ‎⑥(混)＝(g·L－1)。‎ ‎⑦＝(g·mol－1)。‎ 平衡常数的应用 ‎4.(2017·天津高考)常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)。230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，固体杂质不参与反应。‎ 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；‎ 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。‎ 下列判断正确的是(　　)‎ A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B．第一阶段，在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度，选50 ℃‎ C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低 D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)‎ 解析：选B　增加c(CO)，平衡正向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，A项错误；第一阶段，50 ℃时，反应速率较快且Ni(CO)4为气态，能从反应体系中分离出来，B项正确；相同温度下，第二阶段与第一阶段的平衡常数互为倒数，则230 ℃时，第二阶段的平衡常数K′＝5×104，反应进行的程度大，故Ni(CO)4分解率较高，C项错误；该反应达到平衡时，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，D项错误。‎ ‎5．(2019·湖北八校联考)在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如表所示：‎ 温度/℃‎ ‎25‎ ‎80‎ ‎230‎ 平衡常数 ‎5×104‎ ‎2‎ ‎1.9×10－5‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B．25 ℃时，反应Ni(CO)4(g) Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5‎ C．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L－1‎ D．在80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，则此时v正>v逆 解析：选D　根据题表数据分析，平衡常数随温度升高而减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆向是吸热反应，正向是放热反应，故A正确；25 ℃时，反应Ni(CO)4(g) Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数与Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)的平衡常数互为倒数，即平衡常数为＝2×10－5，故B正确；80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则c(CO)＝＝1 mol·L－1，依据平衡常数表达式K＝＝2，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L－1‎ ‎，故C正确；在80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，Q＝＝＝8>2，说明反应逆向进行，则此时v正0，B正确；升高温度，正、逆反应速率均增大，C错误；恒温恒容时，若通过压缩气体体积增大压强，因为反应前后气体体积不变，平衡不发生移动，c(H2)增大，若充入“惰性”气体增大压强，平衡不发生移动，c(H2)不变，D错误。‎ ‎2．若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)，所得实验数据如表所示：‎ 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)‎ Ⅰ ‎700‎ ‎0.40‎ ‎0.10‎ ‎0.090‎ Ⅱ ‎800‎ ‎0.10‎ ‎0.40‎ ‎0.080‎ Ⅲ ‎800‎ ‎0.20‎ ‎0.30‎ a Ⅳ ‎900‎ ‎0.10‎ ‎0.15‎ b 下列说法正确的是(　　)‎ A．实验Ⅰ中，若5 min时测得n(M)＝0.050 mol，则0至 5 min 内，用N表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10－2 mol·L－1·min－1‎ B．实验Ⅱ中该反应的平衡常数K＝2.0‎ C．实验Ⅲ中，达到平衡时，Y的为40%‎ D．实验Ⅳ中，达到平衡时， 点拨：①计算转化率→平衡时Y的物质的量→化学平衡常数→Ⅱ、Ⅲ的温度相同，则平衡常数相同。‎ ‎②0.060实际上是将Ⅲ中a＝0.12减小一半得到的数据，但Ⅲ、Ⅳ温度不相等，由Ⅰ、Ⅱ数据可知Ⅰ中K＝2.6，Ⅱ中K＝1.0，即温度升高，K变小，平衡向逆反应方向移动，则Ⅳ中b<0.060。　　　　‎ 解析：选C　实验Ⅰ 5 min时n(M)＝0.050 mol，则有0～5 min内，v(M)＝＝1×10－3 mol·L－1·min－1；据反应速率与化学计量数的关系可得：v(N)＝v(M)＝1×10－3 mol·L－1·min－1，A错误；利用“三段式法”计算实验Ⅱ中反应的平衡常数：‎ ‎　　　　　　　　X(g)＋Y(g) M(g)＋N(g)‎ 起始/(mol·L－1) 0.01 0.04 0 0‎ 转化/(mol·L－1) 0.008 0.008 0.008 0.008‎ 平衡/(mol·L－1) 0.002 0.032 0.008 0.008‎ 则平衡常数K＝＝＝1.0，B错误；实验Ⅱ、Ⅲ的温度均为800 ℃，则化学平衡常数均为 1.0，设实验Ⅲ中Y的转化量为x mol，则有：‎ ‎　　　　　　X(g)＋Y(g) M(g)＋N(g)‎ 起始/mol 0.20 0.30 0 0‎ 转化/mol x x x x 平衡/mol 0.20－x 0.30－x x x 则有K＝＝1.0，解得x＝0.12，故实验Ⅲ中Y的转化率为×100%＝40%，C正确；实验Ⅰ的温度为700 ℃，经计算平衡常数 K＝≈2.61，而800 ℃时平衡常数为1.0，说明温度升高，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，则该反应的ΔH<0。实验Ⅳ的温度若为800 ℃，平衡时n(M)＝0.060 mol，而将温度由800 ℃升高到900 ℃，平衡逆向移动，n(M)减小，故b<0.060，D错误。‎ ‎3．(2017·全国卷Ⅰ节选)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与 0.40 mol H2S 充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后为0.02。‎ ‎(1)H2S的平衡转化率α1＝__________%，K＝________。‎ ‎(2)在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2______α1，该反应的ΔH______0。(填“>”“<”或“＝”)‎ ‎(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填标号)。‎ A．H2S　　　　　　　　　 B．CO2‎ C．COS D．N2‎ 点拨：①水的物质的量分数＝。‎ ‎②对于反应前后都是气体，且化学计量数相等的反应，可直接用物质的量代替浓度计算平衡常数。　　　　‎ 解析：(1)用三段式法计算：该反应是等气体分子数反应，平衡时n(H2O)＝0.02×0.50 mol＝0.01 mol。‎ ‎　 　　　　H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)‎ 起始/mol 　0.40　 　0.10　　　0　　　　0‎ 转化/mol 　0.01 0.01 0.01 0.01‎ 平衡/mol 　0.39 0.09 0.01 0.01‎ α(H2S)＝×100%＝2.5%。对于等气体分子数反应，可直接用物质的量替代浓度计算平衡常数：K＝＝≈2.8×10－3。(2)总物质的量不变，H2‎ O的物质的量分数增大，说明平衡向右移动，H2S的转化率增大。即升高温度，平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应。(3)平衡之后，再充入H2S，则CO2的转化率增大，H2S的转化率减小，A项错误；充入CO2，平衡向右移动，H2S的转化率增大，B项正确；充入COS，平衡向左移动，H2S的转化率减小，C项错误；充入N2，无论体积是否变化，对于气体分子数相等的反应，平衡不移动，H2S的转化率不变，D项错误。‎ 答案：(1)2.5　2.8×10－3　(2)>　>　(3)B 考点(二)　化学反应进行的方向 【精讲精练快冲关】‎ ‎[知能学通]‎ ‎1．自发过程 ‎(1)含义：在一定条件下，不需要借助光、电等外力作用就能自动进行的过程。‎ ‎(2)特点 ‎①高能量状态低能量状态。‎ ‎②有序状态无序状态。‎ ‎2．熵和熵变 ‎(1)熵是量度体系混乱程度的物理量，符号为。‎ ‎(2)影响熵大小的因素：‎ ‎①相同条件下，物质不同熵不同。‎ ‎②同一物质：S(g)>S(l)>S(s)。‎ ‎(3)熵变(ΔS)＝生成物的总熵－反应物的总熵。‎ ‎3．化学反应方向的判据 ‎[题点练通]‎ ‎1．下列反应过程中，ΔH>0且ΔS>0的是(　　)‎ A．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)‎ B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)‎ C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)‎ D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)‎ 解析：选B　A是熵减的放热反应；C是熵减的放热反应；D是放热反应。‎ ‎2．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝74.9 kJ·mol－1。下列说法中正确的是(　　)‎ 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：选D　单一的焓变或熵变均不能准确判断反应能否自发进行。‎ ‎3．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是(　　)‎ A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)　 ΔH＝＋163 kJ·mol－1‎ B．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1‎ C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)　 ΔH＝＋91 kJ·mol－1‎ D．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)　 ΔH＝－127 kJ·mol－1‎ 解析：选B　A项，反应是熵减的吸热反应，ΔH＞0，ΔS＜0，在任何温度下都不能自发进行，错误；B项，反应是熵增的放热反应，ΔH＜0，ΔS＞0, 在任何温度下均能自发进行，正确；C项，反应是熵增的吸热反应，ΔH＞0，ΔS＞0，在低温下不能自发进行，错误；D项，反应是熵减的放热反应，ΔH＜0，ΔS＜0，在高温下不能自发进行，错误。‎ ‎[归纳拓展]‎ 复合判据ΔG＝ΔH－TΔS的应用 ΔH ΔS ΔG 反应情况 ‎－‎ ‎＋‎ ‎<0‎ 任何温度下均自发进行 ‎＋‎ ‎－‎ ‎>0‎ 任何温度下均非自发进行 ‎＋‎ ‎＋‎ 低温>0、高温<0‎ 低温时非自发，高温时自发 ‎－‎ ‎－‎ 低温<0、高温>0‎ 低温时自发，高温时非自发 ‎ ‎1．对于反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　ΔH>0，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．平衡常数表达式为K＝ B．增大体系压强，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．增加C(s)的量，平衡正向移动 解析：选B　平衡常数表达式应为K＝，A错误；增大体系压强，温度不变，故平衡常数K不发生变化，B正确；升高体系温度，平衡正向移动，平衡常数K增大，C错误；增加C(s)的量，平衡不移动，D错误。‎ ‎2．(2019·黄石模拟)已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。根据所学知识判断，下列反应中，在任何温度下都不能自发进行的是(　　)‎ A．2O3(g)===3O2(g)　ΔH<0‎ B．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)　ΔH>0‎ C．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH<0‎ D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH>0‎ 解析：选B　在任何温度下都不能自发进行的反应符合ΔH－TΔS>0，即ΔH>0、ΔS<0，故B项反应符合题意。‎ ‎3．(2019·潍坊质检)某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol X和2 mol Y进行如下反应：3X(g)＋2Y(g) 4Z(s)＋2W(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol Z，则下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应的平衡常数表达式是K＝ B．此时Y的平衡转化率是40%‎ C．增大该体系的压强，平衡常数增大 D．增加Y，Y的平衡转化率增大 解析：选B　平衡常数表达式中不能出现固体或纯液体物质，而物质Z是固体，A错误；根据化学方程式可知，平衡时减少的Y的物质的量是1.6 mol×＝0.8 mol，所以Y的转化率为×100%＝40%，B正确；平衡常数只与温度有关，增大压强时平衡常数不变， C错误；增加Y后平衡右移，X的转化率增大，而Y的转化率减小，D错误。‎ ‎4．(2019·安徽省“江淮十校”联考)300 ℃时，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应：X(g)＋Y(g) 2Z(g)　ΔH<0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表所示：‎ t/min ‎2‎ ‎4‎ ‎7‎ ‎9‎ n(Y)/mol ‎0.12‎ ‎0.11‎ ‎0.10‎ ‎0.10‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．前2 min的平均反应速率v(X)＝2.0×10－2 mol·L－1·min－1‎ B．其他条件不变，再充入0.1 mol X和0.1 mol Y，再次平衡时Y的转化率不变 C．当v逆(Y)＝2v正(Z)时，说明反应达到平衡 D．该反应在250 ℃时的平衡常数小于1.44‎ 解析：选B　A项，前2 min的平均反应速率v(X)＝v(Y)＝(0.04÷10÷2) mol·L－1·min－1＝2.0×10－3 mol·L－1·min－1，错误；B项，其他条件不变，再充入0.1 mol X和0.1 mol Y，相当于加压，因为反应前后气体分子数不变，加压平衡不移动，再次平衡时Y的转化率不变，正确；C项，当v逆(Y)＝2v正(Z)时，反应未达到平衡，错误；D项，该反应在300 ℃时平衡常数为1.44，降温平衡右移，250 ℃时的平衡常数大于1.44，错误。 ‎ ‎5．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混合加热并达到下列平衡：CO(g)＋H2S(g) COS(g)＋H2(g)　K＝0.1，反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为 8 mol。下列说法正确的是(　　)‎ A．升高温度，H2S浓度增加，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：选C　升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，故A错误；通入CO后，正反应速率瞬间增大，之后平衡发生移动，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，当正反应速率和逆反应速率相等时，反应达到新的化学平衡状态，故B错误；设反应前H2S的物质的量为 a mol，容器的容积为1 L，列“三段式”进行解题：‎ ‎　　　　　　 CO(g)＋H2S(g) COS(g)＋H2(g)‎ 10 a 0 0‎ 2 2 2 2‎ 8 a－2 2 2‎ 平衡常数K＝＝0.1，解得a＝7，故C正确；CO的平衡转化率为×100%＝20%，故D错误。‎ ‎6．某温度下，H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和 CO2(g)，其起始浓度如表所示：‎ 起始浓度 甲 乙 丙 c(H2)/(mol·L－1)‎ ‎0.010‎ ‎0.020‎ ‎0.020‎ c(CO2)/(mol·L－1)‎ ‎0.010‎ ‎0.010‎ ‎0.020‎ 下列判断不正确的是(　　)‎ A．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%‎ B．平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%‎ C．平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol·L－1‎ D．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢 解析：选C　设平衡时甲中CO2的转化浓度为x mol·L－1，‎ ‎　　 　 　　 H2(g)＋　CO2(g) H2O(g)＋CO(g)‎ 起始/(mol·L－1) 0.010 0.010 0 0‎ 转化/(mol·L－1) x x x x 平衡/(mol·L－1) 0.010－x 0.010－x x x 根据平衡常数表达式：K＝＝，解得x＝0.006，则甲中CO2的转化率为×100%＝60%，由于乙相对甲增大了c(H2)，因此CO2的转化率增大，A项正确；丙与甲为等效平衡，转化率相等，B项正确；平衡时甲中c(CO2)＝0.010 mol·L－1－0.006 mol·L－1＝0.004 mol·L－1，丙中CO2的平衡浓度是甲中的两倍为0.008 mol·L－1，C项错误；丙中反应物浓度最大，反应速率最快，甲中反应物浓度最小，反应速率最慢，D项正确。‎ ‎7．T1 ℃时，在一容积为2 L的密闭容器中发生反应：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)。向密闭容器中加入NO和足量的活性炭，反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如表：‎ 时间/min ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ n(NO)/mol ‎3.0‎ ‎1.6‎ ‎1.0‎ ‎1.0‎ a a n(N2)/mol ‎0‎ ‎0.7‎ ‎1.0‎ ‎1.0‎ ‎1.2‎ ‎1.2‎ n(CO2)/mol ‎0‎ ‎0.7‎ ‎1.0‎ ‎1.0‎ ‎0.3‎ ‎0.3‎ 综合表中数据判断，下列说法正确的是(　　)‎ A．30 min时改变的条件一定是充入氮气 B．在10～20 min内，v(CO2)＝0.03 mol·L－1·min－1‎ C．若升温至T2 ℃时，反应的平衡常数K＝0.062 5，则ΔH>0‎ D．容器中混合气体的密度保持不变，标志着达到化学平衡状态 解析：选D　A项，根据题意知，T1 ℃时平衡常数K＝＝1，则可得＝1，a＝0.6，则30 min时改变条件导致平衡右移，且CO2的量减小，因此30 min时改变的条件是减小CO2的量，错误；B项，在10～20 min内，v(CO2)＝0.015 mol·L－1·min－1，错误；C项，T1 ℃时，K＝1，若升温至T2 ℃时，反应的平衡常数K＝0.062 5，K减小，则升温使平衡左移，说明逆反应为吸热反应，则ΔH<0，错误；D项，由题意可知，反应前后气体体积不变，反应前后气体质量发生变化，因此容器中混合气体的密度保持不变时，可以判断反应已达到化学平衡状态，正确。‎ ‎8.在容积均为1 L的三个密闭容器中，分别放入镍粉并充入1 mol CO，控制在不同温度下发生反应：Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)，当反应进行到5 min时，测得Ni(CO)4的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．正反应为吸热反应，平衡常数：K(T1)>K(T2)‎ B．反应进行到5 min时，b容器中v正＝v逆 C．达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为b>a>c D．减压或升温可将b中的平衡状态转变成c中的平衡状态 解析：选D　温度越低，反应速率越慢，因此再结合a、b、c三容器对应数值知，a容器中反应未达到平衡，b→c的变化则说明随温度升高化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，A错误；反应进行到5 min时，b容器未必达到平衡状态，则b容器中v正不一定等于v逆，B错误；其他条件相同时，随温度升高平衡左移，K值减小，CO转化率减小，达到平衡时，CO的转化率为a>b>c，C错误；结合A项分析知，升温可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，减压平衡逆向移动，导致Ni(CO)4浓度变小，即可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，D正确。‎ ‎9.t ℃时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g) C(s)　ΔH<0，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是(　　)‎ A．t ℃时，该反应的平衡常数值为4‎ B．c点没有达到平衡，此时反应向逆向进行 C．若c为平衡点，则此时容器内的温度高于t ℃‎ D．t ℃时，直线cd上的点均为平衡状态 解析：选C　A项，平衡常数K＝＝＝0.25，错误；B项，分析图像可知，c点浓度商Q”“＝”或“<”)。‎ ‎②若在某条件下，反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在容器N中达到平衡，测得容器中含有1.0 mol N2、0.4 mol H2、0.2 mol NH3，此时容积为2.0 L。则此条件下的平衡常数为________。‎ 解析：(1)氮的系列氢化物的通式为NnHn＋2；N3H5电子式为。‎ ‎(2)得：N2(g)＋O2(g)===NO(g)　ΔH＝ kJ·mol－1，K＝ ‎＝。‎ ‎(3)由题目所给信息可知N2H分2步水解，N2H＋H2ON2H5·H2O＋＋H＋(主要)，N2H5·H2O＋＋H2ON2H4·H2O＋H＋＋H2O，因而离子浓度的大小顺序为c(Cl－)>c(N2H)>c(H＋)>c(N2H5·H2O＋)>c(OH－)。‎ ‎(4)①由于隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是总体积减小的反应，活塞Ⅱ向左移动。向M、N中各通入2 mol N2和6 mol H2，N容器相当于在M容器达平衡的基础上再缩小容器的体积，平衡将右移，平衡时α(H2)为Mc(N2H)>c(H＋)>c(N2H5·H2O＋)>c(OH－)‎ ‎(4)①<　②2.5‎ ‎12．(2016·海南高考)顺1,2二甲基环丙烷和反1,2二甲基环丙烷可发生如下转化： ‎ 该反应的速率方程可表示为v(正)＝k(正)c(顺)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题：‎ ‎(1)已知：t1温度下，k(正)＝0.006 s－1，k(逆)＝0.002 s－1，该温度下反应的平衡常数值K1＝________；该反应的活化能 Ea(正)小于Ea(逆)，则ΔH________0(填“小于”“等于”或“大于”)。‎ ‎(2)t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是________(填曲线编号)，平衡常数值K2＝________；温度t2________t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判断理由是__________________________________________________________。‎ 解析：(1)根据v(正)＝k(正)c(顺)、k(正)＝0.006 s－1，则v(正)＝0.006c(顺)，v(逆)＝k(逆)c(反)、k(逆)＝0.002 s－1，则v(逆)＝0.002c(反)，化学平衡状态时正逆反应速率相等，则0.006c(顺)＝0.002c(反)，K1＝＝＝3；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即该反应为放热反应，则ΔH小于0。‎ ‎(2)反应开始时，c(顺)的浓度大，单位时间的浓度变化大，w(顺)的变化也大，故B曲线符合题意，设顺式异构体的起始浓度为x，该可逆反应左右物质系数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体为0.3x，反式异构体为0.7x，所以平衡常数值K2＝＝，因为K1＞K2，放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动，所以温度t2大于t1。‎ 答案：(1)3　小于　(2)B　　大于　放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动 ‎13．一氧化碳是一种重要的化工原料。结合所学知识回答下列问题。‎ ‎(1)工业上可通过CO和H2化合制取CH3OH：‎ CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1‎ 已知：①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)‎ ΔH2＝－41.1 kJ·mol－1‎ ‎②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)‎ ΔH3＝－49.0 kJ·mol－1‎ 则ΔH1＝____________。‎ ‎(2)工业上还可通过CO和Cl2化合制取光气(COCl2)：Cl2(g)＋CO(g) COCl2(g)　ΔH。向密闭容器中充入1 mol Cl2(g)和1 mol CO(g)，反应速率随温度的变化如图所示。‎ ‎①图中Q点的含义是__________________，ΔH________(填“>”或“<”)0。‎ ‎②某温度下，该反应达到平衡时，c(COCl2)＝0.80 mol·L－1，c(Cl2)＝0.20 mol·L－1，则平衡体系中CO的体积分数为____________；在该温度下，反应的平衡常数K＝____________。‎ 解析：(1)根据盖斯定律可知，①＋②即得到反应CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＝－41.1 kJ·mol－1＋(－49.0 kJ·mol－1)＝－90.1 kJ·mol－1。(2)①根据图像可知在Q点之前为建立平衡的过程，而Q点之后为平衡移动的过程，且随着温度的升高平衡逆向移动，所以Q点为化学平衡状态，ΔH<0。②根据方程式Cl2(g)＋CO(g)COCl2(g)和题中已知数据可知，平衡时c(COCl2)＝0.80 mol·L－1，c(CO)＝c(Cl2)＝0.20 mol·L－1，CO的体积分数为×100%≈16.67%；在该温度下，反应的平衡常数K＝＝20。‎ 答案：(1)－90.1 kJ·mol－1‎ ‎(2)①化学平衡状态(答案合理即可)　<‎ ‎②16.67%　20‎ ‎14.(2019·南昌模拟)二氧化碳催化加氢合成低碳烯烃是目前研究的热门课题。在一个2 L密闭恒容容器中分别投入1.5 mol CO2、5.0 mol H2，发生反应：2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH；在不同温度下，用传感技术测出平衡时H2的物质的量变化情况如图所示。‎ ‎(1)该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“不能确定”)。‎ ‎(2)在TA温度下的平衡常数K＝________。‎ ‎(3)提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是_________________________________________________________________(列举一项)。‎ ‎(4)在TA温度下，其他条件不变，起始时若按1 mol CO2、2 mol H2、 1 mol C2H4(g)、2 mol H2O(g)进行投料，此时v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)。‎ 解析：(1)根据图像，升高温度，H2的物质的量增加，平衡逆向移动，正反应放热，ΔH<0。‎ ‎(2)　　　　2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)‎ 起始/mol 1.5 5 0 0‎ 转化/mol 1 3 0.5 2‎ 平衡/mol 0.5 2 0.5 2‎ K＝＝0.5。‎ ‎(3)增大压强或增大H2(g)浓度，可以使平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大。(4)在TA温度下，其他条件不变，起始时若按1 mol CO2、2 mol H2、1 mol C2H4(g)、2 mol H2O(g)进行投料，Q＝＝0.25v逆。‎ 答案：(1)<　(2)0.5‎ ‎(3)增大压强(或增大H2浓度、移走产物)　(4)>‎