2022版高考化学一轮复习第七章化学反应速率和化学平衡第25讲化学平衡常数及转化率的计算学案

2021版高考化学一轮复习第七章化学反应速率和化学平衡第25讲化学平衡常数及转化率的计算学案

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第25讲化学平衡常数及转化率的计算

考纲要求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。

考点一化学平衡常数的概念及应用

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

对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，

K＝

eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)

(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)。

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只受温度影响，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。

4．应用

(1)判断可逆反应进行的程度。

(2)利用化学平衡常数，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＝

eq\f(ccC·cdD,caA·cbB)

。

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)利用K可判断反应的热效应：若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。

(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度()

(2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数()

(3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动()

(4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化()

(5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度()

(6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热()

答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√

书写下列反应的平衡常数表达式。

(1)Cl2＋H2OHCl＋HClO

(2)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)

(3)CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O

(4)CO

eq\o\al(2－,3)

＋H2OHCO

eq\o\al(－,3)

＋OH－

(5)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)

答案(1)K＝

eq\f(cHCl·cHClO,cCl2)

(2)K＝

eq\f(cCO·cH2,cH2O)

(3)K＝

eq\f(cCH3COOC2H5·cH2O,cCH3COOH·cC2H5OH)

(4)K＝

eq\f(cOH－·cHCO\o\al(－,3),cCO\o\al(2－,3))

(5)K＝c(CO2)

题组一化学平衡常数表达式的书写

1．写出下列反应的平衡常数表达式：

(1)4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)

K＝________________。

(2)人体中肌红蛋白(Mb)与血红蛋白(Hb)的主要功能为运输氧气与二氧化碳，肌红蛋白(Mb)可以与小分子X(如氧气或一氧化碳)结合，反应方程式为Mb(aq)＋X(g)MbX(aq)，反应的平衡常数表达式K＝____________________________________________________________。

答案(1)

eq\f(c2NO·cCl2,c4NO2)

(2)

eq\f(cMbX,cMb·cX)

2．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/℃

500

800

①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)

K1

2.5

0.15

②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)

K2

1.0

2.50

③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)

K3

(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)。

(2)反应③的ΔH________(填“>”或“＜”)0。

答案(1)K1·K2(2)＜

解析(1)K1＝

eq\f(cCH3OH,c2H2·cCO)

，

K2＝

eq\f(cCO·cH2O,cH2·cCO2)

，

K3＝

eq\f(cH2O·cCH3OH,c3H2·cCO2)

，

K3＝K1·K2。

(2)根据K3＝K1·K2,500℃、800℃时，反应③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ΔH＜0。

1．化学平衡常数与具体的化学反应方程式有关，同一类型的化学方程式，化学计量数不同，则K不同。

2．在水溶液中进行的可逆反应，水可视为纯液体，不要写入化学平衡常数表达式中；固体也不能写入化学平衡常数表达式中。

题组二影响化学平衡常数的因素

3．(2018·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①O3O2＋[O]ΔH>0平衡常数为K1；

反应②[O]＋O32O2ΔH<0平衡常数为K2；

总反应：2O33O2ΔH<0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．K＝K1＋K2

C．适当升温，可提高消毒效率

D．压强增大，K2减小

答案C

解析降温，总反应平衡向右移动，K增大，A项错误；K1＝

eq\f(cO2·c[O],cO3)

、K2＝

eq\f(c2O2,c[O]·cO3)

、K＝

eq\f(c3O2,c2O3)

＝K1·K2，B项错误；升高温度，反应①平衡向右移动，c([O])增大，可提高消毒效率，C项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D项错误。

4．在一个体积为2L的真空密闭容器中加入0.5molCaCO3，发生反应CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)，测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示，图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线，B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题：

(1)该反应正反应为______(填“吸”或“放”)热反应；温度为T5时，该反应耗时40s达到平衡，则此温度下，该反应的平衡常数数值为________。

(2)如果该反应的平衡常数K值变大，该反应________(填编号)。

a．一定向逆反应方向移动

b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小

c．一定向正反应方向移动

d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大

(3)请说明随温度的升高，曲线B向曲线A逼近的原因：______________________________。

(4)保持温度、体积不变，充入CO2气体，则CaCO3的质量________，CaO的质量________，CO2的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。

答案(1)吸0.20(2)bc(3)随着温度升高，反应速率加快，达到平衡所需要的时间变短(4)增大减小不变

解析(1)T5时，c(CO2)＝0.20mol·L－1，K＝c(CO2)＝0.20。

(2)K值增大，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。

(4)体积不变，增大c(CO2)，平衡左移，CaCO3质量增大，CaO质量减小，由于温度不变，K不变，所以c(CO2)不变。

注意浓度、压强引起化学平衡发生移动时，平衡常数不变，只有温度变化引起的化学平衡移动，平衡常数才发生变化。

5．(2017·山西八校联考)将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应，得到如下表中的两组数据：

实验

编号

温度/℃

平衡常数

起始量/mol

平衡量

/mol

达到平衡所需时间/min

SO2

O2

SO2

O2

1

T1

K1

4

2

x

0.8

6

2

T2

K2

4

2

0.4

y

t

下列说法中不正确的是()

A．x＝2.4

B．T1、T2的关系：T1＞T2

C．K1、K2的关系：K2＞K1

D．实验1在前6min的反应速率v(SO2)＝0.2mol·L－1·min－1

答案A

解析根据题中信息可列“三段式”：

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

n(起始)/mol42

n(转化)/mol4－x2－0.8

n(平衡)/molx0.8

(4－x)∶(2－0.8)＝2∶1

解得：x＝1.6

同理，解得y＝0.2，

由于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是放热反应，温度越高，反应正向进行的程度越小，根据x，y可以判断出T1＞T2，K1＜K2。实验1在前6min的反应速率v(SO2)＝

eq\f(4mol－1.6mol,2L×6min)

＝

0.2mol·L－1·min－1，故本题选A。

题组三化学平衡常数的应用

6．(2018·合肥高三模拟)在体积为1L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

1000

1200

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)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1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O，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”)。

答案(1)正反应(2)850℃向正反应方向进行中

解析(1)由表格数据，可知随着温度升高，平衡常数增大，说明化学平衡向正反应方向移动；(2)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

eq\f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)

＝

eq\f(0.75×1.5,1×1.2)

<1.0，故反应向正反应方向进行中。

1．温度变化与化学平衡常数变化不一定对应。若正反应为吸热反应，升温，K增大，降温，K减小；若正反应为放热反应，则相反。

2．Q与K的表达式相同，但代入的浓度不同。K的表达式中各物质浓度为平衡浓度，而Q中为任意时刻物质的浓度。

考点二有关化学平衡常数的计算

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amol·L－1、bmol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol·L－1。

mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

c始/mol·L－1ab00

c转/mol·L－1mxnxpxqx

c平/mol·L－1a－mxb－nxpxqx

K＝

eq\f(pxp·qxq,a－mxm·b－nxn)

。

2．明确三个量的关系

(1)三个量：即起始量、变化量、平衡量。

(2)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．掌握四个公式

(1)反应物的转化率＝

eq\f(n转化,n起始)

×100%＝

eq\f(c转化,c起始)

×100%。

(2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。

产率＝

eq\f(实际产量,理论产量)

×100%。

(3)平衡时混合物组分的百分含量＝

eq\f(平衡量,平衡时各物质的总量)

×100%。

(4)某组分的体积分数＝

eq\f(某组分的物质的量,混合气体总的物质的量)

×100%。

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)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为___________________________________________________________。

答案20

解析由平衡时H2的浓度，可求得反应②分解消耗HI的浓度，c分解(HI)＝0.5mol·L－1×2＝1mol·L－1，故①式生成c(HI)＝c平衡(HI)＋c分解(HI)＝4mol·L－1＋1mol·L－1＝5mol·L－1，则c平衡(NH3)＝5mol·L－1，根据平衡常数表达式K＝c平衡(NH3)·c平衡(HI)＝5×4＝20。

这是一道比较经典的“易错”题，极易错填成25。原因是将①式生成的c(HI)＝5mol·L－1代入公式中进行求算，而未带入平衡时HI的浓度(4mol·L－1)。计算平衡常数时，应严格按照平衡常数的定义进行求算，代入的一定是物质的平衡浓度。

题组一化学平衡常数的单纯计算

1．(2018·南宁二中月考)在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。

回答下列问题：

(1)反应的ΔH________(填“大于”或“小于”)0；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。反应的平衡常数K1为________。

(2)100℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10s又达到平衡。

①T________(填“大于”或“小于”)100℃，判断理由是_____________________________。

②列式计算温度T时反应的平衡常数K2_____________________________________________

________________________________________________________________________。

答案(1)大于0.36

(2)①大于正反应吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高

②平衡时，c(NO2)＝0.0020mol·L－1·s－1×10s×2＋0.120mol·L－1＝0.160mol·L－1

c(N2O4)＝0.040mol·L－1－0.0020mol·L－1·s－1×10s＝0.020mol·L－1K2＝

eq\f(0.1602,0.020)

＝1.28

解析(1)升温，颜色变深，NO2增多，即平衡右移，所以正反应吸热，即ΔH＞0。由题中图像可知平衡时NO2和N2O4的浓度，将数据代入平衡常数表达式计算即可。

(2)①由题意可知，改变温度使N2O4的浓度降低，即平衡正向移动，则应是升高温度，T大于100℃；②根据速率和时间，求出减少的N2O4的浓度为0.020mol·L－1，则平衡时N2O4的浓度为0.020mol·L－1，NO2的浓度为0.160mol·L－1，由平衡常数表达式可得K2的值。

题组二化学平衡常数与转化率相结合计算

2．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的物质的量为10mol，平衡后CO的物质的量为8mol。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7mol

D．CO的平衡转化率为80%

答案C

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nmol，容器的容积为1L，则

CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)K＝0.1

n始/mol10n00

n转/mol2222

n平/mol8n－222

K＝

eq\f(\f(2,V)·\f(2,V),\f(8,V)·\f(n－2,V))

＝0.1，解得n＝7，正确；D项，根据上述计算可知CO的转化率为20%，错误。

3．[2017·全国卷Ⅰ，28(3)]H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

①H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。

②在620K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________(填“>”“<”或“＝”)0。

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．H2SB．CO2C．COSD．N2

答案①2.52.8×10－3②>>③B

解析①设平衡时H2S转化的物质的量为x。

H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)

初始/mol0.400.1000

转化/molxxxx

平衡/mol0.40－x0.10－xxx

由题意得：

eq\f(x,0.40mol－x＋0.10mol－x＋x＋x)

＝0.02

解得：x＝0.01mol

H2S的平衡转化率α1＝

eq\f(0.01mol,0.40mol)

×100%＝2.5%

K＝

eq\f(cCOS·cH2O,cH2S·cCO2)

＝

eq\f(\f(0.01,2.5)×\f(0.01,2.5),\f(0.40－0.01,2.5)×\f(0.10－0.01,2.5))

＝

eq\f(1,351)

≈2.8×10－3。

②温度升高，水的平衡物质的量分数增大，平衡右移，则H2S的转化率增大，故α2>α1。温度升高，平衡向吸热反应方向移动，故ΔH>0。

③A项，充入H2S，、H2S的转化率反而减小；B项，充入CO2，增大了一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，故H2S的转化率增大；C项，充入COS，平衡左移，H2S的转化率减小；D项，充入N2，对平衡无影响，不改变H2S的转化率。

题组三有关化学平衡常数的另类计算

4．(2016·海南，16)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)＝0.006s－1，k(逆)＝0.002s－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________(填“小于”“等于”或“大于”)0。

(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t1________(填“小于”“等于”或“大于”)t2，判断理由是________________________________________________________________________。

答案(1)3小于

(2)B

eq\f(7,3)

小于该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动

解析(1)根据v(正)＝k(正)c(顺)，k(正)＝0.006s－1，则v(正)＝0.006c(顺)，v(逆)＝k(逆)c(反)，k(逆)＝0.002s－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)，该温度下反应的平衡常数K1＝

eq\f(c反,c顺)

＝

eq\f(0.006,0.002)

＝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)随着时间的推移，顺式异构体的质量分数不断减少，则符合条件的曲线是B。设顺式异构体的起始浓度为x，可逆反应左右物质的化学计量数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体为0.3x，反式异构体为0.7x，所以平衡常数为K2＝

eq\f(0.7x,0.3x)

＝

eq\f(7,3)

。因为K1＞K2，放热反应升高温度时平衡逆向移动，所以温度t2＞t1。

5．一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)ΔH＝＋173kJ·mol－1，若压强为pkPa，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题：

(1)650℃时CO2的平衡转化率为________。

(2)t1℃时平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是_____________________________________________。

答案(1)25%(2)0.5p不Qp＝Kp

解析(1)650℃时，平衡时CO2的体积分数为60%，设其物质的量为0.6mol，则平衡时CO的物质的量为0.4mol，起始时CO2的物质的量为0.6mol＋

eq\f(1,2)

×0.4mol＝0.8mol，故CO2的平衡转化率为

eq\f(0.8－0.6mol,0.8mol)

×100%＝25%。(2)t1℃时，平衡时CO与CO2的体积分数相等，其平衡分压均为0.5pkPa，则此时的平衡常数为Kp＝

eq\f(0.5p2,0.5p)

＝0.5p。

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。

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，根据分压计算分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＝

eq\f(p2NH3,pN2·p3H2)

。

微专题化学反应原理在物质制备中的调控作用

1．化学反应方向的判定

(1)自发反应

在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。

(2)熵和熵变的含义

①熵的含义

熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号S表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。

②熵变的含义

熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。

(3)判断化学反应方向的判据

ΔG＝ΔH－TΔS

ΔG<0时，反应能自发进行；

ΔG＝0时，反应达到平衡状态；

ΔG>0时，反应不能自发进行。

2．化工生产适宜条件选择的一般原则

(1)从化学反应速率分析，既不能过快，又不能太慢。

(2)从化学平衡移动分析，既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性。

(3)从原料的利用率分析，增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本。

(4)从实际生产能力分析，如设备承受高温、高压能力等。

(5)注意催化剂的活性对温度的限制。

3．平衡类问题需综合考虑的几个方面

(1)原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。

(2)原料的循环利用。

(3)产物的污染处理。

(4)产物的酸碱性对反应的影响。

(5)气体产物的压强对平衡造成的影响。

(6)改变外界条件对多平衡体系的影响。

专题训练

1．(2017·四川资阳诊断)无机盐储氢是目前科学家正在研究的储氢新技术，其原理如下：

NaHCO3(s)＋H2(g)

eq\o(,\s\up7(Pd或PdO),\s\do5(70℃，0.1MPa))

HCOONa(s)＋H2O(l)

在2L恒容密闭容器中加入足量碳酸氢钠固体并充入一定量的H2(g)，在上述条件下发生反应，体系中H2的物质的量与反应时间的关系如表所示：

t/min

0

2

4

6

8

10

n(H2)/mol

2.0

1.5

1.2

0.9

0.8

0.8

下列推断正确的是()

A．当容器内气体的相对分子质量不再变化时，反应达到平衡状态

B．0～4min内H2的平均反应速率v(H2)＝0.2mol·L－1·min－1

C．若温度不变，平衡后再充入2molH2，达到新平衡时c(H2)＝0.4mol·L－1

D．若保持温度不变，平衡后再充入少量H2，H2的转化率减小

答案C

解析该可逆反应中只有H2呈气态，H2的相对分子质量始终保持不变，A项错误；v(H2)＝

eq\f(2.0－1.2mol,2L×4min)

＝0.1mol·L－1·min－1，B项错误；达到平衡时c(H2)＝0.4mol·L－1，平衡常数

K＝

eq\f(1,cH2)

，温度不变时平衡常数不变，再充入H2达到新平衡时，H2的平衡浓度保持不变，C项正确；温度不变，再充入H2，相当于将原体系压缩，平衡向右移动，H2的转化率增大，D项错误。

2．①C3H6(g)＋NH3(g)＋

eq\f(3,2)

O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g)ΔH＝－515kJ·mol－1②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)ΔH＝－353kJ·mol－1，上述①②反应在热力学上趋势均很大的原因是________________________________________________________，其中反应ΔS>0的是反应________________________________________________________________________。

答案①②反应均为放热量大的反应①

3．(2018·武汉高三模拟)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：

TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g)ΔH＞0(Ⅰ)

如下图所示，反应(Ⅰ)在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1________(填“＞”“＜”或“＝”)T2。上述反应体系中循环使用的物质是________。

(2)CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH________(填“＞”或“＜”)0。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是___________________________

______________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案(1)＜I2

(2)＜在1.3×104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失

解析(1)由题意知，未提纯的TaS2粉末变成纯净TaS2晶体，要经过两步转化：①TaS2＋2I2===TaI4＋S2，②TaI4＋S2===TaS2＋2I2，即反应(Ⅰ)先在温度T2端正向进行，后在温度T1端逆向进行，反应(Ⅰ)的ΔH大于0，因此温度T1小于T2，该过程中循环使用的物质是I2。(2)从图像来看，随着温度的升高，CO的转化率变小，则ΔH＜0，综合温度、压强对CO转化率的影响来看，在题给压强下，CO的转化率已经很大，不必再增大压强。

4．(2018·重庆适应性考试)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，一种工业合成氨的简易流程图如下：

(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：________________________。

(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下：

①CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206.4kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1

对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是________(填字母)。

a．升高温度 b．增大水蒸气浓度

c．加入催化剂 d．降低压强

利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为________。

(3)图1表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：________。

(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。

(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是________(填序号)。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_______________________________________。

答案(1)2NH4HS＋O2

eq\o(=====,\s\up7(一定条件))

2NH3·H2O＋2S↓(2)a90%(3)14.5%

(4)(5)Ⅳ对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用

解析(1)向NH4HS溶液中通入空气，发生氧化还原反应，有S单质生成，故反应为2NH4HS＋O2

eq\o(=====,\s\up7(一定条件))

2NH3·H2O＋2S↓。

(2)反应①是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动，将会增加H2的百分含量，同时提高反应速率；增大水蒸气的浓度，会提高反应速率，但H2的百分含量会降低；加入催化剂，不会引起H2含量的改变；降低压强，反应速率减小；故a正确。设CO反应掉nmol。

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

投入量/mol0.200.8

变化量/molnnn

最终量/mol0.2－nn0.8＋n

则：0.2－n＋n＋0.8＋n＝1.18解得：n＝0.18

CO的转化率为

eq\f(0.18mol,0.2mol)

×100%＝90%。

(3)设投入N2和H2的物质的量分别是1mol、3mol，平衡时N2反应掉mmol。

N2＋3H22NH3

起始量/mol130

变化量/molm3m2m

平衡量/mol1－m3－3m2m

根据题意：

eq\f(2m,4－2m)

＝42%，解得m≈0.59，所以平衡时N2的体积分数为

eq\f(1－0.59mol,4－2×0.59mol)

×100%≈14.5%。

(4)通入原料气，反应开始，氨气的量增加，因为合成氨是一个放热反应，当达到平衡后温度升高，氨气的含量将减小。所以图像为

(5)从流程图看，反应放出的能量得到充分利用是在热交换器中。提高合成氨原料转化率的方法是将未反应的原料重新送回反应器中循环使用、对原料气加压。

1．(2017·天津理综，6)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)

答案B

解析A项，增加c(CO)，平衡向正向移动，因平衡常数大小只与温度有关，与浓度无关，所以反应的平衡常数不变，错误；B项，第一阶段，50℃时，Ni(CO)4为气态，易于分离，有利于Ni(CO)4的生成，正确；C项，第二阶段，230℃制得高纯镍的反应方程式为Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)，平衡常数K1＝

eq\f(1,K)

＝5×104，所以Ni(CO)4分解率较高，错误；D项，因反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，再根据该反应的化学计量数可知，该反应达到平衡时，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，错误。

2．[2016·全国卷Ⅰ，27(2)]元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3＋(蓝紫色)、Cr(OH)

eq\o\al(－,4)

(绿色)、Cr2O

eq\o\al(2－,7)

(橙红色)、CrO

eq\o\al(2－,4)

(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：

(2)CrO

eq\o\al(2－,4)

和Cr2O

eq\o\al(2－,7)

在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O

eq\o\al(2－,7)

)随c(H＋)的变化如图所示。

①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应：__________________________________

________________________________________________________________________。

②由图可知，溶液酸性增大，CrO

eq\o\al(2－,4)

的平衡转化率______(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为________。

③升高温度，溶液中CrO

eq\o\al(2－,4)

的平衡转化率减小，则该反应的ΔH________(填“大于”“小于”或“等于”)0。

答案①2CrO

eq\o\al(2－,4)

＋2H＋Cr2O

eq\o\al(2－,7)

＋H2O②增大1.0×1014③小于

解析①由图可知，随着溶液酸性增大，溶液中c(Cr2O

eq\o\al(2－,7)

)逐渐增大，说明CrO

eq\o\al(2－,4)

逐渐转化为Cr2O

eq\o\al(2－,7)

，则CrO

eq\o\al(2－,4)

的平衡转化率逐渐增大，其反应的离子方程式为2CrO

eq\o\al(2－,4)

＋2H＋Cr2O

eq\o\al(2－,7)

＋H2O；②由图中A点数据可知：c(Cr2O

eq\o\al(2－,7)

)＝0.25mol·L－1、c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1，则进一步可知c(CrO

eq\o\al(2－,4)

)＝1.0mol·L－1－2×0.25mol·L－1＝0.5mol·L－1，根据平衡常数的定义可计算出该转化反应的平衡常数为1.0×1014；③升高温度，溶液中CrO

eq\o\al(2－,4)

的平衡转化率减小，说明化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，即该反应的ΔH小于0。

3．[2016·全国卷Ⅲ，27(2)(3)]煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：

(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度323K，NaClO2溶液浓度为5×10－3mol·L－1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

离子

SO

eq\o\al(2－,4)

SO

eq\o\al(2－,3)

NO

eq\o\al(－,3)

NO

eq\o\al(－,2)

Cl－

c/mol·L－1

8.35×10－4

6.87×10－6

1.5×10－4

1.2×10－5

3.4×10－3

①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式：____________________________。

增加压强，NO的转化率________(填“提高”“不变”或“降低”)。

②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐________(填“增大”“不变”或“减小”)。

③由实验结果可知，脱硫反应速率________脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是________________________________

________________________________________________________________________。

(3)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pe如图所示。

①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均________(填“增大”“不变”或“减小”)。

②反应ClO

eq\o\al(－,2)

＋2SO

eq\o\al(2－,3)

2SO

eq\o\al(2－,4)

＋Cl－的平衡常数K表达式为_________________________。

答案(2)①4NO＋3ClO

eq\o\al(－,2)

＋4OH―===4NO

eq\o\al(－,3)

＋3Cl－＋2H2O提高②减小③大于NO溶解度较低(或脱硝反应活化能较高)(3)①减小②K＝

eq\f(cCl－·c2SO\o\al(2－,4),cClO\o\al(－,2)·c2SO\o\al(2－,3))

解析(2)①亚氯酸钠具有氧化性，可将NO气体氧化为NO

eq\o\al(－,3)

，则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为4NO＋3ClO

eq\o\al(－,2)

＋4OH―===4NO

eq\o\al(－,3)

＋3Cl－＋2H2O。该反应是一个气体体积减小的反应，增大压强，有利于反应向消耗NO的方向进行，所以增大压强，NO的转化率提高；②脱硝反应消耗OH―，故随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐减小；③根据题中表格数据发现，反应一段时间后溶液中SO

eq\o\al(2―,4)

的浓度大于NO

eq\o\al(－,3)

的浓度，说明脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。(3)①由图分析可知，温度升高，SO2或NO平衡分压的负对数均减小，说明升高温度，平衡逆向移动，因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小；②根据反应ClO

eq\o\al(－,2)

＋2SO

eq\o\al(2―,3)

2SO

eq\o\al(2―,4)

＋Cl―可写出其平衡常数表达式为K＝

eq\f(cCl－·c2SO\o\al(2－,4),cClO\o\al(－,2)·c2SO\o\al(2－,3))

。

1．只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是()

A．K值不变，平衡可能移动

B．平衡向右移动时，K值不一定变化

C．K值有变化，平衡一定移动

D．相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍

答案D

解析因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K值不变，A项和B项均正确；K值只与温度有关，K值发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值应该变为K

eq\o\al(2,原)

，D项错误。

2．(2018·大连重点中学联考)一定温度下，在一个容积为1L的密闭容器中，充入1molH2(g)和1molI2(g)，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(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的密闭容器中充入1molHI(g)发生反应HI(g)

eq\f(1,2)

H2(g)＋

eq\f(1,2)

I2(g)，则下列判断正确的是()

A．后一反应的平衡常数为1

B．后一反应的平衡常数为0.5

C．后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25mol·L－1

D．后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度0.5mol·L－1

答案B

解析前一反应达平衡时c(H2)＝c(I2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝1mol·L－1，则平衡常数K1＝

eq\f(c2HI,cH2·cI2)

＝

eq\f(12,0.5×0.5)

＝4，而后一反应的平衡常数K2＝＝

eq\f(1,\r(K1))

＝0.5，A项错误，B项正确；设后一反应达平衡时c(H2)＝xmol·L－1，则平衡时c(I2)＝xmol·L－1，c(HI)＝(0.5－2x)mol·L－1，K2＝＝0.5，解得x＝0.125，故平衡时c(HI)＝0.25mol·L－1，C、D项错误。

3．利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO，能达到保护环境和能源再利用的目的，反应方程式为Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示：

温度/℃

15

50

100

化学平衡常数

5×104

2

1.9×10－5

下列说法正确的是()

A．上述正反应为吸热反应

B．15℃时，反应[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)的平衡常数为2×10－5

C．保持其他条件不变，减小压强，CO的转化率升高

D．醋酸二氨合铜溶液的浓度大小对CO的吸收多少没有影响

答案B

解析根据题给数据知，温度降低，平衡常数增大，说明降低温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，A项错误；[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)为Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)的逆反应，两反应的平衡常数互为倒数，则15℃时，反应[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)的平衡常数K＝

eq\f(1,5×104)

＝2×10－5，B项正确；减小压强，平衡逆向移动，CO的转化率降低，C项错误；增大醋酸二氨合铜溶液的浓度，平衡向正反应方向移动，有利于CO的吸收，D项错误。

4．(2017·江西九江十校联考)在一定条件下发生反应4NO2(g)＋O2(g)2N2O5(g)ΔH<0，T1时，向体积为2L的恒容密闭容器中通入NO2和O2，部分实验数据如表所示。下列说法不正确的是()

时间/s

0

5

10

15

c(NO2)/mol·L－1

4.00

2.52

2.00

c3

c(O2)/mol·L－1

1.00

c1

c2

0.50

A．0～5s内N2O5的平均反应速率为0.148mol·L－1·s－1

B．其他条件不变，将容器体积压缩一半，则重新达到平衡时c(N2O5)<2mol·L－1

C．设T1时平衡常数为K1，T2时平衡常数为K2，若T1<T2，则K1>K2

D．T1时平衡常数为0.125，平衡时NO2和O2的转化率均为50%

答案B

解析0～5s内，v(N2O5)＝

eq\f(1,2)

v(NO2)＝

eq\f(1,2)

×

eq\f(4.00－2.52mol·L－1,5s)

＝0.148mol·L－1·s－1，A项正确；根据反应物转化的物质的量之比等于化学计量数之比，可得c1＝0.63，c2＝0.50，c3＝2.00，由此可知10s时达到平衡，达平衡时c(N2O5)＝1.00mol·L－1，将容器体积压缩一半，此时c(N2O5)＝2.00mol·L－1，随后平衡正向移动，c(N2O5)>2.00mol·L－1，B项错误；对于放热反应，温度越高，平衡常数越小，C项正确；达平衡时c(NO2)＝2.00mol·L－1，c(O2)＝0.50mol·L－1，c(N2O5)＝1.00mol·L－1，K＝

eq\f(1.002,2.004×0.50)

＝0.125，平衡时NO2的转化率为

eq\f(2.00mol·L－1,4.00mol·L－1)

×100%＝50%，O2的转化率为

eq\f(0.50mol·L－1,1.00mol·L－1)

×100%＝50%，D项正确。

5．甲、乙两个密闭容器中均发生反应：C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)ΔH>0，有关实验数据如下表所示：

容器

容积/L

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

平衡常数

C(s)

H2O(g)

H2(g)

甲

2

T1

2

4

3.2

3.5

K1

乙

1

T2

1

2

1.2

3

K2

下列说法正确的是()

A．T1<T2

B．K2＝1.35

C．混合气体的密度始终保持不变

D．乙容器中，当反应进行到1.5min时，n(H2O)＝1.4mol

答案B

解析若T1＝T2，则平衡时n(H2)甲＝2n(H2)乙，实际上n(H2)甲>2n(H2)乙，因为该反应为吸热反应，升高温度有利于平衡正向移动，说明T1>T2，A项错误；乙容器中反应达平衡时，c(H2O)＝0.8mol·L－1、c(CO2)＝0.6mol·L－1、c(H2)＝1.2mol·L－1，K2＝

eq\f(cCO2·c2H2,c2H2O)

＝

eq\f(0.6×1.22,0.82)

＝1.35，B项正确；容器容积不变，碳为固体，正反应方向气体的质量增大，因此反应正向进行时混合气体的密度增大，C项错误；乙容器中，3min内H2O减少了1.2mol，而前1.5min内反应速率大于后1.5min内反应速率，故前1.5min内H2O的物质的量减小的快，反应进行到1.5min时，n(H2O)<1.4mol，D项错误。

6．(2018·长邵中学月考)一定条件下，反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH>0，达到平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是()

A．压强：p1>p2

B．b、c两点对应的平衡常数：Kc>Kb

C．a点：2v正(NH3)＝3v逆(H2)

D．a点：NH3的转化率为

eq\f(1,3)

答案B

解析该反应为气体分子数增大的反应，恒温时，压强越大，N2的体积分数越小，则p1<p2，故A错误；b、c两点对应温度b＜c，该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，则Kc>Kb，故B正确；反应速率之比等于化学计量数之比，3v正(NH3)＝2v逆(H2)，故C错误；对于反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，假设反应前氨气的物质的量为1mol，反应的氨气的物质的量为xmol，则

eq\f(\f(x,2),1＋x)

＝0.1，解得x＝

eq\f(1,4)

，因此氨气的转化率为

eq\f(1,4)

，故D错误。

7．(2017·广东七校一模)在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)，平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示，则下列说法正确的是()

A．该反应的ΔH>0

B．若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2

C．若状态B、C、D的压强分别为pB、pC、pD，则pC＝pD>pB

D．在T2时，若反应体系处于状态D，则此时v正>v逆

答案D

解析温度升高，NO的平衡浓度增大，说明平衡左移，该反应的ΔH<0，故A错误；ΔH<0，升高温度平衡常数减小，则K1>K2，故B错误；该反应为反应前后气体分子数不变的反应，体系的压强与温度有关，恒容条件下，温度越高压强越大，pC>pD＝pB，故C错误；在T2时，若反应体系处于状态D，则达到平衡时NO浓度要减小，反应正向进行，则此时v正>v逆，故D正确。

8．(2017·湖南十三校一联)在某温度T时，将N2O4、NO2分别充入两个各为1L的密闭容器中发生反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0。反应过程中浓度变化如下：

容器

物质

起始浓度/mol·L－1

平衡浓度/mol·L－1

Ⅰ

N2O4

0.100

0.040

NO2

0

0.120

Ⅱ

N2O4

0

0.0142

NO2

0.100

0.0716

下列说法不正确的是()

A．平衡时，Ⅰ、Ⅱ中反应物的转化率α(N2O4)＞α(NO2)

B．平衡后，升高相同温度，以N2O4表示的反应速率v(Ⅰ)＜v(Ⅱ)

C．平衡时，Ⅰ、Ⅱ中上述正反应的平衡常数K(Ⅰ)＝K(Ⅱ)

D．平衡后，升高温度，Ⅰ、Ⅱ中气体颜色都将加深

答案B

解析Ⅰ中，α(N2O4)＝(0.100mol·L－1－0.040mol·L－1)÷0.100mol·L－1＝0.6，Ⅱ中α(NO2)＝(0.100mol·L－1－0.0716mol·L－1)÷0.100mol·L－1＝0.284，故Ⅰ、Ⅱ中反应物的转化率α(N2O4)＞α(NO2)，A正确；由表格数据可知，平衡时c(N2O4)：Ⅰ＞Ⅱ，升高相同温度，以N2O4表示的反应速率v(Ⅰ)＞v(Ⅱ)，B错误；平衡常数只与温度有关，温度相同，平衡常数相同，故K(Ⅰ)＝K(Ⅱ)，C正确；因为2NO2N2O4(g)ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，NO2浓度增大，颜色变深，D正确。

9．(2018·北京石景山区统一测试)高炉炼铁的主要反应为CO(g)＋

eq\f(1,3)

Fe2O3(s)CO2(g)＋

eq\f(2,3)

Fe(s)，已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

温度/℃

1000

1150

1300

平衡常数

4.0

3.7

3.5

下列说法正确的是()

A．增加Fe2O3固体可以提高CO的转化率

B．该反应的ΔH＜0

C．减小容器体积既能提高反应速率又能提高平衡转化率

D．容器内气体密度恒定时，不能标志反应达到平衡状态

答案B

解析Fe2O3是固体，增加固体的量平衡不移动，不会提高CO的转化率，A项错误；根据表格提供的数据，升高温度，K值减小，所以该反应为放热反应，则ΔH＜0，B项正确；该反应是气体体积不变的可逆反应，减小容器的体积，平衡不移动，所以不会提高平衡转化率，C项错误；根据ρ＝

eq\f(m,V)

，体积不变，随着反应的进行，气体的质量发生变化，即气体的密度发生变化，当气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态，D项错误。

10．在一恒容的密闭容器中充入0.1mol·L－1CO2、0.1mol·L－1CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡时转化率与温度、压强关系如图。下列有关说法不正确的是()

A．上述反应的ΔH>0

B．压强：p4>p3>p2>p1

C．1100℃时该反应平衡常数为1.64

D．压强为p4时，在Y点：v正<v逆

答案D

解析由图像知，压强一定时，温度越高，甲烷的平衡转化率越高，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项正确；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率越小，故p4>p3>p2>p1，B项正确；1100℃时，甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)＝0.02mol·L－1，c(CO2)＝0.02mol·L－1，c(CO)＝0.16mol·L－1，c(H2)＝0.16mol·L－1，即平衡常数K＝

eq\f(0.162×0.162,0.02×0.02)

≈1.64，C项正确；压强为p4时，Y点未达到平衡，需增大CH4转化率达到平衡，此时v正>v逆，D项错误。

11．已知：MgCO3(s)MgO(s)＋CO2(g)ΔH>0，在密闭容器中投入过量碳酸镁在温度T下达到平衡，p(CO2)＝4MPa。

(1)该平衡常数表达式K＝________。

(2)若反应体系的体积不变，升高温度，则p(CO2)将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3)若反应温度T不变，将反应体系的体积缩小至原来的一半，则p(CO2)变化范围为________。

答案(1)c(CO2)(2)增大(3)4MPa≤p(CO2)<8MPa

解析(1)只有CO2是气体，其他物质为固体，固体不列入平衡常数表达式。(2)碳酸镁分解反应是吸热反应，升高温度，平衡向右移动，p(CO2)增大。(3)体积缩小至原来的

eq\f(1,2)

，若平衡不移动，则气体压强为原来的2倍，p(CO2)＝8MPa。增大压强，平衡向左移动，气体压强逐渐减小，温度不变，平衡常数K＝c(CO2)不变，达到新平衡时p(CO2)＝4MPa。

12．对于可逆反应CO＋H2O(g)CO2＋H2，回答下列问题：

(1)830K时，若起始时c(CO)＝2mol·L－1，c(H2O)＝3mol·L－1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；平衡常数K的值为________。

(2)830K时，若只将起始时c(H2O)改为6mol·L－1，则水蒸气的转化率为________。

(3)若830K时，起始浓度c(CO)＝amol·L－1，c(H2O)＝bmol·L－1，H2的平衡浓度c(H2)＝cmol·L－1，则：

①a、b、c之间的关系式是________；

②当a＝b时，a＝________c。

答案(1)40%1(2)25%(3)①c＝

eq\f(ab,a＋b)

②2

解析(1)CO＋H2O(g)CO2＋H2

起始浓度2300

转化浓度1.21.21.21.2

平衡浓度0.81.81.21.2

K＝

eq\f(1.2×1.2,0.8×1.8)

＝1，α(H2O)＝

eq\f(1.2,3)

×100%＝40%。

(2)设CO的转化浓度为xmol·L－1

CO＋H2O(g)CO2＋H2

起始浓度2600

转化浓度xxxx

平衡浓度2－x6－xxx

K＝

eq\f(x2,2－x6－x)

＝1，解得x＝1.5，则α(H2O)＝

eq\f(1.5,6)

×100%＝25%。

(3)CO＋H2O(g)CO2＋H2

起始浓度ab00

转化浓度cccc

平衡浓度a－cb－ccc

eq\f(c2,a－cb－c)

＝1，化简得c＝

eq\f(ab,a＋b)

，当a＝b时，a＝2c。

13．(2017·长沙四校一模)在工业上常用CO与H2合成甲醇，热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝－574.4kJ·mol－1。

(1)在T1时，向体积为2L的恒容容器中充入物质的