2020届高考化学一轮复习化学平衡常数及转化率的计算学案

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(用的含义。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(明考点一化学平衡常数的概念及应用考点一化学平衡常数的概念及应用■知识梳理 夯实基础强化要点.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。.表达式对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),K=量黑(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)。如(1)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式K=叱.皆H2)。2 2 C(、HOJc3(H+)(2)Fe3+(aq)+3H2O(l) Fe(OH)3(s)+3H+(aq)的平衡常数表达式K=最j。.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。⑶化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。.应用⑴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。c"C¥c"D)对于化学反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)的任意状态，浓度商：Q=(、、心。Ca(A,)，Cb(、B/)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。⑶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。

「辨析易错易混•正误判断」⑴平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度(X)(2)催化剂既能改变速率常数，也能改变化学平衡常数(X)⑶对于同一可逆反应，升高温度，则化学平衡常数增大(X)(4)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大(X)(5)Cl2+H2O(5)Cl2+H2OHCl+HClO的平衡常数表达式K=c(H+)c(Cl-)•c(HClO)c(Cl2)(X)r提升思维能力•深度思考」1r提升思维能力•深度思考」1.在一定温度下，已知以下三个反应的平衡常数:反应①：CO(g)+CuO(s)反应②：H2(g)+CuO(s)反应③：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+Cu(s)K1Cu(s)+H2O(g)K2CO2(g)+H2(g)K3⑴反应①的平衡常数表达式为(2)反应③的K3与K「K2的关系是K3=答案(1)K1=答案(1)K1=解析(2)K3二%(2)Kc(CO)c(H)2 2c(CO>c(H2O)c(HQ) c(COD K，K2=c(H2)，结合K1=c(CO)，可知K3=K2°... 、 1 3 2.在某温度下，N+3H 2NH的平衡常数为K〃则该温度下，NH^ 不乂+尹’的平衡2 2 3 1 3 ^22^22常数K3=。答案比’—归纳总结- 'I化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系(1)正、逆反应的平衡常数互为倒数。(2)若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幕或1次幕。n⑶两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。I!解题探究 总结规律提炼方法题组一化学平衡常数及影响因素1.(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①O3 O2+[O]AH>0平衡常数为K1；反应②[O]+O3 2O2AH<0平衡常数为K2；总反应：2O3 3O2AH<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+K2C.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；K=""，。])、K广“c1、、1 c(。3) 2c([O])c(。3)K二£含二K1K2,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。CH2==CHCH2cl(g)+HCl(g)。2.(2018-湖北黄冈调研)已知反应：CH2==CHCH3CH2==CHCH2cl(g)+HCl(g)。在一定压强下，按如= 吟4 向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙n(CH2==CHCHJ烯的体积分数")与温度(T)、如的关系，图乙表示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w2>1B.图乙中，A线表示逆反应的平衡常数C.温度为T1、w=2时，C12的转化率为50%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答案C解析根据图甲中信息可知，增大n(C12)，w增大，平衡正向移动，丙烯的体积分数(p)减小，故w2>1,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K=1,w=2时，设CH2==CHCH3和Cl2的物质的量分别为a、2a，参加反应的Cl2的物质的量为b，利用三段式可列关系式 b——=1,解得b=1，则C1的转化率约为33.3%,C项错误；该反应为反应前后气(a-b)(2a-b) 2a3 2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。3.(2018.长沙八校联考)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/minSO2O2SO2O21T1K142%0.862T2K2420.4yt下列说法中不正确的是()A.%=2.4B.T「T2的关系：TI>T2C.K「K2的关系：K2>K1D.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)/mol42n(转化)/mol4-%2-0.8n(平衡)/mol%0.8(4-%)：(2-0.8)=2：1解得：％=1.6同理，解得^=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，根卷，4mol-1.6moly可以判断出T>T,,K<K。实验1在前6min的反应速率v(SO,)二°1入•—=12 12 '2， 2LX6min0.2mol.L-Lmin-1,故本题选A。

4.(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) CH30H(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KA.平衡常数K=c(CH3OH)

c(C0>c(HJB.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口处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时调就增大答案D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二Cg崎，错误；B项,由图像可知,反应从T2到T1时,甲醇的物质的量增大,根据平衡常数和计算式可知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>T］，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(H,增大，而c(CHOH)减小，达到平衡时7cg应2 3 c(CH30Hl过程中该增大正确。题组二化学平衡常数与平衡移动方向的判断该增大正确。题组二化学平衡常数与平衡移动方向的判断5.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/℃500800①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)K21.02.50③3H2(g)+CO2(g) CH30H(g)+H2O(g)K3⑴据反应①与②可推导出K「K2与K3之间的关系，则K3=(用K/K2表示)。

(2)反应③的AH(填”>”或“<”)0。(3)500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH30H(g)、H2O(g)的浓度(moll-1)分别为0.8、0」、0.3、0.5则此时v正 (填“>”“=”或，，<，，)v逆。答案(1)K/K2(2)<(3)>c(CHQH)解析⑴K1=c2(H2>c(CO)，/c(CO>c(HO)K二 2K2c(HJc(CO2)，叱c(HQ>c(CHQH)K二2 33c3(HJc(CO2)K3=K1K2。(2)根据K3=K1K2,500℃、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AH<0O(3)500℃时，K3=2.5Q二c9H3OH>cI%。)=03X045^088<kQ c3(HJc(CO2) 0.83X0.10.88K3故反应正向进行，v正,v逆。CO2(g)+.(1)CO2和CO2(g)+3H2(g) CH30H(g)+H2O(g),测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图1。①该反应的平衡常数表达式为(②曲线1、11对应的平衡常数大小关系为K](填“>”"=”或“<")K/③在某压强下，合成甲醇的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图2所示。KA、KB、KC三者之间的大小关系为。图1 图1 图2(2)一氧化碳可将金属氧化物还原为金属单质和二氧化碳。四种金属氧化物(Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时，lg/言与温度(八的关系如图3。①700℃时，其中最难被还原的金属氧化物是 (填化学式)。②700c时，一氧化碳还原该金属氧化物的化学方程式中化学计量数为最简整数比，该反应的平衡常数(用数值等于。答案(1)①K="CHOH；；OH2O)②〉③KA=KC>KB(2)①Cr2O3②10T2c(口2)5cO2).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T5℃时，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(选填字母)。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⑶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”)。(5)在T5c下，维持温度和容器体积不变，向上述平衡体系中再充入0.5molN2,则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为go答案(1)吸0.2(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(5)10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。(5)保持体积、温度不变，充入N2，平衡不移动，c(CO2)仍等于0.20mol-L-i,其物质的量为0.4mol，所以剩余CaCO3的物质的量为0.5mol-0.4mol=0.1mol,其质量为10go考点二“三段式”突破平衡常数(K卜转化率的相关计算夯实基础强化要点r知识梳理夯实基础强化要点.一个模式一一“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、bmol-L-1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol-L-1omA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"c始/mol-L-1 a b 0 0c转/moLL-1 mx nx px qxc平/moLL-1 a—mx b—nx px qxK= 6)p•(qx)q(a—mx)m•(b—nx)n。.明确三个量的关系⑴三个量：即起始量、变化量、平衡量。(2)关系①对于同一反应物，起始量一变化量=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。.掌握四个公式n(转化) c(转化)⑴反应物的转化率=nfg)x曲％：卷小曲％。(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=实际产量理论产量X100%。⑶平衡时混合物组分的百分含量=平衡量平衡时各物质的总量产率=实际产量理论产量X100%。⑶平衡时混合物组分的百分含量=平衡量平衡时各物质的总量X100%。(4)某组分的体积分数=某组分的物质的量

混合气体总的物质的量X100%。r提升思维能力•深度思考」按要求回答下列问题:

对于N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)AH=-92k>mol-"在相同体积的甲、乙两密闭容器中，恒温条件下，甲容器中充入1molN2、3molH2，乙容器中充入2molNH3,达到平衡时：(1)甲容器中N2的转化率(填“等于”“大于”或“小于”)H2的转化率。(2)甲容器中N2的转化率与乙容器中NH3的分解率之和为。⑶甲容器中释放的热量与乙容器中吸收的热量之和为。答案(1)等于(2)1⑶92IB解题探究 总结规律提炼方法题组一化学平衡常数的单纯计算1.(2018-南宁二中质检)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。0.1200.1000.0800.0600.0400.020回答下列问题:⑴反应的AH(填“大于”或“小于”)0；100c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-1X10sX2+0.120mol-L-1=0.160mol-L-1(0.160)2c(N2O4)=0.040mol-L-1-0.0020mol-L-1-s-1X10s=0.020mol-L-1K2='03’=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AH>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一1,由平衡常数表达式可得K2的值。.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：QNH4I(s)NH3(g)+HI(g),②2HI(g)H2(g)+I2(g)。达到平衡时：c(H2)=0.5mol-L-1,c(HI)=4moll-"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-1X2二1mol-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,贝c平衡(NH3)=5moll-1,根据平衡常数表达式K=c平衡(NHJc平衡(HI)=5X4=20。练后反思■ 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。题组二化学平衡常数与转化率相结合计算.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浓度增大，表明该反应是吸热反应8.通入CO后，正反应速率逐渐增大C.反应前H2S物质的量为7molD.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VL，贝CO(g)+H2s(g) COS(g)+H2(g)K=0.1n(始)/mol10n0 0n（转）/mol2

n(平)/mol8n-2 2 222VVK二 二0.1,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。8n-2V4.氢气是一种清洁能源。可由CO和水蒸气反应制备，其能量变化如下图所示。(1)该反应为可逆反应。在800℃时，若CO的起始浓度为2.0mol1-"水蒸气的起始浓度为3.0mol-L-1,达到化学平衡状态后，测得CO2的浓度为1.2mol-L-1,则此反应的平衡常数为，随着温度升高，该反应的化学平衡常数的变化趋势是 。(2)某温度下，该反应的平衡常数为K=9。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2O(g)和CO(g),其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是 (填字母)。起始浓度甲乙丙c(H2O)/mol-L-10.0100.0200.020c(CO)/mol-L-10.0100.0100.020A.反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢B.平衡时，甲中和丙中H2O的转化率均是25%C.平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.015moll-1D.平衡时，乙中H2O的转化率大于25%答案(1)1减小(2)CD解析(1) CO+H2O CO2+H2初始浓度/moll-1 2.0 3.0 0 0平衡浓度/mol平衡浓度/mol・L-10.8 1.8 1.21.21.2X1,2K二二1K0.8X1.81由于该反应为放热反应，升高温度平衡常数减小。(2)A项中，甲容器中反应物的浓度最小，丙容器中反应物的浓度最大，正确；B项，设甲中H2O的转化率为％,

CO+ h2o co2+h2CO+ h2o co2+h20.01 0.01 0 00.01(1-%) 0.01(1-%)0.01%0.01%,平衡浓度/mol-L-i(0.01%)2 1K二 二；；[0.01(1-%)]29解得％=25%,丙相当于甲中压强增大一倍平衡不移动，因而H2O的转化率为25%，正确C项丙中c(CO2)=0.02mol-L.1X25%=0.005mol-L-1；D项，乙相当于在甲的基础上增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大，但H2O的转化率减小，因而其转化率小于25%。题组三另类平衡常数的计算%、除白还及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)M=+173kJ-molf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：%、除白还及(1)650℃时CO2的平衡转化率为。(2)11℃时平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压X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+|x0.4mol=0.8mol,故CO2的(0.8-0.6)mol平衡转化率为 x100%=25%。(2)4℃时，平衡时CO与CO,的体积分数相等，0.8mol 1 2其平衡分压均为0.5pkPa，则此时的平衡常数为Kp=端年=0.5p。6.100kPa时，反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图1,反应2NO2(g)N2O4(g)中NO2反应2NO2(g)10020030()400500600700800温度汽图10255075100125150175200温度/七

图2⑴图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)达到平衡时NO的转化率，则点对应的压强最大。(2)100kPa、25℃时，2NO2(g)NQ4(g)平衡体系中N2O4的物质的量分数为，N2O4的分压p(N2O4)=kPa,列式计算平衡常数Kp=(Kp用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压X物质的量分数)。(3)100kPa、25℃时，VmLNO与0.5VmLO2混合后最终气体的体积为 mL。小士 p(N。) 100X66.7%合案(1)B(2)66.7%66'p2(NOJ=[100X(1—66.7%)]220.06⑶0.6V解析(1)图1中曲线为等压线，A、C在等压线下方，B在等压线上方，A、C点相对等压线，NO的平衡转化率减小，则平衡逆向移动，为减小压强所致，B点相对等压线，NO的平衡转化率增大，则平衡正向移动，为增大压强所致，故压强最大的点为B点。(2)100kPa、25℃时，NO2的平衡转化率为80%，设起始时NO2的浓度为a，则平衡时NO2的浓度为0.2a,N2O4n2o4n2o4的分压p(N2O4)的浓度为0.4a，故NO4的物质的量分数为 X100%N66.7%。24 0.2a+0.4ap(N。) 100X66.7% 。」二100kPaX66.7%=66.7kPa。K=pt^^二 =0.06。(3)100kPa、25℃时，pp2(no2)[100X(1-66.7%)]2VmLNOVmLNO与0.5VmLO2生成VmLNO2,2NO2(g)、04@平衡体系中NO2的转化率为80%,知平衡时气体的体积为VmLX(1-80%)+VmLX80%X2=0.6VmL。方法技巧•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，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压二气体总压强*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K=p2(NHJKp-P(NJp3(H2)。探究高考明确考向1.E2017.全国卷I28(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％=%，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a2%,该反应的/(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①2.52.8X10-3②>>③B解析①设平衡时H2s转化的物质的量为％mol。H2s(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)初始/mol 0.40 0.10 0 0转化/mol % % % %平衡/mol 0.40 -% 0.10 -% % %由题意得： % 0.02(0.40-%)+(0.10-%)+%+%解得：％=0.01H2s的平衡转化率4=040黑*100%=2.5%二击心2.8X10-3。0.010.01c(COs>c(二击心2.8X10-3。K- 2~- c(H2s>c(CO2)0.40-0.010.10-0.01 X 2.5X 2.5②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a2>%。温度升高，平衡向吸热反应方向移动，故AH>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。2.（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：CH3CH3/正）CH,H顺式 反式该反应的速率方程可表示为0（正尸k（正）c（顺）和0（逆尸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：％1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KL;该反应的活化能纭（正）小于纭（逆），则AH（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11（填“小于”“等于”或“大于”）t2,判断理由是iinnh\一'一30%答案（1）3小于7（2）B3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0（正）=k（正）c（顺）,k（正）=0.006s-1,则0（正）=0.006c（顺）,o（逆）=k（逆）c（反）,k（逆）=0.002s-1,则0（逆）=0.002c（反），化学平衡状态时正、逆反应速率相等，则0.006c（顺）c（反）0006=0.002c（反），该温度下反应的平衡常数K= =揩6=3；该反应的活化能E（正）小于1c（顺）0.002 aEa（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AH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，且减少速率随时间减小，则符合条件的曲线是B。设顺式异构体的起始浓度为％，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0.3%，反式异构体为0.7%，所以平衡常数为K2二警二彳。因为K12 0.^3%3 1>K2，对于放热反应升高温度时平衡逆向移动，所以温度12>11。3.［2018.全国卷I,28(2)(3)］采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时NR式g)分解反应：2N2O5(g)-4NO2(g)+O2(g)

f2N2O4(g)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的变化如下表所示［t=8时，N2O5(g)完全分解］:t/min04080160260130017008p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1①已知:2N2O5(g)==2NO4(g)+O2(g)AH1=—4.4kJ-mol-12NO22NO2(g)===N2O4(g)AH2=-55.3Um。1-1kJ.mol-1。则反应N2O5(g)==2Ng(g)+2o2(g)的AH=②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v=2X10-3XpNOkPa-min-1ot=62min时，测得体系中Po=2.9kPa,则此时Pno=kPa,v=kPa-min-1kJ.mol-1。③若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p8(35℃)63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是 。④25℃时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数K=(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。(3)对于反应2N2O5(g)-4NO2(g)+O2(3)对于反应2N2O5(g)第一步n2o5 no2+no3快速平衡第二步no2+no3-no+no2+o2慢反应第三步NO+NO3——2NO2快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 (填标号)。A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)B.反应的中间产物只有NO3C.第二步中no2与NO3的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高

答案(2)①+53.1②30.06.0X10-2③大于温度升高，体积不变，总压强升高；NO2二聚为放热反应，温度升高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强升高④13.4(3)AC解析(2)①令2N2O5(g)===2NO4(g)+02(g)AH1=-4.4kJ-mol-1a2NO2(g)===N2O42NO2(g)===N2O4(g)AH2二55.3kJ-mol-1b根据盖斯定律、,1a式X2-b式可得：N2O5(g)===2NO2(g)+|O2(g)AH=+53.1kJ-mol-1②由方程式2N2O5(g)===4Ng(g)+O2(g)可知，62min时，p°=2.9kPa，则减小的N2O5为5.8kPa，此时pNO=35.8kPa-5.8kPa=30.0kPa，则v(N2O5)=2X10-3X30.0kPa-min-1=6.0X10-2kPa-min-1o④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pno=2pNO=2X35.8kPa=71.6kPa,pO=0.5X35.8kPa=17.9kPa。由题意知，平衡时体系的总压强为63.1kPa则平衡体系中NO2、N2O4的压强和为63.1kPa-17.9kPa=45.2kPa,设n2o4的压强为设n2o4的压强为%kPa，贝ijN2O4(g)2NO2(g)初始压强/kPa071.6转化压强/kPa%2%平衡压强/kPa%71.6-2%J贝%+(71.6-2%)=45.2解得％=26.4,71.6kPa-26.4kPaX2=18.8kPa,Kpp2(NO2)

p(N2O4)18.8226.4心13.4。⑶第一步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内即可达到平衡，A项正确；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C项正确；由题给三步反应可知，反应的中间产物有NO3和NO,B项错误；反应快，说明反应的活化能较低，D项错误。课时作业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原，D项错误。2.(2018•天津重点中学联考)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)，和1molI2(g)，发生反应H2(g)+I2(g)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) 2H2(g)+2I2(g),则下列判断正确的是()A.后一反应的平衡常数为1B.后一反应的平衡常数为0.5C.后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25mol-L-1D.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一1,则平衡常数K1=1 1瑞治=07^=4，而后一反应的平衡常数K2=C2(%”=太二0.5，A项错误，B项正确；设后一反应达平衡时c(H2)=%mol-L-1,则平衡时c(I2)=xmol-L-1,c(HI)1 1x2・x2二(0.5-2x)mol-L-1,K=-.=0.5，解得x=0.125，故平衡时c(HI)=0.25mol-L-1,C.2 0.5一2xD项错误。3.(2019・衡水调研)某温度下，反应2A(g) B(g)AH>0在密闭容器中达到平衡，平衡后嗯c\B7=a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时嗯=b，下列叙述正确的c(B)是( )A.在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则a<bB.在该温度恒压条件下再充入少量B气体，则a=bC.若其他条件不变，升高温度，则a<bD.若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a>b答案B

解析A项，充入B后平衡时压强变大，正向移动程度变大，嗯变小，即a>b；B项，充c(B)入B,新平衡状态与原平衡等效,湍不变,即a二b；C项,升温,平衡右移，端变小，即a>b；D项,相当于减压，平衡左移,端变大,即a<b。4.放热反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在温度t1时达到平衡,90)=。［320)=1.0molL-i,c2(CO)和c2(H2O)其平衡常数为c2(CO)和c2(H2O)BK2>KiD.c1(CO)BK2>KiD.c1(CO)>c2(CO)C.c2(CO)=c2(H2O)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K2<K1,KPK2的单位均为1,c1(CO)<c2(CO)，故C项正确。.某温度下，将2molA和3molB充入一密闭容器中，发生反应:aA(g)+B(g) C(g)+D(g),5min后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K=1,若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则()B.a=2A.a=B.a=2C.B的转化率为C.B的转化率为40%答案CD.B的转化率为60%解析温度不变，扩大容器体积(相当于减小压强)时，A的转化率不变，说明反应前后气体的体积不变，即a=1,A、B两项均错误；假设达到平衡时，B的转化量为％mol,则A、B、C、D平衡时的物质的量分别为(2-%)mol、(3-%)mol、％mol、％mol,设容器体积为1L,则%2 12mol 一平衡常数K二——% =1,解得％=1.2,B的转化率为12；詈X100%=40%，所以C项(2-%).(3-%) 3mol正确、D项错误。.某1L恒容密闭容器中，CH4、H2O(g)的起始浓度分别为1.8moll-1和3.6moll-1,二者反应生成CO2和h2,该反应的部分物质的浓度随时间变化的关系如图所示(部分时间段的浓度变化未标出)，其中第6min开始升高温度。下列有关判断正确的是()

2.0c/mobL-1mr/2.0c/mobL-1mr/A.X是H2B.增大压强，平衡逆向移动，平衡常数减小C.第一次平衡时的平衡常数约为0.91D.若5min时向容器中再加入0.7mol的CH4和0.7mol的CO2，则平衡正向移动答案C解析根据图像0〜4minCH4减少0.5mol-L-1,X增加0.5molL1,则X为CO2,A项错误；温度不变时，增大压强，平衡常数不变，B项错误；4min时，反应第一次达到平衡状态:平衡常数K二0.5X2.0平衡常数K二0.5X2.04 〜1.3X2.620.91C项正确若5min时向容器中再加入0.7mol的CH4和0.7mol的CO2，则浓度商Q二1.2X2.04 -〜2.0X2.621.42>0.91,反应逆向移动，D项错误。CH4(g)+2H2O(g)CO2（g）+4H2(g)起始/mol.L-11.83.600转化/mol.L-10.51.00.52.0平衡/molI-11.32.60.52.0c(c(CO)

c(CO2)7.CO常用于工业冶炼金属。在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg与温度Q）的关系曲线如图。下列说法正确的是（）A.通过增高反应炉的高度，延长矿石和CO接触的时间，能减少尾气中CO的含量B.CO不适宜用于工业冶炼金属CrC.CO还原PbO2的反应AH>0D.工业冶炼金属Cu时，高温有利于提高CO的转化率答案B解析A项，增高反应炉的高度，增大CO与铁矿石的接触时间，不能影响平衡移动，CO的利用率不变，错误；B项，由图像可知用CO冶炼金属辂时，lg平*一直很大，说明COc1cO2)转化率很低，不适宜，正确；C项，由图像可知CO还原PbO,的温度越高lg务累越大，说2 c1coJ明CO转化率越低，平衡逆向移动，故^H<0，错误；D项，由图像可知用CO冶炼金属铜时，温度越高lg平兴越大，故CO转化率越低，错误。c\COoJ.已知：乙二醛可被催化氧化为乙醛酸，其反应为2OHC—CHO(g)+。四)2ohc—COOH(g)AH。一定条件下,按照痛HC—市石=2的投料比进行上述反应，乙二醛的平衡转化率(0和催化剂的催化效率随温度的变化如图所示。下列叙述正确的是()a(乙二醛)a(乙二醛)或催化效率/%一a(乙二醛)・•・・・••・•催化效率1(X)2(H)3(M)~400~温鹿//A.AH>0B.b点时，乙二醛的体积分数为33.33%C.生成乙醛酸的速率：v(a)>v(b)>v(c)D.a、b、c三点中，a点乙醛酸的体积分数最小答案B解析A项，随着温度的升高，转化率降低，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则AH<0,错误；B项，b点时转化率是60%,则根据方程式可知2OHC—CHO(g)+O2(g) 2OHC—COOH(g)起始量/mol转化量/mol 1.2 0.6 1.2平衡量/mol 0.8 0.4 1.2因此乙二醛的体积分数为24X100%"33.33%,正确；C项，温度越高，催化效率越高，化学乙.."T反应速率越快，而b点的温度低、催化效率高，c点的温度高、催化效率低，所以无法比较速率大小，错误；D项，a、b、c三点中，a点转化率最大，则乙醛酸的体积分数最大，错误。.已知T1温度下在容积为10L的密闭容器中发生可逆反应X(g)+Y(g)2Z(g)+2W(s)△H，起始时充入15molX与15mol丫，10min时反应达到平衡状态，测得平均速率v(Z)=0.12molL-Lmin-1。下列有关说法正确的是()A.T1温度下该反应的平衡常数为2.56B.平衡时再充入一定量的X,平衡正向移动，X的转化率增大C.若T2>T1，T2时K=1.52,则该反应的AH>0D.若其他条件不变，T3温度下，K=1.96,则Y的平衡转化率约为41.3%答案D解析根据Z的反应速率可知平衡时c(Z)=1.2mol-L-1,则平衡时，c(X)=0.9mol-L-1,c(Y)=0.9mol-L-1,W为固体，平衡常数K=离*=。盛产1.78,A项错误；平衡时，再充入一定量的X,平衡正向移动，但X的转化率减小，Y的转化率增大，B项错误；温度升高，平衡常数减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，AH<0,C项错误；T3温度下，K=1.96，则X(g)+Y(g)2Z(g)+2W(s)起始(mol-L-1) 1.5 1.5 0转化(moLL-1) % % 2%平衡⑺。1[-1) 1.5 -% 1.5-% 2%(2Q2 0.62mol-L-1平衡常数K= ⑷ =1.96，解得%"0.62，则Y的平衡转化率为——(1.5-%)X(1.5-%) 1.5mol-L-1X100%N41.3%,D项正确。10.(2018•重庆市田坝中学月考)一定条件下，反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)AH>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>p2B.b、c两点对应的平衡常数：Kc>KbC.a点：2v正(NH3)=3v逆(H2)D.a点：NH3的转化率为I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p1Vp2,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)，假设反应前氨的物质的量为1mol反应的氨的物质的量为xmol,x,2 1— 1 则——二0.1,解得x=1,因此氨的转化率为1，故D错误。1+x 4 4.已知：MgCO3(s) MgO(s)+CO2(g)AH>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)=