2024届高考一轮复习化学教案（人教版）第八章化学反应速率与化学平衡第47讲化学平衡常数的计算

第47讲化学平衡常数的计算[复习目标]1.掌握平衡常数和平衡转化率计算的一般方法。2.了解速率常数与化学平衡常数的关系并能进行有关计算。考点一化学平衡常数与平衡转化率的计算1．常用的四个公式公式备注反应物的转化率eq\f(n转化,n起始)×100%＝eq\f(c转化,c起始)×100%①平衡量可以是物质的量、气体的体积；②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数生成物的产率eq\f(实际产量,理论产量)×100%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%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%2.平衡常数的计算步骤(1)写出有关可逆反应的化学方程式，写出平衡常数表达式。(2)利用“三段式”(见化学反应速率及影响因素)，确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。(3)将平衡浓度代入平衡常数表达式。(4)注意单位的统一。3．压强平衡常数(1)以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例，Kp＝eq\f(pcC·pdD,paA·pbB)[p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。(2)计算方法①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。②计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。③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)。④根据平衡常数计算公式代入计算。例一定温度和催化剂条件下，将1molN2和3molH2充入压强为p0的恒压容器中，测得平衡时N2的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(Kp)。答案eq\f(16,3p\o\al(2,0))解析N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始/mol130变化/mol1平衡/mol1平衡时p(N2)＝eq\f(0.5,3)p0、p(H2)＝eq\f(1.5,3)p0、p(NH3)＝eq\f(1,3)p0。Kp＝eq\f(p2NH3,pN2·p3H2)＝eq\f(\f(1,3)p02,\f(0.5,3)p0×\f(1.5,3)p03)＝eq\f(16,3p\o\al(2,0))。一、平衡常数与转化率的相关计算1．已知在密闭容器中发生可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH>0。某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝mol·L－1。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？平衡常数K是多少？(2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2mol·L－1，则M的转化率为____________________________________________，N的起始浓度为________。答案(1)M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)起始/mol·L－1100转化/mol·L－11×60%1×60%1×60%1×60%平衡/mol·L－1由三段式得N的平衡浓度为mol·L－1，K＝eq\f(××)＝eq\f(1,2)(2)50%6mol·L－1解析(2)M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)起始/mol·L－14a00转化/mol·L－12222平衡/mol·L－12a－222α(M)＝eq\f(2,4)×100%＝50%，温度不变，平衡常数不变，K＝eq\f(2×2,2×a－2)＝eq\f(1,2)，解得a＝6，即反应物N的起始浓度为6mol·L－1。2．(2021·重庆1月适应性测试，17)内酯在化工、医药、农林等领域有广泛的应用。内酯可以通过有机羧酸异构化制得。某羧酸A在mol·L－1盐酸中转化为内酯B的反应可表示为A(aq)B(aq)，忽略反应前后溶液体积变化。一定温度下，当A的起始浓度为amol·L－1时，A的转化率随时间的变化如下表所示：t/min02136506580100∞A的转化率/%0(1)反应进行到100min时，B的浓度为________mol·L－1。(2)v正(t＝50min)________(填“>”“<”或“＝”)v逆(t＝∞min)。(3)增加A的起始浓度，A在t＝∞min时转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)该温度下，平衡常数K＝________；在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为amol·L－1，平衡时B的转化率为________。(5)研究发现，其他条件不变时，减小盐酸的浓度，反应速率减慢，但平衡时B的含量不变，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)a(2)＞(3)不变(4)325%(5)盐酸是催化剂，浓度减小，反应速率减慢，催化剂不影响化学反应的限度解析(1)100min时，A的转化率为45%，所以c(B)＝amol·L－1。(2)一定温度下，化学反应速率受反应物浓度影响，在反应建立平衡的过程中，反应物浓度不断减小，所以v正(t＝50min)＞v逆(t＝∞min)＝v正(t＝∞min)。(3)A(aq)B(aq)起始/(mol·L－1)c0转化/(mol·L－1)cαcα平衡/(mol·L－1)c－cαcαK＝eq\f(cα,c－cα)＝eq\f(α,1－α)，温度一定时，K是常数，则增加A的起始浓度，A在t＝∞min时转化率将不变。(4)由表知，该温度下，A在t＝∞min时转化率为75%，则平衡常数K＝eq\f(cα,c－cα)＝eq\f(α,1－α)＝eq\f(75%,1－75%)＝3；在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为amol·L－1，则A(aq)B(aq)起始/(mol·L－1)0a转化/(mol·L－1)xx平衡/(mol·L－1)xa－x则K＝eq\f(a－x,x)＝3，得x＝a，平衡时B的转化率为eq\f(a,a)×100%＝25%。二、压强平衡常数3．设Keq\o\al(r,p)为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0＝100kPa)。在某温度下，原料组成n(CO)∶n(NO)＝1∶1，发生反应：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)，初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行上述反应，体系达到平衡时N2的分压为20kPa，则该反应的相对压力平衡常数Keq\o\al(r,p)＝________。答案320解析恒容容器中压强之比等于气体的物质的量之比，所以可用压强代替物质的量来进行三段式的计算，根据题意有：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)起始/kPa505000转化/kPa40402040平衡/kPa10102040所以Keq\o\al(r,p)＝eq\f(\f(20,100)×\f(40,100)2,\f(10,100)2×\f(10,100)2)＝320。4．在一刚性密闭容器中，CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa，加入Ni/α-Al2O3催化剂并加热至1123K使其发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)。达到平衡后测得体系压强是起始时的倍，则该反应的平衡常数的计算式为Kp＝________kPa2(用各物质的分压代替物质的量浓度计算)。答案eq\f(362×362,2×7)解析1123K恒容时，设达到平衡时CH4的转化分压为xkPa，列三段式：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)起始分压/kPa202500转化分压/kPaxx2x2x平衡分压/kPa20－x25－x2x2x根据题意，有eq\f(20－x＋25－x＋2x＋2x,20＋25)＝，解得x＝18。CH4(g)、CO2(g)、CO(g)、H2(g)的平衡分压依次是2kPa、7kPa、36kPa、36kPa，Kp＝eq\f(p2(CO)·p2(H2),p(CH4)·p(CO2))＝eq\f(362×362,2×7)kPa2。考点二化学平衡常数与速率常数的关系正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系对于基元反应aA(g)＋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＝eq\f(ccC·cdD,caA·cbB)＝eq\f(k正·v逆,k逆·v正)，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝eq\f(k正,k逆)。例温度为T1，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋kJ·mol－1，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＝k逆，则T2________(填“>”“＝”或“<”)T1。答案1>解析解题步骤及过程：步骤1代入特殊值：平衡时v正＝v逆，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，K1＝eq\f(cCO·c3H2,cCH4·cH2O)＝eq\f(k正,k逆)；k正＝k逆，K1＝1步骤3求其他，K2＝eq\f(cCO·c3H2,cCH4·cH2O)＝eq\f(k正,k逆)；k正＝k逆，K2＝；1.5>1，平衡正向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，则T2>T1。1．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)ΔH＜0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＝eq\f(k正,k逆)，则x＝________，y＝________。答案50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)，变换可得eq\f(k正,k逆)＝eq\f(cxN2·cyH2O,c4NH3·c6NO)，该反应的平衡常数K＝eq\f(k正,k逆)，平衡状态下K＝eq\f(c5N2,c4NH3·c6NO)，所以x＝5，y＝0。2．乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应：C2H5OH(g)CH3OCH3(g)ΔH＝＋kJ·mol－1，该反应的速率方程可表示为v正＝k正·c(C2H5OH)和v逆＝k逆·c(CH3OCH3)，k正和k逆只与温度有关。该反应的活化能Ea(正)________(填“>”“＝”或“<”)Ea(逆)，已知：甲醚，此时反应________(填“正向”或“逆向”)进行。答案>正向解析该反应焓变大于0，焓变＝正反应活化能－逆反应活化能，所以Ea(正)>Ea(逆)；反应达到平衡时正、逆反应速率相等，即k正·c(C2H5OH)＝k逆·c(CH3OCH3)，所以有eq\f(cCH3OCH3,cC2H5OH)＝eq\f(k正,k逆)＝K，T℃时，k正＝s－1，k逆＝s－1，所以该温度下平衡常数K＝eq\f(s－1s－1)＝3，所以该温度下向某恒容密闭容器中充入mol乙醇和4mol甲醚时，浓度商Q＝eq\f()<3，所以此时反应正向进行。3．肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为K＝eq\f(cMbO2,cMb·pO2)。在37℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如图所示[α＝eq\f(生成的cMbO2,初始的cMb)×100%]。研究表明正反应速率v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，逆反应速率v逆＝k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。(1)试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K＝________(用含有k正、k逆的式子表示)。(2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K＝________kPa－1。已知k逆＝60s－1，则速率常数k正＝______s－1·kPa－1。答案(1)eq\f(k正,k逆)(2)2120解析(1)可逆反应达到平衡状态时，v正＝v逆，所以k正·c(Mb)·p(O2)＝k逆·c(MbO2)，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(cMbO2,cMb·pO2)，而平衡常数K＝eq\f(cMbO2,cMb·pO2)＝eq\f(k正,k逆)。(2)c点时，p(O2)＝kPa，肌红蛋白的结合度α＝90%，代入平衡常数表达式中可得K＝eq\f(cMbO2,cMb·pO2)＝eq\f(×1－)kPa－1＝2kPa－1；K＝eq\f(k正,k逆)，则k正＝K·k逆＝2kPa－1×60s－1＝120s－1·kPa－1。4．(2022·青岛高三模拟)乙烯、环氧乙烷是重要的化工原料，用途广泛。实验测得2CH2=CH2(g)＋O2(g)2(g)ΔH<0中，v逆＝k逆·c2()，v正＝k正·c2(CH2=CH2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。(1)反应达到平衡后，仅降低温度，下列说法正确的是________(填字母)。A．k正、k逆均增大，且k正增大的倍数更多B．k正、k逆均减小，且k正减小的倍数更少C．k正增大、k逆减小，平衡正向移动D．k正、k逆均减小，且k逆减小的倍数更少(2)若在1L的密闭容器中充入1molCH2=CH2(g)和1molO2(g)，在一定温度下只发生上述反应，经过10min反应达到平衡，体系的压强变为原来的倍，则0～10min内v(O2)＝________，eq\f(k逆,k正)＝________。答案(1)B(2)mol·L－1·min－1解析(1)该反应是放热反应，反应达到平衡后，仅降低温度，k正、k逆均减小，平衡向放热方向即正向移动，正反应速率大于逆反应速率，因此k正减小的倍数更少。(2)2CH2=CH2(g)＋O2(g)2(g)开始/mol110转化/mol2xx2x平衡/mol1－2x1－x2xeq\f(1－2x＋1－x＋2x,2)＝，x＝，则0～10min内v(O2)＝eq\f(Δn,V·Δt)＝eq\f(0.25mol,1L×10min)＝0.025mol·L－1·min－1，k逆·c2()＝k正·c2(CH2=CH2)·c(O2)，eq\f(k逆,k正)＝eq\f(\f(0.5,1)2×\f(0.75,1),\f(0.5,1)2)＝。5．(1)将CoFe2O4负载在Al2O3上，产氧温度在1200℃，产氢温度在1000℃时，可顺利实现水的分解，氢气产量高且没有明显的烧结现象。循环机理如下，过程如图1所示，不考虑温度变化对反应ΔH的影响。第Ⅰ步：CoFe2O4(s)＋3Al2O3(s)CoAl2O4(s)＋2FeAl2O4(s)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝akJ·mol－1－1第Ⅱ步反应的v正＝k正·c(H2O)，v逆＝k逆·c(H2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，仅与温度有关。1000℃时，在体积为1L的B反应器中加入2molH2O发生上述反应，测得H2O(g)和H2物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则60min内，v(CoFe2O4)＝________g·min－1(结果保留2位小数)。a点时，v正∶v逆＝________(填最简整数比)。(2)在T2K、×104kPa下，等物质的量的CO与CH4混合气体发生如下反应：CO(g)＋CH4(g)CH3CHO(g)。反应速率v正－v逆＝k正·p(CO)·p(CH4)－k逆·p(CH3CHO)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(气体分压p＝气体总压p总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp＝×10－5kPa－1，则CO的转化率为20%时，eq\f(v正,v逆)＝________。答案(1)4(2)解析(1)由图2可知，60min时Δc(H2O)＝(－)mol·L－1＝mol·L－1，则Δn(CoFe2O4)min内，v(CoFe2O4)＝eq\f(376g,60min)≈g·min－1。由图2可知，反应在60min时达到平衡状态，v正＝v逆，此时c(H2O)＝mol·L－1，c(H2)＝mol·L－1，k正·c(H2O)＝k逆·c(H2)，则eq\f(k正,k逆)＝eq\f(cH2,cH2O)＝eq\f(mol·L－1mol·L－1)＝4，a点c(H2O)＝c(H2)，eq\f(v正,v逆)＝eq\f(k正·cH2O,k逆·cH2)＝eq\f(k正,k逆)＝4。(2)当反应达到平衡时v正＝v逆，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(pCH3CHO,pCH4·pCO)＝Kp＝×10－5kPa－1；T2K、×104kPa时，设起始时n(CH4)＝n(CO)＝1mol，列三段式：CO(g)＋CH4(g)CH3CHO(g)起始/mol110转化/mol最终/mol所以p(CH4)＝p(CO)＝eq\f()××104kPa＝eq\f(4,9)×104kPa，p(CH3CHO)＝eq\f()××104kPa＝eq\f(1,9)×104kPa，所以v正＝k正·p(CO)·p(CH4)＝k正×eq\f(4,9)×104kPa×eq\f(4,9)×104kPa，v逆＝k逆·p(CH3CHO)＝k逆×eq\f(1,9)×104kPa，eq\f(v正,v逆)＝eq\f(k正,k逆)×eq\f(pCH4·pCO,pCH3CHO)＝×10－5×eq\f(\f(4,9)×104×\f(4,9)×104,\f(1,9)×104)＝。1．(2017·全国卷Ⅰ，28节选)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K时，将molCO2与molH2S充入L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为。(1)H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________(保留三位有效数字)。(2)在620K时重复实验，平衡后水的物质的量分数为，H2S的转化率α2______(填“>”“<”或“＝”，下同)α1，该反应的ΔH______0。答案(1)85(2)>>解析设转化的H2S的物质的量为xmol，H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)初始/mol00转化/molxxxx平衡/mol－x－xxx反应平衡后水的物质的量分数为，则eq\f(x)＝，x＝。(1)H2S的平衡转化率α1＝eq\f(mol)×100%＝2.5%。钢瓶的体积为L，则平衡时各物质的浓－1，则K＝eq\f(××)≈85。(2)根据题目提供的数据可知温度由610K升高到620K时，化学反应达到平衡后水的物质的量分数由变为，所以H2S的转化率增大，α2>α1；根据题意可知，升高温度，化学平衡向正反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故ΔH>0。2．[2019·全国卷Ⅱ，27(2)节选]某温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应：(g)＋I2(g)(g)＋2HI(g)ΔH>0，起始总压为105Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为________，该反应的平衡常数Kp＝________Pa。答案40%×104解析设容器中起始加入I2(g)和环戊烯的物质的量均为a，平衡时转化的环戊烯的物质的量为x，列出三段式：(g)＋I2(g)(g)＋2HI(g)起始/molaa00转化/molxxx2x平衡/mola－xa－xx2x根据平衡时总压增加了20%，且恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比，得eq\f(a＋a,a－x＋a－x＋x＋2x)＝eq\f()，解得x＝a，则环戊烯的转化率为eq\f(a,a)×100%＝40%，平衡时(g)、I2(g)、(g)、HI(g)的分压分别为eq\f(p总,4)、eq\f(p总,4)、eq\f(p总,6)、eq\f(p总,3)，则Kp＝eq\f(\f(p总,6)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p总,3)))2,\f(p总,4)×\f(p总,4))＝eq\f(8,27)p总，根据p总＝×105Pa，可得Kp＝eq\f(8,27)××105Pa≈×104Pa。3．(2022·全国甲卷，28节选)(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝＋172kJ·mol－1，Kp1＝×10－2(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH2＝－51kJ·mol－1，Kp2＝×1012Pa反应2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的ΔH为________kJ·mol－1，Kp＝__________Pa。(2)在×105Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。反应C(s)＋CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)＝__________Pa。答案(1)－223×1014(2)×105解析(1)根据盖斯定律，将“反应(ⅱ)－反应(ⅰ)”得到反应2C(s)＋O2(g)=2CO(g)，则ΔH＝－51kJ·mol－1－(＋172kJ·mol－1)＝－223kJ·mol－1；则Kp＝eq\f(Kp2,Kp1)＝eq\f(×1012×10－2)Pa＝×1014Pa。(2)从图中可知，1400℃，体系中气体平衡组成比例CO2是，TiCl4是，CO是，反应C(s)＋CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)＝eq\f(p总2p总)＝eq\f(××1052××105)Pa＝×105Pa。4．(2022·湖南，16节选)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始压强为MPa时，发生下列反应生成水煤气：Ⅰ.C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH1＝＋kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－kJ·mol－1反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为mol。此时，整个体系__________(填“吸收”或“放出”)热量__________kJ，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝__________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。答案吸收MPa解析反应达到平衡时，H2O(g)的转化率为50%，则水的变化量为mol，水的平衡量也是mol，由于CO的物质的量为mol，CO和CO2中的O均来自于H2O中，则根据O原子守恒可知CO2的物质的量为mol，生成molCO2时消耗了molCO，故在反应Ⅰ实际生成了molCO。根据相关反应的热化学方程式可知，整个体系的热量变化为＋kJ·mol－1×mol－kJ·mol－1×mol＝kJ－kJ＝kJ；由H原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为mol，CO的物质的量为mol，CO2的物质的量为mol，水的物质的量为mol，则平衡时气体的总物质的量为mol＋mol＋mol＋mol＝mol，在同温同体积条件下，气体的总压之比等于气体的总物质的量之比，则平衡体系的总压为MPa×＝MPa，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝eq\f(pCO·pH2,pH2O)＝eq\f(\f()×\f(),\f())×p总＝eq\f()×MPa＝MPa。课时精练1．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323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法不正确的是()A．该反应的ΔH＞0B．a、b处反应速率大小关系：va大于vbC．在343K下，要提高SiHCl3的转化率，可以及时移去产物或增加反应物浓度D．343K时，SiHCl3的平衡转化率为22%，可以求得该温度下的平衡常数约为答案C解析曲线a代表343K时的反应，曲线b代表323K时的反应，由图像可知，温度越高，SiHCl3的平衡转化率越大，所以该反应的ΔH＞0，A项正确；a、b两点的转化率相等，可以认为各物质的浓度对应相等，而a点的温度更高，所以反应速率更快，即va＞vb，B项正确；设初始加入的SiHCl3的浓度为1mol·L－1，2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)起始/mol·L－1100转化/mol·L－1平衡/mol·L－1所以平衡常数K＝eq\f(22)≈，D项正确。2．相同温度下，分别在起始体积均为1L的两个密闭容器中发生反应：X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)ΔH＝－akJ·mol－1，实验测得反应的有关数据如下表。容器反应条件起始物质的量/mol达到平衡所用时间/min达到平衡过程中的能量变化X2Y2XY3①恒容13010放热akJ②恒压130t放热bkJ下列叙述正确的是()A．对于上述反应，①②中反应的平衡常数K不同B．①中：从开始至10min内的平均反应速率v(X2)＝mol·L－1·min－1C．②中：X2的平衡转化率小于10%D．ba答案D解析①②中反应温度相同，平衡常数K相同，A项错误；①中反应放热akJ，说明10min内X2反应了mol，物质的量浓度改变量为mol·L－1，所以其平均速率为v(X2)＝mol·L－1·min－1，B项错误；据容器①中数据，可算出X2的平衡转化率为10%，容器②是恒温恒压，容器①是恒温恒容，容器②相当于在容器①的基础上加压，平衡右移，所以X2的转化率大于10%，容器②放出的热量比容器①多，C项错误、D项正确。3．已知：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O。25℃时，调节初始浓度为mol·L－1的Na2CrO4溶液的pH，测定平衡时溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))和c(H＋)，获得如图所示的曲线。下列说法不正确的是()A．平衡时，pH越小，c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))越大B．A点CrOeq\o\al(2－,4)的平衡转化率为50%C．A点CrOeq\o\al(2－,4)转化为Cr2Oeq\o\al(2－,7)反应的平衡常数K＝1014D．平衡时，若溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝c(CrOeq\o\al(2－,4))，则c(H＋)×10－7mol·L－1答案D解析ol·L－1，反应掉的c(CrOeq\o\al(2－,4))＝mol·L－1×2＝mol·L－1，CrOeq\o\al(2－,4)的平衡转化率为50%，此时，平衡常－1，此时，c(H＋)×10－7mol·L－1，D项不正确。4．25℃时，向40mLmol·L－1的FeCl3溶液中一次性加入10mLmol·L－1的KSCN溶液，发生反应，混合溶液中c(Fe3＋)随反应时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是()A．该反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3↓B．E点对应的坐标为(0,)C．t4时向溶液中加入50mLmol·L－1KCl溶液，平衡不移动D．若该反应是可逆反应，在25℃时平衡常数的数值为eq\f(－m,m3m－3)答案D解析Fe3＋与SCN－反应生成络合物，不是沉淀，离子方程式应为Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，故A错误；E点为反应起点，混合溶液体积为50mL，此时溶液中c(Fe3＋)＝eq\f(L×mol·L－1L)＝mol·L－1，所以E点对应的坐标为(0,)，故B错误；t4时向溶液中加入50mLmol·L－1KCl溶液，相当于稀释溶液，平衡逆向移动，故C错误；由图可知，平衡时Fe3＋的浓度为mmol·L－1，则Fe(SCN)3的浓度为(－m)mol·L－1，SCN－的浓度为eq\f(L×mol·L－1L)－3×(－m)mol·L－1＝(3m－)mol·L－1，所以平衡常数K＝eq\f(c[FeSCN3],cFe3＋·c3SCN－)＝eq\f(－m,m3m－3)，故D正确。－1的CO2，反应过程中气体体积分数随时间的变化情况如图所示。下列说法错误的是()A．t1min时，CO2的转化率为25.0%B．t2min时，该反应体系未处于平衡状态C．t3min时，向该容器中再充入CO2和CO各mol·L－1，平衡正向移动D．t3min时，该反应的Kp＝p总[气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数]答案D解析t1min时，CO的体积分数为40.0%，设t1min内反应消耗了amol·L－1的CO2，则根据三段式法进行计算：C(s)＋CO2(g)2CO(g)起始/(mol·L－1)0转化/(mol·L－1)a2at1min时/(mol·L－1)－a2a则eq\f(2amol·L－1,－a＋2amol·L－1)×100%＝40.0%，解得a＝，故CO2的转化率为eq\f(mol·L－1mol·L－1)×100%＝25.0%，A项正确；t3min时反应达到平衡，设t3min内反应消耗了bmol·L－1的CO2，根据三段式法进行计算：C(s)＋CO2(g)2CO(g)起始/(mol·L－1)0转化/(mol·L－1)b2b平衡/(mol·L－1)－b2b则eq\f(2bmol·L－1,－b＋2bmol·L－1)×100%＝96.0%，解得b≈，则平衡时，c(CO2)＝mol·L－1，c(CO)＝mol·L－1，则K＝eq\f(c2CO,cCO2)＝eq\f(2)＝，向该容器中再充入CO2和CO各mol·L－1，则此时Q＝eq\f(＋2＋)≈7.1<K，则平衡正向移动，C项正确；t3min时，CO的体积分数为96.0%，则CO2的体积分数为4.0%，故Kp＝eq\f(p2CO,pCO2)＝eq\f(96.0%p总2,4.0%p总)＝p总，D项错误。6．在容积恒为2L的密闭容器中充入2molCH3OH(g)和2molCO(g)，在一定温度下发生反应：CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g)，测得容器内的压强随时间的变化如下表所示。t/min02468101214p/kPap0－p0－－p0p0p0在此条件，0～4min的v(CH3OH)＝______kPa·min－1，该反应的平衡常数Kp＝______kPa－1(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。答案p0eq\f(7.5,p0)解析在此条件，0～4min的v(CH3OH)＝eq\f(p0－p0kPa,4min)＝p0kPa·min－1；设平衡时CH3OH反应了xmol，列出三段式：CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g)起始/mol220转化/molxxx平衡/mol2－x2－xx反应后总物质的量为(4－x)mol，T、V一定时，n和p成正比，所以eq\f(4,4－x)＝eq\f(p0p0)，解得x＝，则反应后总物质的量为mol，CH3OH的物质的量分数为eq\f(2－x,4－x)＝eq\f()＝eq\f(2,7)，CO的物质的量分数为eq\f(2－x,4－x)＝eq\f()＝eq\f(2,7)，HCOOCH3的物质的量分数为eq\f(x,4－x)＝eq\f()＝eq\f(3,7)，则Kp＝eq\f(pHCOOCH3,pCH3OH·pCO)＝eq\f(\f(3,7)×p0,\f(2,7)×p0×\f(2,7)×p0)kPa－1＝eq\f(7.5,p0)kPa－1。7．1molCH3CH2OH和1molH2O充入恒容密闭容器中发生反应：2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)，在550K时，气体混合物中H2的物质的量分数x(H2)与反应时间t的关系如表所示。t/min020406080100x(H2)/%01529404848上述反应中，正反应速率v正＝k正·x2(CO)·x4(H2)，逆反应速率v逆＝k逆·x(CH3CH2OH)·x(H2O)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆＝_________________________________________________(以Kx和k正表示，其中Kx为用物质的量分数表示的平衡常数)，若k逆＝75mol·L－1·min－1，在t＝80min时，v逆＝_____________________________________________________。答案eq\f(k正,Kx)mol·L－1·min－1解析平衡时v正＝v逆，可得k正·x2(CO)·x4(H2)＝k逆·x(CH3CH2OH)·x(H2O)，Kx＝eq\f(xCH3CH2OH·xH2O,x2CO·x4H2)，k逆＝eq\f(k正,Kx)；t＝80min时，H2的物质的量分数为48%，则CO的物质的量分数为24%，CH3CH2OH、H2O的物质的量分数均为14%。v逆＝k逆·x(CH3CH2OH)·x(H2O)＝75mol·L－1·min－1××＝mol·L－1·min－1。8．乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯：C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)ΔH＞0。(1)提高乙烷平衡转化率的措施有______________________________________________、________。(2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的C2H6和H2，初始压强为100kPa，发生上述反应，乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为________kPa，该反应的平衡常数Kp＝________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。答案(1)升高温度降低压强(或及时移出生成物)(2)11015解析(1)C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)ΔH>0，该反应是气体体积增大的吸热反应，提高乙烷平衡转化率的措施有减小压强、升高温度或及时移出生成物等。(2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的C2H6和H2，初始压强为100kPa，发生上述反应，假设起始物质的量为1mol，乙烷的平衡转化率为20%，可得三段式：