2024届高考化学增分小专题：《化学反应平衡常数Kc、Kp的计算技能》(解析版)

增分小专题：《化学反应平衡常数Kc、Kp的计算技能》题型精讲∙成竹在胸一、浓度平衡常数Kc的计算1.(2023年江苏卷)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)＋2H2S(g)＝CS2(g)＋4H2(g)，既可以除去天然气中的H2S，又可以获得H2。下列说法正确的是A.该反应的△S＜0B.该反应的平衡常数K＝eq\f(c(CH4)∙c2(H2S),c(CS2)∙c4(H2))C.题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用D.该反应中每消耗1molH2S，转移电子的数目约为2×6.02×1023答案：C解析：A．左侧反应物气体计量数之和为3，右侧生成物气体计量数之和为5，△S＞0，A错误；B．由方程形式知，K＝eq\f(c(CS2)∙c4(H2),c(CH4)∙c2(H2S))，B错误；C．由题图知，经过步骤Ⅰ后，H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成了作用力，C正确；D．由方程式知，消耗1molH2S同时生成2molH2，转移4mole－，数目为4×6.02×1023，D错误；2.(2023年重庆卷)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是A.反应Ⅰ的△H＜0，反应Ⅱ的△H＞0B．M点反应Ⅰ的平衡常数K＜1C．N点H2O的压强是CH4的3倍D．若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，则曲线之间交点位置不变答案：C解析：A．随着温度的升高，甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，则说明随着温度升高，反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅰ正向移动，则反应Ⅱ为放热反应焓变小于零、反应Ⅰ为吸热反应焓变大于零，A错误；B．M点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料V(CO2)∶V(H2)＝1∶1，则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应Ⅰ的平衡常数K＝eq\f(c(H2O)∙c(CO),c(CO2)∙c(H2))＝1，B错误；C．N点一氧化碳、甲烷物质的量相等，结合反应方程式的系数可知，生成水得总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏伽德罗定律可知，H2O的压强是CH4的3倍，C正确；D．反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应；若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，相当于增加氢气的投料，会使得甲烷含量增大，导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变，D错误；3．(2023届T8联考节选)我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。CO2的综合利用是实现碳中和的措施之一。(5)假设体系中只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在某温度下反应tmin达到平衡状态。此时CO2的转化率为30%，CO2对CH3OH的选择性为40%(CH3OH选择性＝eq\f(CH3OH产率,CO2转化率))，则0～tmin内H2的反应速率为________mol/(L·min)，反应Ⅱ的平衡常数为______(结果保留2位有效数字)。答案：(5)eq\f(0.54,Vt)

0.031解析：(5)在某温度下反应tmin达到平衡状态。此时CO2的转化率为30%，则反应二氧化碳0.3mol；CO2对CH3OH的选择性为40%，则生成甲醇0.12mol；由三段式可知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)起始(mol)1300转化(mol)0.120.360.120.12平衡(mol)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)起始(mol)转化(mol)0.180.180.180.18平衡(mol)则0～tmin内H2的反应速率为eq\f(0.36＋0.18,V×t)mol·L-1·min-1＝eq\f(0.54,Vt)mol·L-1·min-1；平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量分别为0.7mol、2.46mol、0.18mol、0.3mol，则反应Ⅱ的平衡常数为K＝eq\f(eq\f(0.3,V)×eq\f(0.18,V),eq\f(2.46,V)×eq\f(0.7,V))≈0.031；4.(2023年河北卷)氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。已知：1mol物质中的化学键断裂时所需能量如下表。物质N2(g)O2(g)NO(g)能量/kJ945498631回答下列问题：(1)恒温下，将1mol空气(N2和O2的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为VL的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应：i．N2(g)＋O2(g)2NO(g)K1△H1ii．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)K2△H2＝－114kJ∙mol-1①△H1＝_______kJ∙mol-1。②以下操作可以降低上述平衡体系中NO浓度的有_______(填标号)。A．缩小体积B．升高温度C．移除NO2D．降低N2浓度③若上述平衡体系中c(NO2)＝amol·L-1，c(NO)＝bmol·L-1，则c(O2)＝_______mol·L-1，K1＝_______(写出含a、b、V的计算式)。答案：(1)①181②CD③eq\f(0.21,V)－eq\f(2a＋b,2)eq\f(b2,(eq\f(0.78,V)－eq\f(a＋b,2))×(eq\f(0.21,V)－eq\f(2a＋b,2)))解析：(1)①△H1＝反应物总键能－生成物总键能＝(945kJ/mol＋498kJ/mol)－2×631kJ/mol＝＋181kJ/mol；故答案为：+181；②A．缩小体积，所有物质浓度均增大，A不符合题意；B．升高温度，平衡向着放热方向进行，反应i为吸热反应，则升温平衡正向进行，NO浓度增大，B不符合题意；C．移除NO2，平衡ii向正向进行，NO浓度降低，C符合题意；D．降低N2浓度，平衡逆向进行，消耗NO，NO浓度降低，D符合题意；故答案为：CD；③根据三段式：N2(g)＋O2(g)2NO起始(mol/L)eq\f(0.78,V)eq\f(0.21,V)0转化(mol/L)eq\f((a＋b),2)eq\f((a＋b),2)(a＋b)平衡(mol/L)eq\f(0.78,V)－eq\f((a＋b),2)eq\f(0.21,V)－eq\f((a＋b),2)(a＋b)2NO(g)＋O2(g)2NO2起始(mol/L)(a＋b)eq\f(0.21,V)－eq\f((a＋b),2)0转化(mol/L)aeq\f(a,2)a平衡(mol/L)beq\f(0.21,V)－eq\f((a＋b),2)－eq\f(a,2)ac(O2)＝eq\f(0.21,V)－eq\f((2a＋b),2)，K1＝eq\f(c2(NO),c(N2)c(O2))＝eq\f(b2,(eq\f(0.78,V)－eq\f(a＋b,2))×(eq\f(0.21,V)－eq\f(2a＋b,2)))；故答案为：eq\f(0.21,V)－eq\f((2a＋b),2)；eq\f(b2,(eq\f(0.78,V)－eq\f(a＋b,2))×(eq\f(0.21,V)－eq\f(2a＋b,2)))；5.(2022年6月浙江卷)主要成分为H2S的工业废气的回收利用有重要意义。(1)回收单质硫。将三分之一的H2S燃烧，产生的SO2与其余H2S混合后反应：2H2S(g)＋SO2(g)eq\f(3,8)S8(s)＋2H2O(g)。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为c(H2S)＝2.0×10-5mol·L－1、c(SO2)＝5.0×10-5mol·L－1、c(H2O)＝4.0×10-3mol·L－1，计算该温度下的平衡常数K＝。答案：(1)8×108L·mol－1解析：(1)根据方程式可知该温度下平衡常数K＝eq\f(c2(H2O),c2(H2S)×c(SO2))＝eq\f((4×10-3)2,(2×10-5)2×5×10-5)L/mol＝8×108L/mol；6.(2022年河北卷节选)氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。(2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。Ⅰ．CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)Ⅱ．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)①下列操作中，能提高CH4(g)平衡转化率的是_______(填标号)。A．增加CH4(g)用量B．恒温恒压下通入惰性气体C．移除CO(g)D．加入催化剂②恒温恒压条件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为α，CO2(g)的物质的量为bmol，则反应Ⅰ的平衡常数Kx＝(写出含有α、b的计算式；对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，，x为物质的量分数)。其他条件不变，H2O(g)起始量增加到5mol，达平衡时，α＝0.90，b＝0.65，平衡体系中H2(g)的物质的量分数为(结果保留两位有效数字)。答案：(2)①BC②eq\f((α－b)(3α＋b)3,(1－α)(1－α－b)(2＋2α)2)0.43解析：(2)①A．增加CH4(g)用量可以提高H2O(g)的转化率，但是CH4(g)平衡转化率减小，A不符合题意；B．恒温恒压下通入惰性气体，相当于减小体系压强，反应混合物中各组分的浓度减小，反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH4(g)平衡转化率，B符合题意；C．移除CO(g)，减小了反应混合物中CO(g)的浓度，反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH4(g)平衡转化率，C符合题意；D．加入催化剂不能改变平衡状态，故不能提高CH4(g)平衡转化率，D不符合题意；综上所述，上述操作中，能提高CH4(g)平衡转化率的是BC；②恒温恒压条件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为α，CO2(g)的物质的量为bmol，则转化的CH4(g)为αmol，剩余的CH4(g)为(1-α)mol，根据C元素守恒可知，CO(g)的物质的量为(α－b)mol，根据H和O守恒可知，H2O(g)的物质的量为(1－α－b)mol，H2(g)的物质的量为(3α+b)mol，则反应混合物的总物质的量为(2α+2)mol，平衡混合物中，CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物质的量分数分别为eq\f(1－α,2＋2α)、eq\f(1－α－b,2＋2α)、eq\f(α－b,2＋2α)、eq\f(3α＋b,2＋2α)，因此，反应I的平衡常数Kx＝eq\f(eq\f(α－b,2＋2α)×(eq\f(3α＋b,2＋2α))3,eq\f(1－α,2＋2α)×eq\f(1－α－b,2＋2α))＝eq\f((α－b)(3α＋b)3,(1－α)(1－α－b)(2＋2α)2)；其他条件不变，H2O(g)起始量增加到5mol，达平衡时，α＝0.90，b=0.65，则平衡时，CH4(g)为0.1mol，根据C元素守恒可知，CO(g)的物质的量为0.25mol，，根据H和O守恒可知，H2O(g)的物质的量为(5－0.90－0.65)mol=3.45mol，H2(g)的物质的量为(3α+b)mol=3.35mol，平衡混合物的总物质的量为(2α＋6)mol=7.8mol，平衡体系中H2(g)的物质的量分数为eq\f(3.35,7.8)≈0.43；二、分压常数Kp的计算7．(2023年福建卷节选)探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有i．C3H8(g)＝C3H6(g)＋H2(g)△H1＝＋124kJ∙mol－1△S1＝127J∙K-1∙mol－1Kp1ii．C3H8(g)＝C2H4(g)＋CH4(g)△H2＝＋82kJ∙mol－1△S2＝135J∙K-1∙mol－1Kp2iii．C3H8(g)＋2H2(g)＝3CH4(g)△H3＝－120kJ∙mol－1△S3＝27.5J∙K-1∙mol－1Kp3已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压＝物质的量分数×总压。在0.1Mpa、t℃下，丙烷单独进料时，平衡体系中各组分的体积分数φ见下表。物质丙烯乙烯甲烷丙烷氢气体积分数(%)2123.755.20.10(2)①在该温度下，Kp2远大于Kp1，但φ(C3H6)和φ(C2H4)相差不大，说明反应iii的正向进行有利于反应i的__________反应和反应ⅱ的___________反应(填“正向”或“逆向”)。②从初始投料到达到平衡，反应i、ii、iii的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为：__________。③平衡体系中检测不到H2，可认为存在反应：3C3H8(g)＝2C2H6(g)＋3CH4(g)Kp，下列相关说法正确的是_____________(填标号)。a．Kp＝Keq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(p1))∙Kp3b．Kp＝eq\f(0.2102×0.5523×0.12,0.0013)(MPa)2c．使用催化剂，可提高丙烯的平衡产率d．平衡后再通入少量丙烷，可提高丙烯的体积分数④由表中数据推算：丙烯选择性＝eq\f(n生成(丙烯),n转化(丙烯))×100%＝(列出计算式)。答案：(2)①正向逆向②ii＞i＞iii③ab④eq\f(21,21＋23.7＋eq\f(55.2－23.7,3))×100%＝38.04%解析：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压，巧用盖斯定律解决问题。结合阿伏加德罗定律将物质的量和体积进行转化。(2)iii的正向进行氢气浓度减小，有利于i正向；iii的正向进行甲烷浓度增大，有利于ii逆向，根据平衡体积分数φ(甲烷)＞φ(乙烯)＞φ(丙烯)，消耗1mol丙烷生成1mol丙烯或1mol乙烯或3mol甲烷，可知反应速率ii＞i＞iii根据盖斯定律：目标反应＝2i＋iii，故Kp＝Keq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(p1))∙Kp3；分压＝物质的量分数×总压＝体积分数×总压，故Kp＝eq\f(P3(CH4)×P2(C2H6),P3(C3H8))＝eq\f((0.5521)3×(0.21×1)2,0.0013)＝eq\f(0.5523×0.212,0.0013)；催化剂不能影响平衡；通入丙烷平衡正向移动，根据勒夏特列原理并不能够将丙烷增加的影响消除，因此丙烯的体积分数会降低；在相同条件下，物质的量之比等于体积之比；同时消耗1mol丙烷生成1mol丙烯或1mol乙烯或3mol甲烷，生成乙烯时同时生成等量的甲烷，因此丙烯的选择性＝eq\f(n生成(丙烯),n转化(丙烯))×100%＝eq\f(21,21＋23.7＋eq\f(55.2－23.7,3))×100%＝38.04%；8.(2023年辽宁卷节选)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)ΔH＝－98.9kJ·mol-1(i)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是_______。a．温度越高，反应速率越大b．α=0.88的曲线代表平衡转化率c．α越大，反应速率最大值对应温度越低d．可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度(ii)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是_______(填标号)。(iii)设O2的平衡分压为P，SO2的平衡转化率为αe，用含P和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp＝_______________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。答案：(3)(i)cd(ii)d(iii)eq\f((1－αe),αe×P)解析：(3)(i)a．根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢，a错误；b．从图中所给出的速率曲线可以看出，相同温度下，转化率越低反应速率越快，但在转化率小于88%的时的反应速率图像并没有给出，无法判断α＝0.88的条件下是平衡转化率，b错误；c．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，c正确；d．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗，d正确；故答案选cd；(ii)为了提高催化剂的综合性能，科学家对催化剂进行了改良，从图中可以看出标号为d的催化剂V－K－Cs－Ce对SO2的转化率最好，产率最佳，故答案选d；(iii)利用分压代替浓度计算平衡常数，反应的平衡常数Kp＝eq\f(P(SO3),P(SO2)×P(O2))＝eq\f(eq\f(n(SO3),n(总))P(总),eq\f(n(SO2),n(总))P(总)×P(O2))＝eq\f(n(SO3),n(SO2)×P(O2))；设SO2初始量为mmol，则平衡时n(SO2)＝m·αe，n(SO3)＝m－m·αe＝m(1－αe)，Kp＝eq\f(m(1－αe),m·αe×P(O2))=eq\f((1－αe),αe×P)，故答案为eq\f((1－αe),αe×P)。9.(2023年全国乙卷节选)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：(3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：FeSO4(s)Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。平衡时－T的关系如下图所示。660K时，该反应的平衡总压_______kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝_______(kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，平衡时____(用表示)。在929K时，84.6kPa、kPa，则_______kPa，Kp(Ⅱ)＝_______kPa(列出计算式)。答案：(4)eq\f(,4)46.26eq\f(46.262×2.64,35.72)解析：(3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：FeSO4(s)Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。由平衡时－T的关系图可知，660K时，＝1.5kPa，则1.5kPa，因此，该反应的平衡总压3kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝1.5kPa×1.5kPa＝2.25(kPa)2。由图中信息可知，随着温度升高而增大，因此，Kp(Ⅰ)随反应温度升高而增大。(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，在同温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时，则，因此，平衡时eq\f(,4)。在929K时，84.6kPa、＝35.7kPa，则＋＋＝、＋2＝－2，联立方程组消去，可得3，代入相关数据可求出＝46.26，则＝84.6kPa－35.7kPa－46.26kPa＝2.64kPa，Kp(Ⅱ)＝eq\f((46.26kPa)2×2.64kPa,(35.7kPa)2)＝eq\f(46.262×2.64,35.72)kPa。10.(2023年新课标卷节选)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：(4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为＝0.75、＝0.25，另一种为＝0.675、＝0.225、xAt＝0.10。(物质i的摩尔分数：xi＝eq\f(ni,n总))①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是___________________________。②进料组成中含有情性气体Ar的图是_______。③图3中，当P2＝20MPa、＝0.20时，氮气的转化率α＝_______。该温度时，反应eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp＝__________(MPa)-1(化为最简式)。答案：(4)①P1＜P2＜P3合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大②图4③33.33%eq\r(\f(1,432))解析：(4)①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数P1＜P2＜P3，因此，图中压强由小到大的顺序为P1＜P2＜P3，判断的依据是：合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。

②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入情性气体Ar，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入情性气体Ar不利于合成氨，进料组成中含有情性气体Ar的图是图4。③图3中，进料组成为＝0.75、＝0.25两者物质的量之比为3∶1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3mol和1mol，达到平衡时氮气的变化量为xmol，则有：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始(mol)130转化(mol)x3x2x平衡(mol)1－x3－3x2x当P2＝20MPa、＝0.20时，＝eq\f(2x,4－2x)＝0.20，解之得x＝eq\f(1,3)，则氮气的转化率α＝eq\f(1,3)×100%≈33.33%，平衡时N2、H2、NH3的物质的量分别为eq\f(2,3)mol、2mol、eq\f(2,3)mol，其物质的量分数分别为eq\f(1,5)、eq\f(3,5)、eq\f(1,5)，则该温度下Keq\o\al(',P)＝eq\f((eq\f(1,5)P2)2,eq\f(1,5)P2×(eq\f(3,5)P2)3)＝eq\f(25,27×400)(MPa)-2因此，该温度时，反应eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp＝eq\r(Keq\o\al(',P))＝eq\r(eq\f(25,27×400)(MPa)-2)＝eq\r(\f(1,432))(MPa)-1。11.(2023年湖北卷节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。C40H20(g)eq\o(,\s\up7(H∙))C40H18(g)＋H2(g)的反应机理和能量变化如下：(4)1200K时，假定体系内只有反应C40H12(g)C40H10(g)＋H2(g)发生，反应过程中压强恒定为P0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。(5)40H19(g)C40H18(g)＋H∙(g)及反应的lnK(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下，lnK＝－eq\f(△H,RT)＋c(R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是______________________________________________________。答案：(4)P0eq\f(α2,1－α2)(5)在反应过程中，断裂和形成的化学键相同解析：(4)1200K时，假定体系内只有反应C40H12(g)C40H10(g)＋H2(g)的△H＝发生，反应过程中压强恒定为P0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，设起始量为1mol，则根据信息列出三段式为：C40H12(g)C40H10(g)＋H2(g)起始(mol)100转化(mol)ααα平衡(mol)1－ααα则P(C40H12)＝P0eq\f(1－α,1＋α)，P(C40H10)＝P0eq\f(α,1＋α)，P(H2)＝P0eq\f(α,1＋α)，该反应的平衡常数Kp＝eq\f((P0eq\f(α,1＋α))(P0eq\f(α,1＋α)),P0eq\f(1－α,1＋α))=P0eq\f(α2,1－α2)，故答案为：P0eq\f(α2,1－α2)；(5)40H19(g)C40H18(g)＋H∙(g)及40H11(g)C40H10(g)＋H∙(g)反应的lnK(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图。图中两条线几乎平行，说明斜率几乎相等，根据lnK＝－eq\f(△H,RT)＋c(R为理想气体常数，c为截距)可知，斜率相等，则说明焓变相等，因为在反应过程中，断裂和形成的化学键相同，故答案为：在反应过程中，断裂和形成的化学键相同；12．(2023年重庆卷节选)银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。(2)一定条件下，银催化剂表面上存在反应：Ag2O(s)2Ag(s)＋eq\f(1,2)O2(g)，该反应平衡压强Pc与温度T的关系如下：T/K401443463Pc/kPa1051100①463K时的平衡常数Kp＝_______(kPa)eq\f(1,2)。②起始状态Ⅰ中有Ag2O、Ag和O2，经下列过程达到各平衡状态：已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，下列叙述正确的是_______(填字母)。A．从Ⅰ到Ⅱ的过程△S＞0B．Pc(Ⅱ)＞Pc(Ⅲ)C．平衡常数：K(Ⅱ)＞K(Ⅳ)D．若体积V(Ⅲ)＝2V(Ⅰ)，则Q(Ⅰ)＝eq\r(2)K(Ⅲ)E．逆反应的速率：v(Ⅰ)＞v(Ⅱ)＝v(Ⅲ)＞v(Ⅳ)③某温度下，向恒容容器中加入Ag2O，分解过程中反应速率v(O2)与压强P的关系为v(O2)＝k(1－eq\f(P,Pc))，k为速率常数(定温下为常数)。当固体质量减少4%时，逆反应速率最大。若转化率为14.5%，则v(O2)＝_______(用k表示)。答案：(2)①10②CDE③eq\f(3k,4)解析：(2)①反应中只有氧气为气体，结合表格数据可知，463K时的平衡常数Kp＝Peq\f(1,2)(O2)＝10(kPa)eq\f(1,2)。②结合表格数据可知，升高温度，压强变大，平衡正向移动，则反应为吸热反应；A．从Ⅱ到Ⅲ为体积增大，反应正向移动的过程，导致固体质量减小，已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，则从Ⅰ到Ⅱ的过程为固体质量增大的过程，平衡逆向移动，为熵减过程，故从Ⅰ到Ⅱ的过程△S＜0，A错误；B．平衡常数Kp＝只受温度的影响，则Pc(Ⅱ)＝Pc(Ⅲ)，B错误；C．反应为吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故平衡常数：K(Ⅱ)＞K(Ⅳ)，C正确；D．已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，则氧气的物质的量相等，若体积V(Ⅲ)＝2V(Ⅰ)，根据阿伏伽德罗定律可知，P(O2,Ⅰ)＝2P(O2,Ⅲ)，Q(Ⅰ)＝Peq\f(1,2)(O2,Ⅰ)，K(Ⅲ)＝Peq\f(1,2)(O2,Ⅲ)，则Q(Ⅰ)＝eq\r(2)K(Ⅲ)，D正确；E．结合A分析可知，逆反应的速率：v(Ⅰ)＞v(Ⅱ)；固体不影响反应速率，温度越低反应速率越低，逆反应的速率：v(Ⅱ)＝v(Ⅲ)＞v(Ⅳ)，故有逆反应的速率：v(Ⅰ)＞v(Ⅱ)＝v(Ⅲ)＞v(Ⅳ)，E正确；故选CDE；③某温度下，设向恒容容器中加入mgAg2O，当固体质量减少4%时，逆反应速率最大，此时达到平衡状态，减小质量为生成氧气的质量，则生成eq\f(m×4%,32)molO2，若转化率为14.5%，则此时生成eq\f(1,2)×eq\f(m×14.5%,232)molO2，根据阿伏伽德罗定律，此时eq\f(P,Pc)＝eq\f(eq\f(1,2)×eq\f(m×14.5%,232),eq\f(m×4%,32))＝eq\f(1,4)，故v(O2)＝eq\f(3k,4)；三、速率常数与化学平衡常数的关系13.(2024届黑龙江大庆实验中学)工业上利用CO2和H2制备HCOOH，相关化学键的键能如下表所示：键C＝OH－HO－HC－HC－O键能/kJ∙mol－1745436462.8413.4351已知：①温度为T1℃时，CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)K＝2②实验测得：正＝k正c(CO2)c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，k正、k逆为速率常数下列说法错误的是A.T1℃时，密闭容器充入浓度均为1mol·L－1的CO2(g)、H2(g)，反应至平衡，则HCOOH(g)体积分数为1/3B.反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)△H＜0C.若温度为T2℃时，k正＝1.9k逆，则T2℃＜T1℃D.T1℃时，若向平衡后的体系中再充入CO2(g)、H2(g)、HCOOH(g)各1mol，此时正＞v逆答案：C解析：A．设平衡时生成甲酸的浓度为amol/L，根据三段式列式：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)起始(mol/L)110转化(mol/L)aaa平衡(mol/L)1－a1－aa则eq\f(a,(1－a)∙(1－a))＝2，解得a=0.5，则HCOOH(g)体积分数为eq\f(a,(1－a)＋(1－a)＋a)＝eq\f(1,3)，A正确；B．反应热=反应物的键能之和-生成物的键能之和的差值，反应△H＝(745kJ/mol×2＋436kJ/mol)－(745kJ/mol＋426kJ/mol＋413.4kJ/mol＋351kJ/mol)＜0，故B正确；C．该反应为放热反应，温度越高，化学平衡常数越小，由温度为T2℃时，k正＝1.9k逆，可知，温度为T2℃时K＝eq\f(k正,k逆)＝1.9，又知温度为T1℃时，K＝2，则反应温度T2℃>T1℃，则C错误；D．T1℃时，达平衡，K＝eq\f(c(HCOOH),c(CO2)c(H2))＝eq\f(0.5,0.5×0.5)＝2，若向平衡后的体系中再充入T1℃各1mol，Qc＝eq\f(c(HCOOH),c(CO2)c(H2))＜2，平衡正向移动，此时正＞v逆，D正确；14.(2023届浙江温州二模)工业上利用CO2和H2制备HCOOH，相关化学键的键能如下表所示：键C＝OH－HO－HC－HC－O键能/kJ∙mol－1745436462.8413.4351已知：①温度为T1℃时，CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)K＝2；②实验测得：正＝k正c(CO2)∙c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，k正、k逆为速率常数。下列说法不正确的是A.反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)的△H＜0B.T1℃时，密闭容器充入浓度均为1mol·L－1的CO2(g)、H2(g)，反应至平衡，则HCOOH(g)体积分数为eq\f(1,3)C.T1℃时，k逆＝0.5k正D.若温度为T2℃时，k逆＝2.1k正，则T2℃＞T1℃答案：D解析：T1℃时，反应达到平衡时，正逆反应速率相等，则正＝k正c(CO2)∙c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，反应的平衡常数K＝eq\f(k正,k逆)＝eq\f(c(HCOOH),c(CO2)∙c(H2))，设平衡时生成甲酸的浓度为amol/L，由题意可建立如下三段式：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)起始(mol/L)110转化(mol/L)aaa平衡(mol/L)1－a1－aa由平衡常数可得：a(1－a)(1－a)＝2，解得a＝0.5，反应的平衡常数K＝eq\f(c(HCOOH),c(CO2)∙c(H2))＝eq\f(0.5,0.5×0.5)＝2。A．由反应热与反应物的键能之和和生成物的键能之和的差值相等可知，反应△H＝(745kJ/mol×2＋436kJ/mol)－(745kJ/mol＋426kJ/mol＋413.4kJ/mol＋351kJ/mol)＜0，故A正确；B．由分析可知，甲酸的体积分数为eq\f(0.5mol,1.5mol)＝eq\f(1,3)，故B正确；C．由分析可知，反应的平衡常数K＝eq\f(k正,k逆)＝2，则k逆＝0.5k正，故C正确；D．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，由温度为T2℃时，k正＝2.1k逆可知，反应的平衡常数K′＝eq\f(k正,k逆)＝2.1＞K，则反应温度T2℃＜T1℃，故D错误；15.(2024届湖北高中名校联盟节选)氮氧化物是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质之一。研究消除氮氧化物的反应机理，对建设生态文明、美丽中国具有重要意义。回答下列问题：(1)NO2是工业合成硝酸的中间产物，也是一种主要的大气污染物，工业可采用CH4消除NO2污染，主要原理为CH4(g)＋2NO2(g)CO2(g)＋2H2O(g)＋N2(g)△H。②在3.0L恒温密闭容器中通入1molCH4和2molNO2，进行上述反应，容器内气体总压强(p)随反应时间(t)变化的数据如表所示：反应时间t/min0246810总压强p/×100kPa4.805.445.765.926.006.00则0～4min用NO2表示该反应的平均速率v(NO2)＝________mol/(L•min)，该温度下的平衡常数Kp＝_________kPa。(2)N2O曾用作麻醉剂，其分解的方程式为2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)，分别向四个密闭容器中充入如表所示相应气体，进行上述反应。容器I、II、III中N2O的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示：①若容器IV保持370℃，则起始反应速率v正(N2O)_______2v逆(O2)(填“＞”“＜”或“=”)。②A、B、C三点中压强最大的是_______。③碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程如下：第一步I2(g)2I(g)(快速平衡，平衡常数为K)第二步I(g)+N2O(g)N2(g)＋IO(g)(慢反应)第三步2IO(g)+2N2O(g)2N2(g)+2O2(g)+I2(g)(快反应)则第二步的活化能________(填“＞”“＜”或“＝”)第三步的活化能。实验表明，碘蒸气存在时N2O分解速率方程v＝k•c(N2O)•c0.5(I2)(k为速率常数)，已知第二步反应不影响第一步的平衡，其反应速率方程v＝k1•c(N2O)•c(I)(k1为速率常数)。则第一步反应的平衡常数K＝_____(用k和k1表示)。答案：(1)②0.13240(2)①＜②C③＞eq\f(k2,keq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))解析：(1)②0~4min内，n(混)＝eq\f(5.76×100kPa,4.80×100kPa)×3mol＝3.6mol，利用差量法，可求出参加反应NO2的物质的量为(3.6mol－3mol)×2＝1.2mol，用NO2表示该反应的平均速率v(NO2)＝eq\f(1.2mol,3.0L×4min)＝0.1mol/(L•min)。平衡时，n(混)＝eq\f(6.00×100kPa,4.80×100kPa)×3mol=3.75mol，利用差量法，可求出参加反应CH4的物质的量为(3.75mol－3mol)×1＝0.75mol，则平衡时，CH4、NO2、CO2、H2O(g)、N2的物质的量分别为0.25mol、0.5mol、0.75mol、1.5mol、0.75mol，该温度下的平衡常数Kp＝eq\f(eq\f(0.75,3.75)×600kPa×(eq\f(1.5,3.75)×600kPa)2×eq\f(0.75,3.75)×600kPa,eq\f(0.25,3.75)×600kPa×(eq\f(0.5,3.75)×600kPa)2)＝3240kPa。(2)①对于反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)，370℃时，在容器Ⅰ中，N2O的起始物质的量为0.1mol，变化量为0.1mol×40%＝0.04mol，则平衡时，N2O、N2、O2的物质的量分别为0.06mol、0.04mol、0.02mol，则平衡常数K＝eq\f(0.042×0.02,0.062)≈0.0089。若容器IV保持370℃，则浓度商Qc＝eq\f(0.042×0.04,0.062)＞K，所以平衡逆向移动，起始反应速率v正(N2O)＜2v逆(O2)。②370℃时，增大压强，平衡逆向移动，N2O的转化率减小，则I、II、III中容器内的压强依次增大，从曲线变化可以看出，升高温度，平衡正向移动，则压强增大，所以A、B、C三点中压强最大的是C。③慢反应的活化能大，第二步反应为慢反应，第三步反应为快反应，则第二步的活化能＞第三步的活化能。实验表明，碘蒸气存在时N2O分解速率方程v＝k•c(N2O)•c0.5(I2)(k为速率常数)，已知第二步反应不影响第一步的平衡，其反应速率方程v＝k1•c(N2O)•c(I)(k1为速率常数)。则平衡时，k•c(N2O)•c0.5(I2)＝k1•c(N2O)•c(I)，第一步反应的平衡常数K＝eq\f(c2(I),c(I2))＝eq\f(k2,keq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))。16.(2024届杭州高级中学节选)用CO2、CO和H2在催化剂作用下制取甲烷、甲醇、乙烯等有重要的意义。(3)以CO2为原料催化加氢合成C2H4的反应方程式：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)△H。常压下，FeCoMnK/BeO作催化剂，按n(CO2)∶n(H2)＝l∶3(总物质的量为4amol)的投料比充入密闭容器中发生反应，测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图1所示。①250℃下，上述反应达到平衡时容器体积为VL，则此温度下该反应的平衡常数为_____(用含a、V的代数式表示)。答案：(3)①eq\f(V3,1.56∙a3)解析：(3)①根据题意，投料比n(H2)∶n(CO2)＝3∶1，且n(H2)＋n(CO2)＝4amol，则n(CO2)＝amol，n(H2)＝3amol，由图可知，250℃下，CO2转化率为50％，则其变化量：0.5amol，列三段式：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)起始(mol)a3a00转化(mol)0.5a1.5a0.25aa平衡(mol)0.5a1.5a0.25aa平衡时容器体积为V，平衡常数：K＝eq\f(c(C2H4)∙c4(H2O),c2(CO2)∙c6(H2))＝eq\f(V3,1.56∙a3)；17．N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)＝k1·p(N2O4)，v(NO2)＝k2·p2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1＝________。答案：eq\f(1,2)Kpk2解析：Kp＝eq\f(p2(NO2),p(N2O4))，平衡时NO2、N2O4的消耗速率之比为v(NO2)∶v(N2O4)＝k2p2(NO2)∶k1p(N2O4)＝2∶1。18.(2022届八省八校节选)甲醇是重要的化工原料，研究甲醇的制备及用途在工业上有重要的意义。(2)对于反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，v正＝k正p(CO2)p3(H2)，v逆＝k逆p(CH3OH)p(H2O)。其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。在540K下，按初始投料比n(CO2)∶n(H2)＝3∶1、n(CO2)∶n(H2)=1∶1、n(CO2)∶n(H2)=1∶3，得到不同压强条件下H2的平衡转化率关系图：①比较a、b、c各曲线所表示的投料比大小顺序为(用字母表示)。②点N在线b上，计算540K的压强平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算)。③540K条件下，某容器测得某时刻p(CO2)=0.2MPa，p(CH3OH)=p(H2O)=0.1MPa，p(H2)=0.4MPa，此时v正∶v逆=。答案：(2)a>b>c

0.5(MPa)-2

0.64解析：(2)①投料比越大，氢气的平衡转化率越高，因此a代表n(CO2)：n(H2)=3:1，b代表n(CO2)：n(H2)=1:1，c代表n(CO2)：n(H2)=1:3，a、b、c各曲线所表示的投料比大小顺序为a>b>c。②N点为投料比n(CO2)：n(H2)=1:1，氢气平衡转化率为60%，设初始二氧化碳和氢气的物质的量都为1mol，列三段式：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)初始时物质的量/mol1100转化的物质的量/mol0.20.60.20.2平衡时物质的量/mol0.80.40.20.2平衡时二氧化碳分压为：，同样的方法，平衡时氢气分压：0.5MPa，甲醇分压0.25MPa，水蒸气分压0.25MPa，则压强平衡常数。③v正＝k正p(CO2)p3(H2)，v逆＝k逆p(CH3OH)p(H2O)，v正/v逆＝k正p(CO2)p3(H2)/k逆p(CH3OH)p(H2O)＝。

知识梳理∙智能提升考点一化学平衡常数的概念及表达式1．化学平衡常数(Kc)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．数学表达式(1)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝eq\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))(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)。(2)平衡常数与方程式的关系①在相同温度下，对于给定的可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数，即K正＝eq\f(1,K逆)。②方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的x次方。③两方程衡常数的乘积，即K总＝K1·K2。3.化学平衡常数(Kp)(1)定义有气体参与的反应，在化学平衡体系中，各气体物质的分压替代平衡浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。(2)数学表达式对于一般可逆反应mA(g)＋nB(g)pc(g)＋qD(g)，当在一定温度下达到平衡时其压强平衡常数Kp可表示为Kp＝eq\f(pp(C)·pq(D),pm(A)·pn(B))，其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示反应物和生成物的分压，用平衡分压可以这样计算：分压＝总压×物质的量分数。p(总)＝p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)；eq\f(p(A),p(B))＝eq\f(n(A),n(B))＝eq\f(c(A),c(B))(3)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。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝eq\f(p2(NH3),p(N2)·p3(H2))。考点二“三段式”突破平衡常数与“二率”的相关计算1．三段式计算“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。(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。2．计算模式对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令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mxmol，容器容积为VL。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/molab00变化/molmx

nxpxqx平衡/mola－mx

b－nxpxqx则有①K＝eq\f((\f(px,V))p·(\f(qx,V))q,(\f(a－mx,V))m·(\f(b－nx,V))n)。②c平(A)＝eq\f(a－mx,V)mol·L－1。③α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq\f(mx,a)∶eq\f(nx,b)＝eq\f(mb,na)。④φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋(p＋q－m－n)x)×100%。⑤eq\f(p(平),p(始))＝eq\f(a＋b＋(p＋q－m－n)x,a＋b)。⑥eq\x\to(ρ)(混)＝eq\f(a·M(A)＋b·M(B),V)g·L－1。⑦eq\x\to(M)＝eq\f(a·M(A)＋b·M(B),a＋b＋(p＋q－m－n)x)g·mol－1。⑧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%。考点三速率常数与化学平衡常数的关系1．假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v＝k·ca(A)·cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。2．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(cc(C)·cd(D),ca(A)·cb(B))＝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)。

强化训练∙巩固考点1．(2024届广东实验中学六校联考)在恒容密闭容器中，发生基元反应A(g)2B(g)ΔH，已知(正)＝k正∙c(A)，(逆)＝k逆∙c2(B)在不同温度下，测得c(A)或c(B)随时间t的变化曲线如图，则下列说法正确的是A.曲线Ⅱ、Ⅲ代表B的浓度变化，且△H＜0B.曲线Ⅰ代表A的浓度变化，且将在t2后不再变C．a、b、c三点的逆反应速率：c＞a＞bD.若k正、k逆为反应的速率常数，T1温度时eq\f(k正,k逆)＝36答案：C解析：A．由方程式可知，曲线Ⅱ、Ⅲ代表B的浓度变化，由图可知，T2时反应先达到平衡，B的浓度T2大于T1，则反应温度T2大于T1，平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应，反应ΔH＞0，故A错误；B．由方程式可知，曲线Ⅰ代表A的浓度变化，温度为T2时，温度不变，A的浓度在t2后不再变，若温度为T1，反应未达到平衡，A的浓度将减小，故B错误；C．由图可知，a点、c点的反应温度高于b点，a点、b点为平衡的形成过程，c点反应达到平衡，反应温度越高，逆反应速率越快，平衡形成过程中的逆反应速率小于平衡时逆反应速率，则a、b、c三点的逆反应速率大小顺序为c＞a＞b，故C正确；D．反应达到平衡时，正逆反应速率相等，则(正)＝k正∙c(A)＝(逆)＝k逆∙c2(B)，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(c2(B),c(A))，由图可知，T1温度反应达到平衡时，B的浓度为0.06mol/L，由方程式可知，A的浓度为0.04mol/L－0.06mol/L×eq\f(1,2)＝0.01mol/L，所以eq\f(k正,k逆)＝eq\f(c2(B),c(A))＝eq\f(0.062,0.01)＝0.036，故D错误；2.(2024届河北唐山第一中学)已知2NO＋2H2＝2H2O＋N2的速率方程为υ正＝k正cα(NO)cβ(H2)，在800℃下测定了不同初始浓度及正反应速率的关系，数据如表，则下列说法中正确的是实验c0(NO)/(mol·L-l)c0(H2)/(mol·L-l)v正111v2214v3122v42x16vA.α、β的值分别为2、1B.表中的x为4C.降低温度，k正可能增大D.若υ逆＝k逆c2(H2O)c(N2)，则Kc＝eq\f(k正,k逆)答案：AB解析：A．比较表中1、2两组的数据可知，NO浓度变为原来的2倍，反应速率变为原来的4倍，故α=2，1、3两组数据可知，H2的浓度变为原来的2倍，反应速率变为原来的2倍，故β＝1，A正确；B．根据A的分析可知，α＝2，β＝1，结合υ正＝k正cα(NO)cβ(H2)和表中数据可知，表中的x为4，B正确；C．降低温度，反应速率减慢，故k正不可能增大只能减小，C错误；D．若υ逆＝k逆c2(H2O)c(N2)，平衡时υ正＝υ逆，即k正c2(NO)c(H2)＝k逆c2(H2O)c(N2)，则Kc＝eq\f(c(N2)c2(H2O),c2(NO)c2(H2))＝eq\f(k正,c(H2)k逆)，D错误；3．(2024届河北邯郸大名一中)硫酸工业中。将SO2氧化为SO3是生产工艺中的重要环节。在温度为T1条件下，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H＜0，实验测得：正＝k正•c2(SO2)•c(O2)，v逆＝k逆•c2(SO3)。容器编号起始浓度/(mol·L-1)平衡浓度/(mol·L-1)c(SO2)c(O2)c(SO3)c(O2)Ⅰ0.60.300.2Ⅱ0.5x0.3Ⅲ0.30.250.2已知：k正、k逆为速率常数，仅受温度的影响。下列说法错误的是A．达到平衡时，平衡常数和速率常数的关系：K＝eq\f(k正,k逆)B．若容器Ⅱ中达到平衡时eq\f(c(SO3),c(SO2))＝1，则x＝0.45C．容器Ⅲ中达到平衡时，c(O2)＜0.25mol·L-1D．当温度升高为T2时，k正、k逆分别增大m倍和n倍，则m＜n答案：BC解析：A．平衡常数K＝eq\f(c2(SO3),c2(SO2)∙c(O2))＝eq\f(k正,k逆)，A项正确；B．根据三段式及容器Ⅰ中测得的数据可知，在该温度下，该反应的平衡常数K＝1.25，容器Ⅱ中，达到平衡时eq\f(c(SO3),c(SO2))＝1，K＝eq\f(c2(SO3),c2(SO2)∙c(O2))＝eq\f(1,c(O2))＝1.25，平衡时O2的浓度c(O2)＝0.8mol·L－1，列三段式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始浓度/(mol/L)0.5x0.3变化浓度/(mol/L)2(x－0.8)(x－0.8)2(x－0.8)平衡浓度/(mol/L)0.5－2(x－0.8)0.80.3＋2(x－0.8)0.5－2(x－0.8)＝0.3＋2(x－0.8)，x＝0.85，B项错误；C．容器Ⅲ中Q＝eq\f(c2(SO3),c2(SO2)∙c(O2))＝eq\f(0.22,0.32×0.25)＝1.78＞K，此时平衡向逆反应方向移动，则平衡时O2的浓度c(O2)＞0.25mol·L－1，C项错误；D．△H＜0，温度升高，平衡向逆反应方向移动，k逆增大的幅度更大，n＞m，D项正确；5．(2024届湖北示范高中联考)用焦炭还原NO2的反应为：2NO2(g)＋2C(s)N2(g)＋2CO2(g)，在恒温条件下，1molNO2和足量C发生反应，测得平衡时CO2和NO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示；下列描述正确的是A．A、C两点的浓度平衡常数关系：Kc(A)＞Kc(C)B．C点NO2转化率最低C．B点时，该反应的压强平衡常数Kp(B)＝3.2MPaD．焦炭的用量越多，NO2的转化率越高答案：C解析：A．A、C两点温度相同，平衡常数Kc(A)＝Kc(C)，A项错误；B．增大压强平衡逆向移动，NO2浓度增大，则转化率降低，故C点转化率最高，B项错误；C．由图可知，B点时，c(NO2)＝c(CO2)，而由方程式可知c(N2)＝eq\f(1,2)c(CO2)，所以B点时，NO2、N2、CO2平衡分压分别为eq\f(2,5)×16MPa、eq\f(1,5)×16MPa、eq\f(2,5)×16MPa，B点时，该反应的压强平衡常数KpB＝eq\f(eq\f(1,5)×16×(eq\f(2,5)×16)2,(eq\f(2,5)×16)2)＝3.2MPa，C项正确；D．焦炭是固体，改变用量，对NO2的转化率无影响，D项错误；6.(2024届浙江温州)一定温度的密闭容器中，反应A(g)＋B(g)2C(g)△H＞0达平衡。则下列有关说法不正确的是A.相同时间内，存在消耗关系：△n(C)＝2△n(A)B.其他条件不变，增大压强或添加催化剂，c(A)、c(B)不变C.反应正向的活化能一定大于逆向的活化能D.同一温度下，平衡浓度与平衡压强存在关系：Kc＝Kp答案：B解析：A．化学反应的速率比等于方程式计量数之比，相同时间内，存在消耗关系：△n(C)＝2△n(A)，故A正确；B．反应A(g)＋B(g)2C(g)是反应前后气体的体积不变的反应，其他条件不变，增大压强或添加催化剂，平衡不移动，但改变压强后c(A)、c(B)可能发生改变，故B错误；C．反应正向的活化能一定大于逆向的活化能，反应是吸热反应，故C正确；D．Kc被称为平衡常数，它是用平衡浓度来量度的，Kc＝eq\f(c2(C),c(A)c(B))，对于气相反应，我们还可以用平衡分压Kp，来表示对于气相反应A(g)＋B(g)2C(g)而言Kp＝eq\f(P2(C),P(A)P(B))，通过克拉伯龙方程PV＝nRT，我们可以导出Kp与K的关系Kp＝Kc(RT)△n(Δn＝2－1－1＝0)，同一温度下，平衡浓度与平衡压强存在关系：Kc＝Kp，故D正确；7．(2024届山东临沂)T℃时，向容积为2L的刚性容器中充入1molCO2和一定量的H2发生反应：CO2(g)＋2H2(g)HCHO(g)＋H2O(g)，达到平衡时，HCHO的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始eq\f(n(H2),n(CO2))的关系如图所示。已知：初始加入2molH2时，容器内气体的总压强为1.2pkPa。下列说法错误的是A．5min时反应到达c点，v(H2)=0.1mol·L-1·min-1B．随eq\f(n(H2),n(CO2))增大，HCHO的平衡压强不断增大C．b点时反应的平衡常数Kp＝eq\f(1.25,P)(kPa-1)D．c点时，再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.2pkPa，平衡正向移动答案：BD解析：A．起始时容器内气体总压强为1.2pkPa，若5min时反应到达c点，由分析可知，则v(H2)＝eq\f(2×0.5mol,2L×5min)＝0.1mol/(L•min)，A不符合题意；B．随eq\f(n(H2),n(CO2))增大，平衡正向移动，CO2的转化率增大，若H2的物质的量无限制增大，则HCHO的平衡压强肯定减小，即HCHO的平衡压强不是不断增大，B符合题意；C．温度不变，化学平衡常数不变，故b点时反应的化学平衡常数与c点对应的平衡常数相等，由分析可知，c点平衡下，p(CO2)＝eq\f(0.5,3－0.5)×pkPa＝0.2pkPa，同理：p(H2)＝0.4pkPa，p(HCHO)＝p(H2O)＝0.2pkPa，故Kp＝eq\f(P(H2O)∙P(HCHO),P(CO2)∙P2(H2))＝eq\f(0.2P×0.2P,0.2P×(0.4P)2)(kPa-1)＝eq\f(5,4P)＝eq\f(1.25,P)(kPa-1)，C不符合题意；D．c点时，再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.20pkPa，则此时Qp＝eq\f(P(H2O)∙P(HCHO),P(CO2)∙P2(H2))＝eq\f(0.2P×0.4P,0.4P×(0.4P)2)＝eq\f(5,4P)＝Kp，平衡不移动，D符合题意；8．(2023届广东省考前模拟)在恒温条件下，向盛有食盐的2L恒容密闭容器中加入0.2molNO2、0.2molNO和0.1molCl2，发生如下两个反应：①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)

△H1＜0，K1②2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)

△H2＜0

，K2，10分钟时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少20％，10分钟内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)＝7.5×10-3mol·L-1·min-1。下列说法正确的是A．平衡时NO2的转化率为40％B．其它条件保持不变，反应在恒压条件下进行，则平衡常数K2增大C．平衡后c(NO)＝2.5×10-2mol·L－1D．反应4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数为K＝eq\f(Keq\o\al(2,1),K2)答案：D解析：10min时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少20％，则平衡时混合气体总物质的量为(0.2＋0.2＋0.1)mol×(1－20％)=0.4mol，10min内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)＝7.5×10-3mol·L-1·min-1，则平衡时n(ClNO)＝7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol，设①中反应的NO2为xmol，②中反应的Cl2为ymol，则：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)

起始(mol)0.20转化(mol)x0.5x平衡(mol)0.2-x0.5x2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)

起始(mol)0.20.10转化(mol)2yy2y平衡(mol)0.2-2y0.1-y2y则0.5x＋2y＝0.15，(0.2－x＋0.2－2y＋0.1－y)＋0.5x＋2y＝0.4，联立方程，解得x＝0.1、y＝0.05。A．平衡时NO2的转化率为eq\f(0.2mol－0.1mol,0.2mol)×100％＝50％，选项A错误；B．平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，则其它条件保持不变，反应在恒压条件下进行，平衡常数K2不变，选项B错误；C．由分析可知，平衡后c(NO)＝eq\f((0.2－2y)mol,2L)＝eq\f((0.2－2×0.05)mol,2L)＝0.05mol·L－1，选项C错误；D．由盖斯定律可知，由①×2－②可得反应4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，则其平衡常数K＝eq\f(Keq\o\al(2,1),K2)，选项D正确。9．(2023届重庆八中预测)氢能是清洁的绿色能源。现有一种太阳能两步法甲烷、水蒸气催化重整制氢工艺，第I、II步反应原理及反应的lgKp~T关系如图所示。下列有关说法正确的是A．CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)△H＜0B．NiFe2O4改变反应历程，降低了反应活化能，提升了反应物的平衡转化率C．1000℃时，反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)平衡常数Kp＝4D．某温度下，向反应体系中通入等体积的CH4(g)和H2O(g)，达到平衡时CH4的转化率为60%、则此时混合气体中H2的体积分数为56.25%答案：D解析：A．由图可知，第一步反应的平衡常数随温度的升高而增大，属于吸热反应，第二步反应的平衡常数随温度的升高而降低，属于放热反应，且I升高的幅度大于II降低的幅度，则总反应为吸热反应，A错误；B．甲烷、水蒸气催化重整的过程中，NiFe2O4(s)作为催化剂，NiO(s)和FeO(s)可视作中间产物，改变了反应的历程，降低了活化能，加快了反应速率，但是不改变平衡转化率，B错误；C．1000°C时，第I步反应、II步反应的lgKp分别为3、1，则Kp1＝1000，Kp2＝10按定义Kp＝Kp1×Kp2＝1000×10＝104.，C错误；D．设投入的CH4(g)和H2O(g)的量为1，平衡时CH4的转化率为60%，则平衡时，CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、3H2的量分别为0.4、0.4、0.6、1.8，此时氢气的体积分数eq\f(1.8,0.4＋0.4＋0.6＋1.8)×100%＝56.25%，D正确；10．(2023届泰安)下列有关化学平衡常数的描述中正确的是A．化学平衡常数的大小取决于化学反应的内因，与其他外界条件无关B．相同温度下，反应A＋BC与反应CA＋B的化学平衡常数相同C．反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0的化学平衡常数随温度升高而增大D．反应A(g)＋B(g)2C(g)的平衡常数表达式为K＝eq\f(c2(C),c(A)·c(B))答案：D解析：化学平衡常数内因由反应物本身的性质决定，外因只受温度影响，A项错；同温下，同一反应的正、逆反应的平衡常数互为倒数，一般不相等，B项错；该反应为放热反应，升温平衡逆向移