易错专题04 平衡状态和平衡计算（解析版）-2024-2025学年高二化学易错题典例精讲与习题精练（人教版2019选择性必修1）

易错专题04平衡状态和平衡计算聚焦易错点：►易错点一平衡状态的标志►易错点二平衡常数►易错点三平衡计算典例精讲易错点一平衡状态的标志【易错典例】例1（2023·安徽省无为襄安中学高二阶段练习）在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是()①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④混合气体的总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v(C)与v(D)的比值⑦混合气体的总质量⑧混合气体的总体积⑨C、D的分子数之比为1∶1A.①②③④⑤⑥⑦⑧B.①③④⑤C.①②③④⑤⑦D.①③④⑤⑧⑨【解析】要理解化学平衡状态的特点“等、动、定”的含义，在判断化学平衡状态时还要注意反应前后气体体积是否相等。题给反应是一个反应前后气体体积不相等的反应，因此在定容容器中，若①混合气体的压强、③B的物质的量浓度、④混合气体的总物质的量、⑤混合气体的平均相对分子质量不再变化，均能证明该反应达到化学平衡状态。而②中ρ＝eq\f(mg,V容)始终不变化，⑥中没指明反应进行的方向，⑦m(g)始终不变化，⑧在定容容器中，混合气体的总体积不能作为判断依据，⑨反应未达到平衡时，C、D气体的分子数之比也为1∶1。答案：B【解题必备】平衡状态的标志1.直接标志（1）正逆反应速率相等，也就是v（正）=v（逆）。对于这个标志的使用有注意两点：一是反应速率应有一正一逆，二是正逆反应速率相等。（2）各组分的物质的量浓度保持一定，也就是不再发生改变。2.等价标志（1）与v正=v逆等价的标志：从物质的生成速率和消耗速率角度进行判断，对于同一物质，某物质的生成速率等于消耗速率；对于不同物质，速率之比等于化学反应方程式的系数之比，但必须是不同方向的化学反应速率；从同一时间物质的变化角度进行判断，对于同一物质，同一时间内，生成的物质的量等于消耗的物质的量，对于不同物质，同一时间内，生成的物质的量与消耗的物质的量之比等于化学反应方程式系数之比；从正逆反应速率的变化角度进行判断，正逆反应速率不再发生改变；从物质的微观变化角度进行判断，如从单位时间内化学键的变化情况、单位时间内电子得失情况的变化、单位时间内分子的变化情况等等。对反应N2+3H2

⇌2NH3，当有3molH—H键断裂，同时有6molN—H键断裂，则该反应达到了化学平衡。（2）与各组分的物质的量浓度保持一致等价的标志：从质量角度进行判断，如各组分质量不再发生变化，反应物总质量或生成物总质量不再发生变化，各组分的质量分数不再发生变化等；从物质的量角度进行判断，如各组分物质的量不再发生变化，各组分的物质的量分数不再发生变化，反应物总的物质的量或生成物总的物质的量不再发生变化（只适用与反应前后体积发生改变的反应，对于等体积如H2

+I2

⇌2HI的反应除外）；对于有气体参加的反应，且反应前后气体体积发生改变的反应，还可以采用以下特殊的判断标志，如总物质的量、总压强（恒温、恒容）、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）保持不变，利用总压强作为判断标志，要从PV=nRT公式出发，先看体系的温度和体积是否恒定，再关注反应前后气体体积是否恒定，如满足上述两个条件，则压强恒定反应平衡；利用平均摩尔质量（平均相对分子质量）作为判断标志，要从M=m/n公式出发，先看反应前后是否有发生状态的改变（如气体转变为固体液体或固体液体转变化气体），再看反应前后气体体积是否恒定，如满足上述两个条件，则平均摩尔质量恒定反应平衡；利用混合物的密度作为判断标志，要从ρ=m/V公式出发，先看体系的温度和体积是否恒定，再关注反应前后是否有发生状态的改变（如气体转变为固体液体或固体液体转变化气体），如满足上述两个条件，则密度恒定反应平衡。总之，反应前后一直发生改变的物理量不再发生改变则可以作为平衡的标志，而反应前后一直不变的物质量恒定则不可以作为平衡的标志。【变式突破】1．（2023·广西·桂林市临桂区五通中学高一期中）可逆反应，在容积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是①单位时间内生成的同时生成②单位时间内生成的同时生成③用表示的反应速率之比为的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的物质的量不再改变的状态A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部A【详解】①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2，能说明正逆反应速率的相等关系，故①项正确；②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO只能说明单方向关系，不能说明正逆反应速率的关系，故②项错误；③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2：2：1的状态是同方向反应进行到任何时刻都成立的关系，不能说明达到了平衡，故③项错误；④混合气体的颜色不变化说明二氧化氮的浓度不变化，达到平衡状态，故④项正确；⑤该反应是一个反应前后气体的质量不会改变的化学反应，混合气体的质量是守恒的，容器的体积不变，导致混合气体的密度始终不变，所以混合气体的密度不变时该反应不一定达到平衡状态，故⑤项错误；⑥因该反应是物质的量增大的化学反应，物质的量与压强成正比，则混合气体的压强不随时间的变化而变化，达到平衡状态，故⑥项正确；⑦因该反应是物质的量增大的化学反应，物质的量只有达到平衡时才不变，故⑦项正确；答案选A。易错点二平衡常数【易错典例】例2（2023六安中学高二期中）在300mL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：，已知反应平衡常数与温度的关系如下表，下列说法不正确的是温度/℃2580230平衡常数5×10421.9×10-5A．上述生成Ni(CO)4的反应为放热反应B．25℃时，反应的逆反应平衡常数为2×10-5C．80℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2mol∙L−1D．80℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5mol∙L−1，则此时v(正)＞v(逆)D【详解】A．根据化学平衡常数与温度关系可知：升高温度，化学平衡常数K减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，所以该反应的正反应为放热反应，A正确；B．在25℃时，的化学平衡常数K=；则反应Ni(CO)4Ni(s)+4CO(g)的化学平衡常数K1=，B正确；C．80℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3mol，c(CO)=，由于该温度下的化学平衡常数K=2，K==2，所以Ni(CO)4的平衡浓度c[Ni(CO)4]=2×14=2mol∙L−1，C正确；D．80℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5mol∙L−1，则Qc==，80℃时化学平衡常数K=2，8＞2，说明此时反应逆向进行，故反应速率：v(正)＜v(逆)，D错误；故合理选项是D。【解题必备】平衡常数（1）定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，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，该常数就是该反应的化学平衡常数。对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，化学平衡常数K＝。（2）意义：一定温度下，平衡常数K越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；平衡常数K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。（3）书写：①②如果某个反应可以表示为两个或多个反应的总和，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。如已知：2H2O(g)2H2(g)+O2(g)K1，2CO2(g)2CO(g)+O2

K2，

则CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。（4）影响因素：K的大小与物质的浓度、压强等无关，只随温度的变化而变化。（5）应用：①某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物的浓度商Qc与Kc比较大小来判断。当Qc>kc，υ(正)<υ(逆),未达平衡，反应逆向进行；当Qc<kc，υ(正)>υ(逆),未达平衡，反应正向进行；当Qc=kc，υ(正)=υ(逆),达到平衡，平衡不移动。②利用化学平衡常数随温度的变化判断反应的热效应，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【变式突破】2．（2023·华中师大龙岗附中高二期中）工业上取SCl2的反应之一为S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)，一定压强下，向10L密闭容器中充入和1molS2Cl2和1molCl2发生上述反应，SCl2和Cl2的消耗速率与温度的关系如图所示，下列说法正确的是A．该反应的△H>0B．A点对应的状态为化学平衡状态C．使用高效催化剂能提高S2Cl2的平衡产率D．若300℃达平衡时，S2Cl2的转化率为α，则300℃时，该反应的化学平衡常数K=D【详解】A．升高温度，正逆反应速率均增加，从图中可以看出相同温度下正反应速率小于逆反应速率，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，焓变小于零，故A错误；B．A点时，即，非平衡状态，故B错误；C．高效催化剂可以增大反应速率，不能使平衡移动增大平衡产率，故C错误；D．若300°达平衡时，根据题意，的转化率为α，消耗的氯气和的物质的量为αmol，反应后的氯气和的物质的量为(1-α)mol，生成的的物质的量为2αmol，平衡常数为，即，故D正确；故选D。易错点三平衡计算【易错典例】例3（2023·南阳中学高三阶段练习）甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一。反应如下：反应ⅰ．；反应ⅱ．；回答下列问题：(1)反应ⅲ．的__________；若在一定温度下的容积固定的密闭容器中进行该反应，则可以提高平衡转化率的措施有_______(写出一条即可)(2)对于反应ⅰ，向体积为2L的恒容密闭容器中，按投料。①若在恒温条件下，反应达到平衡时的转化率为50%，则平衡时容器内的压强与起始压强之比为_______(最简单整数比)。②其他条件相同时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应相同时间，的转化率随反应温度的变化如图所示。a点_______(填“是”或“不是”)化学平衡状态，的转化率：c点点，原因是_______。(3)某科研小组研究了反应ⅱ的动力学，获得其速率方程，k为速率常数(只受温度影响)，m为的反应级数。在某温度下进行实验，测得各组分初浓度和反应初速率如下：实验序号10.1000.10020.1000.200的反应级数__________，当实验2进行到某时刻，测得，则此时的反应速率__________(保留3位有效数字，已知)。(4)甲烷水蒸气催化重整制备高纯氢只发生反应ⅰ、反应ⅱ。在恒温、恒压条件下，和反应达平衡时，的转化率为a，的物质的量为，则反应ⅰ的平衡常数__________[写出含有a、b的计算式；对于反应，x为物质的量分数]。【答案】(1)

增大浓度、将或从体系中移出等(2)3∶2

不是

升高温度，反应速率加快，的转化率增大(或反应ⅰ为吸热反应，升高温度有利于反应正向进行，的转化率增大)(3)1

(4)【解析】（1）反应ⅰ．；反应ⅱ．；根据盖斯定律分析，有ⅰ-ⅱ的反应ⅲ，则热化学方程式为：的+206-165=+41；要提高二氧化碳的平衡转化率，需要让平衡正向移动，可以增大浓度、将或从体系中移出等；（2）①则平衡时压强和起始时压强比等于物质的量比，为。②其他条件相同时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应相同时间，由于催化剂不改变平衡的转化率，温度在750度，a点的平衡转化率还能上高，说明a点不是化学平衡状态，相同催化剂时，该反应为吸热反应，从b点到c点，温度升高，平衡正向移动，故的转化率：c点点。（3）将表格数据代入，计算m=1。则，即k=0.4，当实验2进行到某时刻，测得，则此时的反应速率=。（4）则平衡时甲烷的物质的量为(1-a)mol，水的物质的量为（1-a-b)mol，一氧化碳的物质的量为(a-b)mol，氢气的物质的量为(3a+b)mol，二氧化碳的物质的量为bmol，总物质的量为(2+2a)mol，则反应i的平衡常数为=。【解题必备】平衡计算1.计算模式：化学平衡计算的最基本的方法模式是“平衡三段式法”。具体步骤是在化学方程式下写出有关物质起始时的物质的量、发生转化的物质的量、平衡时的物质的量(也可以是物质的量浓度或同温同压下气体的体积)，再根据题意列式求解，起始、转化、平衡是化学平衡计算的“三步曲”，三步是化学平衡计算的一般格式，根据题意和恰当的假设列出起始量、转化量、平衡量。但要注意计算的单位必须保持统一，可用mol、mol/L，也可用L。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)n(起始)/molab00n(转化)/molmxnxpxqxn(平衡)/mola－mxb－nxpxqx反应可从左向右开始，也可以从右向左开始，也可以多种物质同时充入。可逆反应达到平衡状态时各物质浓度间的关系。反应物：平衡浓度=起始浓度-转化浓度；生成物：平衡浓度=起始浓度+转化浓度，其中各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中各物质的化学计量数之比。2.解题思路：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x；根据反应物、生成物及变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按“模式”列表；明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，得出题目答案。3.计算公式：(1)变化量之比等于化学计量数之比v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q(未达到平衡时，用于确定化学方程式中未知的化学计量数)。(2)化学平衡常数K＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)＝eq\f(px/Vp·qx/Vq,[a－mx/V]m·[b－nx/V]n)，若用任意状态的生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值称为浓度商，用Q表示。则其与K比较，当Q>K，v正<v逆；Q<K，v正>v逆。(3)平衡浓度c(A)平＝eq\f(nA平,V)＝eq\f(a－mx,V)。(4)反应物转化率α(A)＝eq\f(nA消耗,nA起始)×100%＝eq\f(mx,a)×100%。(5)平衡百分含量φ(A)＝eq\f(nA平,n总)×100%。(6)平衡时与起始时的压强比eq\f(p平,p始)＝eq\f(n平,n始)＝eq\f(a＋b＋p＋q－m－nx,a＋b)(同T、V时)，混合气体的密度比eq\f(ρ1,ρ2)＝eq\f(\x\to(M)1,\x\to(M)2)(同T、p时)，eq\f(ρ1,ρ2)＝eq\f(V2,V1)(同质量的气体时)等。(7)混合气体的密度eq\x\to(ρ)(混)＝eq\f(m,V)＝eq\f(a·MA＋b·MB,V)(g·L－1)(T、V不变时，eq\x\to(ρ)不变)。(8)混合气体的平均摩尔质量eq\x\to(M)＝eq\f(m,n)＝eq\f(a·MA＋b·MB,a＋b＋p＋q－m－nx)(g·mol－1)。【变式突破】3．（2023济宁·高二期中）聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯，其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸已酯，该反应的化学方程式为：已知：，，；其中、为正、逆反应速率，、为速率常数，x为各组分的物质的量分数。是该反应以物质的量分数表示的化学平衡常数。(1)反应开始时，已醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1投料，测得、、三个温度下乙酸甲酯转化率()随时间(t)的变化关系如下图所示。则___________(用、表示)；在曲线①、②、③中，值最大的曲线是___________；A、B、C、D四点中，最大的是___________，最大的是___________。(2)时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1、1∶2和2∶1进行初始投料。则达到平衡后，初始投料比___________时，乙酸甲酯转化率最大；与按1∶2投料相比，按2∶1投料时化学平衡常数___________(填增大、减小或不变)。【答案】(1)

Kx=

①

A

C(2)2：1

不变【解析】（1）根据，，，反应达到平衡时，v正=v逆，平衡常数==；根据图象，①的速率最快，说明①对应的是最高温度348K，温度升高，平衡时转化率增大，说明正向是吸热的，所以ΔH＞0；k正、k逆是温度的函数，根据平衡移动的规律，k正受温度影响更大，因此温度升高，k正增大的程度大于k逆，因此，k正-k逆值最大的曲线是①；根据v正=k正•x（CH3COOCH3）•x（C6H13OH），v逆=k逆•x（CH3COOC6H13）•x（C6H13OH），A点x（CH3COOCH3）•x（C6H13OH）大，温度高，因此A点v正最大，C点x（CH3COOC6H13）•x（CH3OH）大且温度高，因此C点v逆最大。（2）增大己醇的投入量，可以增大乙酸甲酯转化率，因此，2：1时乙酸甲酯转化率最大，化学平衡常数Kx只与温度有关，因此Kx不变。习题精练1．（2023秋·高二课时练习）已知：X(g)＋2Y(g)⇌3Z(g)ΔH=-akJ·mol-1(a>0)。下列说法不正确的是A．升高反应温度，正、逆反应速率均增大B．达到化学平衡时，X、Y、Z的质量不再发生变化C．达到化学平衡时，反应放出的总热量可达akJD．X和Y充分反应生成Z的物质的量不可能达到3mol2．（2023秋·全国·高二课堂例题）一定温度下，反应物和生成物均为气态的平衡体系，平衡常数表达式为。下列有关该平衡体系的说法不正确的是A．升高温度，该反应的平衡常数的变化无法判断B．该反应逆反应的化学平衡常数为C．该反应的化学方程式为D．增大X的浓度，该反应的平衡常数增大3．（2023秋·高二课时练习）在1000K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K=0.0059。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应A．已达平衡状态B．未达平衡状态，反应正向进行C．未达平衡状态，反应逆向进行D．无法确定4．（2023·全国·高二假期作业）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是

A．B．反应速率：C．点a、b、c对应的平衡常数：D．反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态5．（2023秋·高二课时练习）在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应：A(g)+B(g)⇌2C(g)

ΔH<0。t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程如图。下列说法正确的是A．0～t2时，v正＞v逆B．t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加CC．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数Ⅰ＞ⅡD．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数I＜Ⅱ6．（2023·全国·高二假期作业）可逆反应，某温度下的平衡常数为()，反应热为。保持温度不变，将方程式的书写作如下改变，则和K的相应变化为A．写成，、K均扩大了一倍B．写成，扩大了一倍，K保持不变C．写成，、K变为原来的相反数D．写成，变为原来的相反数，K变为原来的倒数7．（2022秋·黑龙江哈尔滨·高二哈尔滨德强学校校考期末）已知下列反应的平衡常数：①S(s)+O2(g)SO2(g)，K1；②H2(g)+S(s)H2S(g)，K2；则反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数是A．K1－K2 B．K1·K2 C． D．8．（2022秋·高二课时练习）化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：2NO(g)N2(g)+O2(g)

K1=1×10302H2(g)+O2(g)2H2O(g)

K2=2×10812CO2(g)2CO(g)+O2(g)

K3=4×10-92以下说法正确的是A．常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1=c(N2)•c(O2)B．常温下，2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)，此时平衡常数的数值约为5×10-82C．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向由大到小的顺序为H2O＞NO＞CO2D．以上说法都不正确9．（2023秋·高二课时练习）在淀粉­KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I-(aq)(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：t/℃515253550K1100841689533409下列说法正确的是A．反应I2(aq)＋I-(aq)I(aq)的ΔH＞0B．其他条件不变，升高温度，溶液中c(I)减小C．该反应的平衡常数表达式为K=D．25℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于68910．（2022秋·广东广州·高二仲元中学校考期中）一定温度下向容器中加入A发生反应如下：①A→B，②A→C，③。反应体系中A、B、C的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是A．反应①的活化能小于反应②B．该温度下，反应③的平衡常数大于1C．t1时，B的消耗速率小于生成速率D．t2时，11．（2022秋·陕西安康·高二统考期中）已知：(HF)2(g)2HF(g)

＞0，平衡体系的总质量m(总)与总物质的量n(总)之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是A．温度：T1＜T2B．反应速率：v(b)＜v(a)C．平衡常数：K(a)=K(b)＜K(c)D．当时，12．（2023秋·全国·高二随堂练习）某温度下，将和充入密闭的刚性容器中发生反应，该反应的图像如图所示，时刻测定容器内的物质的量为时刻保持等温等容，抽走。下列有关叙述正确的是

A．该温度下的平衡常数B．反应过程中，可以利用气体的总压强保持不变来判断反应是否达到平衡C．时刻，抽取HI的瞬间，v(逆)在图像上的变化应该是点D．时刻，抽取后再次达到平衡，的百分含量减少13．（2022·全国·高二专题练习）目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH＝-49.0kJ/mol。现向体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。(1)若CO2的转化率为40%时，反应放出的热量为kJ；(2)从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝；(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是（填字母）。a．v生成(CH3OH)＝v消耗(CO2)b．混合气体的密度不再改变c．混合气体的平均相对分子质量不再改变

d．CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化(4)下列表示该反应速率最快的是；a．v(H2)＝2mol·L-1·min-1b．v(CO2)＝4.5mol·L-1·min-1c．v(CH3OH)＝3mol·L-1·min-1d．v(H2O)＝0.2mol·L-1·s-1(5)该反应的平衡常数表达式为K=反应的平衡常数K数值为。14．（2021秋·广东茂名·高二校考阶段练习）ⅰ.“嫦娥”五号预计在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：①N2(g)＋2O2(g)=N2O4(g)ΔH＝＋10.7kJ·mol－1②N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－543kJ·mol－1(1)写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：。ⅱ．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(2)该反应的化学平衡常数表达式为K＝。(3)该反应为反应(填“吸热”或“放热”)。(4)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为。(5)若830℃时，向容器中充入1molCO、5molH2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。(6)830℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积。平衡移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。(7)若1200℃时，在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol·L－1、2mol·L－1、4mol·L－1、4mol·L－1，则此时上述反应的平衡移动方向为(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。15．（2023秋·全国·高二随堂练习）丙烯是重要的有机化工原料，丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径，其化学方程式为。回答下列相关问题：(1)已知：I．II．则丙烷脱氢制丙烯反应的为。(2)一定温度下，向的密闭容器中充入发生脱氢反应，经过达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的1.5倍。①丙烯的化学反应速率。②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是(填字母，下同)。A．不变B．与的物质的量之比保持不变C．混合气体的总压强不变D．③欲提高丙烷转化率，采取的措施是。A．降低温度B．升高温度C．加催化剂D．及时分离出④若在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和显气发生脱氢反应，起始越大，丙烷的平衡转化率越大，其原因是。(3)一定温度下，向恒容密闭容器中充入，开始压强为的气体体积分数与反应时间的关系如图所示：

此温度下该反应的平衡常数(用含字母的代数式表示，是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数，平衡分压=总压×气体的体积分数)。参考答案1．D【详解】A．升高反应温度，正、逆反应速率均增大，A正确；B．达到化学平衡时，正、逆反应速率相等，X、Y、Z的质量不再发生变化，B正确；C．若起始量足够，达到化学平衡时，如果消耗1molX，则反应放出的总热量可达akJ，C正确；D．如果X和Y的起始量比较多，X和Y充分反应生成Z的物质的量可能达到3mol，D错误。故选D。2．D【详解】A.由于无法知道该反应是吸热反应还是放热反应，故升高温度化学平衡常数的变化无法判断，故A正确；B.正反应与逆反应的化学平衡常数互为倒数，故B正确；C.根据平衡常数表达式且所有反应物和生成物均为气态可知，该反应的化学方程式为，故C正确；D.改变反应物的浓度对化学平衡常数无影响，故增大X的浓度，该反应的平衡常数不变，故D项错误；答案选D。3．C【详解】此时，可知反应未达平衡状态，且反应向逆反应方向进行。故选C。4．B【详解】A．一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则，故A正确；B．b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度大，则反应速率：，故B错误；C．由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：，故C正确；D．该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确；答案选B。5．B【分析】该反应的正反应是气体分子数不变的放热反应，该容器为恒温体积可变的密闭容器；t2时刻改变条件逆反应速率突然增大，后逆反应速率逐渐减小直至达到新平衡，新平衡状态时逆反应速率与旧平衡状态时的相等，说明t2时刻改变的条件是向密闭容器中加C。【详解】A．由图可知，0~t1逆反应速率逐渐增大，反应正向进行v正＞v逆，t1~t2反应保持平衡状态，v正=v逆，A项错误；B．根据分析，t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加C，B项正确；C．I、Ⅱ两过程达到平衡时反应速率相等，结合反应的特点，达到平衡时A的体积分数I=Ⅱ，C项错误；D．I、Ⅱ两过程达到平衡时温度相同，则平衡常数I=Ⅱ，D项错误；答案选B。6．D【详解】写成，方程式是原来的2倍，则扩大了一倍，K是原来的平方；写成，变为原来的相反数，K变为原来的倒数；故D符合题意。综上所述，答案为D。7．C【详解】①S(s)+O2(g)SO2(g)，K1=；②H2(g)+S(s)H2S(g)，K2；根据盖斯定律，将热化学方程式②-①，整理可得反应：H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)，其化学平衡常数K=；故合理选项是C。8．B【详解】A．常温下，2NO(g)N2(g)+O2(g)反应的平衡常数表达式为K1=，故A错误；B．正逆反应的平衡常数互为倒数，常温下，2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)，此时平衡常数的数值为，故B正确；C．平衡常数越大，放出O2的倾向越大，常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2，故C错误；D．以上说法中B正确，故D错误；选B。9．B【详解】A．温度升高，平衡常数减小，该反应是放热反应，ΔH＜0，Ａ错误；B．升高温度，平衡逆向移动，c()减小，Ｂ正确；C．，C错误；D．平衡常数仅与温度有关，25℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡正向移动，但平衡常数不变，仍然是689，Ｄ错误；故答案选B。10．C【详解】A．由图可知，0-t1时间段，A同时生成B和C，但生成物中B多C少，说明反应①容易发生，活化能较反应②的低，A正确；B．反应③的平衡常数K=c(C)c(B)，由图知，平衡时，C的浓度大于B的浓度，故K>1，B正确；C．t1时，B在减少，C在增加，则B的消耗速率大于生成速率，C错误；D．由A→B，A→C可知其转化均为1:1，t2时，体系中没有A剩余，故c(C)+c(B)=c(A)起始=c0，则c(C)=c0-c(B)，D正确；故选C。11．D【详解】A．由图象可知，b、c两个点的压强相同，T2温度下c点对应的平均摩尔质量大于T1温度下b点对应的平均摩尔质量，即T1到T2，平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应为吸热反应，降低温度，平衡向逆反应方向移动，T2＜T1，故A错误；B．b点对应的温度T1和压强均大于a点对应的温度T2和压强，温度越高、压强越大，反应速率越快，所以反应速率v(b)>v(a)，B错误；C．由于温度T2＜T1，该反应的正反应为吸热反应，温度越高，平衡常数K越大，所以平衡常数K(b)>K(a)=K(c)，C错误；D．当时，即平均相对分子质量为30时，设HF物质的量为xmol，(HF)2的物质的量为ymol，则=30，解得：x:y=1:1，即，D正确；答案选D。12．C【详解】A．时刻测定容器内的物质的量为，则和I2各剩下，该反应前后气体的体积不变，设容器体积为，故该温度下的平衡常数，A错误；B．该反应前后气体总物质的量不变，恒温恒容下，气体的总压强始终不变，B错误；C．时刻，抽取HI的瞬间，生成物的浓度瞬间减小，则v(逆)瞬间减小，则在图像上的变化应该是点，C正确；D．时刻，抽取后，相当于减小压强，减小压强平衡不移动，则再次达到平衡后各物质的百分含量不变，所以平衡后H2的百分含量不变，D错误；故答案选C。13．19.60.225cdd5.3【分析】(1)根据反应放出的热量与反应的物质的物质的量呈正比计算；(2)先计算v(CO2)，然后根据不同物质反应的速率关系计算v(H2)；(3)根据平衡状态的特征判断；(4)都转化为用CO2浓度变化表示反应速率，而且使速率单位相同，然后再进行比较；(5)根据反应平衡常数的含义书写其表达式，将各种物质平衡浓度带入可得其K值。【详解】(1)根据反应方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH＝-49.0kJ/mol可知：每有1mol完全反应，会放出49.0kJ的热量，现向体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，若CO2的转化率为40%时，则反应的CO2的物质的量是0.4mol，反应放出的热量为Q=0.4mol×49.0kJ/mol=19.6kJ；(2)根据图象可知：从反应开始到平衡v(CO2)==0.075mol/(L·min)，根据方程式可知v(H2)=3v(CO2)=0.075mol/(L·min)×3=0.225mol/(L·min)；(3)a．v生成(CH3OH)＝v消耗(CO2)表示的都是反应正向进行，不能据此判断反应是否处于平衡状态，a错误；b．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，反应混合物都是气体，气体的质量不变，因此反应混合气体的密度始终不变，因此不能根据密度不变来判断反应是否处于平衡状态，b错误；c．该反应是反应气体气体的物质的量改变的反应，气体的质量不变，若混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡状态，c正确；d．CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化，说明反应达到了平衡状态，d正确；故答案为cd；(4)a．v(H2)＝2mol·L-1·min-1，则v(CO2)=v(H2)＝mol·L-1·min-1；b．v(CO2)＝4.5mol·L-1·min-1；c．v(CH3OH)＝3mol·L-1·min-1，则v(CO2)=v(CH3OH)＝3mol·L-1·min-1；d．v(H2O)＝0.2mol·L-1·s-1=12mol·L-1·min-1，则v(CO2)=v(H2O)＝12mol·L-1·min-1；可见上述反应中表示该反应速率最快的是v(CO2)=12mol·L-1·min-51，故答案为d；(5)根据化学平衡常数的含义可知反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H