山东省2024年高考化学一轮复习专题6.3化学平衡常数化学反应进行方向考点扫描含解析

PAGEPAGE20化学平衡常数化学反应进行方向【名师预料】化学平衡常数是高考常考内容，经常与化学理论、化工生产、元素化合物学问相结合进行考查，考查平衡常数的表达式的书写及有关计算；还结合外界条件对化学平衡的影响，考查化学平衡常数的影响因素及应用。【学问精讲】一、体系构建二、化学平衡常数及应用1．概念在肯定温度下，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(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)。易错提示：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次幂或eq\f(1,n)次幂。(3)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。(4)关于H2O的浓度问题①稀水溶液中进行的反应，虽然H2O参与反应，但是H2O只作为溶剂，不能代入平衡常数表达式。如NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl的平衡常数表达式为K＝eq\f(c(HCl)·c(NH3·H2O),c(NH4Cl))。②H2O的状态不是液态而是气态时，则须要代入平衡常数表达式。(5)代入平衡常数表达式的是平衡浓度，而不是随意时刻的浓度，更不能将物质的量代入。(6)同一化学反应，可以用不同的化学方程式表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数表达式及相应的平衡常数。因此，要留意运用与化学方程式相对应的平衡常数。3．意义(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更无关。(3)化学平衡常数是指某一详细反应的平衡常数。4．应用(1)推断、比较可逆反应进行的程度一般来说，肯定温度下的一个详细的可逆反应：K值正反应进行的程度平衡时生成物浓度平衡时反应物浓度反应物转化率越大越大越大越小越高越小越小越小越大越低(2)推断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，浓度商Qc＝eq\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))，则将浓度商和平衡常数作比较可推断可逆反应所处的状态。eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Qc<K：反应向正反应方向进行，v正>v逆,Qc＝K：反应处于化学平衡状态，v正＝v逆,Qc>K：反应向逆反应方向进行，v正<v逆))(3)推断可逆反应的热效应eq\a\vs4\al(上升温度)eq\a\vs4\al(K值增大→正反应为吸热反应)eq\a\vs4\al(K值减小→正反应为放热反应)eq\a\vs4\al(降低温度)eq\a\vs4\al(K值增大→正反应为放热反应)eq\a\vs4\al(K值减小→正反应为吸热反应)(4)计算平衡体系中的相关量依据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的浓度、转化率等。三、有关化学平衡的计算——三段式计算模式1．分析三个量：起始量、变更量、平衡量。2．明确三个关系(1)对于同一反应物，起始量－变更量＝平衡量。(2)对于同一生成物，起始量＋变更量＝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．计算方法：三段式法化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为amol/L、bmol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol/L。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始量(mol/L)ab00变更量(mol/L)mxnxpxqx平衡量(mol/L)a－mxb－nxpxqx(1)平衡常数：K＝eq\f((px)p·(qx)q,(a－mx)m·(b－nx)n)。(2)转化率＝eq\f(某反应物转化的量,某反应物起始的量)×100%，如α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%。(3)百分含量：φ(A)＝eq\f(a－mx,(a－mx)＋(b－nx)＋px＋qx)×100%。(4)平衡前后的压强之比：eq\f(p平,p始)＝eq\f((a－mx)＋(b－nx)＋px＋qx,a＋b)。(5)平均摩尔质量：M＝eq\f(a·M(A)＋b·M(B),(a－mx)＋(b－nx)＋px＋qx)g/mol。名师助学：有关化学平衡计算的留意事项(1)留意反应物和生成物的浓度关系反应物：c(平)＝c(始)－c(变)；生成物：c(平)＝c(始)＋c(变)。(2)利用ρ混＝eq\f(m总,V)和Mr＝eq\f(m总,n总)计算时要留意m总应为气体的总质量，V应为反应容器的体积，n总应为气体的总物质的量。(3)起始浓度、平衡浓度不肯定符合化学计量数之比，但物质之间是按化学计量数之比反应和生成的，故各物质的浓度变更之比肯定等于化学计量数之比，这是计算的关键。(4)凡是气体的压强变更、密度变更均必需转化为物质的量的变更或气体的体积变更才能进行相关计算。四、化学反应进行的方向1．自发过程(1)含义在肯定条件下，不须要借助外力作用就能自动进行的过程。(2)特点①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。2．自发反应在肯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。3．推断化学反应方向的依据(1)焓变与反应方向探讨表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。(2)熵变与反应方向①探讨表明，除了热效应外，确定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。②熵和熵变的含义a．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)。b．熵变的含义熵变是反应前后体系熵的变更，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。(3)综合推断反应方向的依据①ΔH－TΔS<0，反应能自发进行。②ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态。③ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。【典题精练】考点1、考查化学平衡常数及影响因素例1．某温度下2L密闭容器中3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如表所示，下列说法正确的是()A.该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝eq\f(c2（X）·c（Y）,c3（W）)B．其他条件不变，上升温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH<0C．其他条件不变，运用催化剂，正、逆反应速率和平衡常数均增大，平衡不移动D．其他条件不变，当密闭容器中混合气体密度不变时，表明反应已达到平衡解析：该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝eq\f(c3（W）,c2（X）·c（Y）)，A错误；上升温度，若W的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则此反应ΔH<0，B正确；运用催化剂，平衡常数不变，C错误；混合气体密度始终不变，不能说明反应已达到平衡，D错误。答案：B易错提示：(1)催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会变更平衡常数的大小。(2)一般K>105时，认为该反应基本进行完全；K<10－5时，一般认为该反应很难进行；而K在10－5～105反应被认为是典型的可逆反应。考点2、考查化学平衡常数的应用例2．肯定温度下，在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)下列说法正确的是()A．该反应的正反应为吸热反应B．达到平衡时，容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小C．容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长D．若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH0.15mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol，则反应将向正反应方向进行解析：A．依据表格中数据，容器Ⅰ和容器Ⅲ中起始物质的量都是0.20mol，温度在387℃时，达到平衡时CH3OCH3的物质的量为0.080mol，而温度在207℃时，达到平衡时CH3OCH3的物质的量为0.090mol，说明该反应的正反应为放热反应，A选项错误。B.由于该反应是一个反应前后气体体积相等的反应，因此容器Ⅰ和容器Ⅱ的平衡为等效平衡，故CH3OH的体积分数一样大，B选项错误。C.容器Ⅰ的温度高，反应速率快，达到平衡所用的时间短，C选项错误。D.容器Ⅰ中的K＝eq\f(0.0802,0.0402)＝4，而此时的Qc＝eq\f(0.15×0.10,0.152)≈0.67，因此Qc<K，则反应将向正反应方向进行，D选项正确。答案：D考点3、考查化学平衡常数的计算例3．工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH>0，在肯定条件下，向体积为1L的密闭容器中充入1molCH4(g)和1molH2O(g)，测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间变更曲线如图所示，下列说法正确的是()A．达到平衡时，CH4(g)的转化率为75%B．0～10min内，v(CO)＝0.075mol·L－1·min－1C．该反应的化学平衡常数K＝0.1875D．当CH4(g)的消耗速率与H2(g)的消耗速率相等时，反应到达平衡解析：由图可知，10min时反应到达平衡，平衡时水蒸气、氢气的浓度均为0.75mol·L－1，则：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)起先(mol·L－1):1100转化(mol·L－1):0.250.250.250.75平衡(mol·L－1):0.750.750.250.75平衡时甲烷转化率＝eq\f(0.25mol·L－1,1mol·L－1)×100%＝25%，故A项错误；0～10min内，v(CO)＝eq\f(0.25mol·L－1,10min)＝0.025mol·L－1·min－1，故B项错误；平衡常数K＝eq\f(c（CO）×c3（（H2）,c（CH4）×c（H2O）)＝eq\f(0.25×0.753,0.75×0.75)＝0.1875，故C项正确；同一物质的消耗速率与其生成速率相等时，反应到达平衡，由方程式可知当CH4(g)的消耗速率与H2(g)的消耗速率为1∶3时，反应到达平衡，故D项错误。答案：C反思归纳：有关化学平衡计算的“3”点说明(1)有关化学平衡的常见计算是化学平衡常数、物质的平衡浓度和平衡转化率之间的相关计算。(2)在进行有关化学平衡的“三段式”计算时，要留意各物质的起始量、转化量和平衡量三者单位的统一。(3)凡是气体的压强变更、密度变更均必需转化为物质的量的变更或气体的体积变更才能进行相关计算。考点4、考查另类平衡常数的计算例4.肯定量的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，缘由是_________________________________________。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(（0.8－0.6）mol,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(（0.5p）2,0.5p)＝0.5p。答案:(1)25%(2)0.5p不Qp＝Kp方法技巧：1.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。2.计算技巧：第一步，依据“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；其次步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数；第三步，依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，依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5、考查化学反应进行方向的推断例5．下列说法不正确的是()A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应B．在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大C．一个反应能否自发进行取决于反应放热还是吸热D．一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关解析：本题考查焓变与熵变对反应方向的共同影响。焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是唯一因素，焓值减小有利于反应自发进行，即多数的自发反应都是放热反应，A选项正确；熵是描述体系混乱度的物理量，熵值越大，体系混乱度越大，在同一条件下，不同物质的熵值不同，B选项正确；试验证明大多数自发进行的反应是放热反应，也有一些吸热反应能自发进行，如NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)=CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋37.70kJ/mol，C选项错误；焓变与熵变对反应方向有着共同影响，焓减小有利于反应自发进行，熵增大有利于反应自发进行，D选项正确。答案：C易错提示：1．反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响，复合判据ΔH－TΔS<0的反应不肯定能够实际发生，只是指出了在该条件下化学反应自发进行的趋势，还要考虑化学反应的快慢问题。2．焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响ΔHΔSΔH－TΔS反应状况－＋恒久是负值在任何温度下过程均自发进行＋－恒久是正值在任何温度下过程均非自发进行＋＋低温为正高温为负低温时非自发，高温时自发－－低温为负高温为正低温时自发，高温时非自发【名校新题】1．（2024·河南高三开学考试）水煤气的主要成分为CO和H2，工业上常利用CH4和H2O来制备水煤气，原理为CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H>0。对于该反应的下列推断正确的是（）A．△S<0 B．在热力学上趋势很大C．任何温度下均能自发进行 D．在ΔG<0时能自发进行【答案】D【解析】A.该反应为气体物质的量增大的熵增反应，A项错误；B.该反应为吸热反应，在热力学上趋势不大，B项错误；C.该反应的△H＞0，△S＞0，所以在高温下才能自发进行，C项错误，D.依据△G=△H-T△S，在△G<0时反应能自发进行，D项正确。故选D。2．（2024·云南元江哈尼族彝族傣族自治县民族中学高三开学考试）下列反应在常温下均为非自发反应，在高温下仍为非自发反应的是A．Ag2O(s)===2Ag(s)＋O2(g)B．Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g)C．N2O4(g)===2NO2(g)D．6C(s)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)【答案】D【解析】A.Ag2O(s)===2Ag(s)＋O2(g)反应的△H＞0、△S＞0，高温下△H-T△S＜0，反应能自发进行，故A错误；B.Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g)反应的△H＞0、△S＞0，高温下△H-T△S＜0，反应能自发进行，故B错误；C.N2O4(g)===2NO2(g)反应的△H＜0、△S＞0，任何状况下△H-T△S＜0，反应均能自发进行，故C错误；D.6C(s)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)反应的△H＜0、△S＜0，高温下△H-T△S＞0，反应不能自发进行，故D正确；答案选D。3．（2024·陕西高考模拟）下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是（）A．1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）]B．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行C．2KClO3（s）＝2KCl（s）+3CO2（g）△H＞0能否自发进行与温度有关D．常温下，反应C（s）+CO2（g）＝2CO（g）不能自发进行，则该反应的△H＞0【答案】B【解析】A、物质聚集状态不同熵值不同，气体S＞液体S＞固体S，1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）]，故A说法正确；B、反应的自发性由焓变和熵变共同确定，当△G＝△H﹣T△S＜0时反应能自发进行，△G＞0时反应不能自发进行。焓变小于零的反应为放热反应，△H＜0，若△S＜0，高温下可以使△G＞0，反应不能自发进行；焓变大于零的反应为吸热反应，△H＞0，若△S＞0，高温下可以使△G＜0，反应可自发进行，故B说法错误；C、△H＞0、△S＞0，则在高温下△H﹣T△S＜0可以成立，反应可自发进行，故反应能否自发进行与温度有关，故C说法正确；D、常温下，反应C（s）+CO2（g）＝2CO（g）反应不能自发进行，则△H﹣T△S＞0，因为△S＞0的反应，则△H＞0，故D说法正确。4．（2024·阜新市海州高级中学高三月考）已知气体分子总数增多的反应肯定是熵增大的反应。肯定条件下，下列反应不能自发进行的是(

)A．2O3(g)=3O2(g)ΔH<0B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)ΔH>0C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH<0D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH>0【答案】B【解析】A．△H＜0，△S＞0，依据△G=△H-T·△S可知，任何温度下都能满意△H-T·△S＜0，反应可自发进行，故A能自发；B．△H＞0，△S＜0，任何温度下都满意△G=△H-T·△S＞0，反应不能自发进行，故B不能自发进行；C．△H＜0，△S＜0，在较低温度下，可满意△H-T·△S＜0，反应可自发进行，故C在较低温度下能自发；D．△H＞0，△S＞0，在较高温度下，可满意△H-T·△S＜0，反应可自发进行，故D在较高温度下能自发。答案选B。5．（2024·上海市鲁迅中学高三单元测试）只变更一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是A．K值不变，平衡可能移动 B．K值变更，平衡肯定移动C．平衡移动，K值可能不变 D．平衡移动，K值肯定变更【答案】D【解析】A、平衡常数只与温度有关系，温度不变平衡也可能发生移动，则K值不变，平衡可能移动，A正确；B、K值变更，说明反应的温度肯定发生了变更，因此平衡肯定移动，B正确；C、平衡移动，温度可能不变，因此K值可能不变，C正确；D、平衡移动，温度可能不变，因此K值不肯定变更，D不正确，答案选D。6．（2024·河南高三开学考试）热还原法制备MgO材料的原理为MgSO4（s）+CO（g）MgO（s）+SO2（g）+CO2（g）△H>0，T℃时，在一恒容密闭容器中加入肯定量的MgSO4（s）和CO（g），一段时间后达到平衡状态。下列说法正确的是（）A．活化能：E正>E逆B．其他条件不变，加入催化剂，△H减小C．其他条件不变，降低温度，化学平衡常数增大D．其他条件不变，向容器中通入Ar（g），平衡逆向移动【答案】A【解析】A.该反应为吸热反应，正反应的活化能大于逆反应的活化能，A项正确；B.催化剂不变更反应的ΔH，B项错误；C.其他条件不变，降低温度，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，C项错误；D.其他条件不变，向容器中通入Ar（g），由于容器体积不变，所以各物质浓度都不变，平衡不移动，D项错误。故选A。7．（2024·重庆高三开学考试）N2O5是一种新型硝化剂，在肯定温度下可发生如下反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH＞0。T1温度时，向密闭容器中通入N2O5气体，部分试验数据见下表，下列说法正确的是时间/s050010001500c(N2O5)/mol·L－15.003.502.502.50A．500s内NO2的生成速率为3.00×10－3mol·L－1·s－1B．T1温度下该反应平衡时N2O5的转化率为50%C．达平衡后其他条件不变，将容器体积压缩到原来的，c(N2O5)<5.00mol·L－1D．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，则K1<K2【答案】B【解析】A.500s内N2O5分解速率为=3.00×10－3mol·L－1·s－1，因同一反应中，各物质表示的化学反应速率之比等于参与反应的化学计量数之比，则NO2的生成速率==6.00×10－3mol·L－1·s－1，A项错误；B.依据表格数据可知，反应达到平衡N2O5的物质的量浓度为2.50mol/L，故其转化率为=50%，B项正确；C.体积压缩到原来的1/2，假设平衡不移动，N2O5的浓度为5mol·L－1，压强增大，平衡向逆反应方向移动，N2O5浓度增大，即大于5mol·L－1，C项错误；D.此反应是吸热反应，降低温度，平衡向逆反应方向移动，即K1>K2，D项错误；答案选B。8．（2024·天津高考模拟）在3种不同条件下，分别向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：。相关条件和数据见下表：试验编号试验Ⅰ试验Ⅱ试验Ⅲ反应温度/℃700700750达平衡时间/min40530n(D)平衡/mol1.51.51化学平衡常数K1K2K3下列说法正确的是（）A．试验Ⅲ达平衡后，恒温下再向容器中通入1molA和1molD，平衡不移动B．上升温度能加快反应速率的原理是降低了活化能，使活化分子百分数提高C．试验Ⅲ达平衡后容器内的压强是试验Ⅰ的0.9倍D．K3>K2>K1【答案】A【解析】A．容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：2A(g)+B(g)⇌2D(g)，试验III中，平衡时n(D)=1mol，则n(A)=1mol，n(B)=0.5mol，因此c(D)=0.5mol/L，c(A)=0.5mol/L，c(B)=0.25mol/L，750℃的平衡常数K===4，温度不变，则平衡常数不变，试验Ⅲ达平衡后，恒温下再向容器中通入1molA和1molD，则此时容器中c(A)=1mol/L，c(B)=0.25mol/L，c(D)=1mol/L，此时浓度商QC==4=K，则平衡不发生移动，故A正确；B．上升温度不能降低反应的活化能，但能使部分非活化分子汲取热量而变为活化分子，即增大了活化分子百分数，增大活化分子的有效碰撞机会，化学反应速率加快，故B错误；C．依据志向气体状态方程PV=nRT可知，在相同体积的容器中，PIII：PI=nIIITIII:nITI。反应起始时向容器中充入2molA和1molB，试验III达平衡时，n(D)=1mol，依据反应方程式，则平衡时n(A)=1mol，n(B)=0.5mol。试验I达平衡时，n(D)=1.5mol，依据反应方程式，n(A)=0.5mol，n(B)=0.25mol，则试验III达平衡后容器内的压强与试验I达平衡后容器内的压强之比=≠0.9，故C错误；D．反应为2A(g)+B(g)⇌2D(g)，比较试验I和III，温度上升，平衡时D的量削减，化学平衡向逆反应方向移动，则K3＜K1，温度相同，平衡常数相同，则K1=K2，综上，则平衡常数的关系为：K3＜K2=K1，故D错误；答案选A。9．（2024·北京高考模拟）乙烯气相干脆水合反应制备乙醇：C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变更关系如下（起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1mol，容器体积为1L）。下列分析不正确的是A．乙烯气相干脆水合反应的∆H＜0B．图中压强的大小关系为：p1＞p2＞p3C．图中a点对应的平衡常数K＝D．达到平衡状态a、b所须要的时间：a＞b【答案】B【解析】依据图像分析，在同一个压强下，随着温度的上升，乙烯平衡转化率降低，不利于平衡向正反应方向进行，可知该反应正方向为放热反应；依据C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)可知，该反应是气体分子数减小的体系，再结合平衡常数表达式及压强与温度对速率与平衡的影响作答。A.依据上述分析可知，乙烯气相干脆水合反应为放热反应，即∆H＜0，A项正确；B.由方程式C2H4(g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)可知该反应的正反应是气体分子数减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是：p1<p2<p3<p4，B项错误；C.依据图示可知，起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1mol，容器体积为1L，a点乙烯的平衡转化率为20%，则转化的乙烯的物质的量浓度为0.2mol/L，则:C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)起先(mol/L)110转化(mol/L)0.20.20.2平衡(mol/L)0.80.80.2所以K==，C项正确；D.增大压强，化学反应速率会加快，则反应达到平衡的时间会缩短，由上述分析可知，p2<p3，因此达到平衡状态a、b所须要的时间：a＞b，D项正确；答案选B。10．（2024·天津静海一中高三期末）CO和H2在肯定条件下合成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH。现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1molCO和2molH2的混合气体，控温，进行试验，测得相关数据如下图1和图2。下列叙述不正确的是A．该反应的ΔH<0B．在500℃条件下达平衡时CO的转化率为60%C．平衡常数K1(3000C)＜K2(5000C)D．图2中达化学平衡的点为c、d、e【答案】C【解析】依据图1，随着温度上升，甲醇的物质的量减小，依据勒夏特列原理，该反应为放热反应，依据图2，当反应达到平衡时，甲醇的物质的量最大，依据化学平衡移动的定义，推出c、d、e达到平衡；A、依据图1，300℃时，甲醇物质的量为0.8mol，500℃时甲醇物质的量为0.6mol，上升温度，向正反应方向移动，依据勒夏特列原理，该反应为放热反应，即△H<0，故A说法正确；B、500℃时甲醇的物质的量为0.6mol，则消耗CO的物质的量为0.6mol，即CO的转化率为0.6mol/1mol×100%=60%，故B说法正确；C、化学平衡常数只受温度的影响，该反应为放热反应，上升温度，平衡向逆反应方向进行，即化学平衡常数减小，即K1(300℃)>K2(500℃)，故C说法错误；D、a到c反应向正反应方向进行，还没有达到平衡，当达到平衡时，甲醇的物质的量最多，即c、d、e为化学平衡点，故D说法正确；11．（2024·辽宁高考模拟）温度为T℃时，向VL的密闭容器中充入肯定量的A和B，发生的反应为A(g)＋B(g)C(s)＋xD(g)ΔH＞0，容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变更如表所示。下列说法不正确的是A．前10min的平均反应速率v(D)＝0.3mol·L－1·min－1B．该反应的平衡常数表达式为K＝c(C)c2(D)/[c(A)c(B)]C．若达到平衡时保持温度不变，压缩容器体积，平衡不移动D．反应至15min时，变更的条件可以是降低温度【答案】B【解析】A．由表格数据可知，10min时到达平衡，平衡时D的浓度变更量为3mol/L，故v(D)=3/10=0.3mol/(L·min)；A正确；B．由表格数据可知，平衡时A、D的浓度变更量分别为1.5mol/L、3mol/L，故1：x=1.5:3，所以x=2；可逆反应A(g)＋B(g)C(s)＋2D(g)的平衡常数表达式K＝，B错误；C.可逆反应A(g)＋B(g)C(s)＋2D(g)，反应前后气体体积不发生变更，因此若达到平衡时保持温度不变，压缩容器体积，平衡不移动，C正确；D.由表格数据可知，变更条件瞬间，反应混合物的浓度不变，后来浓度增大，平衡向逆反应移动，该反应正反应为吸热反应，故变更条件应是降低温度，故D正确；正确选项B。12．（2024·山西大同一中高三开学考试）在恒温、恒容条件下发生下列反应：2X2O5(g)4XO2(g)+O2(g)△H>0，T温度下的部分试验数据为：t/s050100150c(X2O5)mol/L4.002.502.002.00下列说法错误的是A．T温度下的平衡数为K=64(mol/L)3，100s时转化率为50%B．50s内X2O5分解速率为0.03mol/(L•s)C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，则Kl>K2D．若只将恒容改为恒压，其它条件都不变，则平衡时X2O5的转化率和平衡常数都不变【答案】D【解析】A．由表中数据可知，100s时处于平衡状态，平衡时c(X2O5)=2mol/L，则：

2X2O5(g)═4XO2(g)+O2(g)起始浓度(mol/L)：4

0

0变更浓度(mol/L)：2

4

1平衡浓度(mol/L)：2

4

1T温度下平衡常数K===64(mol/L)3，100s时转化率为×100%=50%，故A正确；B.50s内X2O5浓度变更量为(4-2.5)mol/L=1.5mol/L，50s内X2O5分解速率==0.03mol/(L·s)，故B正确；C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若温度T1＞T2，正反应为吸热反应，上升温度平衡正向移动，平衡常数增大，则K1＞K2，故C正确；D．恒容条件下，随反应进行容器内压强增大，若只将恒容改为恒压，其它条件都不变，等效为在原平衡基础上减小压强，平衡正向移动，平衡时X2O5的转化率增大，平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，故D错误；故选D。19．（2024·山东高考模拟）甲醇是重要的化工原料，在有机合成中具有广泛应用。I．(1)用甲醇制取甲胺的反应为△H已知该反应中相关化学键的键能数据如下：共价键C―OH―ON―HC―N键能／kJ·mol-1351463393293则该反应的△H=__________kJ·mol-1Ⅱ．肯定条件下，将2molCO和6molH2通入2L密闭容器中发生如下反应主反应：△H<0Ⅰ副反应：△H<0Ⅱ反应到tmin时，达到平衡状态。平衡时CH3OH的体积分数φ(CH3OH)如图所示：(2)图中a___b(填“大于”或“小于”)。图中Y轴表示温度，其理由是__________(3)若反应II的平衡常数K值变小．则下列说法中正确的是___________(填序号)。A．平衡均向正反应方向移动B．平衡移动的缘由是上升了温度C．达到新平衡后，φ(CH3OH)减小D．容器中φ(CH3OCH3)增大(4)平衡时，M点CH3OH的体积分数为12.5％，c(CH3OCH3)=0.1mol·L-1，则此时CO的转化率为________；用H2表示I的反应速率为______mol·L-1·min-1。反应Ⅱ的平衡常数K=___________(用分数表示)【答案】(1)-12(2)小于随着Y值的增加，CH3OH的体积分数φ（CH3OH）减小，平衡逆向移动，故Y表示温度(3)BC(4)56%【解析】I．(1)设C-H的键能为x，反应CH3OH(g)+NH3(g)═CH3NH2(g)+H2O(g)的△H=反应物总键能-生成物总键能=(3x+351+463+393×3-3x-293-393×2-463×2)kJ/mol=-12kJ/mol，故答案为：-12；Ⅱ．(2)依据图示信息：X轴上a点的数值比b点小，随着Y值的增加，CH3OH的体积分数φ(CH3OH)减小，平衡逆向移动，故Y表示温度，故答案为：小于；随着Y值的增加，CH3OH的体积分数φ(CH3OH)减小，平衡逆向移动，故Y表示温度；(3)反应II为放热反应，若反应II的平衡常数K值变小，说明平衡逆向移动，温度上升。A．反应II为放热反应，若反应II的平衡常数K值变小，说明平衡逆向移动，故A错误；B．平衡常数只与温度有关，反应II为放热反应，若反应II的平衡常数K值变小，说明平衡逆向移动，故B正确；C．温度上升，CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H<0，平衡逆向