《高考备考指南 化学 》课件-第三节　化学平衡常数　化学反应进行的方向

第三节化学平衡常数化学反应进行的方向(本节对应系统复习P197)栏目导航01必备知识关键能力03真题体验领悟高考02研解素养悟法猎技04配套训练必备知识关键能力1K浓度幂之积1.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___________与反应物___________的比值是一个常数，用符号____表示。

浓度幂之积2.表达式对于反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)，K＝____________(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)的平衡常数表达式为___________；(2)Fe3+(aq)+3H2O(l)⇌Fe(OH)3(s)+3H+(aq)的平衡常数表达式为_________。

（1）不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀溶液中水的浓度写进平衡常数的表达式中。（2）非水溶液中发生的反应，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数的表达式中。3.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_________影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

(3)化学平衡常数是指某一具体反应在某温度下的平衡常数。(4)根据相同温度计算平衡体系中的相关“量”时，同一反应的K不变，计算反应物或生成物的浓度、转化率等。温度

（1）对于A（g）+B（g）⇌C（g）类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，又加入一定量的A，则平衡向正反应方向移动，α（B）增大而α（A）减小。（2）对于aA（g）⇌bB（g）类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，又加入一定量的A，相当于增大压强。易错辨析判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度(

)(2)一个可逆反应的正反应K正与逆反应K逆相等(

)(3)其他条件不变，反应Fe2O3+3CO⇌2Fe+3CO2达到平衡后再向容器中加入一定量CO，重新达到平衡时CO的百分含量增大(

)(4)N2+3H2⇌2NH3，当平衡向右移动时，N2的转化率一定增大(

)(5)化学平衡发生移动，平衡常数一定改变(

)(6)对于反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)，升高温度，K值减小，则ΔH＜0(

)(7)平衡常数大的可逆反应的反应物的转化率一定大(

)×√

×

×

×

×

×

突破一

平衡常数及其影响因素1.(2023·广东联考)某温度下，向VL恒容密闭容器中通入4molX(g)，发生反应：①2X(g)===Y(g)+4Z(g)，②2Z(g)⇌M(g)。反应体系中X、Y、Z的物质的量随时间t变化的曲线如图所示。下列说法错误的是(

)

D

D

【解析】由题意可知该技术为清洁的新型燃烧技术，则反应①应为主反应，反应②中生成有毒气体二氧化硫，A错误；平衡常数只受温度影响，温度不变K不变，因此改变体积K不变，B错误；硫酸钙为固体，增加固体物质的量，对平衡无影响，C错误；由盖斯定律可知，3CO(g)+CaO(s)+SO2(g)⇌CaS(s)+3CO2(g)可由4×①－②得到，ΔH＝4ΔH1－ΔH2＝－399.7

kJ·mol－1，D正确。

吸热

0.5

4

(3)在(T+100)℃时的某时刻CO2的物质的量为2.0mol，则此时v(正)________v(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)，该温度下反应达到平衡时，CO2的转化率为________。＞

40%

（3）判断可逆反应的热效应。（4）计算平衡体系中的相关“量”。4.(2022·广东广州执信中学月考)在一定温度下，将气体A和气体B各0.16mol充入2L恒容密闭容器中，发生反应的方程式为A(g)+B(g)⇌2C(g)，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表所示：t/min2468n(B)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的是(

)A.反应6min时刚好达到平衡状态B.其他条件不变，升高温度，反应达到新平衡前v(逆)＞v(正)C.其他条件不变，向平衡体系中再充入0.32mol气体C，达到平衡时，n(C)＝0.24molD.其他条件不变，向容器中通入A、B、C各0.1mol气体，反应逆向进行C【解析】由表格中数据可知反应6~8

min时B的物质的量保持不变即已达到平衡状态，但不能确定6

min时是否刚好达到平衡状态，A错误；该反应A(g)+B(g)⇌2C(g)正反应不确定是吸热还是放热反应，故其他条件不变，升高温度，平衡移动方向未知，反应达到新平衡前v(逆)与v(正)大小关系不确定，B错误；其他条件不变，向平衡体系中再充入0.32

mol气体C与题干中达到的平衡为等效平衡，由表中数据列三段式可得：

A(g)+B(g)⇌2C(g)起始量/mol

0.16

0.16

0转化量/mol

0.06

0.06

0.12平衡量/mol

0.10

0.10

0.12

a、c

大于

小于tm时生成物浓度较低

6.(2022·广东珠海摸底测试，节选)(1)在体积恒定的密闭容器中进行反应CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)

ΔH2，其化学平衡常数K和温度T的关系见下表：T/℃70080083010001200K1.71.11.00.60.4在某温度T(700℃＜T＜1200℃)时做下列实验：A.使纯H2缓慢地通过过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250B.在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192根据上述表格数据和实验结果判断：①还原CoO(s)为Co(s)的倾向性：CO________H2(填“大于”或“小于”)。

②此实验温度T____830℃(填“＞”“＜”或“＝”)。

大于

＜

(2)在容积为1L的密闭容器中进行反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)

ΔH＜0，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。①在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是________℃。

②利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下，反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的平衡常数：__________(计算出数值)。

270

4

1.自发反应(1)含义：在温度和压强一定的条件下，无须借助外力就能自发进行的反应称为自发反应。(2)特点：①体系趋向于从______状态转变为______状态(体系对外部______或______热量)。

②在密闭条件下，体系有从______转变为______的倾向性(无序体系更加稳定)。

无序有序释放做功低能高能2.判断化学反应方向的依据【答案】降低＜

＞

＞

＞

一定能一定不能低温

高温（1）熵：衡量体系混乱程度的物理量，符号为S，单位为J·mol-1·K-1。（2）对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。（3）复合判据计算时要注意单位换算。易错辨析判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)能自发进行的反应一定能实际发生(

)(2)高温高压下使石墨转化为金刚石的过程是自发过程(

)(3)2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0(

)(4)凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的(

)(5)ΔH＜0，ΔS＞0的反应一定是自发反应(

)(6)高温下，若反应MgCl2(l)⇌Mg(l)+Cl2(g)能自发进行，则其ΔH＜0，ΔS＞0(

)

×√×

×

×

×

突破一

焓变、熵变与自发反应1.下列说法正确的是(

)A.具有自发性的反应一定容易发生B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变C.放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行D.A(g)+2B(g)⇌D(s)+mE(？)ΔH＞0在某温度下能自发进行，则E是气体且m＞3。D2.下列反应中，在高温下不能自发进行的是(

)A.2CO(g)===2C(s)+O2(g)B.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)C.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)D.MgCO3(s)===MgO(s)+CO2(g)A突破二

复合判据的理解与应用3.(2023·辽宁锦州统考)工业上用Na2CO3固体作固硫剂，氢气还原辉钼矿(MoS2)获得钼(Mo)的反应原理为：MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)⇌Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)

ΔH。在恒容密闭容器中进行该反应，平衡时气体浓度和正逆反应平衡常数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是(

)A.该反应在低温下可以自发进行B.粉碎矿物和增大压强都能提高辉钼矿的平衡转化率C.结合图1分析推测图2中T1温度为130℃D.若图1中A点对应温度下体系总压强为10MPa，则H2O(g)的分压为5MPaC

研解素养悟法猎技21.化工生产适宜条件选择的一般原则条件原则从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢从化学平衡移动分析既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性从原料的利用率分析①增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本；②循环操作从实际生产能力分析如设备承受高温、高压的能力等从催化剂的使用活性分析注意催化剂的活性对温度的限制2.控制反应条件的基本措施(1)控制化学反应速率：通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的比表面积以及使用催化剂等途径来调控反应速率。(2)提高转化率：通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等来改变可逆反应的限度，从而提高转化率。3.工业合成氨的原理及条件选择(1)反应原理：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。(2)(3)从反应快慢和反应限度两个角度选择反应条件。(4)综合考虑，选择适宜的生产条件，如下表：温度400~500℃压强10~30MPa投料比催化剂以铁触媒作催化剂提高原料的转化率采用循环操作提高原料利用率

氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，目前工业上用氢气和氨气直接合成氨。(1)固氮一直是科学家致力研究的重要课题，有关热力学数据如下：反应大气固氮N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)工业固氮N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)温度/℃25200025350400450平衡常数K3.84×10－310.15×1081.8470.5040.152常温下，大气固氮的倾向________工业固氮(填“大于”或“小于”)。小于(2)N2(g)与H2(g)反应的能量变化如图所示，则N2(g)与H2(g)反应制备NH3(l)的热化学方程式为____________________________________。

N2(g)+3H2(g)

⇌2NH3(l)ΔH＝－132kJ·mol－1(3)T

℃时，向2L恒容密闭容器中加入1.2molN2和2molH2模拟一定条件下工业固氮[N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)]，体系中n(NH3)随时间变化的情况如图所示：①前2min内的平均反应速率v(NH3)＝______mol·L－1·min－1；

0.1125②有关工业固氮的说法正确的是________(选填序号)。A.使用催化剂可提高反应物的转化率B.循环使用N2、H2可提高NH3的产率C.温度控制在500℃左右有利于反应向正方向进行D.增大压强有利于加快反应速率，所以压强越大越好③T

℃时，该反应的平衡常数为________。B6.25(4)研究表明某些过渡金属催化剂可以加速氨气的分解，某温度下，用等质量的不同金属分别催化等浓度的氨气，测得氨气分解的初始速率(单位：mmol·min－1)与催化剂的对应关系如下表所示：催化剂FePdRuRhPtNi初始速率0.51.87.94.02.23.0在不同催化剂的催化作用下，氨气分解反应中的活化能最大的催化剂是________(填化学式)。Fe【解析】(1)根据表格数据可知：在相同温度下，大气固氮平衡常数远小于工业固氮，化学平衡常数越大，说明反应正向进行的程度越大，因此常温下大气固氮的倾向小于工业固氮。(2)根据图示可知反应物总能量比生成物总能量高，因此该反应为放热反应，0.5

mol

N2完全反应变为NH3(l)时放出的热量Q＝300

kJ+20

kJ－254

kJ＝66

kJ，故该反应的热化学方程式可表示为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(l)

ΔH＝－132

kJ·mol－1。(3)①在前2

min内NH3的物质的量增加了0.45

mol，反应容器为2

L，则根据v＝Δc/t可得，用NH3表示的反应速率v(NH3)＝0.112

5

mol·L－1·min－1；②使用催化剂对正、逆反应速率的影响相同，平衡不发生移动，因此不能提高反应物的转化率，A错误；循环使用N2、H2可使更多的反应物变为生成物，因此能够提高NH3的产率，B正确；该反应的正反应是放热反应，温度降低时平衡正向移动有利于反应向正方向进行，温度控制在500

℃左右，是因为在该温度下催化剂的活性最大，反应速率较大，C错误；该反应的正反应是气体体积减小的反应，从理论上讲增大压强有利于加大反应速率，提高物质平衡转化率，但压强越大，对设备的材料承受的压力要求也越高，所以不是压强越大就越好，D错误。(4)物质发生反应时的活化能越大，反应进行的化学速率就越小。根据表格数据可知：以Fe作催化剂时反应速率最小，则氨分解反应的活化能最大，故在不同催化剂的催化作用下，氨气分解反应的活化能最大的催化剂是Fe。1.(2023·广东高州中学模拟)正戊烷异构化为异戊烷是油品升级的一项重要技术。在合适的催化剂和一定压强下，正戊烷的平衡转化率(α)随温度变化的关系如图所示。名称熔点/℃沸点/℃燃烧热ΔH/(kJ·mol－1)正戊烷－13036－3506.1异戊烷－159.427.8－3504.1下列说法不正确的是(

)A.25℃，101kPa时，正戊烷异构化成异戊烷的热化学反应方程式为CH3(CH2)3CH3(l)===(CH3)2CHCH2CH3(l)

ΔH＝－2.0kJ·mol－1B.28~36℃时，随温度升高，正戊烷的平衡转化率增大，原因是异戊烷气化离开体系，产物浓度降低，平衡正向移动C.36~150℃时，随温度升高，正戊烷异构化反应的平衡常数增大D.150℃时，体系压强从100kPa升高到500kPa，正戊烷的平衡转化率基本不变C2.(2022·辽宁卷，节选)工业合成氨反应为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)

ΔH＝－92.4kJ·mol－1。(1)______温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率，______温有利于提高平衡转化率，综合考虑催化剂(铁触媒)的活性等因素，工业上常采用400~500℃。

高

低(2)针对反应速率与平衡产率之间的矛盾，我国科学家提出了以下两种解决方案。①方案一：双温－双控－双催化剂。使用Fe-TiO2－xHy双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，Fe的温度为547℃，而TiO2－xHy的温度为415℃)。下列说法正确的是________。a.氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率b.N≡N在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率c.“热Fe”高于体系温度，有利于提高氨的平衡产率d.“冷Ti”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率ab

②方案二：M-LiH复合催化剂。下列说法正确的是________。a.300℃时，复合催化剂比单一催化剂效率更高b.同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率c.温度越高，复合催化剂活性一定越高a

图1图2(1)图中压强由小到大的顺序为___________，判断的依据是___________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)进料组成中含有惰性气体Ar的图是______。

(3)图1中，当p2＝20MPa、x(NH3)＝0.2时，氮气的转化率α＝______。该温度时，反应0.5N2(g)+1.5H2⇌NH3(g)的平衡常数Kp______(MPa)－1(化为最简式)。

p1＜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物质的量分数越大图233.33%

【解析】(1)合成氨反应是气体分子数目减少的反应，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的物质的量分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达到平衡时氨的物质的量分数p1＜p2＜p3，因此，图中压强由小到大的顺序为p1＜p2＜p3。(2)对比图1和图2中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图2中反应平衡时氨的物质的量分数较小。在恒压下充入惰性气体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，充入惰性气体Ar不利于合成氨，表示进料组成中含有惰性气体Ar的图是图2。

(2)已知反应Cl2(g)+I2(g)===2ICl(g)在某温度下的平衡常数K＝250，反应2ICl(g)===Cl2(g)+I2(g)的正反应速率v正＝k正c2(ICl)，逆反应速率v逆＝k逆c(Cl2)·c(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则该温度下k正与k逆的比值为__________。

2.(2022·全国乙卷，节选)(1)在1470K、100kPa反应条件下，将n(H2S)∶n(Ar)＝1∶4的混合气体进行H2S热分解反应2H2S(g)===S2(g)+2H2(g)。平衡时混合气体中H2S与H2的分压相等，那么H2S平衡转化率为____________，平衡常数Kp＝______________kPa。

50%

4.76

(2)在1373K、100kPa反应条件下，对于n(H2S)∶n(Ar)分别为4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S-Ar混合气体，热分解反应过程中，H2S转化率随时间变化的关系如下图所示。①n(H2S)∶n(Ar)越小，平衡转化率________，理由是_______________________________________________________________________________________。

②n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9对应图中曲线________，计算其在0~0.1s内，H2S分压的平均变化率为________kPa·s－1。越高n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S的分压越小，平衡向正反应方向进行，H2S平衡转化率越高d

24.9

3.(2023·广东天一大联考期末)CO2的资源性利用是实现“碳中和”的主要措施，如何高效利用CO2是科技界研究的热点内容之一。(1)在适当(Cu－ZnO)催化剂存在下，CO2与H2反应可直接得到甲醇：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH＝akJ·mol－1。又知：①CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)

ΔH＝41.2kJ·mol－1

②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)

ΔH＝－90kJ·mol－1

则a＝________，①

是合成甲醇过程中的副反应，仅从使原料尽可能多地转化为产品的角度上看，合成中温度控制在较______(填“低”或“高”)范围内。

－48.8

低(2)在催化剂存在的条件下，向某密闭容器中充入2molCO2(g)和6molH2(g)，测得反应开始到第10分钟时，CO2的转化率随着温度、压强变化的情况如图所示。①X表示________(填“温度”或“压强”)，Y1________Y2(填“＞”或“＜”)。②b→c区间CO2转化率降低的原因是__________________________________________________________________________________。

③若b反应对应的压强为6MPa，则反应开始到第10min内v(H2)＝________MPa·min－1，Kp＝_____________________。温度＜

在b~c区间，化学反应处于平衡态，温度越高，越不利于反应向右进行(或其他合理说法)0.15

【解析】(1)由盖斯定律知，用①+②可得到CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH＝－48.8

kJ·mol－1，由于生成甲醇的反应是放热反应而副反应是吸热反应，高温有利于副反应的进行而低温有利于生成甲醇反应的发生，故应在较低温度下进行。(2)①

由于无论反应是否达到平衡，压强越大越有利于反应向生成甲醇的方向进行，而反应达到平衡后升高温度，平衡向左移动，导致CO2的转化率降低，故X表示温度、Y表示压强，且Y1＜Y2。②b~c区间，化学反应处于平衡态，温度越高，越不利于反应向右进行，CO2转化率越低。

1.突破常规图像(1)物质的量(或浓度)－时间图像。例如，某温度时，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。①由图像得出的信息有：X、Y是反应物，Z是产物；t3时反应达到平衡状态，X、Y没有全部反应。②根据图像可进行如下计算：某物质在某段时间的平均反应速率、转化率，并确定化学方程式及各物质化学计量数之比。(2)速度－时间图像。详见第二节知识点2的“外界因素对化学平衡的影响”中的图像。(3)含量－时间－温度(压强)图。C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量。(4)恒压(恒温)线。c为反应物的平衡浓度，α为反应物的转化率。①

②图①，T相同，若p1＞p2＞p3，则正反应为气体体积减小的反应，ΔH＜0；图②，p相同，若T1＞T2，则正反应为放热反应。(5)其他图像。①对于化学反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)，M点前，表示从反应开始，v正＞v逆；M点为刚达到平衡(见图甲、乙)；M点后为平衡状态受温度影响的情况，即升温，A的百分含量增大(见图甲)或C的百分含量减小(见图乙)，平衡左移，故正反应ΔH＜0。甲

乙

丙②对于化学反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(见图丙)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正＞v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。甲

乙

丙2.突破新型图像新型图像往往根据工业生产实际而制成，可结合图像，分析投料比、转化率、产率的变化。此类题目信息量较大，能充分考查学生读图、提取信息、解决问题的能力，在新课标高考中受到命题者的青睐。常考类型详见下面“常见题型”中的例4、例5。题型一

浓度(物质的量)－时间图像T0时，在2L的密闭容器中发生反应X(g)+Y(g)⇌Z(g)(未配平)，各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，X的物质的量随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是(

)A.该反应的正反应是吸热反应B.T0时，从反应开始到平衡时：v(X)＝0.083mol·L－1·min－1C.图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%D.T1时，若该反应的平衡常数K的值为50，则T1＜T0D

题型二

利用“断点”和“接点”突破外因改变与v－t图像的关系

向1L的密闭容器中加入1molX、0.3molZ和一定量的Y三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化的情况如图甲所示。图乙为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。下列说法不正确的是(

)A.Y的起始物质的量为0.5molB.该反应的化学方程式为2X(g)+Y(g)⇌3Z(g)

ΔH＜0C.若t0＝0，t1＝10s，则t0~t1阶段的平均反应速率为v(Z)＝0.03mol·L－1·s－1D.反应物X的转化率：t6点比t3点高B题型三

恒温(或恒压)线图像

C

【解析】由图可知，温度为470~480

K时，生成乙二醇的选择性最高，A正确；由图可知，升高温度有利于生成乙醇，实验条件下反应③的活化能最高，所以升温有利于反应③，B正确；反应②为气体分子数减小的反应，则增大压强可以提高乙二醇的平衡产率，C错误；由题干信息知，使用C60改性铜基催化剂后反应条件从高压降至常压，说明该催化剂可以使反应速率增大，D正确。题型四

新型图像(转化率－投料比－温度图像)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(l)。已知在压强为aMPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如下图所示：此反应________(填“放热”或“吸热”)；若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，

则K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

放热

不变

A.由图甲可知上述反应

ΔH＜0B.由图甲可知温度T1＞T2＞T3C.由图甲可知K2FeO4的稳定性随温度的升高而减弱D.由图乙可知图中a＜cA

C

2.(2022·全国甲卷，节选)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。(1)在1.0×105Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量之比1∶2.2∶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。①反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)＝___________Pa。②图中显示，在200℃平衡时，TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是_________________________________________________________________________________。

(2)碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于“固—固”接触的措施是__________________________________________________________________________________________________________________________。

7.2×105

为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益

将两固体粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”

3.(1)汽车尾气中CO、NO2在一定条件下可以发生反应4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g)

ΔH＝－1200kJ·mol－1。在一定温度下，向容积固定为2L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2，NO2的物质的量随时间变化的曲线如图1所示。①欲达到10min的平衡状态，设CO的充入量为amol，则a的取值范围为________。从11min起，其他条件不变，压缩容器的容积为1L，则n(NO2)的变化曲线可能为图中的________(填字母)。②对于该反应，温度不同(T2＞T1)、其他条件相同时，下列图像表示正确的是________(填序号)。＞0.6

d

乙(2)向一容积为2L的密闭容器充入0.2molCO与0.4molH2，发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。①p1______p2(填“＞”“＜”或“＝”)。

②在p1、T1时，该反应的压强平衡常数Kp＝______。

＜

【解析】(1)①0~10

min，NO2的物质的量变化了0.3

mol，则CO的物质的量变化了0.6

mol，故a＞0.6。从11

min起其他条件不变，压缩容器的体积为1

L，压强增大，在这一瞬间NO2的物质的量不变，在新的条件下建立平衡，建立新平衡的过程中，NO2的物质的量减小，则曲线d符合n(NO2)的变化；②图甲，温度升高，正、逆应该均出现突增，错误；图乙，温度升高，平衡逆向移动，NO2的转化率应该降低，正确；图丙，温度不变时，增大压强，平衡正向移动，平衡时CO的体积分数应该减小，错误。(2)①增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，故p1＜p2。②根据已知，用三段式计算如下：

真题体验领悟高考31.(2022·广东卷)恒容密闭容器中，BaSO4(s)+4H2(g)⇌BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达到平衡时，各组分的物质的量(n)如下图所示。下列说法正确的是(

)A.该反应的ΔH＜0B.a为n(H2O)随温度变化的曲线C.向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动D.向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大

C

B

【解析】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x1＜x2，A正确；b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1

mol，b点x值小于c点，则b点加水多，反应速率大，则反应速率vb(正)＞vc(正)，B错误；由图像可知，x一定时，温度升高时CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高时平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数Ka＜Kb＝Kc，C正确；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，D正确。3.(2021·全国甲卷，节选)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：合成甲醇的总反应为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH＝－49kJ·mol－1。在起始物n(H2)/n(CO2)＝3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，t＝250℃时的x(CH3OH)－p图像与p＝5×105Pa时的x(CH3OH)－t图像如下图所示。①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp＝_______________________。②图中对应等压过程的曲线是________，判断的理由是________________________________________________________________________________________________________________________。

③当x(CH3OH)＝0.10时，CO2的平衡转化率α＝________，反应条件可能为___________________或________________。

b

总反应ΔH＜0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小33.3%

5×105Pa，210℃

9×105Pa，250℃【解析】②该反应正向为放热反应，升高温度时平衡逆向移动，体系中x(CH3OH)将减小，因此图中对应等压过程的曲线是b；总反应ΔH＜0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小。③设起始n(CO2)＝1

mol，n(H2)＝3

mol，则：

3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)起始量/mol

3

1

0

0转化量/mol

3x

x

x

x平衡量/mol3－3x

1－x

x

x

4.(2021·山东卷)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在下图所示的反应：

图1图22-甲基－2－丁烯

D

0.9α

逆向移动1∶10(3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353K，A、B物质的量浓度c随反应时间t变化的情况如图2所示。代表B的变化曲线为____(填“X”或“Y”)；t＝100s时，反应Ⅲ的正反应速率v正______逆反应速率v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。

X

＜

BD

(2)反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1mol。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)。

吸收

31.2

0.02Mpa配套训练4(本栏目对应配套训练P59~61)[A组·基础练习]1.(2023·广州一模)恒容密闭容器中，以硫(S8)与CH4为原料制备CS2，S8受热分解成气态S2，发生反应2S2(g)+CH4(g)⇌CS2(g)+2H2S(g)

ΔH。CH4的平衡转化率、S2的体积分数随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(

)A.ΔH＞0B.温度升高，S8分解率增大，S2体积分数增大C.向平衡体系中充入惰性气体，平衡向右移动D.其他条件相同的情况下，S2体积分数越大，CH4平衡转化率越小B

【解析】由图像可看出，温度升高，CH4的平衡转化率降低，S2的体积分数升高，说明升温时，平衡2S2(g)+CH4(g)⇌CS2(g)+2H2S(g)向左移动，所以正反应方向是放热的，A错误；因为S8分解成S2需要吸收热量，S8(g)⇌4S2(g)

ΔH

＞0，所以升温时，平衡右移，S8分解率增大，S2体积分数增大，B正确；向恒温恒容的平衡体系中，通入惰性气体，由于与反应有关的气体物质的物质的量浓度均未变化，所以Q＝K，平衡不移动，C错误；其他条件不变时，S2体积分数增大，即c(S2)越大，则平衡向右进行的程度越大，CH4的平衡转化率越大，D错误。

D

3.下列说法不正确的是(

)A.SiO2(s)+2C(s)===Si(s)+2CO(g)只能在高温下自发进行，则该反应的ΔH＞0B.3C(s)+CaO(s)===CaC2(s)+CO(g)在常温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＞0C.BaSO4(s)+4C(s)===BaS(s)+4CO(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0D.常温下，2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)能够自发进行，则该反应的ΔH＜0

C4.(2023·广东阳江期末)在恒容密闭容器中充入一定量的NO2(g)和N2O4(g)，发生反应N2O4(g)⇌2NO2(g)

ΔH＞0，体系中各物质的质量分数与温度的变化关系如图所示，下列说法错误的是(

)A.曲线①表示NO2的质量分数B.若m点为反应平衡点，此时平衡常数K＝4C.1molN2O4(g)的键能总和大于2molNO2(g)的键能总和D.反应达到平衡后，保持其他条件不变，往该容器中充入少量稀有气体，反应速率不改变B

5.(2022·浙江卷1月)AB型电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)===An+(aq)+Bn－(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是(

)A.ΔH和ΔS均大于0B.ΔH和ΔS均小于0C.ΔH可能大于0或小于0，ΔS大于0D.ΔH和ΔS均可能大于0或小于0

D

B

7.(2023·湖南长沙长郡中学月考)用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)

ΔH＜0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法不正确的是(

)A.温度：T1＜T2＜T3B.正反应速率：v(a)＜v(c)，v(b)＞v(d)C.平均摩尔质量：M(a)＞M(c)，M(b)＞M(d)D.平衡常数：K(a)＜K(c)，K(b)＝K(d)D

【解析】由图可知，压强相同时，T1→T2→T3，CO的平衡转化率减小，说明温度变化T1→T2→T3使得平衡逆向移动，则T1→T2→T3为温度升高，即温度T1＜T2＜T3，A正确；a、c两点压强相同，T1＜T3，则v(a)＜v(c)，b、d两点温度相同，b点压强大于d点，则v(b)＞v(d)，B正确；投料相同时，CO的平衡转化率越高，体系中CH3OH(g)的含量越高，平均摩尔质量越大，故平均摩尔质量M(a)＞M(c)、M(b)＞M(d)，C正确；温度相同时，平衡常数相等，即K(b)＝K(d)，温度不同时，CO的平衡转化率越大，K越大，即K(a)＞K(c)，D错误。8.合成氨对人类的生存和发展有着重要的意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。(1)反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的化学平衡常数表达式为______________________________。(2)请结合下列数据分析，工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气与氧气反应固氮的原因是________________________________________________________________________________。

序号化学反应K(298K)的数值①N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)5×10－31②N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)4.1×106

氮气与氢气反应的限度(或化学平衡常数)远大于氮气与氧气反应的限度

(3)对于反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，在一定条件下氨的平衡体积分数见下表。温度/℃压强/MPa氨的平衡体积分数2001081.5%550108.25%①该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。放热②其他条件不变时，温度升高，氨的平衡含量减小的原因是________(填字母)。a.温度升高，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡逆向移动b.温度升高，浓度商(Qc)变大，Qc＞K，平衡逆向移动c.温度升高，活化分子数增多，反应速率加快d.温度升高，K变小，平衡逆向移动③哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是________________________________________________________。

d提高合成氨反应的化学反应速率(4)右图表示500℃、60MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中M点数据计算N2的平衡体积分数为________。8%【解析】(4)M点对应H2、N2投料比为4，假设H2为4

mol，N2为1

mol，平衡时N2转化x

mol，列三段式如下：

D

【解析】该反应为放热反应，绝热容器中体系温度升高，平衡逆向移动，N2O的转化率减小，故A容器中N2O的转化率随时间变化的关系是图中的b曲线，A正确；由于容器B绝热，反应过程中温度改变，而容器A恒温为500

℃，容器的体积为1

L，故利用三段式计算：

10.(2023·广东汕头潮阳模拟)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域，对节能减排有重要意义。已知反应6H2(g)+2CO2(g)CH2＝CH2(g)+4H2O(g)，温度对CO2的平衡转化率和催化剂的催化效率的影响如图所示，下列说法不正确的是(

)A.正反应为放热反应B.化学平衡常数：KM＞KNC.当温度高于250℃时，催化剂的催化效率降低是由平衡逆向移动引起的D.若初始投料比

n(H2)∶n(CO2)＝3∶1，则图中M点的乙烯体