2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)73化學(xué)平衡常數(shù)學(xué)案

1、PAGE PAGE 26第3講化學(xué)平衡常數(shù)考綱要求1了解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。2.了解化學(xué)反應(yīng)的方向與化學(xué)反應(yīng)的焓變與熵變的關(guān)系。3.掌握化學(xué)反應(yīng)在一定條件下能否自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)，能夠利用化學(xué)反應(yīng)的焓變和熵變判斷化學(xué)反應(yīng)的方向?？键c(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)1知識(shí)梳理1.化學(xué)平衡常數(shù)的定義在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物與反應(yīng)物的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)表示。2表達(dá)式對(duì)于反應(yīng)mA（g）nB（g）pC（g）qD（g），K（固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中）。3意義及影響因素（1）K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。（2）K

2、只受影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)。（3）化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。（4）平衡常數(shù)與反應(yīng)方程式的關(guān)系在相同溫度下，對(duì)于給定的可逆反應(yīng)，正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，即K正1K逆。方程式乘以某個(gè)系數(shù)x，則平衡常數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的x次方。兩方程式相加得總方程式，則總方程式的平衡常數(shù)等于兩分方程式平衡常數(shù)的乘積，即K總K1K2。4常見(jiàn)應(yīng)用（1）判斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡或反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)τ诳赡娣磻?yīng)：mA（g）nB（g）pC（g）qD（g），若濃度商QcCpCCq（D）CmACn（B），則將濃度商和平衡常數(shù)作比較可判斷可逆反應(yīng)所處的狀態(tài)。（2）判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng) 思考1在某溫度下

3、，N23H22NH3的平衡常數(shù)為K1，則該溫度下，NH312N232H2的平衡常數(shù)K2。2在一定溫度下，已知以下三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)：反應(yīng)：CO（g）CuO（s）CO2（g）Cu（s）K1反應(yīng)：H2（g）CuO（s）Cu（s）H2O（g） K2反應(yīng)：CO（g）H2O（g）CO2（g）H2（g） K3a反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為。b反應(yīng)的K3與K1、K2的關(guān)系是K3。判斷（正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”）（1）平衡常數(shù)表達(dá)式中，可以是物質(zhì)的任一濃度（）（2）溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑均能改變平衡常數(shù)（）（3）升高溫度，平衡常數(shù)一定增大（）（4）平衡常數(shù)變化，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動(dòng)（）（5）化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，

4、平衡常數(shù)一定改變（）（6）平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率都能體現(xiàn)可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度（）（7）反應(yīng)A（g）3B（g）2C（g），達(dá)平衡后，溫度不變，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)K值增大（）（8）對(duì)于反應(yīng)：2SO2（g）O2（g）2SO3（g），升高溫度，K值減小，則H0（）提醒關(guān)于H2O的濃度問(wèn)題（1）稀水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，雖然H2O參與反應(yīng)，但是H2O只作為溶劑，不能代入平衡常數(shù)表達(dá)式。如NH4ClH2ONH3H2OHCl的平衡常數(shù)表達(dá)式為Kc(HCl）c（NH3H2O）c(NH4CL)。（2）H2O的狀態(tài)不是液態(tài)而是氣態(tài)時(shí)，則需要代入平衡常數(shù)表達(dá)式。2對(duì)點(diǎn)速練練點(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)的判斷1O3也是一種很好

5、的消毒劑，具有高效、潔凈、方便、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。O3可溶于水，在水中易分解，產(chǎn)生的O為游離氧原子，有很強(qiáng)的殺菌消毒能力。常溫常壓下發(fā)生反應(yīng)如下：反應(yīng)O3O2OH0平衡常數(shù)為K1；反應(yīng)OO32O2H0平衡常數(shù)為K2；總反應(yīng)：2O33O2H0平衡常數(shù)為K。下列敘述正確的是（）A降低溫度，K減小BKK1K2C適當(dāng)升溫，可提高消毒效率D壓強(qiáng)增大，K2減小2在恒容密閉容器中，由CO合成甲醇：CO（g）2H2（g）CH3OH（g），在其他條件不變的情況下研究溫度對(duì)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A平衡常數(shù)Kc（CH3OH）c（CO）c（H2）B該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小CCO合成甲

6、醇的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2，達(dá)到平衡時(shí)c（H2）c（CH3OH）增大3用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染。新型RuO2催化劑對(duì)上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。實(shí)驗(yàn)測(cè)得在一定壓強(qiáng)下，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的HClT曲線如下圖：（1）則總反應(yīng)的H0（填“”“”或“”）；A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K（A）與K（B）中較大的是。（2）在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大，請(qǐng)?jiān)谏蠄D畫(huà)出相應(yīng)HClT曲線的示意圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由：_。（3）下列措施中，有利于提高HCl的有。A增大n（HCl）B增大n（O2）C使用更好的催化劑D移去H2O練點(diǎn)二平衡常

7、數(shù)（K）的應(yīng)用計(jì)算4在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2（g）H2（g）CO（g）H2O（g），其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表：t/7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列問(wèn)題：（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K。（2）該反應(yīng)為反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）。（3）某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：3c（CO2）c（H2）5c（CO）c（H2O），試判斷此時(shí)的溫度為。（4）若830 時(shí)，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反應(yīng)達(dá)到平衡后，其化學(xué)平衡常數(shù)K1.0（填“大于”“小于”或“等于”）。（5）830 時(shí)，容器中的反應(yīng)已

8、達(dá)到平衡。在其他條件不變的情況下，擴(kuò)大容器的體積。平衡移動(dòng)（填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”）。（6）若1 200 時(shí)，在某時(shí)刻平衡體系中CO2、H2、CO、H2O的濃度分別為2 molL1、2 molL1、4 molL1、4 molL1，則此時(shí)上述反應(yīng)的平衡移動(dòng)方向?yàn)椋ㄌ睢罢磻?yīng)方向”“逆反應(yīng)方向”或“不移動(dòng)”）。5催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個(gè)平行反應(yīng)，分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：CO2（g）3H2（g）CH3OH（g）H2O（g）H153.7 kJmol1CO2（g）H2（

9、g）CO（g）H2O（g）H2某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為12.2，在相同壓強(qiáng)下，經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：T/（K）催化劑CO2轉(zhuǎn)化率（%）甲醇選擇性（%）543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6注：Cat.1：Cu/ZnO納米棒；Cat.2：Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比已知：CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為283.0 kJmol1和285.8 kJmol1H2O（l）=H2O（g）H344.0 kJmol1請(qǐng)回答（不考慮溫度對(duì)H的影響）：（1）反應(yīng)的平衡常數(shù)

10、表達(dá)式K；反應(yīng)的H2kJmol1。（2）有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有。A使用催化劑Cat.1B使用催化劑Cat.2C降低反應(yīng)溫度D投料比不變，增加反應(yīng)物的濃度E增大CO2和H2的初始投料比（3）表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在相同溫度下不同的催化劑對(duì)CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響，其原因是_。6氮的氧化物直接排放會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：NOx的排放主要來(lái)自于汽車(chē)尾氣，包含NO2和NO，有人提出用活性炭對(duì)NOx進(jìn)行吸附，發(fā)生反應(yīng)如下：反應(yīng)a：C（s）2NO（g）N2（g）CO2（g）H34.0 kJmol1反應(yīng)b：2C（s）2NO2（g）N2（g）2CO2（g

11、）H64.2 kJmol1（1）對(duì)于反應(yīng)a，在T1時(shí)，借助傳感器測(cè)得反應(yīng)在不同時(shí)間點(diǎn)上各物質(zhì)的濃度如下：010 min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v（NO），當(dāng)升高反應(yīng)溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K（填“增大”“減小”或“不變”）。30 min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡；根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是（填字母）。A加入一定量的活性炭 B通入一定量的NOC適當(dāng)縮小容器的體積 D加入合適的催化劑（2）某實(shí)驗(yàn)室模擬反應(yīng)b，在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO2氣體，維持溫度為T(mén)2，如圖為不同壓強(qiáng)下反應(yīng)b經(jīng)過(guò)相同時(shí)間NO2的轉(zhuǎn)化率隨著壓強(qiáng)變化的示意圖。請(qǐng)分析1 050 kPa前，反應(yīng)b中NO2轉(zhuǎn)

12、化率隨著壓強(qiáng)增大而增大的原因_；在1 100 kPa時(shí)，NO2的體積分?jǐn)?shù)為。（3）用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)（記作Kp）；在T2、1.1106 Pa時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp（用計(jì)算表達(dá)式表示）。練后歸納化學(xué)平衡計(jì)算中常用的“三關(guān)系四公式”1三個(gè)量的關(guān)系（1）三個(gè)量：即起始量、變化量、平衡量。（2）關(guān)系對(duì)于同一反應(yīng)物，起始量變化量平衡量。對(duì)于同一生成物，始起量變化量平衡量。各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。2四個(gè)計(jì)算公式（1）反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率n(轉(zhuǎn)化)n(起始)100%c(轉(zhuǎn)化)c(起始)100%。（2）生成物的產(chǎn)率：實(shí)際產(chǎn)量（指生成物）占理論產(chǎn)量的百分

13、數(shù)。一般來(lái)講，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高，產(chǎn)率越大。產(chǎn)率實(shí)際產(chǎn)量理論產(chǎn)量100%。（3）平衡時(shí)混合物組分的百分含量平衡量平衡時(shí)各物質(zhì)的總量100%。（4）某組分的體積分?jǐn)?shù)某組分的物質(zhì)的量混合氣體總的物質(zhì)的量100%?？键c(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1知識(shí)梳理1.自發(fā)過(guò)程（1）含義在一定條件下，不需要借助外力作用就能進(jìn)行的過(guò)程。（2）特點(diǎn)體系趨向于從狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)（體系對(duì)外部做功或釋放熱量）。在密閉條件下，體系有從轉(zhuǎn)變?yōu)榈膬A向性（無(wú)序體系更加穩(wěn)定）。2自發(fā)反應(yīng)在一定條件下就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)稱(chēng)為自發(fā)反應(yīng)。3化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)判斷（正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”）（1）CaCO3（s） eq o(=,sup14

14、(高溫) CaO（s）CO2（g）是一個(gè)熵增加的過(guò)程（）（2）H0的反應(yīng)，一定是自發(fā)反應(yīng)（）（3）吸熱且熵增加的反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行（）（4）凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的（）（5）10 的水結(jié)成冰，可用熵變的判據(jù)來(lái)解釋反應(yīng)的自發(fā)性（）（6）Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng)，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行（）（7）2NO（g）2CO（g）=N2（g）2CO2（g）在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的H0（）（8）反應(yīng)NH3（g）HCl（g）=NH4Cl（s）在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的H0（）提醒1反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行需綜合考慮焓變和熵變對(duì)反應(yīng)的影響。2化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)指出的僅僅是

15、在一定條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢(shì)，并不能說(shuō)明在該條件下反應(yīng)一定能實(shí)際發(fā)生，還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問(wèn)題。2對(duì)點(diǎn)速練練點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性1下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的說(shuō)法中正確的是（）A熵增加的化學(xué)反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行B自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)一定能迅速發(fā)生C在一定條件下，吸熱反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行D電解池中的化學(xué)反應(yīng)屬于自發(fā)過(guò)程2實(shí)驗(yàn)證明，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。對(duì)此說(shuō)法的理解正確的是（）A所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的B所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的C焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素D焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一判據(jù)練點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)的方向性3下列說(shuō)法正確的是（）A凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，因?yàn)槲?/p>

16、熱反應(yīng)都是非自發(fā)的B自發(fā)反應(yīng)的熵一定增大，非自發(fā)反應(yīng)的熵一定減小C常溫下，反應(yīng)C（s）CO2（g）2CO（g）不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的H0D反應(yīng)2Mg（s）CO2（g）=C（s）2MgO（s）能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的H04已知在100 kPa、298.15 K時(shí)石灰石分解反應(yīng)CaCO3（s）=CaO（s）CO2（g）的H178.3 kJ/mol，S160.4 J/（molK），則：（1）該反應(yīng)常溫下（填“能”或“不能”）自發(fā)進(jìn)行。（2）據(jù)本題反應(yīng)數(shù)據(jù)分析，溫度（填“能”或“不能”）成為反應(yīng)方向的決定因素。（3）若溫度能決定反應(yīng)方向，則該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度為。5（1）汽車(chē)燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生C

17、O，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO（g）=2C（s）O2（g）已知該反應(yīng)的H0，簡(jiǎn)述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)：_。（2）超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí)，尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層?？茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學(xué)方程式如下：2NO2CO2CO2N2。反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的H0（填“”“”或“”）。6（1）已知體系自由能變GHTS，Gv逆bv正：A點(diǎn)E點(diǎn)c反應(yīng)適宜溫度：480520（3）反應(yīng)的H3（用H1，H2表示）。溫度升高，反應(yīng)的平衡常數(shù)K（填“增大”“減小”或“不變”）。練后歸納焓變、熵變和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響HSHTS反應(yīng)情況永遠(yuǎn)是負(fù)值在任何溫度下過(guò)

18、程均自發(fā)進(jìn)行永遠(yuǎn)是正值在任何溫度下過(guò)程均非自發(fā)進(jìn)行低溫為正高溫為負(fù)低溫時(shí)非自發(fā)，高溫時(shí)自發(fā)低溫為負(fù)高溫為正低溫時(shí)自發(fā)，高溫時(shí)非自發(fā)本講真題研練12020全國(guó)卷，28硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化： SO2（g）12O2（g） eq o(,sup14(釩催化劑) SO3（g）H98 kJmol1?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖（a）所示，V2O5（s）與SO2（g）反應(yīng)生成VOSO4（s）和V2O4（s）的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。（2）當(dāng)SO2（g）、O2（g）和N2（g）起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí)，在0.5

19、 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa壓強(qiáng)下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖（b）所示。反應(yīng)在5.0 MPa、550時(shí)的 ，判斷的依據(jù)是_。 影響的因素有。（3）將組成（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）為2m% SO2（g）、m% O2（g）和q% N2（g）的氣體通入反應(yīng)器，在溫度t、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)，若SO2轉(zhuǎn)化率為，則SO3壓強(qiáng)為 ，平衡常數(shù)Kp （以分壓表示，分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。（4）研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：vk(1)0.8（1n）式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度t升高而增大；為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，為某時(shí)刻SO2轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在0.90時(shí)，將一系列溫度下的k、值代入

20、上述速率方程，得到vt曲線，如圖（c）所示。曲線上v最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱(chēng)為該下反應(yīng)的最適宜溫度tm。ttm后，v逐漸下降。原因是_。22020全國(guó)卷，28二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n（C2H4）n（H2O）。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若增大壓強(qiáng)，則n（C2H4）（填“變大”“變小”或“不變”）。（2）理論計(jì)算表明，原料初始組成n（CO2）n（H2）13，在體系壓強(qiáng)為0.1 MPa，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖所示。圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是、。CO2催化加

21、氫合成C2H4反應(yīng)的H0（填“大于”或“小于”）。（3）根據(jù)圖中點(diǎn)A（440 K，0.39），計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp（MPa）3（列出計(jì)算式。以分壓表示，分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。（4）二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫度和壓強(qiáng)條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)_。32019全國(guó)卷，28水煤氣變換CO（g）H2O（g）=CO2（g）H2（g）是重要的化工過(guò)程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）Shibata曾做過(guò)下列實(shí)驗(yàn)：使純H2緩慢地通過(guò)處于721 下的過(guò)量氧化鈷CoO（s），氧化鈷部分

22、被還原為金屬鈷Co（s），平衡后氣體中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.025 0。在同一溫度下用CO還原CoO（s），平衡后氣體中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.019 2。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷，還原CoO（s）為Co（s）的傾向是COH2（填“大于”或“小于”）。（2）721 時(shí)，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO（g）和H2O（g）混合，采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻M(jìn)行反應(yīng)，則平衡時(shí)體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為（填標(biāo)號(hào)）。A.0.25B0.25 C0.250.50 D0.50E.0.50（3）我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注?？芍?/p>

23、水煤氣變換的H0（填“大于”“等于”或“小于”）。該歷程中最大能壘（活化能）E正eV，寫(xiě)出該步驟的化學(xué)方程式。（4）Shoichi研究了467 、489 時(shí)水煤氣變換中CO和H2分壓隨時(shí)間變化關(guān)系（如下圖所示），催化劑為氧化鐵，實(shí)驗(yàn)初始時(shí)體系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。計(jì)算曲線a的反應(yīng)在3090 min內(nèi)的平均速率v（a）kPamin1。467 時(shí)pH2和pCO隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線分別是、。489 時(shí)pH2和pCO隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線分別是、。42018全國(guó)卷，27CH4CO2催化重整不僅可以得到合成氣（CO和H2），還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義，回答下列問(wèn)題：（1）CH

24、4CO2催化重整反應(yīng)為：CH4（g）CO2（g）=2CO（g）2H2（g）。已知：C（s）2H2（g）=CH4（g）H75 kJmol1C（s）O2（g）=CO2（g）H394 kJmol1C（s）12O2（g）=CO（g）H111 kJmol1該催化重整反應(yīng)的H kJmol1，有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是（填標(biāo)號(hào)）。A.高溫低壓B低溫高壓C.高溫高壓 D低溫低壓某溫度下，在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4, 1 mol CO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，其平衡常數(shù)為 mol2L2。 （2）反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低，同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使

25、積碳量減少，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：由上表判斷，催化劑XY（填“優(yōu)于”或“劣于”），理由是，在反應(yīng)進(jìn)料氣組成，壓強(qiáng)及反應(yīng)時(shí)間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖1所示，升高溫度時(shí)，下列關(guān)于積碳反應(yīng)，消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)（K）和速率（v）的敘述正確的是（填標(biāo)號(hào)）。AK積、K消均增加Bv積減小、v消增加CK積減小、K消增加Dv消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大在一定溫度下，測(cè)得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為vkp（CH4） p(co2)0.5（k為速率常數(shù)）。在p（CH4）一定時(shí)，不同p（CO2）下積碳量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖2所示，則pa（CO2）、pb（CO2）、pc（CO2）從大到小的順

26、序?yàn)?。?講化學(xué)平衡常數(shù)考點(diǎn)一1知識(shí)梳理1濃度冪之積濃度冪之積K2. CPCCqDCmACnB3(2)溫度4(2)吸熱放熱放熱吸熱思考1.答案： 1K12解析：b.K3cCO2c（H2）cCOc（H20），K2c（H20）c（H2），結(jié)合K1cCO2cCO，可知K3K1K2。答案：a.K1cCO2cCOb. K1K2判斷答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2對(duì)點(diǎn)速練1解析：A項(xiàng)，降溫，總反應(yīng)平衡右移，K增大，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，K1cO2cOcO3、K2c2O2cOcO3、Kc3O2c2O3K1K2，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，升溫，反應(yīng)右移，c(O)增大，提高消毒效率，正確；D項(xiàng)，對(duì)于給定的反應(yīng)，

27、平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，錯(cuò)誤。答案：C2解析：A項(xiàng)，因該反應(yīng)中氫氣前的系數(shù)為2，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為KcCH3OHcCOc2（H20），錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由圖像可知，反應(yīng)從T2到T1時(shí)，甲醇的物質(zhì)的量增大，根據(jù)平衡常數(shù)和計(jì)算式可知T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2 時(shí)的大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由圖像可知在T2溫度下反應(yīng)先達(dá)到平衡，反應(yīng)速率較T1快，則有T2T1，從圖像的縱坐標(biāo)分析可得溫度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2的過(guò)程中，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則c(H2)增大，而c(CH3OH)減小，達(dá)到平衡時(shí)C(H2)cCH3OH應(yīng)該增大，正確。答案：D3答案：

28、(1)K(A)(2)見(jiàn)下圖溫度相同的條件下，增大壓強(qiáng)，平衡右移，HCl增大，因此曲線應(yīng)在原曲線上方(3)BD4解析：(3)某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度有如下關(guān)系3c(CO2)c(H2)5c(CO)c(H2O)，根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式Kc(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)可知，K3/50.6，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度一定，平衡常數(shù)為定值，所以此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為700 。(6)1 200 時(shí)Qcc(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)，將各物質(zhì)的濃度代入可得Qc4，而此溫度下的平衡常數(shù)為2.6，即QcK，所以平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。答案：(1) c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)(2

29、)吸熱(3)700 (4)等于(5)不(6)逆反應(yīng)方向5解析：(1)因?yàn)镃O2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，平衡常數(shù)K的表達(dá)式為KcCH3OHc(H2O)CCOC3（H2）；因?yàn)镃O和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為283.0 kJmol1和285.8 kJmol1，可得下列熱化學(xué)方程式：CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1又H2O(g)=H2O(l)H44.0 kJmol1根據(jù)蓋斯定律，由得：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H241.2 kJmol1(2)根據(jù)可逆反應(yīng)：CO2(

30、g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，使用催化劑不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，即不能提高平衡轉(zhuǎn)化率，A、B錯(cuò)誤；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率提高，C項(xiàng)正確；投料比不變，增加反應(yīng)物濃度，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率提高，D項(xiàng)正確；增大二氧化碳和氫氣的初始投料比，能提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，但二氧化碳的轉(zhuǎn)化率會(huì)降低，故E錯(cuò)誤；故選CD。(3)從表格數(shù)據(jù)分析，在相同的溫度下，不同的催化劑，其二氧化碳的轉(zhuǎn)化率也不同，說(shuō)明不同的催化劑的催化能力不同；相同催化劑不同的溫度，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率不同，且溫度高的轉(zhuǎn)化率大，因?yàn)檎磻?yīng)為放熱反應(yīng)，說(shuō)明表中數(shù)據(jù)是未到平衡數(shù)據(jù)。故由表中數(shù)據(jù)表明此

31、時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡，不同的催化劑對(duì)反應(yīng)的催化能力不同，因而在該時(shí)刻下對(duì)甲醇選擇性有影響。答案：(1) cCH3OHc(H2O)CCOC3（H2） 41.2(2)CD(3)表中數(shù)據(jù)表明此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡，不同的催化劑對(duì)反應(yīng)的催化能力不同，因而在該時(shí)刻下對(duì)甲醇選擇性有影響6解析：(1)C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g)H34.0 kJmol1，圖表數(shù)據(jù)得到010 min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v(NO)ct1.00 molL10.58 molL110 min0.042 mol/(Lmin)，由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故化學(xué)平衡常數(shù)減小；30 m

32、in后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g)，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，平衡狀態(tài)物質(zhì)濃度增大，依據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算KcN2cCO2c2（NO）0.360.360.482916，平衡常數(shù)會(huì)隨溫度變化，而平衡常數(shù)不變說(shuō)明改變的條件一定不是溫度；依據(jù)數(shù)據(jù)分析，氮?dú)鉂舛仍龃螅谎趸獫舛仍龃?，反?yīng)前后氣體體積不變，所以可能是減小容器體積或加入一定量一氧化氮；A.加入一定量的活性炭，炭是固體物質(zhì)，對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響，平衡不移動(dòng)，A錯(cuò)誤；B.通入一定量的NO，新平衡狀態(tài)下物質(zhì)平衡濃度增大，B正確；C.適當(dāng)縮小容器的體積，反應(yīng)前后體積不變，平衡狀態(tài)物質(zhì)濃度增大，C正確；D.加入合適

33、的催化劑，催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能使化學(xué)平衡移動(dòng)，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是BC。(2)1 050 kPa前反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài)，增大壓強(qiáng)，物質(zhì)的濃度增大，反應(yīng)速率加快，NO2轉(zhuǎn)化率提高，在1 100 kPa時(shí)二氧化氮轉(zhuǎn)化率為40%，結(jié)合三行計(jì)算列式得到；設(shè)通入二氧化氮2 mol，2C(s)2NO2(g)N2(g)2CO2(g)起始量/mol 2 0 0變化量/mol 240%0.8 0.4 0.8平衡量/mol 1.2 0.4 0.8NO2的體積分?jǐn)?shù)1.21.2+0.4+0.8100%50%；(3)在1 100 kPa時(shí)二氧化氮轉(zhuǎn)化率40%，結(jié)合三行計(jì)算列式得到；設(shè)通入二氧化氮1 mol，2C(

34、s)2NO2(g)N2(g)2CO2(g)起始量/mol 1 0 0變化量/mol 140%0.4 0.2 0.4平衡量/mol 0.6 0.2 0.4氣體總物質(zhì)的量1.2 mol，Kpeq f(blc(rc)(avs4alco1(f(0.4,1.2)1.1106)2blc(rc)(avs4alco1(f(0.2,1.2)1.1106),blc(rc)(avs4alco1(f(0.6,1.2)1.1106)2)eq f(blc(rc)(avs4alco1(f(0.4,1.2)2f(0.2,1.2),blc(rc)(avs4alco1(f(0.6,1.2)2)1.1106 Pa。答案：(1)0.

35、042 mol/(Lmin)減小BC(2)1 050 kPa前反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài)，隨著壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快，NO2轉(zhuǎn)化率提高50%(3)eq f(blc(rc)(avs4alco1(f(0.4,1.2)2f(0.2,1.2),blc(rc)(avs4alco1(f(0.6,1.2)2)1.1106或eq f(blc(rc)(avs4alco1(f(1,3)2f(1,6),f(1,4)1.1106 Pa考點(diǎn)二1知識(shí)梳理1(1)自動(dòng)(2)高能低能有序無(wú)序2無(wú)需外界幫助3H0H0判斷答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2對(duì)點(diǎn)速練1解析：放熱的熵增反應(yīng)是自發(fā)的，吸熱的熵減反應(yīng)是不自發(fā)

36、的；電解過(guò)程屬于非自發(fā)過(guò)程。答案：C2解析：反應(yīng)是否能自發(fā)進(jìn)行是由焓變和熵變共同決定的，故焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素。答案：C3解析：若H0，則一定自發(fā)，若H0，S0，則一定不能自發(fā)，若H0，S0，S0，反應(yīng)能否自發(fā)，和溫度有關(guān)，A、B錯(cuò)誤；C項(xiàng)中反應(yīng)的S0，若H0，正確；D項(xiàng)中反應(yīng)的S0，能自發(fā)，說(shuō)明H0，不能實(shí)現(xiàn)。(2)該反應(yīng)為熵減反應(yīng)，能自發(fā)進(jìn)行說(shuō)明H0。答案：(1)該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不自發(fā)進(jìn)行(2)6解析：(1)由題目所給的圖1可以看出，反應(yīng)(最上面那條線)當(dāng)G0時(shí)，對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)溫度是1 000；從反應(yīng)前后氣體分子數(shù)的變化來(lái)看，反應(yīng)的熵變化不大，而反

37、應(yīng)中熵是減小的，可見(jiàn)熵變對(duì)反應(yīng)的自發(fā)更不利，而結(jié)果反應(yīng)的G更小，說(shuō)明顯然是焓變產(chǎn)生了較大的影響，即H2H1導(dǎo)致反應(yīng)的G小(兩個(gè)反應(yīng)對(duì)應(yīng)的H，一個(gè)為正值，一個(gè)為負(fù)值，大小比較很明顯)。(2)圖2給的是不同溫度下的轉(zhuǎn)化率，注意依據(jù)控制變量法思想，此時(shí)所用的時(shí)間一定是相同的，所以圖示中A、B、C點(diǎn)反應(yīng)均正向進(jìn)行，D點(diǎn)剛好達(dá)到平衡，D點(diǎn)到E點(diǎn)才涉及平衡的移動(dòng)。a項(xiàng)正確，B點(diǎn)反應(yīng)正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；b項(xiàng)錯(cuò)誤，溫度越高，反應(yīng)速率越快，所以E點(diǎn)的正(或逆)反應(yīng)速率均大于A點(diǎn)；c項(xiàng)正確，C到D點(diǎn)，SiHCl3的轉(zhuǎn)化率較高，選擇此溫度范圍比較合適，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中還要綜合考慮催化劑的活性溫度。(

38、3)將反應(yīng)反向，并與反應(yīng)直接相加可得反應(yīng)，所以H3H2H1，因H20，所以H3必小于0，即反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而放熱反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)隨著溫度的升高而減小。答案：(1)1 000H22.5 MPap2，所以p15.0 MPa溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物的起始濃度(組成)(3) 2m2 g4 minp2m11.5m100mp0.5(4)升高溫度，k增大使v逐漸提高，但降低使v逐漸下降。ttm后，k增大對(duì)v的提高小于引起的降低2解析：(1)由題意知二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成乙烯和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO26H2CH2=CH24H2O，n(C2H4):n(H2O)1:4；此反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)

39、，平衡向氣體體積減小的方向(正反應(yīng)方向)移動(dòng)，n(C2H4)變大。(2)反應(yīng)方程式中CO2和H2的系數(shù)之比為1:3，開(kāi)始時(shí)加入的n(CO2):n(H2)1:3，則平衡時(shí)n(CO2):n(H2)也應(yīng)為1:3，n(C2H4):n(H2O)應(yīng)為1:4，由題圖可知曲線a為H2，b為H2O，c為CO2，d為C2H4，隨溫度升高，平衡時(shí)C2H4和H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)逐漸減小，H2和CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)逐漸增加，說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，根據(jù)升高溫度平衡向吸熱的方向移動(dòng)，知正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，H小于0。(3)在440 K時(shí)，氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.39，H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)也為0.39，根據(jù)平衡時(shí)n(CO

40、2):n(H2)1:3，知CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.39/3，根據(jù)平衡時(shí)n(C2H4):n(H2O)1:4，知C2H4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.39/4，則p(H2)0.390.1 MPa，p(H2O)0.390.1 MPa，p(C2H4)0.390.14 MPa，p(CO2)0.390.13 MPa，Kpeq f(p4H2OpC2H4,p6H2p2CO2)eq f(0.394f(0.39,4),0.396blc(rc)(avs4alco1(f(0.39,3)2)eq f(1,0.13)(MPa)3eq f(9,4)eq f(1,0.0393)(MPa)3。(4)壓強(qiáng)和溫度一定，若要提高反應(yīng)速率和乙

41、烯的選擇性，可采用選擇合適催化劑等方法。答案：(1)1:4變大(2)dc小于(3) 9410.0393或eq f(0.394f(0.39,4),0.396blc(rc)(avs4alco1(f(0.39,3)2)10.13(4)選擇合適催化劑等3解析：本題涉及化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算及化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素，主要考查學(xué)生運(yùn)用圖表、圖形分析和解決化學(xué)問(wèn)題的能力。借助水煤氣變換反應(yīng)認(rèn)識(shí)化學(xué)變化有一定限度、速率，體現(xiàn)變化觀念與平衡思想的學(xué)科核心素養(yǎng)。(1)相同溫度下，分別用H2、CO還原CoO(s)，平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(0.025 0)大于CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(0.019 2)，說(shuō)明轉(zhuǎn)化率：H2H2。(2)利用“三段式”解答。721 時(shí)，設(shè)氣體反應(yīng)物開(kāi)始濃度均為1 molL1，則H2(g)CoO(s)Co(s)H2O(g)起始(molL1) 1 0轉(zhuǎn)化(molL1) x x平衡(molL1) 1x x則有eq f(1x,1)0.025 0，解得x0.975，故K1eq f(cH2O,cH2)eq f(x,1x)39；CO(g)CoO(s)Co(s)CO2(g)起始(molL1)1 0轉(zhuǎn)化(molL1)y y平衡(molL1)1y y則有eq f(1y,1)0.019 2，解