（新課標(biāo)）高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第7章《化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率》（第1講）魯科版-魯科版高三化學(xué)試題

第1講化學(xué)反應(yīng)的方向和限度[考綱要求]1.了解化學(xué)反應(yīng)的方向與化學(xué)反應(yīng)的焓變與熵變之間的關(guān)系。2.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。3.了解可逆反應(yīng)的定義。4.理解化學(xué)平衡的定義。5.理解化學(xué)平衡常數(shù)的定義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算?？键c(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1．自發(fā)過程(1)含義在一定條件下，不需要借助外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過程。(2)特點(diǎn)①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或釋放熱量)。②在密閉條件下，體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。2．自發(fā)反應(yīng)在一定條件下無需外界幫助就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。3．判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)(1)焓變與反應(yīng)方向研究表明，對(duì)于化學(xué)反應(yīng)而言，絕大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，且反應(yīng)放出的熱量越多，體系能量降低得也越多，反應(yīng)越完全?？梢姡磻?yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一。(2)熵變與反應(yīng)方向①研究表明，除了熱效應(yīng)外，決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的另一個(gè)因素是體系的混亂度。大多數(shù)自發(fā)反應(yīng)有趨向于體系混亂度增大的傾向。②熵和熵變的含義a．熵的含義熵是衡量一個(gè)體系混亂度的物理量。用符號(hào)S表示。同一條件下，不同物質(zhì)有不同的熵值，同一物質(zhì)在不同狀態(tài)下熵值也不同，一般規(guī)律是S(g)>S(l)>S(s)。b．熵變的含義熵變是反應(yīng)前后體系熵的變化，用ΔS表示，化學(xué)反應(yīng)的ΔS越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。(3)綜合判斷反應(yīng)方向的依據(jù)①ΔH－TΔS<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。②ΔH－TΔS＝0，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。③ΔH－TΔS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。深度思考1．能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能實(shí)際發(fā)生嗎？答案不一定，化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)指出的僅僅是在一定條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢，并不能說明在該條件下反應(yīng)一定能實(shí)際發(fā)生，還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問題。2．正誤判斷，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)放熱過程有自發(fā)進(jìn)行的傾向性，但并不一定能自發(fā)進(jìn)行，吸熱過程沒有自發(fā)進(jìn)行的傾向性，但在一定條件下也可自發(fā)進(jìn)行()(2)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()答案(1)√(2)√1．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝74.9kJ·mol－1。下列說法中正確的是()A．該反應(yīng)中熵變小于0，焓變大于0B．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此一定不能自發(fā)進(jìn)行C．碳酸鹽分解反應(yīng)中熵增加，因此任何條件下所有碳酸鹽分解一定自發(fā)進(jìn)行D．判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行需要根據(jù)ΔH與ΔS綜合考慮答案D2．灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿，而白錫結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可以制造器皿，現(xiàn)把白錫制成的器皿放在0℃已知：在0℃、100kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)焓變和熵變分別為ΔH＝－2180.9J·mol－1、ΔS＝－6.61J·mol－1·答案會(huì)自發(fā)變成灰錫，不能再繼續(xù)使用。解析ΔH－TΔS＝－2180.9J·mol－1×10－3－273K×(－6.61J·mol－1·K－1)×10－3≈－0.38kJ·mol－1<0，能自發(fā)進(jìn)行。焓變、熵變和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響ΔHΔSΔH－TΔS反應(yīng)情況－＋永遠(yuǎn)是負(fù)值在任何溫度下過程均自發(fā)進(jìn)行＋－永遠(yuǎn)是正值在任何溫度下過程均非自發(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)考點(diǎn)二可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)1．可逆反應(yīng)(1)定義在同一條件下既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。(2)特點(diǎn)①二同：a.相同條件下；b.正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。②一?。悍磻?yīng)物與生成物同時(shí)存在；任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“”表示。2．化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài)。(2)化學(xué)平衡的建立(3)平衡特點(diǎn)深度思考1．正誤判斷，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)2H2Oeq\o(,\s\up7(通電),\s\do5(點(diǎn)燃))2H2↑＋O2↑為可逆反應(yīng)(×)(2)二次電池的充、放電為可逆反應(yīng)(×)(3)可逆反應(yīng)不等同于可逆過程?？赡孢^程包括物理變化和化學(xué)變化，而可逆反應(yīng)屬于化學(xué)變化(√)(4)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的正逆反應(yīng)速率相等，是指同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等，若用不同物質(zhì)表示時(shí)，反應(yīng)速率不一定相等(√)(5)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度(√)(6)化學(xué)反應(yīng)的限度可以通過改變反應(yīng)條件而改變(√)2．向含有2mol的SO2的容器中通入過量氧氣發(fā)生2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q＞0)，充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量______2mol(填“<”、“>”或“＝”，下同)，SO2的物質(zhì)的量______0mol，轉(zhuǎn)化率______100%，反應(yīng)放出的熱量________QkJ。答案<><<題組一極端假設(shè)，界定范圍，突破判斷1．一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達(dá)到平衡時(shí)，X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.08mol·L－1，則下列判斷正確的是()A．c1∶c2＝3∶1B．平衡時(shí)，Y和Z的生成速率之比為2∶3C．X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D．c1的取值范圍為0mol·L－1<c1<0.14mol·L－1答案D解析平衡濃度之比為1∶3，轉(zhuǎn)化濃度亦為1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正確；平衡時(shí)Y生成表示逆反應(yīng)，Z生成表示正反應(yīng)速率且vY(生成)∶vZ(生成)應(yīng)為3∶2，B不正確；由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0<c1<0.14mol·L－1。2．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度有可能是()A．Z為0.3mol·L－1B．Y2為0.4mol·L－1C．X2為0.2mol·L－1D．Z為0.4mol·L－1答案A極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍上述題目2可根據(jù)極端假設(shè)法判斷，假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底，求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L－1)0.10.30.2改變濃度(mol·L－1)0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L－1)00.20.4假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L－1)0.10.30.2改變濃度(mol·L－1)0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L－1)0.20.40平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，Z∈(0,0.4)。題組二審準(zhǔn)題干，關(guān)注特點(diǎn)，判斷標(biāo)志3．在兩個(gè)恒容的密閉容器中進(jìn)行下列兩個(gè)可逆反應(yīng)(甲)2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)(乙)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)現(xiàn)有下列狀態(tài)：①反應(yīng)物的消耗速率與生成物的生成速率之比等于系數(shù)之比②反應(yīng)物的消耗速率與生成物的消耗速率之比等于系數(shù)之比③速率之比等于系數(shù)之比的狀態(tài)④濃度之比等于系數(shù)之比的狀態(tài)⑤百分含量之比等于系數(shù)之比的狀態(tài)⑥混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑦混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑧混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)⑨體系溫度不再改變的狀態(tài)⑩壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)?反應(yīng)物的濃度不再改變的狀態(tài)?反應(yīng)物或生成物的百分含量不再改變的狀態(tài)其中能表明(甲)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是__________；能表明(乙)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是__________；能表明(甲)、(乙)都達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是__________。答案②⑥⑧⑨⑩??②⑥⑨??②⑥⑨??4．在兩個(gè)恒溫、恒容的密閉容器中進(jìn)行下列兩個(gè)可逆反應(yīng)：(甲)2X(g)Y(g)＋Z(s)(乙)A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí)①混合氣體的密度②反應(yīng)容器中生成物的百分含量③反應(yīng)物的消耗速率與生成物的消耗速率之比等于系數(shù)之比④混合氣體的壓強(qiáng)⑤混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量⑥混合氣體的總物質(zhì)的量其中能表明(甲)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)是________；能表明(乙)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)是________。答案①②③④⑤⑥①②③⑤5．在一定溫度下的某容積可變的密閉容器中，建立下列化學(xué)平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。不能確定上述可逆反應(yīng)在一定條件下已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．體系的體積不再發(fā)生變化B．v正(CO)＝v逆(H2O)C．生成nmolCO的同時(shí)生成nmolH2D．1molH—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2molH—O鍵答案C解析不論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，生成nmolCO的同時(shí)都會(huì)生成nmolH2。規(guī)避“2個(gè)”易失分點(diǎn)1．注意兩審一審題干條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓；二審反應(yīng)特點(diǎn)：(1)全部是氣體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)；(2)是有固體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)。2．不能作為“標(biāo)志”的四種情況(1)反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(2)恒溫恒容下的體積不變的反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不再隨時(shí)間而變化，如2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)。(3)全是氣體參加體積不變的反應(yīng)，體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再隨時(shí)間而變化，如2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)。(4)全是氣體參加的反應(yīng)，恒容條件下體系的密度保持不變。考點(diǎn)三化學(xué)平衡常數(shù)1．概念在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)K表示。2．表達(dá)式對(duì)于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝eq\f([C]p[D]q,[A]m[B]n)(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(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只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(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)。深度思考1．正誤判斷，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)平衡常數(shù)表達(dá)式中，可以是物質(zhì)的任一濃度()(2)催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，也能改變平衡常數(shù)()(3)平衡常數(shù)發(fā)生變化，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動(dòng)()(4)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化()答案(1)×(2)×(3)×(4)√2．對(duì)于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K12NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K2試分別寫出平衡常數(shù)表達(dá)式，并判斷其關(guān)系________________________________________________________________________。答案K1＝eq\f([NH3]2,[N2][H2]3)K2＝eq\f([H2]3[N2],[NH3]2)K1＝eq\f(1,K2)3．化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)是增大還是減小？答案溫度升高化學(xué)平衡常數(shù)的變化要視反應(yīng)而定，若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則溫度升高K值增大，反之則減小。4．對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)擴(kuò)大或縮小，化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是否改變？是什么關(guān)系？轉(zhuǎn)化率是否相同？試舉例說明。答案對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)不一樣，化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式也不一樣，但對(duì)應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相同。例如：①aA(g)＋bB(g)cC(g)K1＝eq\f([C]c,[A]a[B]b)②naA(g)＋nbB(g)ncC(g)K2＝eq\f([C]nc,[A]na[B]nb)＝Keq\o\al(n,1)或K1＝eq\r(n,K2)無論①還是②，A或B的轉(zhuǎn)化率是相同的。題組一化學(xué)平衡常數(shù)及其影響因素1．溫度為T℃時(shí)，在體積為10L的真空容器中通入1.00mol氫氣和1.00mol碘蒸氣，20min后，反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)測得碘蒸氣的濃度為0.020mol·L－1。涉及的反應(yīng)可以用下面的兩個(gè)化學(xué)方程式表示：①H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)②2H2(g)＋2I2(g)4HI(g)下列說法正確的是()A．反應(yīng)速率用HI表示時(shí)，v(HI)＝0.008mol·L－1·min－1B．兩個(gè)化學(xué)方程式的意義相同，但其平衡常數(shù)表達(dá)式不同，不過計(jì)算所得數(shù)值相同C．氫氣在兩個(gè)反應(yīng)方程式中的轉(zhuǎn)化率不同D．第二個(gè)反應(yīng)中，增大壓強(qiáng)平衡向生成HI的方向移動(dòng)答案A解析H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)初始濃度(mol·L－1)0.1000.1000平衡濃度(mol·L－1)0.0200.0200.160轉(zhuǎn)化濃度(mol·L－1)0.0800.0800.160所以，v(HI)＝0.160mol·L－1÷20min＝0.008mol·L－1·min－1，A正確；K①＝eq\f([HI]2,[H2][I2])＝64，而K②＝eq\f([HI]4,[H2]2[I2]2)＝Keq\o\al(2,①)＝642＝4096，故選項(xiàng)B錯(cuò)；兩個(gè)化學(xué)方程式表示的是一個(gè)反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的濃度相同，故其轉(zhuǎn)化率相同，C錯(cuò)；兩個(gè)反應(yīng)相同，只是表達(dá)形式不同，壓強(qiáng)的改變對(duì)平衡的移動(dòng)沒有影響，D錯(cuò)。2．已知反應(yīng)①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反應(yīng)②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應(yīng)③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是()A．反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1＝eq\f([CO2][Cu],[CO][CuO])B．反應(yīng)③的平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)C．對(duì)于反應(yīng)③，恒容時(shí)，溫度升高，H2濃度減小，則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礑．對(duì)于反應(yīng)③，恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小答案B解析在書寫平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)，純固體不能表示在平衡常數(shù)表達(dá)式中，A錯(cuò)誤；由于反應(yīng)③＝反應(yīng)①－反應(yīng)②，因此平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)，B正確；反應(yīng)③中，溫度升高，H2濃度減小，則平衡左移，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此ΔH<0，C錯(cuò)誤；對(duì)于反應(yīng)③，在恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，如充入惰性氣體，則平衡不移動(dòng)，H2的濃度不變，D錯(cuò)誤。題組二化學(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用3．某溫度下，某反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)平衡常數(shù)K＝eq\f([CO][H2O],[CO2][H2])。恒容時(shí)，溫度升高，H2的濃度減小。下列說法正確的是()A．該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礏．恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2的濃度一定減小C．升高溫度，逆反應(yīng)速率減小D．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO＋H2OCO2＋H2答案A解析由化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式可知該反應(yīng)的方程式為CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，溫度升高，H2的濃度減小，說明平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，A項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤；恒溫恒容下，因該反應(yīng)為等體積反應(yīng)，故增大壓強(qiáng)對(duì)該反應(yīng)的平衡無影響，H2的濃度不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤。借助平衡常數(shù)可以判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)對(duì)于可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下的任意時(shí)刻，反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系：eq\f(ccCcdD,caAcbB)＝Q，稱為濃度商。Qeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(<K反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正>v逆,＝K反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，v正＝v逆,>K反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，v正<v逆))考點(diǎn)四有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算1．分析三個(gè)量：即起始量、變化量、平衡量。2．明確三個(gè)關(guān)系：(1)對(duì)于同一反應(yīng)物，起始量－變化量＝平衡量。(2)對(duì)于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。(3)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。3．計(jì)算方法：三段式法化學(xué)平衡計(jì)算模式：對(duì)以下反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達(dá)到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為VL。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始(mol)ab00變化(mol)mxnxpxqx平衡(mol)a－mxb－nxpxqx則有(1)K＝eq\f(\f(px,V)p·\f(qx,V)q,\f(a－mx,V)m·\f(b－nx,V)n)(2)[A]＝eq\f(a－mx,V)(mol·L－1)。(3)α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq\f(mx,a)∶eq\f(nx,b)＝eq\f(mb,na)。(4)φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋p＋q－m－nx)×100%。(5)eq\f(p平,p始)＝eq\f(a＋b＋p＋q－m－nx,a＋b)。(6)eq\x\to(ρ)(混)＝eq\f(a·MA＋b·MB,V)(g·L－1)。(7)eq\x\to(M)＝eq\f(a·MA＋b·MB,a＋b＋p＋q－m－nx)(g·mol－1)。題組一有關(guān)轉(zhuǎn)化率的計(jì)算及判斷1．已知可逆反應(yīng)：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH>0，請回答下列問題：(1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1；達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為________。(2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；達(dá)到平衡后，[P]＝2mol·L－1，a＝________。(4)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為c(M)＝c(N)＝bmol·L－1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為________。答案(1)25%(2)增大(3)6(4)41%解析(1)M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)始態(tài)mol·L－112.400變化量mol·L－11×60%1×60%因此N的轉(zhuǎn)化率為eq\f(1mol·L－1×60%,2.4mol·L－1)×100%＝25%。(2)由于該反應(yīng)的ΔH>0，即該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因此升高溫度，平衡右移，M的轉(zhuǎn)化率增大。(3)根據(jù)(1)可求出各平衡濃度：[M]＝0.4mol·L－1[N]＝1.8mol·L－1[P]＝0.6mol·L－1[Q]＝0.6mol·L－1因此化學(xué)平衡常數(shù)K＝eq\f([P][Q],[M][N])＝eq\f(0.6mol·L－1×0.6mol·L－1,0.4mol·L－1×1.8mol·L－1)＝eq\f(1,2)由于溫度不變，因此K不變，新狀態(tài)達(dá)到平衡后[P]＝2mol·L－1[Q]＝2mol·L－1[M]＝2mol·L－1[N]＝(a－2)mol·L－1K＝eq\f([P][Q],[M][N])＝eq\f(2mol·L－1×2mol·L－1,2mol·L－1×a－2mol·L－1)＝eq\f(1,2)解得a＝6。(4)設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x，則達(dá)到平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為[M]＝b(1－x)mol·L－1[N]＝b(1－x)mol·L－1[P]＝bxmol·L－1[Q]＝bxmol·L－1K＝eq\f([P][Q],[M][N])＝eq\f(bxmol·L－1×bxmol·L－1,b1－xmol·L－1×b1－xmol·L－1)＝eq\f(1,2)解得x≈41%。題組二化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的相互換算2．SO2常用于制硫酸，其中一步重要的反應(yīng)為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0。若向一個(gè)2L的密閉容器中充入0.4molSO2、0.2molO2和0.4molSO3，發(fā)生上述反應(yīng)。請回答下列問題：(1)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度可能是________(填字母)。A．[SO2]＝0.3mol·L－1、[O2]＝0.15mol·L－1B．[SO3]＝0.4mol·L－1C．[O2]＝0.2mol·L－1、[SO2]＝0.4mol·L－1D．[SO3]＝0.3mol·L－1(2)任選上述一種可能的情況，計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)的平衡常數(shù)為________。(3)某溫度時(shí)，將4molSO2和2molO2通入2L密閉容器中，10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，SO2的轉(zhuǎn)化率為80%，則0～10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(O2)＝________，該溫度下反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)K＝________。答案(1)AD(2)eq\f(20,27)mol－1·L(或180mol－1·L)(3)0.08mol·L－1·min－180mol－1·L解析(1)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始濃度mol·L－10.20.10.2正向進(jìn)行到底mol·L－1000.4eq\x(逆向進(jìn)行)eq\x(到底mol·L－1)0.40.20由此可知，A、D項(xiàng)可能。(2)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始濃度mol·L－10.20.10.2轉(zhuǎn)化濃度mol·L－10.10.050.1平衡濃度mol·L－10.30.150.1可得A項(xiàng)中K1＝eq\f(0.1mol·L－12,0.3mol·L－12×0.15mol·L－1)＝eq\f(20,27)mol－1·L。同理可得出選項(xiàng)D中K2＝eq\f(0.3mol·L－12,0.1mol·L－12×0.05mol·L－1)＝180mol－1·L。(3)v(SO2)＝eq\f(3.2mol,2L·10min)＝0.16mol·L－1·min－1，換算出v(O2)＝0.08mol·L－1·min－1。2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始濃度mol·L－1210轉(zhuǎn)化濃度mol·L－11.60.81.6平衡濃度mol·L－10.40.21.6可得K＝eq\f(1.6mol·L－12,0.4mol·L－12×0.2mol·L－1)＝80mol－1·L。探究高考明確考向全國卷Ⅰ、Ⅱ高考題調(diào)研1．(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ，26)在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深?；卮鹣铝袉栴}：(1)反應(yīng)的ΔH______0(填“大于”或“小于”)；100℃時(shí)，體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如上圖所示。在0～60s時(shí)段，反應(yīng)速率v(N2O4)為__________________mol·L－1·s(2)100℃時(shí)達(dá)平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c(N2O4)以0.0020mol·L－1·s①T________100℃________________________________________________________________________。②列式計(jì)算溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K2________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半，平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng)，判斷理由是______________________________________。答案(1)大于0.00100.36mol·L－1(2)①大于反應(yīng)正方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行，故溫度升高②平衡時(shí)，c(NO2)＝0.120mol·L－1＋0.0020mol·L－1×10s×2＝0.160mol·L－1c(N2O4)＝0.040mol·L－1－0.0020mol·L－1·s－1×10s＝0.020mol·L－1K2＝eq\f(0.160mol·L－12,0.020mol·L－1)＝1.28mol·L－1(3)逆反應(yīng)將反應(yīng)容器的容積減小一半，即增大壓強(qiáng)，當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)解析(1)由題意及圖示知，在1.00L的容器中，通入0.100mol的N2O4，發(fā)生反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高混合氣體的顏色變深，說明反應(yīng)向生成NO2的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH>0；由圖示知60s時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡，消耗N2O4為0.100mol·L－1－0.040mol·L－1＝0.060mol·L－1，根據(jù)v＝eq\f(Δc,Δt)可知：v(N2O4)＝eq\f(0.060mol·L－1,60s)＝0.0010mol·L－1·s－1；求平衡常數(shù)可利用三段式：N2O4(g)2NO2(g)起始量/(mol·L－1)0.1000轉(zhuǎn)化量/(mol·L－1)0.0600.120平衡量/(mol·L－1)0.0400.120K1＝eq\f(c2NO2,cN2O4)＝eq\f(0.12mol·L－12,0.04mol·L－1)＝0.36mol·L－1。(2)100℃時(shí)達(dá)平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c(N2O4)降低，說明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)勒夏特列原理，溫度升高，向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故T>100℃；由c(N2O4)以0.0020mol·L－1·s－1的平均速率降低，經(jīng)10s又達(dá)到平衡，可知此時(shí)消耗N2O40.0020mol·L－1·s－1×10s＝0.020mol·由三段式：N2O4(g)2NO2(g)起始量/(mol·L－1)0.0400.120轉(zhuǎn)化量/(mol·L－1)0.0200.040平衡量/(mol·L－1)0.0200.160K2＝eq\f(c2NO2,cN2O4)＝eq\f(0.160mol·L－12,0.020mol·L－1)＝1.28mol·L－1。(3)溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡后，將反應(yīng)容器的容積減小一半，壓強(qiáng)增大，平衡會(huì)向氣體體積減小的方向移動(dòng)，該反應(yīng)逆反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，故平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。2．[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅰ，28(3)]已知：C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)ΔH＝－45.5kJ·mol－1。乙醇是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(其中nH2O∶nC2H4＝1∶1)。①列式計(jì)算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp＝________________________________________________________________________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。②圖中壓強(qiáng)(p1、p2、p3、p4)的大小順序?yàn)開_________，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③氣相直接水合法常用的工藝條件為磷酸/硅藻土為催化劑，反應(yīng)溫度290℃、壓強(qiáng)6.9MPa，nH2O∶nC2H4＝0.6∶答案①eq\f(pC2H5OH,pC2H4·pH2O)＝eq\f(\f(20%np,2n－20%n),\f(80%np,2n－20%n)2)＝eq\f(20×180,802×7.85MPa)＝0.07(MPa)－1②p4>p3>p2>p1反應(yīng)分子數(shù)減少，相同溫度下，壓強(qiáng)增大，乙烯轉(zhuǎn)化率提高③將產(chǎn)物乙醇液化移去增加nH2O∶nC2H4比解析①Kp＝eq\f(pC2H5OH,pC2H4·pH2O)＝eq\f(\f(20%np,2n－20%n),\f(80%np,2n－20%n)2)＝eq\f(20×180,802×7.85MPa)＝0.07(MPa)－1②C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C2H4的轉(zhuǎn)化率提高，所以p4>p3>p2>p1。③依據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)及平衡移動(dòng)原理，提高乙烯轉(zhuǎn)化率還可以增大H2O與C2H4的比例，將乙醇及時(shí)分離出去等。各省市高考題調(diào)研1．[2012·海南，15(3)]可逆反應(yīng)A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)。判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為__________(填正確選項(xiàng)前的字母)：a．壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變b．氣體的密度不隨時(shí)間改變c．c(A)不隨時(shí)間改變d．單位時(shí)間里生成C和D的物質(zhì)的量相等答案c2．[2012·山東理綜，29(3)]一定溫度下，反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的焓變?yōu)棣。現(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。答案ad解析密度不變時(shí)為平衡狀態(tài)，a對(duì)；對(duì)于給定的反應(yīng)，ΔH一直保持不變，故不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，b錯(cuò)；N2O4的正反應(yīng)速率逐漸減小，最后保持不變，NO2的反應(yīng)速率應(yīng)從零開始，逐漸增大，最后保持不變，c錯(cuò)；轉(zhuǎn)化率一定時(shí)達(dá)到平衡，d對(duì)。3．(2014·四川理綜，7)在10L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g)，發(fā)生反應(yīng)X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/℃起始時(shí)物質(zhì)的量/mol平衡時(shí)物質(zhì)的量/moln(X)n(Y)n(M)①7000.400.100.090②8000.100.400.080③8000.200.30a④9000.100.15b下列說法正確的是()A．實(shí)驗(yàn)①中，若5min時(shí)測得n(M)＝0.050mol，則0至5min時(shí)間內(nèi)，用N表示的平均反應(yīng)速率v(N)＝1.0×10－2mol·L－1·min－1B．實(shí)驗(yàn)②中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2.0C．實(shí)驗(yàn)③中，達(dá)到平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為60%D．實(shí)驗(yàn)④中，達(dá)到平衡時(shí)，b＞0.060答案C解析A項(xiàng)，根據(jù)方程式可知在5min內(nèi)反應(yīng)生成的n(N)等于生成的n(M)，則v(N)＝eq\f(0.050mol,10L×5min)＝1×10－3mol·L－1·min－1，該項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知平衡時(shí)c(X)＝0.002mol·L－1、c(Y)＝0.032mol·L－1、c(N)＝c(M)＝0.008mol·L－1，則平衡常數(shù)K＝eq\f(cM·cN,cX·cY)＝eq\f(0.008×0.008,0.002×0.032)＝1.0，該項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，因該反應(yīng)在800℃時(shí)平衡常數(shù)為1.0，設(shè)反應(yīng)中轉(zhuǎn)化的X的物質(zhì)的量為x，則有(0.20－x)×(0.30－x)＝x·x，故x＝0.12mol，X的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.12mol,0.20mol)×100%＝60%，該項(xiàng)正確；假設(shè)在900℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)也為1.0，根據(jù)實(shí)驗(yàn)④中的數(shù)據(jù)可知b＝0.060，由①中數(shù)據(jù)可知在700℃時(shí)平衡常數(shù)約為2.6，結(jié)合800℃時(shí)平衡常數(shù)為1.0可知，溫度越高，該平衡常數(shù)越小，平衡逆向移動(dòng)，故b<0.060，該項(xiàng)錯(cuò)誤。4．[2014·重慶理綜，11(3)]儲(chǔ)氫還可借助有機(jī)物，如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫：(g)eq\o(,\s\up7(Pt-Sn/Al2O3),\s\do5(高溫))(g)＋3H2(g)。在某溫度下，向恒容密閉容器中加入環(huán)己烷，其起始濃度為amol·L－1，平衡時(shí)苯的濃度為bmol·L－1，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。答案eq\f(27b4,a－b)mol3·L－3解析達(dá)到平衡時(shí)，H2的濃度為苯的3倍，即H2濃度為3bmol·L－1，環(huán)己烷的濃度為(a－b)mol·L－1，反應(yīng)的平衡常數(shù)為K＝eq\f(c苯·c3H2,c環(huán)己烷)＝eq\f(bmol·L－1×3bmol·L－13,a－bmol·L－1)＝eq\f(27b4,a－b)mol3·L－3。5．[2014·福建理綜，24(3)]已知t℃時(shí)，反應(yīng)FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常數(shù)K＝0.25。①t℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n(CO)∶n(CO2)＝______。②若在1L密閉容器中加入0.02molFeO(s)，并通入xmolCO，t℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡。此時(shí)FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%，則x＝________。答案①4∶1②0.05解析①根據(jù)該反應(yīng)的K＝c(CO2)/c(CO)＝0.25，可知反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n(CO)∶n(CO2)＝4∶1。②根據(jù)反應(yīng)：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)初始物質(zhì)的量/mol0.02x00變化物質(zhì)的量/mol0.010.010.010.01平衡物質(zhì)的量/mol0.01x－0.010.010.01根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)可知：K＝0.01/(x－0.01)＝0.25，解得x＝0.05。練出高分1．下列說法正確的是()A．凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，因?yàn)槲鼰岱磻?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ΔH>0D．反應(yīng)2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0答案C解析反應(yīng)的自發(fā)性是由熵變和焓變共同決定的。若ΔH<0，ΔS>0，則一定自發(fā)，若ΔH>0，ΔS<0，則一定不能自發(fā)，若ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，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ΔS>0，若ΔH<0，則一定能自發(fā)，現(xiàn)常溫下不能自發(fā)，說明ΔH>0，正確；D項(xiàng)中反應(yīng)的ΔS<0，能自發(fā)，說明ΔH<0，錯(cuò)誤。2．一定條件下，在密閉恒容容器中，能表示反應(yīng)X(g)＋2Y(g)2Z(g)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()①X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2②X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化③容器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化④單位時(shí)間內(nèi)生成nmolZ，同時(shí)生成2nmolYA．①②B．①④C．②③D．③④答案C解析X、Y、Z的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，①錯(cuò)；X、Y、Z的濃度保持不變可以作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，②對(duì)；該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)，密閉容器中壓強(qiáng)保持不變可以作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，③對(duì)；單位時(shí)間內(nèi)生成nmolZ，同時(shí)生成nmolY時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等，④錯(cuò)。3．恒溫、恒壓下，1molA和1molB在一個(gè)容積可變的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)＋2B(g)2C(g)。一段時(shí)間后達(dá)到平衡，生成amolC。則下列說法不正確的是()A．物質(zhì)A、B的轉(zhuǎn)化率之比一定是1∶2B．起始時(shí)刻和達(dá)平衡后容器中的壓強(qiáng)比為1∶1C．若起始放入3molA和3molB，則達(dá)平衡時(shí)生成3amolCD．當(dāng)v正(A)＝v逆(C)時(shí)，可斷定反應(yīng)達(dá)到平衡答案D解析A項(xiàng)，平衡時(shí)，轉(zhuǎn)化的A、B分別為eq\f(a,2)mol、amol，所以其轉(zhuǎn)化率之比為eq\f(\f(a,2)mol,1mol)∶eq\f(amol,1mol)＝1∶2；B項(xiàng)，因?yàn)轶w積可變，平衡前后壓強(qiáng)之比為1∶1；C項(xiàng)，由于恒溫恒壓下建立平衡，起始量是原來的3倍，C的平衡量也應(yīng)是原來的3倍；D項(xiàng)，不符合系數(shù)之比，不能斷定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。4．最新“人工固氮”的研究報(bào)道：常溫常壓、光照條件下，N2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng)：2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)ΔH＞0，如果反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，則下列說法錯(cuò)誤的是()A．一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)B．在平衡移動(dòng)時(shí)正反應(yīng)速率先增大后減小C．改變的外界條件是升溫D．在平衡移動(dòng)時(shí)逆反應(yīng)速率先減小后增大答案D5．反應(yīng)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，700℃時(shí)平衡常數(shù)為1.47,900A．升高溫度該反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小B．該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f([FeO][CO],[Fe][CO2])C．該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)D．增大CO2濃度，平衡常數(shù)增大答案C解析A項(xiàng)，升溫，正、逆反應(yīng)速率均增大，不正確；B項(xiàng)，該化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f([CO],[CO2])；C項(xiàng)，升溫，平衡常數(shù)增大，表明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故正確；D項(xiàng)，增大反應(yīng)物濃度，平衡常數(shù)不變，故不正確。6．在300mL的密閉容器中，放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表：溫度/℃2580230平衡常數(shù)5×104mol－3·L32mol－3·L31.9×10－5mol－3·L3下列說法不正確的是()A．上述生成Ni(CO)4的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．25℃時(shí)反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常數(shù)為2×10－5mol3·LC．在80℃時(shí)，測得某時(shí)刻N(yùn)i(CO)4、CO的濃度均為0.5mol·LD．80℃達(dá)到平衡時(shí)，測得n(CO)＝0.3mol，則Ni(CO)4的平衡濃度為2mol·L答案C解析溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A正確；Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)為題給反應(yīng)的逆反應(yīng)，相同溫度下兩個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系，B正確；C項(xiàng)中該時(shí)刻Q＝eq\f(c[NiCO4],c4CO)＝8mol－3·L3＞K，反應(yīng)逆向進(jìn)行，v逆＞v正，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)中CO的平衡濃度為1mol·L－1，由K＝2mol－3·L3可計(jì)算出Ni(CO)4的平衡濃度為2mol·L－1。7．已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：溫度/℃70080083010001200平衡常數(shù)1.71.11.00.60.4830℃時(shí)，向一個(gè)2L的密閉容器中充入0.2mol的A和0.8mol的B，反應(yīng)初始4s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)＝0.005mol·L－1·sA．4s時(shí)c(B)為0.76mol·L－1B．830℃C．反應(yīng)達(dá)平衡后，升高溫度，平衡正向移動(dòng)D．1200℃時(shí)反應(yīng)C(g)＋D(g)答案B解析A的濃度減少量Δc(A)＝0.005mol·L－1·s－1×4s＝0.02mol·L－1，所以B的濃度減少量為0.02mol·L－1,4s時(shí)c(B)＝0.4mol·L－1－0.02mol·L－1，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B選項(xiàng)依據(jù)三段式進(jìn)行計(jì)算：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)始態(tài)(mol·L－1)0.10.400反應(yīng)的量(mol·L－1)xxxx平衡(mol·L－1)0.1－x0.4－xxxK＝eq\f(xmol·L－12,0.1－xmol·L－1×0.4－xmol·L－1)＝1，x＝0.08，B選項(xiàng)正確；溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以升高溫度平衡左移，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，平衡常數(shù)為eq\f(1,0.4)＝2.5，錯(cuò)誤。8．O3也是一種很好的消毒劑，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)①O3O2＋[O]ΔH＞0平衡常數(shù)為K1；反應(yīng)②[O]＋O32O2ΔH＜0平衡常數(shù)為K2；總反應(yīng)：2O33O2ΔH＜0平衡常數(shù)為K。下列敘述正確的是()A．降低溫度，K減小B．K＝K1＋K2C．適當(dāng)升溫，可提高消毒效率D．壓強(qiáng)增大，K2減小答案C解析A項(xiàng)，降溫，總反應(yīng)平衡右移，K增大，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，K1＝eq\f([O2]{[O]},[O3])、K2＝eq\f([O2]2,{[O]}[O3])、K＝eq\f([O2]3,[O3]2)＝K1·K2，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，升溫，反應(yīng)①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)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，錯(cuò)誤。9．在300℃時(shí)，改變起始反應(yīng)物中n(H2)對(duì)反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔA．反應(yīng)在b點(diǎn)達(dá)到平衡B．b點(diǎn)H2的轉(zhuǎn)化率最高C．c點(diǎn)N2的轉(zhuǎn)化率最高D．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)的平衡常數(shù)Kb＞Ka＞Kc答案C解析A項(xiàng)，a、b、c等均是該條件下的平衡點(diǎn)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，H2的濃度越小，其轉(zhuǎn)化率越大，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以Ka＝Kb＝Kc。10．一定條件下，反應(yīng)：6H2(g)＋2CO2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)的數(shù)據(jù)如下圖所示。下列說法正確的是()A．該反應(yīng)的ΔH＞0B．達(dá)平衡時(shí)，v正(H2)＝v逆(CO2)C．b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K值大于c點(diǎn)D．a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的H2的平衡轉(zhuǎn)化率為90%答案D解析A項(xiàng)，升溫，CO2的轉(zhuǎn)化率越小，平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，應(yīng)為v正(H2)＝3v逆(CO2)；C項(xiàng)，升溫，平衡左移，b點(diǎn)溫度高，其平衡常數(shù)小，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，6H2(g)＋2CO2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)21006x2xx3xeq\f(2x,1)×100%＝60%x＝0.3所以H2的平衡轉(zhuǎn)化率為eq\f(6x,2)×100%＝90%，正確。11．已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝Q，其平衡常數(shù)隨溫度變化如下表所示：溫度/℃400500850平衡常數(shù)9.9491請回答下列問題：(1)上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為____________。該反應(yīng)的Q______0(填“＞”或“＜”)。(2)850℃時(shí)在體積為10L(3)若在500℃時(shí)進(jìn)行。且CO、H2O(g)的起始濃度均為0.020mol·L(4)若在850℃答案(1)K＝eq\f([CO2][H2],[CO][H2O])＜(2)0.03mol·L－1·min－1(3)75%(4)y＝x解析(1)可逆反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f([CO2][H2],[CO][H2O])。由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，因升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)由圖像可知：CO在4min內(nèi)濃度減小了0.20mol·L－1－0.08mol·L－1＝0.12mol·L－1，則v(CO)＝eq\f(0.12mol·L－1,4min)＝0.03mol·L－1·min－1。(3)500℃時(shí)平衡常數(shù)為9，設(shè)CO最多能轉(zhuǎn)化xmol·L－1，則CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始(mol·L－1):0.020.0200轉(zhuǎn)化(mol·L－1):xxxx平衡(mol·L－1):0.02－x0.02－xxx則有eq\f(x2,0.02－x2)＝9，解得x＝0.015，則CO的最大轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.015,0.02)×100%＝75%。(4)850℃時(shí)平衡常數(shù)為1，有CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始(mol·L－1):1－xx00轉(zhuǎn)化(mol·L－1):y(1－x)y(1－x)y(1－x)y(1－x)平衡(mol·L－1):1－x－y＋xyx－y＋xyy(1－x)y(1－x)則有：eq\f(y1－x·y1－x,1－x－y＋xy·x－y＋xy)＝1，解得y＝x。12．水煤氣法制甲醇工藝流程框圖如下已知：除去水蒸氣后的水煤氣含55～59%的H2,15～18%的CO,11～13%的CO2，少量的H2S、CH4，除去H2S后，可采用催化或非催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，將CH4轉(zhuǎn)化成CO，得到CO、CO2和H2的混合氣體，是理想的合成甲醇原料氣，即可進(jìn)行甲醇合成。(1)制水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為C(s)＋H2O(g)高溫,CO(g)＋H2(g)，此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。①此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為____________；②下列能提高碳的平衡轉(zhuǎn)化率的措施是____________。A加入C(s)B．加入H2O(g)C．升高溫度D．增大壓強(qiáng)(2)將CH4轉(zhuǎn)化成CO，工業(yè)上常采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，其反應(yīng)原理為CH4(g)＋eq\f(3,2)O2(g)CO(g)＋2H2O(g)ΔH＝－519kJ·mol－1。工業(yè)上要選擇合適的催化劑，分別對(duì)X、Y、Z三種催化劑進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(其他條件相同)。①X在T1℃②Y在T2℃③Z在T3℃已知：T1＞T2＞T3，根據(jù)上述信息，你認(rèn)為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑是________(填“X”或“Y”或“Z”)，選擇的理由是_____