高中化學人教版選修四導學案：第二章《化學反應速率和化學平衡》第三節(jié) 第4課時

高中化學課程PAGEPAGE16第4課時化學平衡常數(shù)[學習目標定位]1.知道化學平衡常數(shù)的含義，會根據(jù)化學反應書寫化學平衡常數(shù)表達式。2.能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算。一化學平衡常數(shù)1.NO2、N2O4的相互轉(zhuǎn)化是一個可逆反應：2NO2(g)N2O4(g)。在25℃時，如果用不同起始濃度的NO2或N2O4進行反應，平衡后得到以下實驗數(shù)據(jù)。(1)請根據(jù)表中已知數(shù)據(jù)填寫空格：起始濃度/mol·L－1平衡濃度/mol·L－1平衡濃度關(guān)系c(NO2)c(N2O4)c(NO2)c(N2O4)eq\f(cN2O4,cNO2)eq\f(cN2O4,c2NO2)2.00×10－206.32×10－36.84×10－31.081.71×1023.00×10－208.00×10－31.10×10－21.381.72×10202.00×10－29.46×10－31.53×10－21.621.71×10200.1002.28×10－28.86×10－23.891.70×102請總結(jié)歸納平衡時反應物和生成物的物質(zhì)的量濃度之間的定量關(guān)系：在一定溫度下，生成物平衡濃度與反應物平衡濃度的平方之比近似為一常數(shù)。(2)化學平衡常數(shù)①概念：在一定溫度下，當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度以化學計量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積與反應物濃度以化學計量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積的比值是一個常數(shù)。這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)(簡稱平衡常數(shù)，用K表示)。②表達式：對于一般的可逆反應，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，當在一定溫度下達到平衡時，K＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)。2.下表為25℃時，鹵化氫生成反應的平衡常數(shù)：化學方程式平衡常數(shù)KF2＋H22HF6.5×1095Cl2＋H22HCl2.57×1033Br2＋H22HBr1.91×1019I2＋H22HI8.67×102請比較表中K值的相對大小，說明平衡常數(shù)的意義：(1)平衡常數(shù)的大小反映了化學反應進行的程度(也叫反應的限度)。K值越大，表示反應進行得越完全，反應物轉(zhuǎn)化率越大；K值越小，表示反應進行得越不完全，反應物轉(zhuǎn)化率越小。(2)判斷正在進行的可逆反應是否平衡及反應向何方向進行：對于可逆反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定的溫度下的任意時刻：eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)<K，反應向正反應方向進行；eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)＝K，反應處于平衡狀態(tài)；eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)>K，反應向逆反應方向進行。3.下表為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系：T/K373473573673773K3.35×1091.00×1072.45×1051.88×1042.99×103由上表數(shù)據(jù)分析可知：(1)溫度升高，K值減小，則正反應為放熱反應(填“吸熱”或“放熱”)。(2)溫度升高，K值增大，則正反應為吸熱反應(填“吸熱”或“放熱”)。歸納總結(jié)1.化學平衡常數(shù)表達式的書寫(1)在平衡常數(shù)表達式中，水(液態(tài))的濃度、固體物質(zhì)的濃度不寫。C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)K＝eq\f(cCO·cH2,cH2O)；FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)K＝eq\f(cCO2,cCO)。(2)化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫方式有關(guān)。例如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)為K1，eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)為K2，NH3(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)的平衡常數(shù)為K3。寫出K1和K2的關(guān)系式：K1＝Keq\o\al(2,2)；寫出K2和K3的關(guān)系式：K2·K3＝1；寫出K1和K3的關(guān)系式：K1·Keq\o\al(2,3)＝1。2.化學平衡常數(shù)的應用(1)判斷反應進行的方向①Q(mào)c<K反應正向進行；②Qc＝K反應處于平衡；③Qc>K反應逆向進行。(2)判斷反應的熱效應3.化學平衡常數(shù)的影響因素對于給定的反應，化學平衡常數(shù)只受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變化無關(guān)。1.對于反應C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH>0，下列有關(guān)說法正確的是()A.平衡常數(shù)表達式為K＝eq\f(cCO·cH2,cC·cH2O)B.增大體系壓強，平衡常數(shù)K不發(fā)生變化C.升高體系溫度，平衡常數(shù)K減小D.增加C(s)的量，平衡正向移動答案B解析固態(tài)濃度為“常數(shù)”，視為“1”，不需寫入平衡常數(shù)表達式，A項錯誤；K只與溫度有關(guān)，因此增大體系壓強，平衡常數(shù)K不發(fā)生變化，B項正確；升溫該反應正向進行，K增大，C項錯誤；增加C(s)的量，平衡不移動，D項錯誤。2.對于反應3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常數(shù)，下列說法正確的是()A.K＝eq\f(c4H2·cFe3O4,c3Fe·c4H2O)B.K＝eq\f(c4H2,c4H2O)C.增大c(H2O)或減小c(H2)，會使該反應平衡常數(shù)減小D.改變反應的溫度，平衡常數(shù)不一定變化答案B解析固體反應物或生成物，其濃度可視為常數(shù)，在平衡常數(shù)表達式中不寫，故A錯誤，B正確；化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，而與反應物、生成物的濃度變化無關(guān)，故增大c(H2O)或減小c(H2)，該反應的平衡常數(shù)不變，但溫度改變，平衡常數(shù)一定改變，故C、D錯誤。二化學平衡常數(shù)的有關(guān)計算1.已知可逆反應NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH>0。在一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生上述反應，達平衡時NO2與SO2的體積比為1∶6，則平衡常數(shù)K是eq\f(8,3)。解析設(shè)NO2的物質(zhì)的量為1mol，則SO2的物質(zhì)的量為2mol，參加反應的NO2的物質(zhì)的量為xmol。NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)起始量(mol)1200轉(zhuǎn)化量(mol)xxxx平衡時(mol)1－x2－xxx由題意可知eq\f(1－x,2－x)＝eq\f(1,6)，解得x＝0.8。K＝eq\f(cSO3·cNO,cNO2·cSO2)＝eq\f(\f(0.8,V)×\f(0.8,V),\f(0.2,V)×\f(1.2,V))＝eq\f(8,3)。2.已知某個指定反應物的轉(zhuǎn)化率為eq\f(該反應物的起始濃度－該反應物的平衡濃度,該反應物的起始濃度)×100%(1)在某溫度下，將H2和I2各0.10mol的氣體混合物充入10L的密閉容器中，充分反應，達到下列平衡：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，K＝0.25。則氫氣的轉(zhuǎn)化率是20%。解析設(shè)氫氣的轉(zhuǎn)化率為x。H2(g)＋I2(g)2HI(g)起始濃度(mol·L－1)0.010.010變化濃度(mol·L－1)0.01x0.01x0.02x平衡濃度(mol·L－1)0.01－0.01x0.01－0.01x0.02xK＝eq\f(c2HI,cH2·cI2)＝eq\f(0.02x2,0.01－0.01x2)＝0.25x＝20%。(2)在容積可變的密閉容器中，2molN2和8molH2在一定條件下發(fā)生反應，達到平衡時，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時氮氣的體積分數(shù)是15.4%。解析N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始量(mol)280轉(zhuǎn)化量(mol)eq\f(2,3)2eq\f(4,3)平衡時(mol)eq\f(4,3)6eq\f(4,3)所以平衡時氮氣的體積分數(shù)＝eq\f(\f(4,3),6＋\f(8,3))×100%＝15.4%。歸納總結(jié)化學平衡的計算模式及解題思路(1)計算模式aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)c(初)(mol·L－1)n1n200Δc(mol·L－1)n1xeq\f(b,a)n1xeq\f(c,a)n1xeq\f(d,a)n1xc(平)(mol·L－1)n1(1－x)n2－eq\f(b,a)n1xeq\f(c,a)n1xeq\f(d,a)n1x(2)解題思路①巧設(shè)未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設(shè)立，一般設(shè)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為x。②確定三個量：根據(jù)反應物、生成物及變化量的三者關(guān)系代入未知數(shù)確定平衡體系中各物質(zhì)的起始量、變化量、平衡量并按(1)中“模式”列表。③解題設(shè)問題：明確了“始”、“變”、“平”三個量的具體數(shù)值，再根據(jù)相應關(guān)系求平衡時某成分的濃度、反應物轉(zhuǎn)化率等，得出題目答案。3.某溫度下，向容積為1L的密閉反應器中充入0.10molSO3，當反應器中的氣體壓強不再變化時測得SO3的轉(zhuǎn)化率為20%，則該溫度下反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)為()A.8.0×102B.1.6×103C.3.2×103D.4.0×102答案B解析設(shè)生成的O2的物質(zhì)的量為xmol，2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)起始(mol)0.1000平衡(mol)0.10－2x2xxeq\f(2x,0.10)×100%＝20%x＝0.01molK＝eq\f(c2SO2·cO2,c2SO3)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.02,1)))2×\f(0.01,1),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.08,1)))2)＝eq\f(1,1600)所以逆反應的平衡常數(shù)為1600，B正確。4.在830K時，在密閉容器中發(fā)生下列可逆反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0。試回答下列問題：(1)若起始時c(CO)＝2mol·L－1，c(H2O)＝3mol·L－1,4s后達到平衡，此時CO的轉(zhuǎn)化率為60%，則在該溫度下，該反應的平衡常數(shù)K＝_____。用H2O表示的化學反應速率為______。(2)在相同溫度下，若起始時c(CO)＝1mol·L－1，c(H2O)＝2mol·L－1，反應進行一段時間后，測得H2的濃度為0.5mol·L－1，則此時該反應是否達到平衡狀態(tài)________(填“是”或“否”)，此時v正________v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。(3)若降低溫度，該反應的K值將________。答案(1)10.3mol·L－1·s－1(2)否大于(3)增大解析(1)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始濃度(mol·L－1)2300變化濃度(mol·L－1)1.21.21.21.2平衡濃度(mol·L－1)0.81.81.21.2該反應的平衡常數(shù)K＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq\f(1.2×1.2,0.8×1.8)＝1，v(H2O)＝eq\f(1.2mol·L－1,4s)＝0.3mol·L－1·s－1。(2)反應進行到某時刻時，c(H2)＝c(CO2)＝0.5mol·L－1，c(CO)＝0.5mol·L－1，c(H2O)＝1.5mol·L－1，Q＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq\f(0.5×0.5,0.5×1.5)＝eq\f(1,3)<K，因此反應未達到平衡狀態(tài)，向正反應方向進行。(3)降低溫度，平衡向正反應方向移動，K值增大。1.關(guān)于化學平衡常數(shù)的敘述正確的是()A.化學平衡常數(shù)表示反應進行的程度，與溫度無關(guān)B.兩種物質(zhì)反應，不管怎樣書寫化學方程式，平衡常數(shù)均不變C.化學平衡常數(shù)等于某一時刻生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值D.溫度一定，對于給定的化學反應，正逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)答案D解析一個確定的化學反應，其化學平衡常數(shù)只與反應體系的溫度有關(guān)。2.某溫度時，反應SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)的平衡常數(shù)K＝50。在同一溫度下，反應2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)K1應為()A.2500B.100C.4×10－4D.2×10－2答案C解析K＝，K1＝eq\f(c2SO2·cO2,c2SO3)，K1＝eq\f(1,K2)＝4×10－4。3.汽車尾氣凈化中的一個反應如下：NO(g)＋CO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋CO2(g)ΔH＝－373.4kJ·mol－1，在恒容的密閉容器中，反應達平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是()答案C解析該反應的正方向為氣體分子數(shù)減小的放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，生成物濃度減小，反應物濃度增大，平衡常數(shù)減小，A選項錯誤；同理升高溫度，平衡逆向移動，CO的轉(zhuǎn)化率減小，B選項錯誤；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，C選項正確；增加氮氣的物質(zhì)的量，平衡逆向移動，NO的轉(zhuǎn)化率減小，D選項錯誤。4.在淀粉-KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)。測得不同溫度下該反應的平衡常數(shù)K如表所示：T/℃515253550K1100841689533409下列說法正確的是()A.反應I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的ΔH>0B.其他條件不變，升高溫度，溶液中c(Ieq\o\al(－,3))減小C.該反應的平衡常數(shù)表達式為K＝eq\f(cI2·cI－,cI\o\al(－,3))D.25℃時，向溶液中加入少量KI固體，平衡常數(shù)K大于689答案B解析根據(jù)題中提供的數(shù)據(jù)知溫度升高，平衡常數(shù)減小，則平衡向逆反應方向移動，逆反應為吸熱反應，故正反應為放熱反應，ΔH<0，A錯；其他條件不變，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，溶液中c(Ieq\o\al(－,3))減小，B對；該反應的平衡常數(shù)表達式為K＝eq\f(cI\o\al(－,3),cI2·cI－)，C錯；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，25℃時，向溶液中加入少量KI固體，雖然平衡向正方向移動，但平衡常數(shù)不變，D錯。5.硫酸生產(chǎn)中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3(g)ΔH<0。某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關(guān)系如圖所示。根據(jù)圖示回答下列問題：(1)反應達到平衡時，平衡常數(shù)表達式K＝________，升高溫度，K值________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)①將2.0molSO2和1.0molO2置于10L密閉容器中，反應達到平衡后，體系總壓強為0.10MPa。該反應的平衡常數(shù)等于________。②平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)________(填“>”、“<”或“＝”)K(B)。答案(1)eq\f(c2SO3,c2SO2·cO2)減小(2)①800②＝解析(1)升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，即平衡向左移動，故K值減小。(2)①由圖可知，0.10MPa時：c(SO2)＝2.0mol×(1－0.80)÷10L＝0.04mol·L－1，c(O2)＝(1.0mol－1.6mol×eq\f(1,2))÷10L＝0.02mol·L－1，c(SO3)＝1.6mol÷10L＝0.16mol·L－1，K＝eq\f(c2SO3,c2SO2·cO2)＝eq\f(0.162,0.042×0.02)＝800。②由A到B，溫度不變，只增大壓強，K值不變。40分鐘課時作業(yè)[經(jīng)典基礎(chǔ)題]題組1化學平衡常數(shù)的意義及影響因素1.某溫度下，可逆反應mA(g)＋nB(g)pC(g)的平衡常數(shù)為K。下列對K的說法正確的是()A.K值越大，表明該反應越有利于C的生成，反應物的轉(zhuǎn)化率越大B.若縮小反應器的容積，能使平衡正向移動，則K增大C.溫度越高，K一定越大D.如果m＋n＝p，則K＝1答案A解析K越大，該反應正向進行的程度越大，反應物的轉(zhuǎn)化率越大，A正確；對于一個確定的化學反應，K只是溫度的函數(shù)，溫度一定，K一定，與壓強無關(guān)，B錯誤；因該反應的熱效應不確定，故C項錯誤；K＝eq\f(cpC,cmA·cnB)，由m＋n＝p，無法判斷K的大小，D項錯誤。2.當把晶體N2O4放入密閉容器中氣化，并建立了N2O4(g)2NO2(g)平衡后，保持溫度不變，再通入若干N2O4氣體，待反應達到新的平衡時，則新平衡與舊平衡相比，其eq\f(c2NO2,cN2O4)值()A.變大B.不變C.變小D.無法確定答案B解析溫度不變，K值不變。3.某可逆反應aA＋bBcC在某溫度下的平衡常數(shù)為K(K≠1)，反應熱為ΔH。保持溫度不變，將方程式的書寫作如下改變，則ΔH和K數(shù)值的相應變化為()A.寫成2aA＋2bB2cC，ΔH值、K值均擴大了一倍B.寫成2aA＋2bB2cC，ΔH值擴大了一倍，K值保持不變C.寫成cCaA＋bB，ΔH值、K值變?yōu)樵瓉淼南喾磾?shù)D.寫成cCaA＋bB，ΔH值變?yōu)樵瓉淼南喾磾?shù)，K值變?yōu)樵瓉淼牡箶?shù)答案D解析A項、B項ΔH值擴大一倍，K變?yōu)樵瓉淼钠椒健?.已知反應①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反應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①的平衡常數(shù)K1＝eq\f(cCO2·cCu,cCO·cCuO)B.反應③的平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)C.對于反應③，恒容時，溫度升高，H2濃度減小，則該反應的焓變?yōu)檎礑.對于反應③，恒溫恒容下，增大壓強，H2濃度一定減小答案B解析在書寫平衡常數(shù)表達式時，純固體不寫入其中，A錯誤；由于反應③＝反應①－反應②，因此平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)，B正確；反應③中，溫度升高，H2濃度減小，則平衡左移，即逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，因此ΔH＜0，C錯誤；對于反應③，在恒溫恒容下，增大壓強，如充入惰性氣體，則平衡不移動，H2的濃度不變，D錯誤。5.高溫下，某反應達平衡，平衡常數(shù)K＝eq\f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)，恒容時，溫度升高，H2濃度減小。下列說法正確的是()A.該反應的ΔH>0B.恒溫恒容條件下，增大壓強，H2濃度一定減小C.升高溫度，逆反應速率減小D.該反應的化學方程式為CO＋H2Oeq\o(,\s\up7(高溫))CO2＋H2答案A解析根據(jù)平衡常數(shù)表達式可得出該反應的化學方程式為CO2＋H2高溫,CO＋H2O；升高溫度，v正、v逆均增大，升高溫度，H2濃度減小，平衡正向移動，說明正反應是吸熱反應，ΔH>0；在恒溫恒容下，增大壓強的方法有多種，H2濃度變化不確定。題組2化學平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計算6.在25℃時，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表：物質(zhì)XYZ初始濃度/mol·L－10.10.20平衡濃度/mol·L－10.050.050.1下列說法錯誤的是()A.反應達到平衡時，X的轉(zhuǎn)化率為50%B.反應可表示為X＋3Y2Z，其平衡常數(shù)為1600C.增大壓強使平衡向生成Z的方向移動，平衡常數(shù)增大D.改變溫度可以改變此反應的平衡常數(shù)答案C解析平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，增大壓強不可能使平衡常數(shù)增大。其他選項均為平衡中的基礎(chǔ)計算和基礎(chǔ)知識，關(guān)鍵是根據(jù)表中數(shù)據(jù)(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2推導出：X＋3Y2Z。7.設(shè)反應①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)平衡常數(shù)為K1；②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)平衡常數(shù)為K2。測得在不同溫度下，K1、K2值如下：溫度/℃K1K25001.003.157001.472.269002.401.60根據(jù)以上信息判斷下列說法不正確的是()A.若500℃時進行反應①，則CO2轉(zhuǎn)化率為50%B.900℃進行反應③H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)，其平衡常數(shù)K3＝1.50C.反應①的焓變ΔH>0，反應②的焓變ΔH<0D.反應①平衡體系中通入CO2，在溫度不變的條件下，平衡正向移動，達到新平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率比原平衡小答案D解析根據(jù)數(shù)據(jù)K1隨著溫度升高而增大可知，反應①為吸熱反應，K2隨著溫度升高而降低，反應②為放熱反應，C項正確；反應①平衡體系中通入CO2，等效于增大壓強，而反應①中改變壓強不影響平衡移動，則轉(zhuǎn)化率不變，D項不正確；若500℃時進行反應①，平衡時eq\f(cCO,cCO2)＝1，α(CO2)＝eq\f(ΔcCO2,cCO2)＝eq\f(1,2)×100%＝50%，A項正確；K3＝eq\f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)＝eq\f(K1,K2)＝eq\f(2.40,1.60)＝1.50，B項正確。8.在10L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g)，發(fā)生反應X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)，所得實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗編號溫度/℃起始時物質(zhì)的量/mol平衡時物質(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.實驗①中，若5min時測得n(M)＝0.050mol，則0～5min時間內(nèi)，用N表示的平均反應速率v(N)＝1.0×10－2mol·L－1·min－1B.實驗②中，該反應的平衡常數(shù)K＝2.0C.實驗③中，達到平衡時，X的轉(zhuǎn)化率為60%D.實驗④中，達到平衡時，b>0.060答案C解析根據(jù)各物質(zhì)的化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，v(N)＝v(M)＝eq\f(0.050mol,10L×5min)＝1.0×10－3mol·L－1·min－1，A項錯誤；實驗②中X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)c起始/mol·L－10.010.0400c轉(zhuǎn)化/mol·L－10.0080.0080.0080.008c平衡/mol·L－10.0020.0320.0080.008求得K＝eq\f(cM·cN,cX·cY)＝eq\f(0.008×0.008,0.002×0.032)＝1.0，B項錯誤；根據(jù)溫度相同，則K相等；實驗③X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)c起始/mol·L－10.020.0300c轉(zhuǎn)化/mol·L－1eq\f(a,10)eq\f(a,10)eq\f(a,10)eq\f(a,10)c平衡/mol·L－10.02－eq\f(a,10)0.03－eq\f(a,10)eq\f(a,10)eq\f(a,10)K＝eq\f(cM·cN,cX·cY)＝eq\f(\f(a,10)2,0.02－\f(a,10)×0.03－\f(a,10))＝1.0。求得a＝0.120，則X的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(0.120mol,0.20mol)×100%＝60%，C項正確；實驗③a＝0.12＝0.060×2，若④的溫度為800℃，此時與③為等效平衡，b＝0.060，但④的溫度為900℃，則平衡逆向移動，b<0.060，D項錯誤。9.某溫度下，在2L的密閉容器中，加入1molX(g)和2molY(g)發(fā)生反應：X(g)＋mY(g)3Z(g)。平衡時，X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1molZ(g)，再次達到平衡后，X、Y、Z的體積分數(shù)不變。下列敘述不正確的是()A.m＝2B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同C.X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1D.第二次平衡時，Z的濃度為0.4mol·L－1答案D解析在2L的密閉容器中，反應達平衡時，各物質(zhì)的體積分數(shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比，即平衡時，n(X)∶n(Y)∶n(Z)＝30%∶60%∶10%＝3∶6∶1。設(shè)第一次平衡時X消耗的物質(zhì)的量為x，則X(g)＋mY(g)3Z(g)初始1mol2mol0轉(zhuǎn)化xmx3x平衡1mol－x2mol－mx3x則(1mol－x)∶(2mol－mx)∶3x＝3∶6∶1解得x＝0.1mol、m＝2，由此可得，A項、C項正確；同理可得第二次平衡時，Z的濃度為0.2mol·L－1，D項不正確；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，兩次平衡反應溫度相同，故平衡常數(shù)相同，B項正確。10.在恒容密閉容器中，將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)K＝0.1，反應前CO物質(zhì)的量為10mol，平衡后CO物質(zhì)的量為8mol。下列說法正確的是()A.升高溫度，H2S濃度增加，表明該反應為吸熱反應B.通入CO后，正反應速率逐漸增大C.反應前H2S物質(zhì)的量為7molD.CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%答案C解析CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)起始10molxmol00轉(zhuǎn)化2mol2mol2mol2mol平衡8mol(x－2)mol2mol2mol設(shè)容器體積為VL，由K＝0.1可得K＝eq\f(cCOS·cH2,cCO·cH2S)＝eq\f(\f(2,V)·\f(2,V),\f(8,V)·\f(x－2,V))＝0.1，解得x＝7，C項正確；CO的轉(zhuǎn)化率為eq\f(10mol－8mol,10mol)×100%＝20%；通入CO后c(CO)增大，v(CO)增大之后逐漸減小，故B項不正確；升高溫度，c(H2S)增大，說明平衡向左移動，正反應為放熱反應，A項不正確。[能力提升題]11.(1)已知反應Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)ΔH1，平衡常數(shù)為K1；反應Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)ΔH2，平衡常數(shù)為K2。在不同溫度時K1、K2的值如下表：700℃900℃K11.472.15K22.381.67反應CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH，平衡常數(shù)為K，則ΔH＝________(用ΔH1和ΔH2表示)，K＝________(用K1和K2表示)，且由上述計算可知，反應CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是________反應(填“吸熱”或“放熱”)。(2)一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，發(fā)生反應Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)ΔH＞0，CO2的濃度與時間的關(guān)系如圖所示：①該條件下反應的平衡常數(shù)為________；若鐵粉足量，CO2的起始濃度為2.0mol·L－1，則平衡時CO的濃度為________mol·L－1。②下列措施中能使平衡時eq\f(cCO,cCO2)增大的是__________(填字母)。A.升高溫度 B.增大壓強C.再充入一定量的CO2 D.再加入一定量鐵粉答案(1)ΔH1－ΔH2eq\f(K1,K2)吸熱(2)①2.0eq\f(4,3)②A解析(1)目標反應可由上述兩個反應相減得到，即ΔH＝ΔH1－ΔH2，K＝eq\f(K1,K2)，隨溫度升高，K1增大，K2減小，所以eq\f(K1,K2)增大，平衡正向移動，正反應為吸熱反應。(2)①平衡時c(CO2)＝0.5mol·L－1，c(CO)＝1mol·L－1，K＝2.0。設(shè)平衡時c(CO)＝amol·L－1，則平衡時c(CO2)＝(2.0－a)mol·L－1，則K＝2.0＝eq\f(a,2.0－a)，解得a＝eq\f(4,3)。②升高溫度，平衡正向移動，A正確；增大壓強，平衡不移動，B錯誤；充入一定量的CO2，其K值不變，eq\f(cCO,cCO2)值不變，C錯誤；加入鐵粉不影響平衡的移動，D錯誤。12.在某溫度下，將H2和I2各0.1mol的氣態(tài)混合物充入10L的密閉容器中，發(fā)生反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)，連續(xù)測定c(I2)的變化，5s時測定c(I2)＝0.0080mol·L－1并保持不變。則：(1)反應的平衡常數(shù)的表達式是K＝________。(2)此溫度下，平衡常數(shù)值為________。(3)若在此溫度下，在10L的密閉容器充入0.2molHI氣體，達到平衡時，HI的轉(zhuǎn)化率為________。答案(1)eq\f(c2HI,cH2·cI2)(2)0.25(3)80%解析(2)c(I2)＝0.0080mol·L－1c(H2)＝0.0080mol·L－1c(HI)＝0.0040mol·L－1K＝eq\f(0.00402,0.0080×0.0080)＝0.25。(3)設(shè)生成的H2的濃度為xmol·L－1，2HI(g)H2(g)＋I2(g)起始(mol·L－1)0.0200平衡(mol·L－1)0.02－2xxxK′＝eq\f(x2,0.02－2x2)＝eq\f(1,0.25)x＝0.008α(HI)＝eq\f(0.008mol·L－1×2,0.02mol·L－1)×100%＝80%。13.已知下列兩個反應：反應ⅠI2＋I－Ieq\o\al(－,3)ΔH1反應ⅡIeq\o\al(－,3)I2＋I－ΔH2反應Ⅰ的化學平衡常數(shù)K1與溫度的關(guān)系如表所示。T/℃515253550K11100841689533409請回答下列問題：(1)若反應Ⅱ的化學平衡常數(shù)為K2，在相同溫度下，K1·K2＝________。(2)反應Ⅰ的ΔH1________0(填“＞”、“＝”或“＜”)，若采用升溫，則I2的溶解速率會________(填“加快”、“減慢”或“不變”)。(3)能判斷反應Ⅰ已達到平衡的依據(jù)是________(填字母)。A.容器中的壓強不再改變B.溶液的顏色不再改變C.I－濃度不再變化D.正逆反應速率均為0(4)某溫度下，反應Ⅰ的化學平衡常數(shù)為800。在該溫度下，向甲、乙、丙三個容積相同的容器中分別加入I2和I－，這兩種物質(zhì)的起始濃度如下。起始濃度(mol·L－1)甲乙丙c(I2)0.10.20.2c(I－)0.20.10.2反應速率最快的是________(填“甲”、