第26講 化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率 反應(yīng)方向及調(diào)控（講義）（解析版）

第26講化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率反應(yīng)方向及調(diào)控目錄考情分析網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建考點(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)的含義與應(yīng)用【夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理】知識點(diǎn)1化學(xué)平衡常數(shù)知識點(diǎn)2化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用【提升·必考題型歸納】考向1考查化學(xué)平衡常數(shù)的含義考向2考查化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用考點(diǎn)二有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算【夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理】知識點(diǎn)1三段式計(jì)算模式知識點(diǎn)2有關(guān)化學(xué)平衡計(jì)算方法和技巧【提升·必考題型歸納】考向1考查平衡常數(shù)的計(jì)算考向2考查轉(zhuǎn)化率的計(jì)算考點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)的方向及調(diào)控【夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理】知識點(diǎn)1化學(xué)反應(yīng)的方向知識點(diǎn)2化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控【提升·必考題型歸納】考向1考查化學(xué)反應(yīng)方向的判定考向2考查化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控真題感悟考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析化學(xué)平衡常數(shù)2023湖南卷13題，3分2022河北卷16題，4分2021全囯乙卷28題，8分分析近三年高考試題，高考命題在本講有以下規(guī)律：1．從考查題型和內(nèi)容上看，高考命題以選擇題和非選擇題呈現(xiàn)，主要考查化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)的熵變及反應(yīng)進(jìn)行的方向、化工生產(chǎn)中條件的選擇等。2．從命題思路上看，側(cè)重以化工生產(chǎn)為背景，考查反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)的計(jì)算，壓強(qiáng)平衡常數(shù)及速率常數(shù)的相關(guān)計(jì)算；結(jié)合反應(yīng)速率及焓變考查化工生產(chǎn)條件的選擇。(1)選擇題：考查化學(xué)平衡的表達(dá)式、反應(yīng)進(jìn)行的方向，結(jié)合化學(xué)平衡圖像、圖表考查化學(xué)平衡相關(guān)濃度、轉(zhuǎn)化率等的計(jì)算。(2)非選擇題：常常與基本理論、工業(yè)生產(chǎn)相聯(lián)系，通過圖像或表格提供信息，考查轉(zhuǎn)化率、濃度平衡常數(shù)、壓強(qiáng)平衡常數(shù)、速率常數(shù)等相關(guān)的判斷和計(jì)算，從反應(yīng)時(shí)間、投料比值、催化劑的選擇、轉(zhuǎn)化率等角度考查生產(chǎn)條件的選擇；3.根據(jù)高考命題特點(diǎn)和規(guī)律，復(fù)習(xí)時(shí)要注意以下幾個(gè)方面：(1)對化學(xué)平衡常數(shù)的理解；(2)利用三段式對化學(xué)平衡進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；(3)平衡原理在化工生產(chǎn)中的綜合應(yīng)用?；瘜W(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算2023全囯乙卷28題，8分2022遼寧卷12題，3分2021河北卷16題，3分反應(yīng)方向及調(diào)控2023山東卷14題，4分2022河北卷13題，4分2021浙江6月卷17題，2分考點(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)的含義與應(yīng)用知識點(diǎn)1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K表示。2．表達(dá)式（1）Kc的一般表達(dá)式（以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)為例）Kc＝eq\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))【易錯(cuò)提醒】①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，但水蒸氣要寫入。②計(jì)算時(shí)，代入平衡常數(shù)表達(dá)式的濃度是平衡濃度。（2）Kp的一般表達(dá)式（以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)為例）Kp＝eq\f(pcC·pdD,paA·pbB)[p(X)：X在平衡體系中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)×總壓強(qiáng)]?！久麕熖嵝选縜.分壓定律：混合氣體的總壓等于相同溫度下各組分氣體的分壓之和。p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋……＝pb.氣體的分壓之比等于其物質(zhì)的量之比：eq\f(pB,pD)＝eq\f(nB,nD)。c.某氣體的分壓p(B)與總壓之比等于其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)：eq\f(pB,p)＝eq\f(nB,n)＝φ(B)。（3）化學(xué)平衡常數(shù)與化學(xué)方程式書寫形式的關(guān)系①正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。②若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)都擴(kuò)大或縮小至原來的n倍，則化學(xué)平衡常數(shù)變?yōu)樵瓉淼膎次冪或eq\f(1,n)次冪。③兩方程式相加得到新的化學(xué)方程式，其化學(xué)平衡常數(shù)是兩反應(yīng)平衡常數(shù)的乘積。④關(guān)于H2O的濃度問題a.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NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f(c(HCl)·c(NH3·H2O),c(NH4Cl))。b.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。⑤代入平衡常數(shù)表達(dá)式的是平衡濃度，而不是任意時(shí)刻的濃度，更不能將物質(zhì)的量代入。⑥同一化學(xué)反應(yīng)，可以用不同的化學(xué)方程式表示，每個(gè)化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)表達(dá)式及相應(yīng)的平衡常數(shù)。因此，要注意使用與化學(xué)方程式相對應(yīng)的平衡常數(shù)。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，當(dāng)K>105時(shí)，反應(yīng)可接近完全。(2)對于同反應(yīng)，K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)，與壓強(qiáng)變化、是否使用催化劑無關(guān)，溫度升高，ΔH<0，K值減小，ΔH>0，K值增大。(3)對于不同的反應(yīng)，K除受溫度影響外，還與反應(yīng)物本身的性質(zhì)有關(guān)。4.速率常數(shù)與平衡常數(shù)的關(guān)系（1）兩者的關(guān)系：對于基元反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常數(shù)K＝eq\f(cc（C）·cd（D）,ca（A）·cb（B）)＝eq\f(k正·v逆,k逆·v正)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v正＝v逆，故K＝eq\f(k正,k逆)。（2）兩者的區(qū)別：①反應(yīng)速率常數(shù)通過量化化學(xué)反應(yīng)速率，來表示反應(yīng)的快慢；其影響因素包括溫度和反應(yīng)物性質(zhì)等。②平衡常數(shù)屬于平衡程度的標(biāo)志，表示反應(yīng)進(jìn)行的最大限度；平衡常數(shù)只受溫度的影響，而與反應(yīng)物的濃度無關(guān)。知識點(diǎn)2化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用1.判斷、比較可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度一般來說，一定溫度下的一個(gè)具體的可逆反應(yīng)：K值正反應(yīng)進(jìn)行的程度平衡時(shí)生成物濃度平衡時(shí)反應(yīng)物濃度反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大越大越大越小越高越小越小越小越大越低【特別提醒】K值大小與反應(yīng)程度的關(guān)系K<10－510－5～105>105反應(yīng)程度很難進(jìn)行反應(yīng)可逆反應(yīng)接近完全2.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)，濃度商Qc＝eq\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(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)。eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Qc<K：反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正>v逆,Qc＝K：反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，v正＝v逆,Qc>K：反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，v正<v逆))3.判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)（1）eq\a\vs4\al(升高溫度)：eq\a\vs4\al(K值增大→正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))；eq\a\vs4\al(K值減小→正反應(yīng)為放熱反應(yīng))。（2）eq\a\vs4\al(降低溫度)：eq\a\vs4\al(K值增大→正反應(yīng)為放熱反應(yīng))；eq\a\vs4\al(K值減小→正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))。4.計(jì)算平衡體系中的相關(guān)量根據(jù)相同溫度下，同一反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，計(jì)算反應(yīng)物或生成物的濃度、轉(zhuǎn)化率等?！咎貏e提醒】(1)計(jì)算平衡常數(shù)利用的是物質(zhì)的平衡濃度，而不是任意時(shí)刻濃度，也不能用物質(zhì)的量。(2)固體和純液體的濃度視為恒定常數(shù)，不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中。如C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g),達(dá)到平衡后的K＝eq\f(c(CO)·c(H2),c(H2O))。(3)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率，但對化學(xué)平衡無影響，也不會改變平衡常數(shù)的大小。(4)一般K>105時(shí)，認(rèn)為該反應(yīng)基本進(jìn)行完全；K<10－5時(shí)，一般認(rèn)為該反應(yīng)很難進(jìn)行；而K在10－5～105反應(yīng)被認(rèn)為是典型的可逆反應(yīng)?？枷?考查化學(xué)平衡常數(shù)的含義例1．（2023·江蘇南京·統(tǒng)考模擬預(yù)測）磷及其化合物有著廣泛的運(yùn)用。白磷的結(jié)構(gòu)為，溶于CS2，易自燃。其氧化物有P4O6、P4O10。兩種氧化物中均只有一種化學(xué)環(huán)境的P原子。P4與KOH溶液共熱可制備PH3。白磷與Cl2反應(yīng)可生成PCl3和PCl5。固態(tài)PCl5中含有PCl、PCl兩種離子。Ca(H2PO4)2是磷肥的有效成分。反應(yīng)PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)△H。下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是A．△H＜0B．平衡常數(shù)K=C．其他條件一定，平衡時(shí)升高溫度，v(正)減小，v(逆)增大D．其他條件一定，增大的比值，PCl3的轉(zhuǎn)化率降低【解析】A．該反應(yīng)為化合反應(yīng)，它為放熱反應(yīng)，△H＜0，A項(xiàng)正確；B．平衡常數(shù)=生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積即K=，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．其他條件一定，平衡時(shí)升高溫度，v正和v逆均增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．增大Cl2與PCl3的比值即增大Cl2的投料平衡正向，PCl3轉(zhuǎn)化率增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選A?！敬鸢浮緼【變式訓(xùn)練】（2023·海南?？凇ずＤ先A僑中學(xué)?？寄M預(yù)測）溫度為T℃時(shí)，向某密閉容器中分別加入足量活性炭和1mol，發(fā)生反應(yīng)：

，并達(dá)到平衡。下列說法正確的是A．使用催化劑，可以改變該反應(yīng)的和活化能B．粉碎活性炭固體，正反應(yīng)速率增大，平衡正向移動C．降低壓強(qiáng)，平衡正向移動，平衡常數(shù)K增大D．恒壓下，充入稀有氣體，利于提高的轉(zhuǎn)化率【解析】A．使用催化劑，可降低反應(yīng)的活化能，但不改變該反應(yīng)的，故A錯(cuò)誤；B．粉碎活性炭固體，可增大反應(yīng)物間的接觸面積，從而加快反應(yīng)速率，但對平衡無影響，故B錯(cuò)誤；C．平衡常數(shù)K為溫度函數(shù)，不受壓強(qiáng)影響，故C錯(cuò)誤；D．恒壓下，充入稀有氣體，容器體積增大，平衡相氣體分子數(shù)增大的正向進(jìn)行，從而利于提高二氧化氮的轉(zhuǎn)化率，故D正確；故選：D，【答案】D【易錯(cuò)提醒】①即使化學(xué)平衡發(fā)生移動，但只要溫度不變，平衡常數(shù)就不會改變，利用此守恒可以計(jì)算恒定溫度下再次平衡后的轉(zhuǎn)化率等物理量，這也是定量化學(xué)的重要定律；②平衡常數(shù)改變，平衡一定移動，溫度一定改變?？枷?考查化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用例2．（2023·天津·校聯(lián)考模擬預(yù)測）某溫度下，發(fā)生反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，的平衡轉(zhuǎn)化率()與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是A．將1mol和3mol置于1L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，放出的熱量小于92.4kJB．平衡狀態(tài)由A到B時(shí)，平衡常數(shù)C．上述反應(yīng)在達(dá)到平衡后，增大壓強(qiáng)，的產(chǎn)率減小D．反應(yīng)建立平衡后分離出部分時(shí)，濃度商Q大于平衡常數(shù)K【分析】圖像中橫坐標(biāo)表示壓強(qiáng)，縱坐標(biāo)表示的平衡轉(zhuǎn)化率()，隨著壓強(qiáng)的增大的平衡轉(zhuǎn)化率()增大，增大壓強(qiáng)平衡向右移動，依此解題?！窘馕觥緼．該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，加入的1molN2和3molH2不可能完全反應(yīng)生成2molNH3，所以反應(yīng)放出的熱量小于92.4kJ，A正確；B．從狀態(tài)A到狀態(tài)B，改變的是壓強(qiáng)，溫度未發(fā)生變化，所以平衡常數(shù)不變，，B錯(cuò)誤；C．該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動，的產(chǎn)率增大，C錯(cuò)誤；D．反應(yīng)建立平衡后分離出部分時(shí)，生成物的濃度減小所以濃度商Q小于平衡常數(shù)K，D錯(cuò)誤；故選A?！敬鸢浮緼壓強(qiáng)Mpa平衡常數(shù)溫度/℃1.01.52.0300ab16516c64d800160fg【變式訓(xùn)練】（2023·北京西城·北京四中?？寄M預(yù)測）向一容積可變密閉容器中充入等物質(zhì)的量的A、B，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+2B(g)3C(s)+4D(g)在不同壓強(qiáng)下，該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度變化如表所示。下列判斷正確的是c＞a，g＞f B．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)C．2.0MPa、800℃時(shí)，A的轉(zhuǎn)化率最小 D．1.5MPa、300℃時(shí)，B的轉(zhuǎn)化率為50%【解析】A．平衡常數(shù)只與溫度相關(guān)，溫度不變，K不變，所以g=f，故A錯(cuò)誤；B．由表格中的數(shù)據(jù)可知，平衡常數(shù)隨溫度升高而增大，平衡正向移動，該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．因?yàn)檎磻?yīng)為吸熱反應(yīng)，所以800℃、相同壓強(qiáng)時(shí)，A的轉(zhuǎn)化率最大，而反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)相等，所以800℃時(shí)，三種壓強(qiáng)下的A的轉(zhuǎn)化率都相同，故C錯(cuò)誤；D．1.5MPa、300℃時(shí)，平衡常數(shù)b=16，設(shè)平衡時(shí)體積為V，B的物質(zhì)的量的變化量為x,則達(dá)平衡時(shí)，A、B、D的物質(zhì)的量分別為1-x、1-x、2×=16，x=0.5mol，則B的轉(zhuǎn)化率為×100%=50%，故D正確；故選：D?！敬鸢浮緿【易錯(cuò)提醒】應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)時(shí)應(yīng)注意的四個(gè)問題(1)化學(xué)平衡常數(shù)是在一定溫度下一個(gè)反應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。(2)化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。(3)反應(yīng)物或生成物中有固體或純液體存在時(shí)，其濃度可看作一個(gè)常數(shù)，而不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中。(4)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。若反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變；若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會改變?？键c(diǎn)二有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算知識點(diǎn)1三段式計(jì)算模式“三段式”法是有效解答化學(xué)平衡計(jì)算題的“萬能鑰匙”。解題時(shí)，要注意清楚條理地列出起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量，按題目要求進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)還要注意單位的統(tǒng)一。1．分析三個(gè)量：起始量、變化量、平衡量。2．明確三個(gè)關(guān)系(1)對于同一反應(yīng)物，起始量－變化量＝平衡量。(2)對于同一生成物，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：對以下反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為amol/L、bmol/L，達(dá)到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mxmol/L。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始量(mol/L)ab00變化量(mol/L)mxnxpxqx平衡量(mol/L)a－mxb－nxpxqx則有①平衡常數(shù)：K＝eq\f(\f(px,V)p·\f(qx,V)q,\f(a－mx,V)m·\f(b－nx,V)n)。②A的平衡濃度：c(A)＝eq\f(a－mx,V)mol·L－1。③A的轉(zhuǎn)化率：α(A)＝eq\f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq\f(mx,a)∶eq\f(nx,b)＝eq\f(mb,na)。④A的體積分?jǐn)?shù)：φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋p＋q－m－nx)×100%。⑤平衡壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比：eq\f(p平,p始)＝eq\f(a＋b＋p＋q－m－nx,a＋b)。⑥混合氣體的平均密度eq\x\to(ρ)(混)＝eq\f(a·MA＋b·MB,V)g·L－1。⑦混合氣體的平均摩爾質(zhì)量eq\x\to(M)＝eq\f(a·MA＋b·MB,a＋b＋p＋q－m－nx)g·mol－1。⑧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?jǐn)?shù)。一般來講，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高，產(chǎn)率越大。產(chǎn)率＝eq\f(實(shí)際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量)×100%。知識點(diǎn)2有關(guān)化學(xué)平衡計(jì)算方法和技巧1．化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算(2)依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算平衡常數(shù)①同一可逆反應(yīng)中，K正·K逆＝1。②同一方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小n倍，則新平衡常數(shù)K′與原平衡常數(shù)K間的關(guān)系是K′＝Kn或K′＝eq\r(n,K)。③幾個(gè)可逆反應(yīng)方程式相加，得總方程式，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于各分步反應(yīng)平衡常數(shù)之積。④水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，必須拆成離子方程式再計(jì)算平衡常數(shù)。2．轉(zhuǎn)化率的計(jì)算轉(zhuǎn)化率(α)＝eq\f(反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量（或質(zhì)量、濃度）,反應(yīng)物起始的物質(zhì)的量（或質(zhì)量、濃度）)×100%3．常用的氣體定律恒溫、恒容時(shí)：eq\f(p1,p2)＝eq\f(n1,n2)恒溫、恒壓時(shí)：eq\f(V1,V2)＝eq\f(n1,n2)4.壓強(qiáng)平衡常數(shù)的計(jì)算技巧（1）步驟第一步，根據(jù)“三段式”法計(jì)算平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度；第二步，計(jì)算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)；第三步，根據(jù)分壓計(jì)算公式求出各氣體物質(zhì)的分壓，某氣體的分壓＝氣體總壓強(qiáng)×該氣體的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))；第四步，根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式代入計(jì)算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，壓強(qiáng)平衡常數(shù)表達(dá)式為Kp＝eq\f(p2NH3,pN2·p3H2)。（2）計(jì)算Kp的答題模板計(jì)算Kp的兩套模板[以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)為例]模板1：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(平衡時(shí)總壓為p0)n(始)1mol3mol0Δn0.5mol1.5mol1moln(平)0.5mol1.5mol1molp(X)eq\f(0.5,3)p0eq\f(1.5,3)p0eq\f(1,3)p0Kp＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)p0))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.5,3)p0))\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.5,3)p0))\s\up12(3))模板2：剛性反應(yīng)器中N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)p(始)p03p00Δpp′3p′2p′p(平)p0－p′3p0－3p′2p′Kp＝eq\f(（2p′）2,（p0－p′）（3p0－3p′）3)5.轉(zhuǎn)化率大小變化分析技巧判斷反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的變化時(shí)，不要把平衡正向移動與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高等同起來，要視具體情況而定。常見有以下幾種情形：反應(yīng)類型條件的改變反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的變化有多種反應(yīng)物的可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)恒容時(shí)只增加反應(yīng)物A的用量反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減小，反應(yīng)物B的轉(zhuǎn)化率增大同等倍數(shù)地增大反應(yīng)物A、B的量恒溫恒壓條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變恒溫恒容條件下m＋n＞p＋q反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率均增大m＋n＜p＋q反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率均減小m＋n＝p＋q反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率均不變只有一種反應(yīng)物的可逆反應(yīng)：mA(g)nB(g)＋pC(g)增加反應(yīng)物A的用量恒溫恒壓條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變恒溫恒容條件下m＞n＋p反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率增大m＜n＋p反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減小m＝n＋p反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率不變考向1考查平衡常數(shù)的計(jì)算例1．（2023·上?！そy(tǒng)考模擬預(yù)測）在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：，往密閉容器中以的比例通入兩種反應(yīng)物，其中15min后A在四溫度下的轉(zhuǎn)化率如下表所示，且，則下列說法正確的是溫度轉(zhuǎn)化率10%70%70%60%A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．T溫度時(shí)()，A的轉(zhuǎn)化率是70%C．溫度下，在15min后繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，A的轉(zhuǎn)化率變大D．溫度反應(yīng)15min后，若mol·L，則溫度時(shí)的平衡常數(shù)是4.5【解析】A．15min后A在四溫度下的轉(zhuǎn)化率為單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率，該轉(zhuǎn)化率與速率有關(guān)，根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，隨著溫度升高，速率加快，T1、T2溫度下15min未達(dá)平衡，T3、T4溫度下15min時(shí)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，為平衡轉(zhuǎn)化率，平衡轉(zhuǎn)化率隨升高溫度而減小，根據(jù)勒夏特列原理知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．由A中分析和表格數(shù)據(jù)可知T溫度時(shí)()，A的轉(zhuǎn)化率大于70%，B錯(cuò)誤；C．由A中分析可知T3溫度下15min時(shí)已經(jīng)達(dá)到平衡，在15min后繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，A的轉(zhuǎn)化率不變，C錯(cuò)誤；D．溫度反應(yīng)15min后已建立該條件下的平衡，若mol·L，設(shè)A、B的起始濃度分別為2c，c，A的轉(zhuǎn)化率為60%：

，由題意知c-60%c=0.5，故c=mol/L，故，D正確；故選D。【答案】D【變式訓(xùn)練】（2023·重慶沙坪壩·重慶南開中學(xué)?？寄M預(yù)測）一定溫度下，將足量加入含有催化劑的2L恒容密閉容器，發(fā)生下面兩個(gè)反應(yīng)：反應(yīng)1：反應(yīng)2：測得平衡時(shí)容器中氣體總壓為33kPa，且。下列說法不正確的是A．B．平衡時(shí)，C．該條件下，D．維持其他條件不變，將容器體積壓縮為1L，再次達(dá)到平衡后，【解析】A．反應(yīng)1×3-反應(yīng)2，得到4NH3(g)2N2(g)+6H2(g)

ΔH=3ΔH1-ΔH2，氨氣分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH＞0，得出3ΔH1-ΔH2＞0，3ΔH1＞ΔH2，反應(yīng)1、反應(yīng)2均為放熱反應(yīng)，，故A說法正確；B．令反應(yīng)1中氮?dú)獾姆謮簽閤kPa，則氫氣分壓為2xkPa，因?yàn)閜(H2)=p(NH3)，因此反應(yīng)2中氨氣分壓為2xkPa，則反應(yīng)2中氮?dú)夥謮簽?.5xkPa，總壓為33kPa，有x+2x+2x+0.5x=33，解得x=6，則氮?dú)夥謮簽?6+0.5×6)kPa=9kPa，故B說法正確；C．根據(jù)B選項(xiàng)分析，=144kPa2，故C說法正確；D．適當(dāng)壓縮體積時(shí)，兩個(gè)反應(yīng)均逆向移動，因反應(yīng)物無氣體，溫度不變，平衡常數(shù)也不變，因此再次達(dá)到平衡后壓強(qiáng)依然為33kPa，各氣體分壓不變，c(H2)∶c(N2)=4∶3，故D說法錯(cuò)誤；答案為D?！敬鸢浮緿考向2考查轉(zhuǎn)化率的計(jì)算例2．（2023·河北衡水·衡水市第二中學(xué)?？既＃┕I(yè)上利用硫(S)與為原料制備，在500℃以上發(fā)生反應(yīng)：

。在2L密閉容器中充入1mol和4mol，發(fā)生上述反應(yīng)，測得平衡體系中硫蒸氣的體積分?jǐn)?shù)和溫度的關(guān)系如表所示：溫度/℃5605806006206406600.2860.3330.3780.4200.4620.500下列說法錯(cuò)誤的是A．在580℃達(dá)到平衡時(shí)，的轉(zhuǎn)化率為70%B．該反應(yīng)660℃的平衡常數(shù)C．上述反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D．起始充入1mol和2mol，620℃平衡時(shí)【解析】Ａ．根據(jù)反應(yīng)列三段式：，解得，則，A項(xiàng)正確；Ｂ．660℃時(shí)，，解得，平衡時(shí)，，，，、、、，故，B項(xiàng)正確；Ｃ．由表中數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高硫蒸氣的體積分?jǐn)?shù)升高，說明溫度升高，反應(yīng)平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Ｄ．在恒溫恒容條件下，在2L容器中充入1mol和2mol等效于充入1mol和4molS，D項(xiàng)正確。答案為：Ｃ?！敬鸢浮緾【變式訓(xùn)練】（2023·重慶·校聯(lián)考三模）時(shí)，存在如下平衡：。該反應(yīng)正、逆反應(yīng)速率與的濃度關(guān)系為：，(是速率常數(shù))，且與的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是

A．圖中表示的是線ⅡB．時(shí)，往剛性容器中充入一定量，平衡后測得為，則平衡時(shí)C．時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)D．時(shí)向恒容密閉容器中充入，某時(shí)刻，則此時(shí)的轉(zhuǎn)化率為【分析】因，則；，同理可得：，由函數(shù)關(guān)系可知的斜率大于，結(jié)合圖像可知線Ⅰ應(yīng)為，線Ⅱ應(yīng)為，據(jù)此分析解答。【解析】A．由以上分析可知線Ⅰ應(yīng)為，故A錯(cuò)誤；B．由以上分析可知線Ⅱ應(yīng)為，又，結(jié)合圖像可知當(dāng)=0時(shí)，=a，則，平衡后測得為，則平衡時(shí)，故B錯(cuò)誤；C．線Ⅰ應(yīng)為，，當(dāng)=0時(shí)，=a+2，則，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)：，==100，故C正確；D．某時(shí)刻，此時(shí)，則此時(shí)的轉(zhuǎn)化率=，故D錯(cuò)誤；故選：C?！敬鸢浮緾【反思?xì)w納】有關(guān)化學(xué)平衡計(jì)算的“3”點(diǎn)說明(1)有關(guān)化學(xué)平衡的常見計(jì)算是化學(xué)平衡常數(shù)、物質(zhì)的平衡濃度和平衡轉(zhuǎn)化率之間的相關(guān)計(jì)算。(2)在進(jìn)行有關(guān)化學(xué)平衡的“三段式”計(jì)算時(shí)，要注意各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量和平衡量三者單位的統(tǒng)一。(3)凡是氣體的壓強(qiáng)變化、密度變化均必須轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量的變化或氣體的體積變化才能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。考點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)的方向及調(diào)控知識點(diǎn)1化學(xué)反應(yīng)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。知識點(diǎn)2化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控1．控制反應(yīng)條件的目的(1)促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)：通過控制反應(yīng)條件，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，從而促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行。(2)抑制有害的化學(xué)反應(yīng)：通過控制反應(yīng)條件，也可以減緩化學(xué)反應(yīng)速率，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生或控制副反應(yīng)的發(fā)生，從而抑制有害的化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。2．控制反應(yīng)條件的基本措施(1)控制化學(xué)反應(yīng)速率的措施通過改變反應(yīng)體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(qiáng)(或濃度)、固體的表面積以及使用催化劑等途徑調(diào)控反應(yīng)速率。(2)提高轉(zhuǎn)化率的措施通過改變可逆反應(yīng)體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(qiáng)(或濃度)等改變可逆反應(yīng)的限度，從而提高轉(zhuǎn)化率。3．工業(yè)合成氨的條件選擇(1)反應(yīng)原理：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。(2)反應(yīng)特點(diǎn)：①反應(yīng)為可逆反應(yīng)；②正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)；③ΔH<0。(3)從反應(yīng)快慢和反應(yīng)限度兩個(gè)角度選擇反應(yīng)條件(4)綜合考慮——選擇適宜的生產(chǎn)條件①溫度：400～500℃②壓強(qiáng)：10～30MPa③投料比：eq\f(n（N2）,n（H2）)＝eq\f(1,2.8)④以鐵觸媒作催化劑⑤采用循環(huán)操作提高原料利用率考向1考查化學(xué)反應(yīng)方向的判定例1．（2023·海南?？凇そy(tǒng)考模擬預(yù)測）消除的反應(yīng)為：

。下列說法正確的是A．正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能B．平衡時(shí)升高溫度，v正增大，v逆減小C．平衡常數(shù)D．該反應(yīng)在任何溫度下都可自發(fā)進(jìn)行【解析】A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能，故A錯(cuò)誤；B．平衡時(shí)升高溫度，正逆反應(yīng)速率均加快，故B錯(cuò)誤；C．平衡常數(shù)等于生成物濃度的系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的乘積之比；由方程式可知平衡常數(shù)，故C錯(cuò)誤；D．反應(yīng)正向氣體分子數(shù)增加，△S＞0，且ΔH＜0，故△H-T△S＜0，與溫度無關(guān)，故反應(yīng)在任何溫度下都可自發(fā)進(jìn)行，故D正確；故選：D?！敬鸢浮緿【變式訓(xùn)練】（2023·海南海口·海南中學(xué)?？级＃┮环N制取晶體硅的反應(yīng)為：SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)

=236.1kJ·mol-1。下列說法正確的是A．該反應(yīng)在任何條件下均能自發(fā)進(jìn)行B．其他條件不變，增大壓強(qiáng)，平衡常數(shù)K減小C．恒壓下，充入一定量的惰性氣體，平衡向逆反應(yīng)方向移動D．總體積一定，當(dāng)反應(yīng)體系內(nèi)混合氣體的密度不再發(fā)生變化時(shí)反應(yīng)到達(dá)平衡【解析】A．反應(yīng)吸熱，△H＞0，反應(yīng)正向氣體分子數(shù)增大，△S＞0，故高溫時(shí)△H-T△S＜0時(shí)反應(yīng)自發(fā)，故A錯(cuò)誤；B．其他條件不變，反應(yīng)正向氣體分子數(shù)增大，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動，但溫度不變，平衡常數(shù)K不變，故B錯(cuò)誤；C．恒壓下，充入一定量的惰性氣體，容器體積增大，相當(dāng)于對原平衡減壓，反應(yīng)正向氣體分子數(shù)增大，減壓平衡正向移動，故C錯(cuò)誤；D．由公式可知，總體積一定，當(dāng)反應(yīng)體系內(nèi)混合氣體的密度不再發(fā)生變化時(shí)，混合氣體的總質(zhì)量不變，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；故選：D?！敬鸢浮緿【易錯(cuò)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反應(yīng)的影響，復(fù)合判據(jù)ΔH－TΔS<0的反應(yīng)不一定能夠?qū)嶋H發(fā)生，只是指出了在該條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢，還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問題。2．焓變、熵變和溫度對化學(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)考向2考查化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控例2.（2023·海南·海南中學(xué)校聯(lián)考一模）已知：，平衡體系的總質(zhì)量m(總)與總物質(zhì)的量n(總)之比在不同溫度下隨壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是

A．溫度：B．反應(yīng)速率：C．平衡常數(shù)：D．欲測定的相對分子質(zhì)量，宜在高溫低壓下進(jìn)行【解析】A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度越高，平衡正向移動，n(總)越大，越小，所以，，A正確；B．因?yàn)?，所以反?yīng)速率：，B錯(cuò)誤；C．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度越高，K值越大，，所以平衡常數(shù)：，C錯(cuò)誤；D．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，欲測定的相對分子質(zhì)量，應(yīng)該高溫低壓下，平衡正向移動，盡可能多得生成，D正確；故選AD?！敬鸢浮緼D【變式訓(xùn)練】（2023·上海徐匯·統(tǒng)考一模）不符合硫酸工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的是A．沸騰爐中加入碾碎的硫鐵礦B．接觸室中的反應(yīng)條件為高溫高壓C．催化氧化時(shí)通過熱交換器充分利用能量D．吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收SO3【解析】A．沸騰爐中加入碾碎的硫鐵礦可以增大固體的表面積，是反應(yīng)物的接觸面積增大，反應(yīng)更加充分，A正確；B．接觸室中二氧化硫的催化氧化反應(yīng)在常壓下轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，加壓對轉(zhuǎn)化率影響不大，但對設(shè)備材料要求較高，會導(dǎo)致成本增大，故接觸室中的反應(yīng)條件為高溫常壓，B錯(cuò)誤；C．二氧化硫在接觸室內(nèi)催化氧化生成三氧化硫的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，催化氧化時(shí)通過熱交換器可以預(yù)熱反應(yīng)物，同時(shí)降低容器中的溫度，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動，提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，C正確；D．SO3溶解于水放熱易形成酸霧，導(dǎo)致吸收效率低，若吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收SO3，可以防止吸收過程中形成酸霧，提高SO3的吸收效率，D正確；故選B?！敬鸢浮緽【思維建?！炕瘜W(xué)反應(yīng)適宜條件選擇的思維流程1．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)。反應(yīng)歷程(下圖)中，M為中間產(chǎn)物。其它條件相同時(shí)，下列說法不正確的是

A．使用Ⅰ和Ⅱ，反應(yīng)歷程都分4步進(jìn)行