第三節(jié)化學(xué)平衡常數(shù)（考點(diǎn)考法剖析）-2023屆高考化學(xué)一輪針對(duì)性復(fù)習(xí)方案（全國(guó)通用）（原卷版）

第三節(jié)化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率【必備知識(shí)要求】1.了解化學(xué)平衡常數(shù)(K)的含義,能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。2.能正確計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率(α)。3.區(qū)別某時(shí)刻的轉(zhuǎn)化率和平衡轉(zhuǎn)化率【關(guān)鍵能力及高考要求】關(guān)鍵能力要求：理解辨析能力、化學(xué)計(jì)算能力、歸納論證能力。高考要求：本節(jié)內(nèi)容是高考?？純?nèi)容，常常與化學(xué)理論、化工生產(chǎn)、元素化合物知識(shí)相結(jié)合進(jìn)行考查，考查平衡常數(shù)的表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)及有關(guān)計(jì)算；還結(jié)合外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，考查化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素及應(yīng)用。【學(xué)科核心素養(yǎng)解析】1.變化觀念與平衡思想：能從化學(xué)平衡常數(shù)的角度分析化學(xué)反應(yīng)，運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)解決問(wèn)題。能多角度、動(dòng)態(tài)地分析化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決實(shí)際問(wèn)題。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：知道可以通過(guò)分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立模型。能運(yùn)用模型解釋化學(xué)平衡的移動(dòng)，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念，能運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題做出正確的價(jià)值判斷。必備知識(shí)點(diǎn)1化學(xué)平衡常數(shù)及影響因素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)，稱為化學(xué)平衡常數(shù)(簡(jiǎn)稱平衡常數(shù))，用符號(hào)K表示。2．表達(dá)式（1）對(duì)于反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)。（2）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)形式的關(guān)系化學(xué)方程式平衡常數(shù)關(guān)系式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1=cK2=K(或K1K3=112N2(g)+32H2(g)NH3K2=c2NH3(g)N2(g)+3H2(g)K3=c EQ\o\ac(○,1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)K1EQ\o\ac(○,2)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2EQ\o\ac(○,1)+EQ\o\ac(○,2)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)K3K3=K1.K23．意義平衡常數(shù)表明在一定條件下反應(yīng)進(jìn)行的程度。K越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。4．影響因素(1)內(nèi)因：反應(yīng)物本身的性質(zhì)。(2)外因：K只受溫度的影響，與濃度、壓強(qiáng)、催化劑等外界因素?zé)o關(guān)。5．K值與可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的關(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)可接近完全【知識(shí)理解提點(diǎn)】1.固體物質(zhì)和純液體物質(zhì)的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中。2.代入平衡常數(shù)表達(dá)式中的濃度是平衡濃度。3.化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與具體的化學(xué)方程式相對(duì)應(yīng)，同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，用不同的化學(xué)方程式表示時(shí)，其平衡常數(shù)表達(dá)式不同。4.化學(xué)平衡常數(shù)的兩大應(yīng)用(1)判斷平衡移動(dòng)的方向：對(duì)于可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意狀態(tài)下，生成物的濃度和反應(yīng)物的濃度之間的關(guān)系用濃度商Q＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)表示，則：eq\a\vs4\al(Q)eq\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))(2)判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)：若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)?！净簏c(diǎn)辨析】判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。1.平衡常數(shù)發(fā)生變化,化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動(dòng)。()2.化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化。()3.平衡常數(shù)表達(dá)式中,物質(zhì)的濃度可以是任一時(shí)刻的濃度。()4.可逆反應(yīng)2A(s)+B(g)2C(g)+3D(g)的平衡常數(shù)為K=c2(5.對(duì)于同一可逆反應(yīng),升高溫度,則化學(xué)平衡常數(shù)增大。()6.增大反應(yīng)物的濃度,平衡正向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)增大。()7.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。()8.對(duì)于反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),升高溫度,K值減小,則ΔH<0。()【夯基例析·跟蹤演練】【基礎(chǔ)例析】考查化學(xué)平衡常數(shù)及影響因素例1．（2021·廣東高三二模）和合成的原理：，按相同的物質(zhì)的量投料，測(cè)得在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A． B．反應(yīng)速率：C．平衡常數(shù)： D．的體積分?jǐn)?shù)：【跟蹤演練】1.某溫度下2L密閉容器中3種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時(shí)的物質(zhì)的量(n)如表所示，下列說(shuō)法正確的是()A.該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是K＝eq\f(c2X·cY,c3W)B．其他條件不變，升高溫度，若W的體積分?jǐn)?shù)減小，則此反應(yīng)ΔH<0C．其他條件不變，使用催化劑，正、逆反應(yīng)速率和平衡常數(shù)均增大，平衡不移動(dòng)D．其他條件不變，當(dāng)密閉容器中混合氣體密度不變時(shí)，表明反應(yīng)已達(dá)到平衡【基礎(chǔ)例析】化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用例2．（2022·上海高三二模）一定溫度下，在三個(gè)體積均為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：，達(dá)到平衡，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：容器溫度/K物質(zhì)的起始濃度/mol·L-1物質(zhì)的平衡濃度/mol·L-1c(X)c(Y)c(Z)c(Z)Ⅰ2000.100.3000.020Ⅱ5000.100.3000.017Ⅲ2000.200.600下列說(shuō)法正確的是A．該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅲ中的大C．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅲ中c(X)小于容器Ⅱ中c(X)的兩倍D．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅱ所需的時(shí)間比容器Ⅰ中的長(zhǎng)【跟蹤演練】2.（2021·遼寧沈陽(yáng)市·高三一模）可用于合成甲醇，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為。在一容積可變的密閉容器中充有與，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇。的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．合成甲醇的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．壓強(qiáng)為C．、、三點(diǎn)的平衡常數(shù)為D．若達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，容器的體積為，則在平衡狀態(tài)時(shí)容器的體積也為必備知識(shí)點(diǎn)2平衡常數(shù)和壓強(qiáng)化學(xué)平衡常數(shù)Kp的計(jì)算一、“三段式”法是有效解答化學(xué)平衡計(jì)算題的“萬(wàn)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(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平衡常數(shù)：K＝eq\f((px)p·(qx)q,(a－mx)m·(b－nx)n)。二、壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(1)Kp含義：在化學(xué)平衡體系中，用各氣體物質(zhì)的分壓替代濃度計(jì)算的平衡常數(shù)叫壓強(qiáng)平衡常數(shù)。(2)計(jì)算技巧：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)總量總壓起始量(mol/L)ab00n0=a+bP0變化量(mol/L)mxnxpxqx平衡量(mol/L)a－mxb－nxpxqxn平=(a-mx)+(b-nx)+px+qxP平平衡分壓eq\f((a－mx),n平)P平eq\f((b－mx),n平)P平eq\f(px,n平)P平eq\f(px,n平)P平第一步，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)；(1)平衡前后的壓強(qiáng)之比：eq\f(p平,p始)＝eq\f((a－mx)＋(b－nx)＋px＋qx,a＋b)。(2)某氣體組分的體積分?jǐn)?shù)＝某氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)＝eq\f(某氣體組分的物質(zhì)的量,混合氣體總的物質(zhì)的量)×100%。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)?！局R(shí)理解提點(diǎn)】1.利用ρ混＝eq\f(m總,V)和Mr＝eq\f(m總,n總)計(jì)算時(shí)要注意m總應(yīng)為氣體的總質(zhì)量，V應(yīng)為反應(yīng)容器的體積，n總應(yīng)為氣體的總物質(zhì)的量。2.起始濃度、平衡濃度不一定符合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，但物質(zhì)之間是按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比反應(yīng)和生成的，故各物質(zhì)的濃度變化之比一定等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，這是計(jì)算的關(guān)鍵。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。4.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。【夯基例析·跟蹤演練】【基礎(chǔ)例析】化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算例3．（2022·湖南長(zhǎng)沙雅禮中學(xué)高三月考）500K時(shí)，在三個(gè)容積均為2L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：A(g)+2B(g)2C(g)?H<0。實(shí)驗(yàn)測(cè)得：v正=k正c(A)c2(B)，v逆=k逆c2(C)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。下列說(shuō)法正確的是容器編號(hào)起始物質(zhì)的量(mol)平衡時(shí)A的物質(zhì)的量(mol)ABCⅠ001.20.4Ⅱ0.41.00.6Ⅲ0.71.00A．達(dá)平衡時(shí)，容器Ⅰ與容器Ⅱ中的總壓強(qiáng)之比為4∶5B．達(dá)平衡時(shí)，容器Ⅲ中B的體積分?jǐn)?shù)小于50%C．達(dá)平衡時(shí)，容器Ⅱ中c(A)/c(C)比容器Ⅰ中的大D．當(dāng)溫度改變?yōu)門(mén)時(shí)，若k正=k逆，則T<500K【跟蹤演練】3.（2022·河北高三一模）工業(yè)上制備合成氣的工藝主要是水蒸氣重整甲烷：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH>0，在一定條件下，向體積為1L的密閉容器中充入1molCH4(g)和1molH2O(g)，測(cè)得H2O(g)和H2(g)的濃度隨時(shí)間變化曲線如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．達(dá)到平衡時(shí)，CH4(g)的轉(zhuǎn)化率為75%B．0～10min內(nèi)，v(CO)＝0.075mol·L－1·min－1C．該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝0.1875D．當(dāng)CH4(g)的消耗速率與H2(g)的消耗速率相等時(shí)，反應(yīng)到達(dá)平衡【基礎(chǔ)例析】壓強(qiáng)平衡常數(shù)的計(jì)算例4.（2022·江蘇高三期中）一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng)：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，平衡時(shí)，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示：已知：氣體分壓(p分)＝氣體總壓(p總)×體積分?jǐn)?shù)。下列說(shuō)法正確的是A．650℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%B．550℃時(shí)，若充入惰性氣體，v(正)、v(逆)均減小，平衡不移動(dòng)C．T℃時(shí)，若充入等體積的CO2和CO，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D．925℃時(shí)，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp＝24.0p總【跟蹤演練】4.（2022·天津市海河中學(xué)高三月考）在一體積可變的密閉容器加入足量的Mn3C固體，并充入0.1molCO2，發(fā)生反應(yīng)Mn3C(s)+CO2(g)?3Mn(s)+2CO(g)。已知：CO與CO2平衡分壓比的自然對(duì)數(shù)值[ln]與溫度的關(guān)系如圖所示(已知：平衡分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，Kp是用平衡分壓代替濃度計(jì)算所得的平衡常數(shù))。下列說(shuō)法正確的是()A．該反應(yīng)ΔH＜0B．縮小容器體積有利于提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率C．X點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，則CO2的轉(zhuǎn)化率為33.3%D．假設(shè)1050K時(shí)，X點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器的總壓強(qiáng)為akPa，則該溫度下Kp為0.5akPa必備知識(shí)點(diǎn)3平衡轉(zhuǎn)化率和某時(shí)段轉(zhuǎn)化率及計(jì)算一、轉(zhuǎn)化率有兩種：1.平衡轉(zhuǎn)化率：化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡是的轉(zhuǎn)化率，化學(xué)反應(yīng)速率對(duì)其不產(chǎn)生影響，化學(xué)平衡移動(dòng)才有影響。催化劑對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率無(wú)影響。2.某時(shí)段轉(zhuǎn)化率：化學(xué)反應(yīng)在某一段時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率，化學(xué)反應(yīng)速率越快，轉(zhuǎn)化率越大；催化劑對(duì)某時(shí)段轉(zhuǎn)化率產(chǎn)生影響。二、影響平衡的因素對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響aA（g）+bB（g）mM（s）+nN（g）；?H化學(xué)反應(yīng)平衡的特點(diǎn)壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響：要比較系數(shù)a+b和n的大小溫度對(duì)平衡的影響：要看?H的正負(fù)起始量對(duì)平衡的影響：在VL的容器中，加入Pmol的A和qmol的B，要看投料比值λ=p:q的大小K=eq\f(cnN,caA·cbB)轉(zhuǎn)化率a移動(dòng)方向N的濃度起始量(投料比λ=p:q)λ=p:q增大不變?cè)鯝，B的轉(zhuǎn)化率a增大，A的轉(zhuǎn)化率減少——————λ=p:q減少不變?cè)鯞，A的轉(zhuǎn)化率a增大，B的轉(zhuǎn)化率減少——————溫度（T)?H>0吸熱升T增大平衡轉(zhuǎn)化率a增大正向增大降T減少平衡轉(zhuǎn)化率a減少逆向減少?H<0放熱升T減少平衡轉(zhuǎn)化率a減少逆向減少降T增大平衡轉(zhuǎn)化率a增大正向增大壓強(qiáng)(P)a+b=n不變加P、不變平衡轉(zhuǎn)化率a不變不變?cè)龃鬁pP不變平衡轉(zhuǎn)化率a不變不變減少a+b>n減少加P不變平衡轉(zhuǎn)化率a增大正向增大減P平衡轉(zhuǎn)化率a減少逆向減少a+b<n增大加P不變平衡轉(zhuǎn)化率a減少逆向增大減P平衡轉(zhuǎn)化率a增大正向減少催化劑催化劑的選擇性決定產(chǎn)物無(wú)影響平衡轉(zhuǎn)化率a不變無(wú)影響無(wú)影響某時(shí)段的轉(zhuǎn)化率a增大三、轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率的計(jì)算1.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)aA＋bBcC＋dD，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率＝eq\f(A的起始濃度－A的平衡濃度,A的起始濃度)×100%。2.生成物的平衡產(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(lái)講，轉(zhuǎn)化率越高，原料利用率越高，產(chǎn)率越高。產(chǎn)率＝eq\f(實(shí)際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量)×100%?！局R(shí)理解提點(diǎn)】1.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)aA（g）+bB（g）mM（s）+nN（g）；?H，在VL的容器中，加入Pmol的A和qmol的B，當(dāng)投料比值λ=p:q=a：b時(shí)，則A、B的轉(zhuǎn)化率相等。即投料比=系數(shù)比時(shí)，轉(zhuǎn)化率相等。2.只有一種氣體反應(yīng)物的反應(yīng)，增加這種反應(yīng)物，平衡轉(zhuǎn)化率的變化，按照加壓來(lái)判斷。3.按相同比例增加各種反應(yīng)物的濃度，就是加壓。【夯基例析·跟蹤演練】【基礎(chǔ)例析】例5．（2022·江西新余市·高三二模）研究氮的氧化物的性質(zhì)對(duì)于消除城市中汽車(chē)尾氣的污染具有重要意義?；卮鹣铝袉?wèn)題：（2）若將CO和NO按不同比例投入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g），若反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，所得的混合氣體中含的體積分?jǐn)?shù)隨的變化曲線如圖3．①a、b、c、d四點(diǎn)的平衡常數(shù)從小到大的順序?yàn)開(kāi)_____。②若，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，的體積分?jǐn)?shù)為20%，則NO的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_____?！靖櫻菥殹?.（2022·山東濟(jì)寧市·高三二模）氮氧化物(NOx)是一類(lèi)特殊的污染物，它本身會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人體健康造成危害，必須進(jìn)行治理或綜合利用。（2）在溫度500K時(shí)，向盛有食鹽的恒容密閉容器中加入NO2、NO和Cl2，發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng)：Ⅰ.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)△H1Ⅱ.2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)△H2①關(guān)于恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ的下列說(shuō)法中，正確的是___(填標(biāo)號(hào))。a.△H1和△H2不再變化，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)b.反應(yīng)體系中混合氣體的顏色保持不變，說(shuō)明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)c.同等條件下，反應(yīng)Ⅰ的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于反應(yīng)Ⅱ，說(shuō)明反應(yīng)Ⅰ的活化能小，△H1<△H2d.達(dá)平衡后，向反應(yīng)體系中再通入一定量ClNO(g)，NO2(g)和NO(g)的百分含量均減?、谌粝?L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，起始總壓為p。10分鐘后達(dá)到平衡，用ClNO(g)表示平均反應(yīng)速率v平(ClNO)=0.008mol·L-1·min-1。則NO的平衡轉(zhuǎn)化率α=_____，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=____(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。必備知識(shí)點(diǎn)3化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1.化學(xué)反應(yīng)方向的判斷（1）自發(fā)過(guò)程A.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(guò)程。B.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(wú)序的傾向性(無(wú)序體系更加穩(wěn)定)。(2)自發(fā)反應(yīng)在一定條件下無(wú)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)A.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?jiàn)，反應(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。B.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。C.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。2．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(guò)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(guò)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。3．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(guò)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(guò)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?！局R(shí)理解提點(diǎn)】1.一般規(guī)律是S(g)>S(l)>S(s)。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，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(shì)，還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問(wèn)題。3．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(guò)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)4.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):壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響：氣體分子數(shù)減小;溫度對(duì)平衡的影響：放熱反應(yīng)（3）.從反應(yīng)快慢和反應(yīng)限度兩個(gè)角度選擇反應(yīng)條件工業(yè)目的以盡量低的成本，在單位時(shí)間內(nèi)得到盡量多的產(chǎn)品的產(chǎn)量，不是產(chǎn)率。選擇條件選擇依據(jù)選擇最終結(jié)果平衡原理依據(jù)反應(yīng)速率投料比理論上講，n（N2）：n（H2）=1:3時(shí)，平衡混合物中，NH3的含量最高。eq\f(1,2.8)采用循環(huán)操作提高原料利用率溫度ΔH溫度升高，平衡左移，轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率低，所以溫度不能過(guò)高。溫度低，反應(yīng)速率慢，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量低。400～500℃壓強(qiáng)氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓，平衡右移，轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率高，所以要高壓。但是，壓強(qiáng)大，成本高，所以壓強(qiáng)不能太大。10～30MPa催化劑加入催化劑，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，提高單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量。催化劑的活性，對(duì)溫度有要求。以鐵觸媒作催化劑（400～500℃活性最高）【惑點(diǎn)辨析】判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。1.CaCO3CaO+CO2↑是一個(gè)熵增的過(guò)程。()2.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。()3.-10℃的液態(tài)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。()4.NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)ΔH=185.57kJ·mol-1能自發(fā)進(jìn)行,原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向。()5.一定溫度下,反應(yīng)MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0。()6.反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的ΔH<0。()【夯基例析·跟蹤演練】【基礎(chǔ)例析】考查化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷例6．（2022·全國(guó)高三一模）下列說(shuō)法不正確的是()A．焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)B．在同一條件下物質(zhì)有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大C．一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于反應(yīng)放熱還是吸熱D．一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與焓變和熵變的共同影響有關(guān)【跟蹤演練】6.下列說(shuō)法正確的是（）A．在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向B．溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，熵增加的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行C．反應(yīng)熵變是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素D．固體的溶解過(guò)程只與焓變有關(guān)【基礎(chǔ)例析】考查化學(xué)反應(yīng)條件的控制例7．（2021·湖北高三二模）萘()與濃硫酸發(fā)生取代反應(yīng)可以生成2種取代產(chǎn)物，反應(yīng)進(jìn)程中能量變化如圖所示。其中相同投料，經(jīng)歷相同時(shí)間，不同反應(yīng)溫度時(shí)產(chǎn)物的比例不同，在40℃和160℃時(shí)，得到1－取代產(chǎn)物與2－取代產(chǎn)物的比例分別為96：4和15：85，下列說(shuō)法正確的是A．1－取代產(chǎn)物比2－取代產(chǎn)物更穩(wěn)定B．升溫時(shí)，1－取代反應(yīng)的正反應(yīng)速率減小，2－取代反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大C．選擇合適的催化劑同樣可以提高2－取代產(chǎn)物比率D．升溫時(shí)，2－取代產(chǎn)物比率提高是因?yàn)?－取代反應(yīng)平衡正向移動(dòng)【跟蹤演練】7.（2022·江蘇高三二模）CO、分別與反應(yīng)均能制得糧食熏蒸劑COS，反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：平衡常數(shù)反應(yīng)Ⅱ：平衡常數(shù)已知：在相同條件下，。向兩個(gè)容積相同的密閉容器中按下表投料(不參與反應(yīng))，在催化劑作用下分別發(fā)生上述反應(yīng)，在相同的時(shí)間內(nèi)COS的物質(zhì)的量隨溫度的變化關(guān)系如下圖中實(shí)線所示。圖中虛線c、d表示兩反應(yīng)的平衡曲線。反應(yīng)Ⅰ反應(yīng)Ⅱ起始投料CO起始物質(zhì)的量(mol)113113下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．，曲線d為反應(yīng)Ⅱ的平衡曲線B．900℃時(shí)，平衡常數(shù)C．相同條件下，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間能使反應(yīng)體系中Y點(diǎn)COS的量達(dá)到W點(diǎn)D．恒溫恒容下，向W點(diǎn)表示的反應(yīng)體系中增大的物質(zhì)的量，能提高的轉(zhuǎn)化率【高考應(yīng)用】高頻考點(diǎn)1轉(zhuǎn)化率的提高和計(jì)算1.增加轉(zhuǎn)化率的方法提高轉(zhuǎn)化率的方法平衡轉(zhuǎn)化率a1.增加一種反應(yīng)物的濃度，可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。2.改變投料比，減小投料的物質(zhì)，轉(zhuǎn)化率增加。3.吸熱反應(yīng)，升高溫度，可以提高平衡轉(zhuǎn)化率。放熱反應(yīng)，降低溫度，可以提高平衡轉(zhuǎn)化率。4.取出產(chǎn)物，可以提高平衡轉(zhuǎn)化率。5.對(duì)于氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓可以提高平衡轉(zhuǎn)化率。對(duì)于氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，減壓可以提高平衡轉(zhuǎn)化率。6.催化劑對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率無(wú)影響。某時(shí)段的轉(zhuǎn)化率只要能增大化學(xué)反應(yīng)速率因素，能提高某時(shí)段的轉(zhuǎn)化率。1.加壓、增加反應(yīng)物的濃度、升溫能提高某時(shí)段的轉(zhuǎn)化率。2.使用催化劑，能提高某時(shí)段的轉(zhuǎn)化率。2.轉(zhuǎn)化率的計(jì)算（1）.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)aA＋bBcC＋dD，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率＝eq\f(A的起始濃度－A的平衡濃度,A的起始濃度)×100%。(2)某時(shí)段的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(某反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的量,某反應(yīng)物起始的量)×100%，如α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%。(3).已知以下數(shù)據(jù)，用三段式計(jì)算，可計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率EQ\o\ac(○,1).已知起始濃度和平衡濃度，EQ\o\ac(○,2).已知起始濃度（或起始投料比）和平衡常數(shù)EQ\o\ac(○,3).已知起始濃度（或起始投料比）和平衡時(shí)某物質(zhì)的百分含量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)EQ\o\ac(○,4).已知起始進(jìn)料比、總體積和平衡時(shí)的體積變化量EQ\o\ac(○,5).已知起始進(jìn)料比、總壓強(qiáng)和平衡時(shí)的壓強(qiáng)變化量【高考實(shí)例】例1．（2017·全國(guó)高考試題）近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后的第三個(gè)生命體系氣體信號(hào)分子，它具有參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號(hào)傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能。回答下列問(wèn)題：（3）H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K時(shí)，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率=_______%，反應(yīng)平衡常數(shù)K=________。②在620K重復(fù)試驗(yàn)，平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03，H2S的轉(zhuǎn)化率_____，該反應(yīng)的H_____0。（填“>”“<”或“=”）③向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是________（填標(biāo)號(hào)）A．H2SB．CO2C．COSD．N2【考點(diǎn)演練】1.（2021·全國(guó)高考試題）二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳?；卮鹣铝袉?wèn)題：(2)合成總反應(yīng)在起始物時(shí)，在不同條件下達(dá)到平衡，設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為，在℃下的、在下的如圖所示。①用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù)，表達(dá)式_______；②圖中對(duì)應(yīng)等壓過(guò)程的曲線是_______，判斷的理由是_______；③當(dāng)時(shí)，的平衡轉(zhuǎn)化率____，反應(yīng)條件可能為_(kāi)__或___。2.(2021·浙江高考試題）含硫化合物是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上的常用化學(xué)品。請(qǐng)回答：(2)已知。時(shí)，在一恒容密閉反應(yīng)器中充入一定量的和，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后測(cè)得、和的濃度分別為、和。①該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)______。②平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)______。高頻考點(diǎn)2Kc和Kp的計(jì)算1.已知以下數(shù)據(jù)，用三段式計(jì)算，可計(jì)算Kc（1）.已知起始濃度和平衡濃度，（2）.已知起始濃度（或起始投料比）和某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率（3）.已知起始濃度（或起始投料比）和平衡時(shí)某物質(zhì)的百分含量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（4）.已知起始進(jìn)料比、總體積和平衡時(shí)的體積變化量（5）.已知起始進(jìn)料比、總壓強(qiáng)和平衡時(shí)的壓強(qiáng)變化量這些數(shù)據(jù)可以由文字?jǐn)?/p>