高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)講義 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡（第2講）蘇教版試題

第2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?？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。可見，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。(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。深度思考1．能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能實際發(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)一定能實際發(fā)生，還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問題。2．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(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反應(yīng)的影響()答案(1)√(2)√題組一焓變與自發(fā)反應(yīng)1．實驗證明，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。對此說法的理解正確的是()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)答案C題組二熵變與自發(fā)反應(yīng)2．下列過程屬于熵增加的是()A．一定條件下，水由氣態(tài)變成液態(tài)B．高溫高壓條件下使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石C．4NO2(g)＋O2(g)===2N2O5(g)D．固態(tài)碘升華答案D3．下列反應(yīng)中，熵顯著增加的反應(yīng)是()A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)B．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑C．C(s)＋O2(g)===CO2(g)D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)答案B解析反應(yīng)中若生成氣體或氣體的量增加，都會使混亂度增大，熵增加。題組三復(fù)合判據(jù)的應(yīng)用4．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D5．灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿，而白錫結(jié)構(gòu)堅固，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)低溫時非自發(fā)，高溫時自發(fā)－－低溫為負(fù)高溫為正低溫時自發(fā)，高溫時非自發(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)同時進(jìn)行。②一小：反應(yīng)物與生成物同時存在；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．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(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，反應(yīng)速率不一定相等。(√)(5)一個可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個反應(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(加熱))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，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，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，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．在兩個恒容的密閉容器中進(jìn)行下列兩個可逆反應(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．在兩個恒溫、恒容的密閉容器中進(jìn)行下列兩個可逆反應(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的同時生成nmolH2D．1molH—H鍵斷裂的同時斷裂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的同時都會生成nmolH2。規(guī)避“2”個易失分點(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)，體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化，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)一個可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，用符號K表示。2．表達(dá)式對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)(固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計入平衡常數(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．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(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()(4)化學(xué)平衡發(fā)生移動，平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化()答案(1)×(2)×(3)×(4)√2．對于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(c2NH3,cN2·c3H2)K2＝eq\f(c3H2·cN2,c2NH3)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??？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．對于一個可逆反應(yīng)，化學(xué)計量數(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。答案對于一個可逆反應(yīng)，化學(xué)計量數(shù)不一樣，化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式也不一樣，但對應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相同。例如：①aA(g)＋bB(g)cC(g)K1＝eq\f(ccC,caA·cbB)②naA(g)＋nbB(g)ncC(g)K2＝eq\f(cncC,cnaA·cnbB)＝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，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，v(HI)＝0.008mol·L－1·min－1B．兩個化學(xué)方程式的意義相同，但其平衡常數(shù)表達(dá)式不同，不過計算所得數(shù)值相同C．氫氣在兩個反應(yīng)方程式中的轉(zhuǎn)化率不同D．第二個反應(yīng)中，增大壓強(qiáng)平衡向生成HI的方向移動答案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(c2HI,cH2·cI2)＝64，而K②＝eq\f(c4HI,c2H2·c2I2)＝Keq\o\al(2,①)＝642＝4096，故選項B錯；兩個化學(xué)方程式表示的是一個反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡時，氫氣的濃度相同，故其轉(zhuǎn)化率相同，C錯；兩個反應(yīng)相同，只是表達(dá)形式不同，壓強(qiáng)的改變對平衡的移動沒有影響，D錯。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(cCO2·cCu,cCO·cCuO)B．反應(yīng)③的平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)C．對于反應(yīng)③，恒容時，溫度升高，H2濃度減小，則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礑．對于反應(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，純固體不能表示在平衡常數(shù)表達(dá)式中，A錯誤；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錯誤；對于反應(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，H2的濃度不變，D錯誤。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)平衡時平衡常數(shù)K＝eq\f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)。恒容時，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，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，A項正確、D項錯誤；恒溫恒容下，因該反應(yīng)為等體積反應(yīng)，故增大壓強(qiáng)對該反應(yīng)的平衡無影響，H2的濃度不變，B項錯誤；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，C項錯誤。借助平衡常數(shù)可以判斷一個化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)對于可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下的任意時刻，反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系：eq\f(ccC·cdD,caA·cbB)＝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)平衡的計算1．分析三個量：即起始量、變化量、平衡量。2．明確三個關(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)計量數(shù)之比。3．計算方法：三段式法化學(xué)平衡計算模式：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(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)c平(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，c(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：c(M)＝0.4mol·L－1c(N)＝1.8mol·L－1c(P)＝0.6mol·L－1c(Q)＝0.6mol·L－1因此化學(xué)平衡常數(shù)K＝eq\f(cP·cQ,cM·cN)＝eq\f(0.6×0.6,0.4×1.8)＝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c(P)＝2mol·L－1c(Q)＝2mol·L－1c(M)＝2mol·L－1c(N)＝(a－2)mol·L－1K＝eq\f(cP·cQ,cM·cN)＝eq\f(2×2,2×a－2)＝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c(M)＝b(1－x)mol·L－1c(N)＝b(1－x)mol·L－1c(P)＝bxmol·L－1c(Q)＝bxmol·L－1K＝eq\f(cP·cQ,cM·cN)＝eq\f(bx·bx,b1－x·b1－x)＝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，各物質(zhì)的濃度可能是________(填字母)。A．c(SO2)＝0.3mol·L－1、c(O2)＝0.15mol·L－1B．c(SO3)＝0.4mol·L－1C．c(O2)＝0.2mol·L－1、c(SO2)＝0.4mol·L－1D．c(SO3)＝0.3mol·L－1(2)任選上述一種可能的情況，計算達(dá)到平衡時的平衡常數(shù)為________。(3)某溫度時，將4molSO2和2molO2通入2L密閉容器中，10min時反應(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)(或180)(3)0.08mol·L－1·min－180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－1000.4逆向進(jìn)行到底mol·L－10.40.20由此可知，A、D項可能。(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項中K1＝eq\f(0.12,0.32×0.15)＝eq\f(20,27)，同理可得出選項D中K2＝eq\f(0.32,0.12×0.05)＝180。(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(1.62,0.42×0.2)＝80。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，體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如上圖所示。在0～60s時段，反應(yīng)速率v(N2O4)為__________________mol·L－1·s(2)100℃時達(dá)平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c(N2O4)以0.0020mol·L－1·s①T________100℃________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②列式計算溫度T時反應(yīng)的平衡常數(shù)K2________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)溫度T時反應(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，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，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，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動解析(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，即向正反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH>0；由圖示知60s時該反應(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，根據(jù)勒夏特列原理，溫度升高，向吸熱反應(yīng)方向移動，即向正反應(yīng)方向移動，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，平衡會向氣體體積減小的方向移動，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。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)的大小順序為__________，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，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，將乙醇及時分離出去等。3．(2013·新課標(biāo)全國卷Ⅱ，28)在1.0L密閉容器中放入0.10molA(g)，在一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)：A(g)B(g)＋C(g)ΔH＝＋85.1kJ·mol－1反應(yīng)時間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p)的數(shù)據(jù)見下表：時間t/h0124816202530總壓強(qiáng)p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列問題：(1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施為__________。(2)由總壓強(qiáng)p和起始壓強(qiáng)p0計算反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率α(A)的表達(dá)式為__________。平衡時A的轉(zhuǎn)化率為__________，列式并計算反應(yīng)的平衡常數(shù)K________。(3)①由總壓強(qiáng)p和起始壓強(qiáng)p0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n總和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n(A)，n(總)＝________mol，n(A)＝________mol。②下表為反應(yīng)物A濃度與反應(yīng)時間的數(shù)據(jù)，計算：a＝________。反應(yīng)時間t/h04816c(A)/(mol·L－1)0.10a0.0260.0065分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度c(A)變化與時間間隔(Δt)的規(guī)律，得出的結(jié)論是________________，由此規(guī)律推出反應(yīng)在12h時反應(yīng)物的濃度c(A)為__________mol·L－1。答案(1)升高溫度、降低壓強(qiáng)(2)(eq\f(p,p0)－1)×100%94.1%A(g)B(g)＋C(g)起始濃度(mol·L－1)0.1000平衡濃度(mol·L－1)0.10×(1－94.1%)0.10×94.1%0.10×94.1%K＝eq\f(0.09412,0.0059)≈1.5(3)①0.10×eq\f(p,p0)0.10×(2－eq\f(p,p0))②0.051達(dá)到平衡前每間隔4h，c(A)減少約一半0.013解析通過分析表格中數(shù)據(jù)，根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比入手解決相關(guān)問題。(1)要提高A的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)通過改變條件使平衡正向移動，可以從濃度、溫度、壓強(qiáng)三個方面考慮，可從容器中分離出B、C或擴(kuò)大容器的體積(降低壓強(qiáng))或升高溫度。(2)相同條件下，在密閉容器中氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，設(shè)反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量為x，則有eq\f(p,p0)＝eq\f(x,0.10mol)，故x＝eq\f(0.10p,p0)mol，而氣體的物質(zhì)的量的增加量等于消耗的A的物質(zhì)的量，故A的轉(zhuǎn)化率為eq\f(\f(0.10p,p0)－0.10mol,0.10mol)×100%＝(eq\f(p,p0)－1)×100%，將表中的數(shù)據(jù)代入公式中可得平衡時A的轉(zhuǎn)化率為(eq\f(9.53×100kPa,4.91×100kPa)－1)×100%≈94.1%；根據(jù)化學(xué)方程式列出平衡三段式，注意三段式中使用的都是濃度，即可求得平衡常數(shù)。(3)結(jié)合(2)的解析可知n(A)＝0.10mol－(eq\f(0.10p,p0)－0.10)mol＝0.10×(2－eq\f(p,p0))mol；根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，可知a＝0.10×(2－eq\f(7.31×100kPa,4.91×100kPa))mol·L－1≈0.051mol·L－1，通過表中的數(shù)據(jù)可知，在達(dá)到平衡前每間隔4h，A的濃度減少約一半，故反應(yīng)在12h時，A的濃度為0.5×0.026mol·L－1＝0.013mol·L－1。各省市高考題調(diào)研1．(2014·江蘇，15改編)一定溫度下，在三個體積均為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)容器編號溫度(℃)起始物質(zhì)的量(mol)平衡物質(zhì)的量(mol)CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)Ⅰ3870.200.0800.080Ⅱ3870.40Ⅲ2070.200.0900.090下列說法正確的是()A．該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．達(dá)到平衡時，容器Ⅰ中的CH3OH體積分?jǐn)?shù)比容器Ⅱ中的小C．容器Ⅰ中反應(yīng)到達(dá)平衡所需時間比容器Ⅲ中的長D．若起始時向容器Ⅰ中充入CH3OH0.15mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol，則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行答案D解析A項，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，容器Ⅰ和容器Ⅲ中起始物質(zhì)的量都是0.20mol，溫度在387℃時，達(dá)到平衡時CH3OCH3的物質(zhì)的量為0.080mol，而溫度在207℃時，達(dá)到平衡時CH3OCH3的物質(zhì)的量為0.090mol，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，錯誤；B項，由于該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，因此容器Ⅰ和容器Ⅱ的平衡為等效平衡，故CH3OH的體積分?jǐn)?shù)一樣大，錯誤；C項，容器Ⅰ的溫度高，反應(yīng)速率快，達(dá)到平衡所需時間短，錯誤；D項，容器Ⅰ中的K＝eq\f(0.0802,0.0402)＝4，而此時的Q＝eq\f(0.15×0.10,0.152)≈0.67，因此Q<K，則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行，正確。2．(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至5min時間內(nèi)，用N表示的平均反應(yīng)速率v(N)＝1.0×10－2mol·L－1·min－1B．實驗②中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2.0C．實驗③中，達(dá)到平衡時，X的轉(zhuǎn)化率為60%D．實驗④中，達(dá)到平衡時，b＞0.060答案C解析A項，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，該項錯誤；B項，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知平衡時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，該項錯誤；C項，因該反應(yīng)在800℃時平衡常數(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%，該項正確；假設(shè)在900℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)也為1.0，根據(jù)實驗④中的數(shù)據(jù)可知b＝0.060，由①中數(shù)據(jù)可知在700℃時平衡常數(shù)約為2.6，結(jié)合800℃時平衡常數(shù)為1.0可知，溫度越高，該平衡常數(shù)越小，平衡逆向移動，故b<0.060，該項錯誤。3.(2013·安徽理綜，11)一定條件下，通過下列反應(yīng)可以制備特種陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH＞0該反應(yīng)在恒容的密閉容器中達(dá)到平衡后，若僅改變圖中橫坐標(biāo)x的值，重新達(dá)到平衡后，縱坐標(biāo)y隨x變化趨勢合理的是()選項xyA溫度容器內(nèi)混合氣體的密度BCO的物質(zhì)的量CO2與CO的物質(zhì)的量之比CSO2的濃度平衡常數(shù)KDMgSO4的質(zhì)量(忽略體積)CO的轉(zhuǎn)化率答案A解析由于此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，混合氣體質(zhì)量增加，密度增大，A正確；當(dāng)增加CO的物質(zhì)的量時，相當(dāng)于增大體系的壓強(qiáng)，CO的轉(zhuǎn)化率減小，CO2與CO的物質(zhì)的量之比減小，B錯誤；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與SO2的濃度無關(guān)，C錯誤；MgSO4為固體，增加其質(zhì)量對平衡無影響，所以CO的轉(zhuǎn)化率不變，D錯誤。4．(2013·四川理綜，6)在一定溫度下，將氣體X和氣體Y各0.16mol充入10L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH＜0，一段時間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的數(shù)據(jù)如下表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列說法正確的是()A．反應(yīng)前2min的平均速率v(Z)＝2.0×10－3mol·L－1·min－1B．其他條件不變，降低溫度，反應(yīng)達(dá)到新平衡前v(逆)＞v(正)C．該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝1.44D．其他條件不變，再充入0.2molZ，平衡時X的體積分?jǐn)?shù)增大答案C解析根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，列出平衡三段式，逐項分析。A項根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可求得在前2min內(nèi)生成Z為0.08mol，故v(Z)＝eq\f(0.08mol,10L×2min)＝4×10－3mol·L－1·min－1；B項由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動，v(逆)<v(正)；C項根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式K＝eq\f(c2Z,cX·cY)＝eq\f(0.0122,0.01×0.01)＝1.44；D項因該反應(yīng)前后氣體化學(xué)計量數(shù)和相等，其他條件不變時，再充入0.2molZ，達(dá)到平衡時，其作用效果相當(dāng)于保持Z的物質(zhì)的量不變，縮小容器的體積，X的體積分?jǐn)?shù)不變。5．(2014·廣東理綜，31)用CaSO4代替O2與燃料CO反應(yīng)，既可提高燃燒效率，又能得到高純CO2，是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù)，反應(yīng)①為主反應(yīng)，反應(yīng)②和③為副反應(yīng)。①1/4CaSO4(s)＋CO(g)1/4CaS(s)＋CO2(g)ΔH1＝－47.3kJ·mol－1②CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH2＝＋210.5kJ·mol－1③CO(g)1/2C(s)＋1/2CO2(g)ΔH3＝－86.2kJ·mol－1(1)反應(yīng)2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝____________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。(2)反應(yīng)①～③的平衡常數(shù)的對數(shù)lgK隨反應(yīng)溫度T的變化曲線如圖所示，結(jié)合各反應(yīng)的ΔH，歸納lgK-T曲線變化規(guī)律：a)________________________________________________________________________；b)________________________________________________________________________。(3)向盛有CaSO4的真空恒容密閉容器中充入CO，反應(yīng)①于900℃達(dá)到平衡，c平衡(CO)＝8.0×10－5mol·L(4)為減少副產(chǎn)物，獲得更純凈的CO2，可在初始燃料中適量加入________。(5)以反應(yīng)①中生成的CaS為原料，在一定條件下經(jīng)原子利用率100%的高溫反應(yīng)，可再生CaSO4，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________；在一定條件下，CO2可與對二甲苯反應(yīng)，在其苯環(huán)上引入一個羧基，產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為________________。答案(1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3(2)隨著溫度的升高，放熱反應(yīng)的lgK隨溫度的升高而減小，吸熱反應(yīng)的lgK隨溫度的升高而增大同為放熱反應(yīng)，ΔH越大，lgK隨溫度變化的變化值越小(3)由圖像可知，當(dāng)反應(yīng)①在900℃時，lgK＝2，即平衡常數(shù)K＝100。設(shè)起始時CO的濃度為amol·L－1，轉(zhuǎn)化量為xmol·L1/4CaSO4(s)＋CO(g)1/4CaS(s)＋CO2(g)eq\f(起始量,mol·L－1)a0eq\f(轉(zhuǎn)化量,mol·L－1)xxeq\f(平衡量,mol·L－1)8.0×10－5x根據(jù)：K＝eq\f(x,8.0×10－5)＝100，解得x＝8.0×10－3。根據(jù)：a－x＝8.0×10－5，解得a＝8.08×10－3。所以CO的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(8.0×10－3,8.08×10－3)×100%≈99%(4)二氧化碳(或CO2)(5)CaS＋2O2eq\o(=====,\s\up7(高溫))CaSO4解析(1)利用蓋斯定律可以計算出所給反應(yīng)的焓變，要學(xué)會利用所給化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)和反應(yīng)物、中間產(chǎn)物的關(guān)系進(jìn)行解答。根據(jù)蓋斯定律，由①×4＋②＋③×2可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式，故有ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。(2)該圖像只標(biāo)明反應(yīng)①的變化趨勢，由于反應(yīng)①是放熱反應(yīng)，可得出“隨著溫度升高，放熱反應(yīng)的lgK隨溫度的升高而減小，吸熱反應(yīng)的lgK隨溫度的升高而增大”的結(jié)論；由于所給三個熱化學(xué)方程式中有兩個是放熱反應(yīng)，一個是吸熱反應(yīng)，而給出的圖像中有兩條變化趨勢相同，因此可判斷曲線Ⅰ代表反應(yīng)③，曲線Ⅱ代表反應(yīng)②，通過反應(yīng)①和反應(yīng)③曲線相對關(guān)系，可得出“同為放熱反應(yīng)，ΔH越大，lgK隨溫度變化的變化值越小”的結(jié)論。(3)由圖像可知，當(dāng)反應(yīng)①在900℃時，lgK＝2，即平衡常數(shù)K＝100。設(shè)起始時CO的濃度為amol·L－1，轉(zhuǎn)化量為xmol·L1/4CaSO4(s)＋CO(g)1/4CaS(s)＋CO2(g)eq\f(起始量,mol·L－1)a0eq\f(轉(zhuǎn)化量,mol·L－1)xxeq\f(平衡量,mol·L－1)8.0×10－5x根據(jù)：K＝eq\f(x,8.0×10－5)＝100，解得x＝8.0×10－3。根據(jù)：a－x＝8.0×10－5，解得a＝8.08×10－3。所以CO的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(8.0×10－3,8.08×10－3)×100%≈99%。(4)要獲得更純凈的二氧化碳，必須減少二氧化硫的量，通過反應(yīng)②的分析可知，當(dāng)二氧化碳濃度增大時，可使平衡向左移動，所以可在初始燃料(CO)中加入適量二氧化碳，減少二氧化硫的產(chǎn)生，獲得更純凈的二氧化碳。(5)本小題首先確定三點(diǎn)：一是反應(yīng)物為CaS；二是生成物為CaSO4；三是原子利用率為100%。所以另一種反應(yīng)物為O2，反應(yīng)方程式為CaS＋2O2eq\o(=====,\s\up7(高溫))CaSO4；通過分析題給信息可知，生成物為反應(yīng)物在苯環(huán)上引入羧基而得，所以生成物的結(jié)構(gòu)簡式為。6．[2014·北京理綜，26(2)]，2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)。在其他條件相同時，分別測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)(p1、p2)下隨溫度變化的曲線(如圖)。①比較p1、p2的大小關(guān)系：________。②隨溫度升高，該反應(yīng)平衡常數(shù)變化的趨勢是___________________________________。答案①p1<p2②減小解析反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的正反應(yīng)為氣體總分子數(shù)減小的反應(yīng)，在溫度相同時，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，結(jié)合NO的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的變化曲線可知，p1<p2。由圖可知，壓強(qiáng)一定時，溫度升高，NO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡逆向移動，則該反應(yīng)的正向ΔH<0，所以隨著溫度升高，該反應(yīng)平衡常數(shù)減小。7．[2014·重慶理綜，11(3)]儲氫還可借助有機(jī)物，如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實現(xiàn)脫氫和加氫：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，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。8．[2014·山東理綜，29(1)(2)]研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時，涉及如下反應(yīng)：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)K1ΔH1<0(Ⅰ)2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)K2ΔH2<0(Ⅱ)(1)4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常數(shù)K＝____________(用K1、K2表示)。(2)為研究不同條件對反應(yīng)(Ⅱ)的影響，在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min時反應(yīng)(Ⅱ)達(dá)到平衡。測得10min內(nèi)v(ClNO)＝7.5×10－3mol·L－1·min－1，則平衡后n(Cl2)＝________mol，NO的轉(zhuǎn)化率α1＝________。其他條件保持不變，反應(yīng)(Ⅱ)在恒壓條件下進(jìn)行，平衡時NO的轉(zhuǎn)化率α2____α1(填“>”“<”或“＝”)，平衡常數(shù)K2________(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小，可采取的措施是________________________________________________________________________。答案(1)Keq\o\al(2,1)/K2(2)2.5×10－275%>不變升高溫度解析(1)觀察題給的三個方程式可知，題目所求的方程式可由(Ⅰ)×2－(Ⅱ)得到，故該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(K\o\al(2,1),K2)。(2)由題給數(shù)據(jù)可知，n(ClNO)＝7.5×10－3mol·L－1·min－1×10min×2L＝0.15mol。2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)起始物質(zhì)的量/mol0.20.1010min內(nèi)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量/mol0.150.0750.15平衡物質(zhì)的量/mol0.050.0250.15故n(Cl2)＝0.025mol；NO的轉(zhuǎn)化率α1＝eq\f(0.15mol,0.2mol)×100%＝75%。其他條件保持不變，由恒容條件(2L)改為恒壓條件，因該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，平衡正向移動，NO的轉(zhuǎn)化率增大，即α2>α1；平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù)，故由恒容條件改為恒壓條件時平衡常數(shù)不變；要使平衡常數(shù)減小，平衡應(yīng)逆向移動，因為反應(yīng)(Ⅱ)是放熱反應(yīng)，故應(yīng)升高溫度。9．[2014·福建理綜，24(3)]已知t℃時，反應(yīng)FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常數(shù)K＝0.25。①t℃時，反應(yīng)達(dá)到平衡時n(CO)∶n(CO2)＝______。②若在1L密閉容器中加入0.02molFeO(s)，并通入xmolCO，t℃時反應(yīng)達(dá)到平衡。此時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，因為吸熱反應(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錯誤；C項中反應(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項中反應(yīng)的ΔS<0，能自發(fā)，說明ΔH<0，錯誤。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單位時間內(nèi)生成nmolZ，同時生成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；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；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；單位時間內(nèi)生成nmolZ，同時生成nmolY時正、逆反應(yīng)速率相等，④錯。3．最新“人工固氮”的研究報道：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，則下列說法錯誤的是()A．一定向正反應(yīng)方向移動B．在平衡移動時正反應(yīng)速率先增大后減小C．改變的外界條件是升溫D．在平衡移動時逆反應(yīng)速率先減小后增大答案D4．反應(yīng)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，700℃時平衡常數(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(cFeO·cCO,cFe·cCO2)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，升溫，正、逆反應(yīng)速率均增大，不正確；B項，該化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f(cCO,cCO2)；C項，升溫，平衡常數(shù)增大，表明平衡向正反應(yīng)方向移動，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故正確；D項，增大反應(yīng)物濃度，平衡常數(shù)不變，故不正確。5．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)5×10421.9×10－5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℃時反應(yīng)Ni(CO)4(g)C．在80℃時，測得某時刻N(yùn)i(CO)4、CO的濃度均為0.5mol·LD．80℃達(dá)到平衡時，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，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)，相同溫度下兩個反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系，B正確；C項中該時刻Q＝eq\f(c[NiCO4],c4CO)＝8＞K，反應(yīng)逆向進(jìn)行，v逆＞v正，C錯誤；D項中CO的平衡濃度為1mol·L－1，由K＝2可計算出Ni(CO)4的平衡濃度為2mol·L－1。6．將2molX和2molY充入2L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋aQ(g)。2min時達(dá)到平衡，生成0.8molZ，測得Q的濃度為0.4mol·L－1，下列敘述錯誤的是()A．a(chǎn)的值為2B．平衡時X的濃度為0.8mol·L－1C．Y的轉(zhuǎn)化率為60%D．反應(yīng)速率v(Y)＝0.2mol·L－1·min－1答案D解析生成Q的物質(zhì)的量為0.8mol，a＝2，A正確；X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋2Q(g)n(始)(mol)2200n(變)(mol)0.41.20.80.8n(2min)(mol)1.60.80.80.8X的平衡濃度為0.8mol·L－1，Y的轉(zhuǎn)化率為60%，B、C項正確；v(Y)＝0.3mol·L－1·min－1，D項錯誤。7.T℃時，在VL恒容密閉容器中加入足量的TaS2(s)和1molI2(g)，發(fā)生反應(yīng)TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g)ΔH＞0。tmin時生成0.1molTaI4。下列說法中正確的是()A．0～tmin內(nèi)，v(I2)＝eq\f(0.1,Vt)mol·L－1·min－1B．若T℃時反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝1，則平衡時I2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(2,3)C．圖中制備TaS2晶體過程中循環(huán)使用的物質(zhì)是S2(g)D．圖中T1端得到純凈TaS2晶體，則溫度T1＞T2答案B解析A選項，Δc(I2)＝2Δc(TaI4)＝2×eq\f(0.1mol,VL)，錯誤；B選項，依據(jù)三段式進(jìn)行計算：TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g)eq\x(\f(始態(tài),mol·L－1))eq\f(1,V)00eq\x(\f(反應(yīng)的量,mol·L－1))2xxxeq\x(\f(平衡,mol·L－1))eq\f(1,V)－2xxxK＝eq\f(x2,\f(1,V)－2x2)＝1，x＝eq\f(1,3V)，B選項正確；TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g)ΔH＞0，右端升高溫度平衡右移，生成氣體TaI4，在左端降低溫度反應(yīng)逆向進(jìn)行，生成純凈的TaS2(s)，循環(huán)利用的是I2(g)，C、D選項錯誤。8．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，向一個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D．1200℃時反應(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c(B)＝0.4mol·L－1－0.02mol·L－1，A選項錯誤；B選項依據(jù)三段式進(jìn)行計算：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(x2,0.1－x×0.4－x)＝1，x＝0.08，B選項正確；溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以升高溫度平衡左移，C選項錯誤；D選項，平衡常數(shù)為eq\f(1,0.4)＝2.5，錯誤。9．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，降溫，總反應(yīng)平衡右移，K增大，錯誤；B項，K1＝eq\f(cO2·c[O],cO3)、K2＝eq\f(c2O2,c[O]·cO3)、K＝eq\f(c3O2,c2O3)＝K1·K2，錯誤；C項，升溫，反應(yīng)①右移，c([O])增大，提高消毒效率，正確；D項，對于給定的反應(yīng)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，錯誤。10．在300℃時，改變起始反應(yīng)物中n(H2)對反應(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，a、b、c等均是該條件下的平衡點(diǎn)，錯誤；B項，H2的濃度越小，其轉(zhuǎn)化率越大，錯誤；D項，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以Ka＝Kb＝Kc11．一定條件下，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，v正(H2)＝v逆(CO2)C．b點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)K值大于c點(diǎn)D．a(chǎn)點(diǎn)對應(yīng)的H2的平衡轉(zhuǎn)化率為90%答案D解析A項，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，錯誤；B項，應(yīng)為v正(H2)＝3v逆(CO2)；C項，升溫，平衡左移，b點(diǎn)溫度高，其平衡常數(shù)小，錯誤；D項，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。12．鐵是最常見的金屬之一，鐵可以形成多種氧化物、氫氧化物和鹽類。鐵與二氧化碳、水在某一密閉體系中反應(yīng)情況如下表所示：化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)溫度973K1173K①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)K11.472.15②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)K22.381.67③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)K3？？完成下列填空：(1)反應(yīng)①為______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)①與②可以