第36講化學(xué)平衡常數(shù)（KcKp）速率常數(shù)及相關(guān)計(jì)算高考化學(xué)復(fù)習(xí)

備戰(zhàn)2024年高考化學(xué)【一輪?夯基提能】復(fù)習(xí)精講精練

第36講化學(xué)平衡常數(shù)(Kc、Kp)、速率常數(shù)及相關(guān)計(jì)算

本講復(fù)習(xí)目標(biāo)

1.理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能進(jìn)行化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的簡(jiǎn)單計(jì)算。

2.掌握壓強(qiáng)平衡常數(shù)的計(jì)算方法。

3.了解速率常數(shù)與化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。

「靠夯基?知識(shí)精講

--化學(xué)平衡常數(shù)的含義及應(yīng)用

1.表達(dá)式

對(duì)于一般的可逆反應(yīng)mA(g)+?B(g)—-j9C(g)+^D(g)

(1)濃度商：在任意時(shí)刻的通常用。表示。

c"'(A)-cn(B)

(2)化學(xué)平衡常數(shù)：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)，生成物濃度幕之積與反應(yīng)物濃度

幕之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)K表示：1皿，固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不

cm(A)-cn(B)

計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中。

2.平衡常數(shù)與方程式的關(guān)系

(1)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。

(2)在相同溫度下，對(duì)于給定的可逆反應(yīng)，正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，即長(zhǎng)正=」一。

K逆

(3)方程式乘以某個(gè)系數(shù)x,則平衡常數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的x次方。

(4)兩方程式相加得總方程式，則總方程式的平衡常數(shù)等于兩分方程式平衡常數(shù)的乘積，即長(zhǎng)總=人長(zhǎng)2。

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。

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)K值只受溫度的影響，與物質(zhì)的濃度、壓強(qiáng)等的變化無(wú)關(guān)。

內(nèi)因反應(yīng)物本身的性質(zhì)

影響因素△H<0,K值減小

外因溫度升高

KH>0,K值增大

提醒：

①K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)。

②K值的大小只能預(yù)示某可逆反應(yīng)向某方向進(jìn)行的最大限度，不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要

的時(shí)間。

③當(dāng)K>1()5時(shí)，可以認(rèn)為反應(yīng)進(jìn)行完全。

4.應(yīng)用

(1)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。

cp(。(D)

⑵對(duì)于可逆反應(yīng)：7〃A(g)+〃B(g)F=0C(g)+qD(g)的任意狀態(tài)，濃度商。=----------------o

c"'(A)-cn(B)

根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)的大小關(guān)系，可以判斷化學(xué)平衡移動(dòng)的方向：

當(dāng)。<K時(shí)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)；

當(dāng)。=K時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；

當(dāng)。>K時(shí)，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)。

(3)判斷可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱

5.化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的有關(guān)計(jì)算

(1)掌握一個(gè)方法——“三段式”法

“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)，要注意準(zhǔn)確地列出起始量、變化量、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。

對(duì)以下反應(yīng)：mA(g)+?B(g)joC(g)+^D(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的消耗量為加xmol,容器容積為RL。

wA(g)+/?B(g)^=±:/?C(g)+^D(g)

起始/molab00

變化/molmxnxpxqx

平衡/mola-mxb-nxpxqx

（2）明確三個(gè)量的關(guān)系

①三個(gè)量：即起始量、變化量、平衡量。

②關(guān)系：

對(duì)于同一反應(yīng)物，起始量一變化量=平衡量。

對(duì)于同一生成物，起始量+變化量=平衡量。

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）掌握以下公式

駐p.更q

①平衡常數(shù)：K='V'V-----。

a-mxmb—nxn

V'V,

②A的平衡濃度：c（A）="竺mol-L-%

V

③A的轉(zhuǎn)化率：a(A)=—xlOO%,GC(A)：ct(B)=—:—=—

aabna

（轉(zhuǎn)化率=2'必％=需公、必％）

a~mx

@A的體積分?jǐn)?shù)：9（A）=X100%o

Q+6+(2+q—機(jī)一〃)x

（某組分的體積分?jǐn)?shù)=混制黑湍量XI。。％）

⑤平衡混合物中某組分的百分含量=小組料空劈工X100%o

平衡時(shí)各物質(zhì)的總量

⑥平衡壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比：人="+"一")X

P始a+b

⑦混合氣體的平均密度：pn=a'M(A)+b'M(B)g-L-'o

⑧混合氣體的平均摩爾質(zhì)量：應(yīng)=(A)+6-(B)g,m01-io

a+6+(p+q—加一”)x

⑨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(lái)講，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高,

產(chǎn)率越大。

產(chǎn)生=實(shí)際產(chǎn)量

'、理論產(chǎn)量xl00%?

【例題1】加熱N2O5依次發(fā)生的分解反應(yīng)為①N2O5(g)^^N2O3(g)+02(g),②N2C)3(g)^^N20(g)+02(g)o

在容積為2L的密閉容器中充入8molN2O5,加熱到達(dá)到平衡狀態(tài)后O2為9mol,N2O3為3.4mol。

則:℃時(shí)反應(yīng)①的平衡常數(shù)為()

A.10.7

C.9.6

【答案】B

【解析】

_1-1

設(shè)N2O5的轉(zhuǎn)化濃度為xmolL,N2O3的轉(zhuǎn)化濃度為ymol-Lo

所以x=3.1,y

所以反應(yīng)①的平衡常數(shù)為K=cP@203)=1^12=8.5。

C(N2O5)4—3.1

【例題2】已知反應(yīng)①：CO(g)+CuO(s)k=CO2(g)+Cu(s)和

i

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Ki和長(zhǎng)，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(shuō)法正確的是()

c(CO)-c(Cu)

A.反應(yīng)①的平衡常數(shù)Ki2

c(CO)-c(CuO)

B.反應(yīng)③的平衡常數(shù)長(zhǎng)=9

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)的焰變?yōu)檎?/p>

D.對(duì)于反應(yīng)③，恒溫恒容時(shí)，增大壓強(qiáng)，七濃度一定減小

【答案】B

【解析】

在書寫平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)，純固體不能出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中，A錯(cuò)誤；由于反應(yīng)③=反應(yīng)①一反應(yīng)②,

因此平衡常數(shù)K=t,B正確；對(duì)于反應(yīng)③，溫度升高，壓濃度減小，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AHO,C錯(cuò)誤；對(duì)于反應(yīng)③，在恒溫恒容時(shí)，增大壓強(qiáng)，若充入惰性氣體，則平

衡不移動(dòng)，山的濃度不變，D錯(cuò)誤。

【例題3】在容積一定的密閉容器中，加入一定量的一氧化氮和足量碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：C(s)+

2N0(g)K^CO2(g)+N2(g),平衡時(shí)c(NO)與溫度7的關(guān)系如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是()

A.該反應(yīng)的M>0

B.若該反應(yīng)在乙、小時(shí)的平衡常數(shù)分別為K、Kz,則K<K2

C.若狀態(tài)B、C、D的壓強(qiáng)分別為pB、pc、PD,則PC=〃D>〃B

D.在不時(shí)，若反應(yīng)體系處于狀態(tài)D,則此時(shí)v正>丫逆

【答案】D

【解析】

升高溫度，NO的濃度增大，說(shuō)明平衡左移，則該反應(yīng)的AH<0,故A錯(cuò)誤；AHC0,升高溫度平衡常數(shù)減

小，則故B錯(cuò)誤；反應(yīng)中氣體物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)與溫度有關(guān)，溫度越高壓強(qiáng)越大，則網(wǎng)>0D=

PB,故C錯(cuò)誤。

±

【例題4】某溫度下，在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：H2(g)+CO2(g)^H2O(g)+CO(g)AH>0,已知H2?和

CO2(g)的初始濃度均為0.01mom測(cè)得H2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%,下列說(shuō)法不正確的是()

A.CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%

B.升高溫度平衡常數(shù)K增大

C.該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K

D.若初始H2(g)、82(g)、DO(g)、CO(g)的濃度均為O.OlmolITi,則反應(yīng)逆向進(jìn)行

【答案】D

【解析】

根據(jù)題目已知信息，列三段式:

H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g)

起始/mol-L；0.010.0100

轉(zhuǎn)化./mol-L1

平衡./mol-L1

因此，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為60%,A項(xiàng)正確；此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡正向移動(dòng)，平衡常

數(shù)K增大，B項(xiàng)正確；依據(jù)三段式，該溫度下平衡常數(shù)長(zhǎng)=網(wǎng)幽財(cái)=2.25,C項(xiàng)正確；若初始H2(g)、

0.004x0.004

CO2(g)>H2O(g)>CO(g)的濃度均為0.01mom則此時(shí)濃度商。="'出電=1<K=2.25,反應(yīng)正向進(jìn)行,

0.01x0.01

D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【例題5】在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學(xué)平衡

常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表所示：

t/℃70080083010001200

K

回答下列問題：

(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=0

⑵該反應(yīng)為(填“吸熱"或"放熱")反應(yīng)。

⑶某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：3C(CO2)-C(H2)=5C(CO)C(H2O),試判斷此時(shí)的溫度

為ro

(4)若830°。時(shí)，向容器中充入1molCO、5molH2O,反應(yīng)達(dá)到平衡后，其化學(xué)平衡常數(shù)K(填“大

于”“小于”或“等于”)1.0。

(5)830℃時(shí)，容器中的化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡。在其他條件不變的情況下，擴(kuò)大容器的體積。平衡(填

響正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向"或“不”)移動(dòng)。

【答案】⑴c(co)'C(H?0)(2)吸熱(3)700(4)等于(5)不

C(CO2)-C(H2)

二.壓強(qiáng)平衡常數(shù)(&1)

1.壓強(qiáng)平衡常數(shù)(%)

(1)當(dāng)把化學(xué)平衡常數(shù)K表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度用該物質(zhì)的分壓來(lái)表示時(shí)，就得到該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)

%,其表達(dá)式的意義相同。

對(duì)于一般可逆反應(yīng)加A+〃B-pC+qD,當(dāng)在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，其壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=

巴(C)史①)其中MA)、p(B)、〃(C)、MD)表示反應(yīng)物和生成物的分壓，平衡分壓計(jì)算方法如下：

pm(A)-pn(B)

某氣體的分壓=總壓M總),該氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(或體積分?jǐn)?shù))。

現(xiàn)總)=?(A)+p(B)+p(C)+p(D)；

(2)Kp僅適用于氣相發(fā)生的反應(yīng)。

2.計(jì)算步驟及模板

(1)計(jì)算步驟

①根據(jù)三段式法計(jì)算平衡體系中各組分的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度。

②計(jì)算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)。

③根據(jù)分壓計(jì)算公式求出各氣體物質(zhì)的分壓。

④根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式代入計(jì)算。

(2)兩種品的計(jì)算模板：

①平衡總壓為po

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)

〃(平)abc

M分壓),,po,,po,,po

a-vb-vc。十匕十cq十匕十c

②剛性容器起始?jí)簭?qiáng)為p。,平衡轉(zhuǎn)化率為a。

2NO2(g)-—N2O4(g)

M始)Po0

1

△ppoa?°a

1

以平)po-poa/a

1

(po-poa)2

【例題1】研究發(fā)現(xiàn)，液態(tài)苯是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)氫材料：C6H6⑴+3H2(g)=C6H12⑴。一定溫度下，在密閉容器中

充入一定量液態(tài)苯(足量)和適量氫氣，經(jīng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得c(H2)=2moi1一1。保持溫度不變，將體積

壓縮至原來(lái)的一半，達(dá)到新平衡時(shí)。32)為()

A.1mol-L-1B.2mol-L-1

C.3mol,L1D.4mol-L1

【答案】B

【解析】

K=「一，溫度不變，K不變，則c(H2)不變，故c(H2)=2moi1一1。

【例題2】在1470K、100kPa反應(yīng)條件下，將"(JhS)"(Ar)=1：4的混合氣進(jìn)行H2s熱分解反應(yīng)

2H2s(g)=S2(g)+2H2(g)。平衡時(shí)混合氣中H2s與H2的分壓相等，H2s平衡轉(zhuǎn)化率為,平衡常

數(shù)Kp=kPao

【答案】

【解析】

假設(shè)在該條件下，硫化氫和氤的起始投料的物質(zhì)的量分別為1mol和4m01,根據(jù)三段式可知：

2H2s(g)-S2(g)+2H2(g)

始/mol100

變/molxxx

平/mol1-xxx

平衡時(shí)H2s和H2的分壓相等，則二者的物質(zhì)的量相等，即1—x=x,解得x=0.5,所以H2s的平衡轉(zhuǎn)化率

025P^-xi00kPa]2

,—xlOOkPaxU.25J

為"xl00%=50%,所以平衡常數(shù)&=P(S2)(.2)=咫—―-=4.76kPa。

1p2(H2S)I100kPar

【例題3】在一剛性密閉容器中，CH4和CO2的分壓分別為20kPa、25kPa,加入Ni/a-AbCh催化劑并加熱

至1123K使其發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)+CO2(g)^^2CO(g)+2H2(g)o達(dá)到平衡后測(cè)得體系壓強(qiáng)是起始時(shí)的1.8

倍，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)的計(jì)算式為&=kPa2(用各物質(zhì)的分壓代替物質(zhì)的量濃度計(jì)算)。

版

【答案】36362

2x7

【解析】

1123K恒容時(shí)，設(shè)達(dá)到平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化分壓為xkPa,列三段式:

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)

起始分壓/kPa202500

轉(zhuǎn)化分壓/kPaXX2x2x

平衡分壓/kPa20—x25—X2x2x

20~x+25-X-4—~I-2x.

根據(jù)題意，有——--------=1.8,解得x=18。CH4(g)、82(g)、CO(g)>H2(g)的平衡分

20+25

36pa、36pa,小胃累即鼠尸箕

壓依次是2kPa、7kPa、kk6*

[例題4]一定溫度和催化劑條件下，將1molN2和3molH2充入壓強(qiáng)為po的恒壓容器中，測(cè)得平衡時(shí)N?

的轉(zhuǎn)化率為50%,計(jì)算該溫度下的壓強(qiáng)平衡常數(shù)(Kp)。

【答案】*

3M

【解析】

N2(g)+3H2(g)-2NH3(g)

起始/mol130

變化/mol0.51.51

平衡/mol0.51.51

平衡時(shí)MN2)=%。、P?尸號(hào)。、P(NH3)=MKp=p?NH3—,了?！?/p>

PN?72?H?0.51.533pg

~Po^~PQ

【例題5】SO2與C12反應(yīng)可制得磺酰氯(SO2cl2)，反應(yīng)為S02(g)+Cb(g)F=SO2c12(g)。按投料比1：1把

SO2與C12充入一恒壓的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，SO2的轉(zhuǎn)化率與溫度7的關(guān)系如下圖所示：

若反應(yīng)一直保持在〃壓強(qiáng)條件下進(jìn)行，則M點(diǎn)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)9=(用含0的表達(dá)式表示，用平

衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓x體積分?jǐn)?shù))。

【答案】-

P

【解析】

據(jù)圖可知M點(diǎn)SO2的轉(zhuǎn)化率為50%,設(shè)初始投料為2moiSO2和2moic12,列三段式有

SO2(g)+Cl2(g)K—SO2Cl2(g)

起始/mol220

轉(zhuǎn)化/mol111

平衡/mol111

1

1F3

所以MS02)=p(Cb)=p(S02cl2)=%,所以Kp=3—=-?

3*11p

三.速率常數(shù)與平衡常數(shù)的計(jì)算

i.速率常數(shù)

(1)速率常數(shù)含義

速率常數(shù)㈤是指在給一定溫度下，反應(yīng)物濃度皆為Imolir時(shí)的反應(yīng)速率。在相同的濃度條件下，可

用速率常數(shù)大小來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。

化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度(或濃度的次方)成正比，而速率常數(shù)是其比例常數(shù)，在恒溫條件下，速率常

數(shù)不隨反應(yīng)物濃度的變化而改變。因此，可以應(yīng)用速率方程求出該溫度下任意濃度時(shí)的反應(yīng)速率。

(2)速率方程

一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計(jì)量數(shù)為指數(shù)的幕的乘積成正比。

對(duì)于基元反應(yīng)(能夠一步完成的反應(yīng))：aA+bB=gG+hH

則v=Lc"(A)d(B)(其中人為速率常數(shù))。如

①SO2c12U;SO2+CI2v=笈ic(SO2c12)

2

②2NO22NO+O2v=fec(NO2)

22

③2H2+2NO^^N2+2H2Ov=fec(H2)-c(NO)

(3)速率常數(shù)的影響因素

溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是顯著的，速率常數(shù)是溫度的函數(shù)，通常反應(yīng)速率常數(shù)越大，反應(yīng)進(jìn)行的

越快。同一反應(yīng)，溫度不同，速率常數(shù)將有不同的值，但濃度不影響速率常數(shù)。

2.相同溫度下，正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)與平衡常數(shù)的關(guān)系

對(duì)于基元反應(yīng)：aA(g)+6B(g)K^gG(g)+/?H(g)

v(正)=后正p"(A>c6(B)；

v(逆)=左逆pg(G)?廿(H)

平衡常數(shù)K=CS(G)'C>1(H)

ab

c(A)'C(B)左逆正

反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，"正="逆，故長(zhǎng)=遑。

k逆

【例題1】1molCH3cH20H和1molH20充入恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CO(g)+4H2(g)三金CH3cH20H(g)

+H2O(g),在550K時(shí)，氣體混合物中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(H2)與反應(yīng)時(shí)間，的關(guān)系如表所示。

-1-1

若左逆=75mol-L-min,在，=80min時(shí)，v逆=

【答案】—1.47mol-f^min^1

Kx

【解析】

24

平衡時(shí)丫正=丫逆，可得上I-x(CO)-x(H2)=A:a-x(CH3CH2OH)-x(H2O)，&=*3cH20H.H2Q,左逆=幺與

廿CQ-X：H2Kx

t=80min時(shí)，H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為48%,則CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為24%,CH3CH2OH>H2O的物質(zhì)的量分

數(shù)均為14%ova=^a-x(CH3CH2OH)-x(H2O)=75molL^min^0.14x0.14=1.47mol-L^'min^o

【例題2】高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2cH4回曳C2H6+涇。反應(yīng)在初期階段的速率方程為：r=

矽cCH4,其中人為反應(yīng)速率常數(shù)。

(1)設(shè)反應(yīng)開始時(shí)的反應(yīng)速率為口，甲烷的轉(zhuǎn)化率為a時(shí)的反應(yīng)速率為投，則廠2=n=

(2)對(duì)于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是。

A.增加甲烷濃度，：■增大B.增加H2濃度，r增大

C.乙烷的生成速率逐漸增大D.降低反應(yīng)溫度，發(fā)減小

【答案】⑴(1—a)(2)AD

【解析】

(1)根據(jù)，=LxcCH4,若n=kc,甲烷轉(zhuǎn)化率為a時(shí)，甲烷的濃度為c(l—a),則/一a),所以々=(1—

a)rio

【例題3】已知在一定溫度下的可逆反應(yīng)N2O4(g)M^2NO2(g)中，VJE=左正-C(N2O4),丫逆=左逆P2。。2)(左正、

左逆只是溫度的函數(shù))。若該溫度下的平衡常數(shù)K=10,則左正=左逆。升高溫度，發(fā)正增大的倍數(shù)

(填“大于”“小于”或'等于叫逆增大的倍數(shù)。

【答案】10大于

【解析】

,J-_-2(NO?)

當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，VjE=V逆，即左正七岫04)=左逆p2(NO2)。k正=-1--c------------=后逆K=10左逆；該反應(yīng)是吸

c(N2O4)

熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，左正增大的倍數(shù)大于左逆增大的倍數(shù)。

【例題4】乙烯氣相直接水合法過(guò)程中會(huì)發(fā)生乙醇的異構(gòu)化反應(yīng):C2H50H(g)=CH3OCH3(g)AH=+50.7

kJmoF1,該反應(yīng)的速率方程可表示為丫正=左正-c(C2H5OH)和丫逆=左逆-c(CH30cH3),左正和左逆只與溫度有關(guān)。

該反應(yīng)的活化能及(正)(填”或“<”)心(逆)，已知：時(shí)，左正=0.006sr,左逆=0.002sr,該溫度下

向某恒容密閉容器中充入1.5mol乙醇和4mol甲醛，此時(shí)反應(yīng)(填“正向”或“逆向”)進(jìn)行。

【答案】>正向

【解析】

該反應(yīng)焰變大于0,焰變=正反應(yīng)活化能一逆反應(yīng)活化能，所以及(正)>&(逆)；反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)正、逆反應(yīng)速

率相等，即左正P(C2H5OH)=左逆-c(CH30cH3),所以有CCH30cH3=匕=工7℃時(shí)，左正=0.006s^,kx

CC2H5OHk逆

=0.002s-1,所以該溫度下平衡常數(shù)犬="/==3,所以該溫度下向某恒容密閉容器中充入1.5mol乙醇

0.002s-1

和4moi甲醛時(shí)，濃度商。=:<3,所以此時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行。

【例題5】肌肉中的肌紅蛋白(Mb)與。2結(jié)合生成MbO2,其反應(yīng)原理可表示為Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq),

該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K=一‘工^——。在37℃條件下達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得肌紅蛋白的結(jié)合度(a)

cMbO；

與pQ)的關(guān)系如圖所示［a=生呼研究表明正反應(yīng)速率旌=左正<3切了(02),逆反

應(yīng)速率丫逆=左逆《MbChX其中左正和左逆分別表示正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率常數(shù))。

(1)試寫出平衡常數(shù)K與速率常數(shù)后正、后逆之間的關(guān)系式為K=(用含有左正、左逆的式子表示)。

(2)試求出圖中c點(diǎn)時(shí)，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=kPa-)已知左逆=60s-,則速率常數(shù)左正=s

1-kPa*o

【答案】(1)—(2)2120

k逆

【解析】

⑴可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，viE=vs,所以左正p(Mb)w(O2)=左逆-c(MbO2),-=一￡—Mb°?----,而平

k途cMb-pO2

衡常數(shù)K=-MbO?——

cMb-pO2k&

(2)c點(diǎn)時(shí)，MO2)=4.50kPa,肌紅蛋白的結(jié)合度a=90%,代入平衡常數(shù)表達(dá)式中可得K='皿°?—

cMbO2

-1-1-1-1-1

=----------------------kPa-1=2kPa；K=^,則左正=K?后逆=2kPa><60s=120s,kPao

4.50x1-0.9k逆

I塞提能?課后精練

1.(2023秋?天津紅橋?高三統(tǒng)考期末)合成氨工業(yè)中采用循環(huán)操作，主要是為了

A.降低氨的沸點(diǎn)B.提高氮?dú)夂蜌錃獾睦寐?/p>

C.提高平衡混合物中氨的含量D.增大化學(xué)反應(yīng)速率

【答案】B

【詳解】

合成氨中氫氣與氮?dú)庠谝欢l件下反應(yīng)生成氨氣，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，為提高氮?dú)夂蜌錃獾睦寐剩瑢a(chǎn)

物中氨氣液化，再將未反應(yīng)完的氮?dú)夂蜌錃馔ㄈ牒铣伤?，進(jìn)行循環(huán)利用，故答案選B。

2.（2022?全國(guó)?高三專題練習(xí)）溫度為T時(shí)，將NH4Hs⑸置于抽成真空的容器中，當(dāng)

NH4Hs卜）=皿3伍）+凡5伍）達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得體系總壓強(qiáng)為6kpa,則此條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp為

A.6（kpa）2B.9（kpa）2C.12（kpa）2D.36（kpa）2

【答案】B

【詳解】

根據(jù)反應(yīng)NH4Hs卜）=皿3信）+凡5伍）可知，體系中NE和H2s的物質(zhì)的量相等，故二者的平衡分壓也相

2

等，即p（NH3）=p（H2s）=3kpa,故該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)為：Kp=p（NH3）xp（H2S）=3kpax3kpa=9（kpa）,故答

案為：Bo

3.（2023?全國(guó)?高三專題練習(xí)）向恒溫恒容密閉容器中通入2moiSO?和lmolC）2,一定條件下反應(yīng)

2SO2（g）+O2（g）『=^2SC>3（g）達(dá)到平衡后，再通入一定量的。2,再次達(dá)到新平衡。下列有關(guān)判斷正確的是

A.n（SC?3）始終不變B.反應(yīng)平衡常數(shù)增大

C.逆反應(yīng)速率減小D.SO?的轉(zhuǎn)化率增大

【答案】D

【詳解】

A.平衡后，再通入一定量02,平衡正向移動(dòng)，S03的平衡濃度增大，A錯(cuò)誤；

B.平衡常數(shù)是與溫度有關(guān)的常數(shù)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，B錯(cuò)誤；

C.通入一定量02,反應(yīng)物濃度增大，正、逆反應(yīng)速率都增大，正反應(yīng)速率比逆反應(yīng)速率增大的更多，C錯(cuò)

誤；

D.通入一定量。2,促進(jìn)二氧化硫的轉(zhuǎn)化，S02的轉(zhuǎn)化總量增大，D正確；

故答案為：D。

4.（2023?全國(guó)?高三專題練習(xí)）已知2N?O（g）U2N2（g）+O2（g）的速率方程為v=hc"（N2O）（k為速率常數(shù),

只與溫度、催化劑有關(guān)）。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，N?O在催化劑X表面反應(yīng)的變化數(shù)據(jù)如下：

t/min010203040506070

c(NO)/^mol-L-1^

2C2。30

下列說(shuō)法正確的是

A.n=1,G>G

B.Z=10min時(shí)，"（20）=2.0x10-3moi.L，sT

C.相同條件下，增大N2。的濃度或催化劑X的表面積，都能加快反應(yīng)速率

D.保持其他條件不變，若N?。起始濃度為0.200mol-LT,當(dāng)濃度減至一半時(shí)共耗時(shí)50min

【答案】D

【詳解】

根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)的速率始終不變，N?。的消耗是勻速的，說(shuō)明反應(yīng)速率與。（、0）無(wú)關(guān)，故速率

方程中n=0；

A.由分析可知,n=0,與N20moi?IT、則弓=0.062=q=0,A錯(cuò)誤；

B.由分析可知，n=0,與N2O濃度無(wú)關(guān)，為勻速反應(yīng)，t=10min時(shí)瞬時(shí)速率等于平均速率

(0.100-0.080)mol/L

V(N2O)==2.0xl0",mol-L-1min1#2.0xl0-3molL1-s1,B錯(cuò)誤;

10min

C.速率方程中n=0,反應(yīng)速率與N2O的濃度無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤;

D.保持其他條件不變，該反應(yīng)的反應(yīng)速率不變，即為2.0x1（Jrmol.LLminT,若起始濃度0.200mol〕T,

0.100mol/L

減至一半時(shí)所耗時(shí)間為=50min,D正確;

Z-OxlO^molL'-min'

答案選D。

5.（2023?全國(guó)?高三專題練習(xí)）在一個(gè)恒容密閉容器中通入一定量的A、B氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng):

2A（g）+B（g）U2c（g）AH<0。達(dá)到平衡后，只改變一個(gè)條件（X）,下列物理量（Y）的變化一定符合圖中

曲線的

選項(xiàng)XY

A再通入AB的轉(zhuǎn)化率

B再通入CA的體積分?jǐn)?shù)/

C通入氨氣C的物質(zhì)的量

D升高溫度混合氣體的平均摩爾質(zhì)量

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【詳解】

A.達(dá)到平衡后，再通入A,平衡正向移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率增大，與題圖中曲線符合，A正確；

B.達(dá)到平衡后，再通入C,平衡逆向移動(dòng)，由于混合氣體的總物質(zhì)的量的增加程度大于A的物質(zhì)的量的增

加程度，A的體積分?jǐn)?shù)減小，與題圖中曲線不符合，B錯(cuò)誤；

C.該反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡后，通入氨氣，各組分的濃度不變，平衡不移動(dòng)，C的物質(zhì)的

量不變，與題圖中曲線不符合，C錯(cuò)誤；

D.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，混合氣體的總物質(zhì)的量增大，而

混合氣體的總質(zhì)量不變，故混合氣體的平均摩爾質(zhì)量減小，與題圖中曲線不符合，D錯(cuò)誤；

故選Ao

6.(2023?江西?江西師大附中校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：

Al2Cl6(g)^2AlCl3(g)AH>0,平衡體系中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量(M)在不同溫度下隨壓強(qiáng)的變化曲線

如圖所示，下列敘述正確的是

A.溫度：12>工B.平衡常數(shù)：K(c)>K(a)>K(b)

C.反應(yīng)速率：v(a)>v(b)D.當(dāng)M為200.25時(shí)轉(zhuǎn)化率約為33%

【答案】D

【詳解】

該反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氣體的物質(zhì)的量增大，由質(zhì)量守

恒定律可知，反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量相等，則氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，由圖可知，刀條件下氣體的平

均相對(duì)分子質(zhì)量大于乃條件下氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量，則溫度乃大于乃。

A.由分析可知，反應(yīng)溫度八大于乃，故A錯(cuò)誤；

B.平衡常數(shù)為溫度函數(shù)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移

動(dòng)，平衡常數(shù)增大，則平衡常數(shù)的大小關(guān)系為K（b）>K（c）=K（a）,故B錯(cuò)誤；

C.溫度越高，反應(yīng)速率越快，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越快，由圖可知，b點(diǎn)壓強(qiáng)大于a點(diǎn)，由分析可知，b

點(diǎn)反應(yīng)溫度高于a點(diǎn)，則b點(diǎn)反應(yīng)速率快于b點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；

D.設(shè)起始時(shí)雙聚氯化鋁的物質(zhì)的量為Imol,平衡時(shí)氯化鋁的物質(zhì)的量為2amol,由氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)

量為200.5可得：267x（1—a）+133.5x2a=200,5x（l+a）,解得a=g,則雙聚氯化鋁的轉(zhuǎn)化率為

11

3><100%~33.3%,故D正確；

Imol

故選D。

7.（2023?湖南?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）在一定條件下，向密閉容器中充入4.0molA和8.0molB,發(fā)生反應(yīng)

2A（g）+6B（g）^C（g）+4D（g）o測(cè)得相同時(shí)間內(nèi)，A的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖1所示（虛線表示A的平

衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化）；速率常數(shù)的對(duì)數(shù)1g左與溫度的倒數(shù)T之間的關(guān)系如圖2所示。

已知：

①對(duì)于反應(yīng)〃A7（g）+〃B（g）-pC（g）+qD（g）,x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。

x（A）,x（JJ）

4

②已知該反應(yīng)的速率方程％=七。2仆）/伊），vi2=V（C）.c（D）,“、左逆是速率常數(shù)。

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.由上圖判斷，該反應(yīng)的AH>0B.曲線ac代表懾，bd代表。

C.4時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)￡=12D.升高溫度時(shí)，詔-媼減小

【答案】A

【詳解】

A.由圖可知，隨溫度升高，A的平衡轉(zhuǎn)化率降低，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，AH<0,A錯(cuò)誤;

B.由于AH<0,升高溫度平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明般隨溫度變化比慍隨溫度變化慢，圖像bd的斜率小于曲

線ac,所以曲線ac代表左逆，曲線bd代表上正，B正確；

C.”時(shí)，A的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,A轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為4moix40%=1.6mol,則

該反應(yīng)的平衡常數(shù)K,=C正確;

D.2A（g）+6B（g）UC（g）+4D（g）,正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明溫度對(duì)逆反應(yīng)速率影響大

于正反應(yīng)速率，升高溫度時(shí)，無(wú)正-左逆減小，D正確；

故選：Ao

8.（2023?全國(guó)?高三專題練習(xí)）在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2A（g）+B（g）02c（g）,往密閉容器中以A:B=2:1

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E<T2<T3<T4,則下列說(shuō)法

正確的是

溫度TTA

3T4

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)（12<丁<丁3）,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.T1,溫度反應(yīng)15min后,若c（B）=0.5mol-L-1,則

【答案】D

【詳解】

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，Ti、T2溫度下15min未達(dá)平衡，T3、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)（TzVTvTj）,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.T,溫度反應(yīng)15min后已建立該條件下的平衡，若c(B)=0.5mol-L-1,設(shè)A、B的起始濃度分別為2c,c,

A的轉(zhuǎn)化率為60%：

2A(g)+B(g)U2c(g)

起始/mol2cc0

變化/mol60%x2c30%x2c60%x2c

平衡/mol40%x2cc-30%x2c60%x2c

5,

(60%x2x—丫

由題意知c-60%c=0.5,故K=￡^=———=45D正確;

4(0.8x-)2x-x0.4

44

故選D。

9.(2023?全國(guó)?高三專題練習(xí))Fe可以和CO?發(fā)生反應(yīng)：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)o一定溫度下，

向某恒容密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的cc>2氣體，反應(yīng)過(guò)程中CO?氣體和co氣體的濃度與時(shí)間

的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.'min時(shí)該化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B.平衡后向容器內(nèi)充入CO2,重新達(dá)到平衡時(shí)華，增大

c(CO)

C.4min時(shí)，co2的轉(zhuǎn)化率約為71.4%

D.4min內(nèi)，CO的平均反應(yīng)速率v(CO)=0.25moLU?min”

【答案】C

【詳解】

A.由圖可知，timin時(shí)c(CC>2)=c(CO),相同條件下timin后c(CC)2)仍在減小，c(CO)仍在增大，貝!Jtimin時(shí)

該化學(xué)反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；

c(CO)c(COJ

B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=*K，只與溫度有關(guān)，溫度不變則K不變，所以重新達(dá)到平衡時(shí)不變,

c(CO2)c(CO)

故B錯(cuò)誤；

07—02

C.由圖可知，4min時(shí)，CCh的轉(zhuǎn)化率為二——-xl00%~71.4%,故C正確;

0.7

D.由圖可知，4min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率v（CO尸竺="吧蛆=0.125mo卜L-1min1,故D錯(cuò)誤；

At4nun

故選：Co

10.（2023春?北京海淀?高三首都師范大學(xué)附屬中學(xué)?？茧A段練習(xí)）有研究認(rèn)為，強(qiáng)堿性溶液中反應(yīng)

r+cio-uicr+cr分三步進(jìn)行，其中兩步如下：

第一步：CIO+H2OHC1O+OHK[=3.3x10」°

第二步：……

2

第三步：HIO+OHIO+H2OK3=2.3X10

下列說(shuō)法不正琥的是

A.反應(yīng)第二步為HQO+rfHIO+C1-

B.升高溫度可以使KJ曾大

C.由K可判斷，第三步不是整個(gè)過(guò)程的決速步

D.HC1O分子的空間結(jié)構(gòu)為V型

【答案】C

【詳解】

A.總反應(yīng)為r+C10-=K）-+Cl-,其中第一步為CIO-+H2O-HC1O+OH-,第三步為HIO+OH-fRy+Hz。，則總

反應(yīng)式減去第一步和第三步反應(yīng)即可得第二步為HClO+r-HIO+C1-,故A正確；

B.CIO的水解是吸熱反應(yīng)，升高溫度，可以使&增大，故B正確；

C.平衡常數(shù)只能體現(xiàn)反應(yīng)進(jìn)行的程度，無(wú)法判斷反應(yīng)的速率快慢，即由K不能確定反應(yīng)第三步是否是整個(gè)

過(guò)程最慢的反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；

D.HC1O中心原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為==4,孤電子對(duì)數(shù)為2,則分子的空間結(jié)構(gòu)為V型，故D正確；

2

故選C。

11.（2023春?湖南?高三校聯(lián)考階段練習(xí)）CO與NQ在Fe+作用下發(fā)生反應(yīng)的能量變化及反應(yīng)歷程如圖所

示，兩步基元反應(yīng)為①NQ+Fe+=N2+FeO+^）&,②FeO++CO=CC）2+Fe+^）下列說(shuō)法正確

的是