第3課時必備知識——化學(xué)平衡常數(shù)及平衡轉(zhuǎn)化率

知識［重要概念］①化學(xué)平衡常數(shù)；②平衡轉(zhuǎn)化率

清單［基本規(guī)律］①化學(xué)平衡常數(shù)及影響因素；②“三段式”計算平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率

知識點1化學(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用

國必備知識卻蜀知識為基主干梳理

1.化學(xué)平衡常數(shù)的概念

在一定溫度下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，生成物濃度幕之積與反應(yīng)物濃度反之

積的比值是一個常數(shù)，用符號爪表示。

2.化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式

一d(C)d(D)

對于反應(yīng)7"A(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g),K=c，”(A).c"(B)(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)。

舉例：(l)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式K—。

C<M2。)

3(H+)

3+C

(2)Fe(aq)+3H2O(l)Fe(OH)3(s)+3H+(aq)的平衡常數(shù)表達(dá)式長二羨甫〒。

礴值化學(xué)平衡常數(shù)與化學(xué)方程式書寫形式的關(guān)系

①同一可逆反應(yīng)中，K正逆=1；②同一方程式中的化學(xué)計量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小“倍，

則新平衡常數(shù)K'與原平衡常數(shù)K間的關(guān)系是K'=K'或K'=正；③幾個可逆反應(yīng)方

程式相加，得總方程式，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步反應(yīng)平衡常數(shù)之積。

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。

(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)。

4.化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用

(1)判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度

K值大，說明反應(yīng)進(jìn)行的程度大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率高；K值小，說明反應(yīng)進(jìn)行的程度小,

反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率低。

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

(2)判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

對于可逆反應(yīng)〃A(g)+AB(g)cC(g)+JD(g),在一定溫度下的任意時刻，反應(yīng)物與生

c(C)-cd(D)

成物濃度有如下關(guān)系：2=Cc“(A)i(B)，稱為濃度商。

QC<K反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，。正逆

Qc=K反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，。正=。逆

Qe>K反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，。正<0逆

(3)判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)

LK值增大一-正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

升高溫度一

—K值減小--*止反應(yīng)為放熱反應(yīng)

「K值增大一>止反應(yīng)為放熱反應(yīng)

降低溫度|一

「K值減小*止反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

181必備知識減存全面自測基礎(chǔ)扎實

［通關(guān)1］(易錯排查)判斷正誤

(1)平衡常數(shù)表達(dá)式中，可以是各物質(zhì)在任意時刻的濃度(X)

(2)增大反應(yīng)物的濃度，平衡正向移動，化學(xué)平衡常數(shù)增大(義)

(3)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(V)

(4)對某一可逆反應(yīng)，升高溫度則化學(xué)平衡常數(shù)一定變大(X)

(5)平衡常數(shù)發(fā)生變化，化學(xué)平衡必定發(fā)生移動(J)

(6)反應(yīng)A(g)+3B(g)2c(g)達(dá)到平衡后，溫度不變，增大壓強，平衡正向移動，平衡

常數(shù)增大(義)

［通關(guān)2］(2021?陜西西安檢測)對于反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)AH>0,下列說

法正確的是()

f/〃-皿、rC(CO)-C(H2)

A.平衡吊數(shù)表達(dá)式為Ku..c(H2O)

B.恒溫條件下壓縮容器的體積，平衡逆向移動，平衡常數(shù)K減小

C.升高體系溫度，平衡常數(shù)K減小

D.恒溫恒壓條件下，通入氨氣，平衡正向移動，平衡常數(shù)K不發(fā)生變化

D［固態(tài)濃度為“常數(shù)”，視為“1”，不需寫入平衡常數(shù)表達(dá)式，A項錯誤；增大壓強

平衡逆向移動，恒溫，K不變，B項錯誤；△*>()升溫平衡正向移動，K增大，C項錯誤；

恒壓條件下，通入氨氣平衡向氣體體積增大的方向移動，即平衡正向移動，K只與溫度有關(guān)，

溫度不變，K不發(fā)生變化，D項正確。］

［通關(guān)3］(2021?山東實驗中學(xué)檢測)03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。。3可溶于水，在水中易分解，產(chǎn)生的［O］為游離氧原子，有很強的殺菌消毒能力。

常溫常壓下發(fā)生的反應(yīng)如下：

反應(yīng)①Ch02+［0］AH>0平衡常數(shù)為K；

反應(yīng)②［O］+O3202AH<0平衡常數(shù)為K2；

總反應(yīng)：2033O2AH<0平衡常數(shù)為K。

下列敘述正確的是()

A.降低溫度，總反應(yīng)K減小

B.K=KI+K2

C.適當(dāng)升溫，可提高消毒效率

D.壓強增大，&減小

C［降溫，總反應(yīng)平衡向右移動，K增大，A項錯誤；&=，,9)：產(chǎn)、於=

喝、、、K=c：=K「K2,B項錯誤；升高溫度，反應(yīng)①平衡向右移動，

c(［O］)增大，可提高消毒效率，C項正確；對于給定的反應(yīng)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，D項

錯誤。］

［通關(guān)4］(2021?天津第一中學(xué)檢測)某溫度下氣體反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)長=

c(A)(2(B)

，心心,恒容時，若溫度適當(dāng)降低，F(xiàn)的濃度增大。下列說法中正確的是()

A.增大c(A)、c(B),K增大

B.降低溫度，正反應(yīng)速率增大

C.該反應(yīng)的焰變?yōu)樨?fù)值

D.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2E(g)+F(g)A(g)+2B(g)

D［平衡常數(shù)K只隨溫度變化，不隨濃度變化，A項錯誤；降低溫度，正、逆反應(yīng)速

率均減小，B項錯誤；降溫，F(xiàn)的濃度增大，表明平衡逆向移動，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則烙

變?yōu)檎担珻項錯誤；根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式可知A、B是生成物，E、F為反應(yīng)物，且

對應(yīng)指數(shù)為其化學(xué)方程式前的計量數(shù)，D項正確。］

［通關(guān)5］(2020?北京卷)一定溫度下，反應(yīng)I2(g)+H2(g)2Hl(g)在密閉容器中達(dá)到平衡

時，測得c(L)=0/lmmoLL-i,c(HI)=0.78mmol-L-14相同溫度下，按下列4組初始濃度

進(jìn)行實驗，反應(yīng)逆向進(jìn)行的是(注：1mmoLL-i=l(p3moi?廠1)()

選項ABCD

c(l2)/mmol-L11.000.220.440.11

c(H2)/mmol-L11.000.220.440.44

c(HI)/mmolL-11.001.564.001.56

C［題目中缺少c(H2),則無法計算K,則不能通過&與K的關(guān)系判斷平衡的移動方向,

但可比較4個選項中&的大小關(guān)系，&越大，則越可能逆向移動。2c(A)=

LOO?(mmoLL-i)1_______________________1.562(mmolLr)1______

1.00mmol?L-1X1.00mmol?L_1=1"ec(B)=0.22mmol?L-1X0.22mmol?L_1=50-28

_4.002(mmolD_

O,?0.44mmol,L!X0.44mmol,L182.64?2c(D)

1.562(mmol-L2,

7TT；-------1…I--------=50.28,Qc(C)的值最大，故答案為C。］

0.44mmol,LX0.11mmol,L

知識點2“三段式”突破化學(xué)平衡常數(shù)(&和轉(zhuǎn)化率3)的計算

|g必備知識卷知識為基主干梳理

1.一個模式——“三段式”

如〃2A(g)+wB(g)pC(g)+4D(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為。mol?廠1、b

mol?L達(dá)到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mxmol?L-1

機A(g)+?B(g)pC(g)+qD(g)

c始/

ab00

mol,L1

c轉(zhuǎn)/

mxnxpxqx

mol,L1

C平/

a~mxb~nxpxqx

mol,L1

(px)p?(qx)q

則化學(xué)平衡常數(shù)為K=

(a—mx)"l"(6—"X)"

2.明確三個量的關(guān)系

⑴三個量：即起始量、變化量、平衡量。

(2)數(shù)據(jù)關(guān)系

①對于同一反應(yīng)物，起始量一變化量=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.掌握四個公式

n(轉(zhuǎn)介)c(轉(zhuǎn)仔)

(1)恒容條件下反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、(［云義100%晨,臣)X100%o

(2)生成物的產(chǎn)率：實際產(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=慧懸X100%o

某組分的平衡量

(3)平衡時混合物組分的百分含量=瑞瑞焉g量X100%。

(4)某組分的體積分?jǐn)?shù)=混熟源黑編量XIOOo/o.

國必備知識⑥劣全面自測基礎(chǔ)扎實

［通關(guān)1］(人教選修4P31,例2改編)已知某個指定反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為

該反應(yīng)物的起始濃度一該反應(yīng)物的平衡濃度

該反應(yīng)物的起始濃度XI。好

(1)在某溫度下，將H2和卜各?！?mol的氣體混合物充入10L的密閉容器中，充分反

應(yīng)，達(dá)到下列平衡：2HI(g)H2(g)+L(g)，K=4。則氫氣的轉(zhuǎn)化率是o

(2)在容積可變的密閉容器中，2molN2和8mol叢在一定條件下發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡時,

七的轉(zhuǎn)化率為25%,則平衡時氮氣的體積分?jǐn)?shù)是。

解析(1)設(shè)氫氣的轉(zhuǎn)化率為X。

H2(g)+b(g)2HI(g)

起始濃度/

0.010.010

(mol-L1)

變化濃度/

O.OlxO.Olx0.02x

(mol-L1)

平衡濃度/

0.01—O.Olx0.01—O.Olx0.02x

(mol-L1)

c2(HI)(0.02x)21

K=4,x=20%。

~c(H2)-C2

(I2)一(O.Ol-O.Olx)

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

起始量/(mol)280

24

轉(zhuǎn)化量/(mol)2

33

44

平衡時/(mol)6

33

4

3

所以平衡時氮氣的體積分?jǐn)?shù)=-gX100%=15.4%o

6+|

答案(1)20%(2)15.4%

L?方法指導(dǎo)＜----------------------------

“三段式法”在化學(xué)平衡計算中的解題思路

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)化率為4

根據(jù)反應(yīng)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。

明確“始”“變”“平”二個量的具體

數(shù)值，再根據(jù)相應(yīng)關(guān)系求平衡時某成分

的濃度、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率等，求出題日

答案。

[通關(guān)2](2021?山東東營檢測)己知下列反應(yīng)在恒容的密閉容器中達(dá)到平衡狀態(tài)，若改變

下列反應(yīng)的條件，則下列量如何改變(填“增大”“減小”“不變”)

(1)對于反應(yīng)COCl2(g)CO(g)+Cl2(g),增加COCb(g)的量，COC12(g)的轉(zhuǎn)化率

(2)已知MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g),若增加CO的量，則；;黑

(3)對于反應(yīng)Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),向體系中充入一定量的CO,再次達(dá)到平衡

時CO的體積分?jǐn)?shù)：o

(4)已知amolCO和2amolH2發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH30H(g),平衡時再增加a

molCO和2amolH,達(dá)到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率____________的比值

2,C:(C即H3工OH)、

解析(1)增加COCL(g)的量，平衡向右移動，但轉(zhuǎn)化率減小。(2)法一，增加CO,CO

的轉(zhuǎn)化率減小，故吟黑-減小。法二，湊常數(shù)法，K=”82：「.SO2),因增加co

n(CO)c(CO)

YI(CO,)

的量，SO2的物質(zhì)的量增大，故“(洋)減小。(3)增加CO的量，平衡正向移動，因該反

應(yīng)是氣體化學(xué)計量數(shù)減小的反應(yīng)，故轉(zhuǎn)化率增大，故CO的體積分?jǐn)?shù)減小。(4)成比例增加

CO和H2,平衡向右移動，因該反應(yīng)化學(xué)計量數(shù)減小，故轉(zhuǎn)化率增大，而、減

C(CH3OH)

小。

答案⑴減?、茰p小(3)減小(4)增大減小

廣?方法指導(dǎo)^------------------------------------x

化學(xué)平衡移動與平衡轉(zhuǎn)化率的變化

對于反應(yīng)aA(g)—bB(g)=^K'(g)+dD(g)。

(1)增加反應(yīng)物的量對轉(zhuǎn)化率的影響(恒溫恒容)

①若增加A的量，則a(A)減小.MB)增大。

②若成比例增加A、I3的量，平衡正向移動，但轉(zhuǎn)化率出現(xiàn)

以下三種變化(a、匕其一可為0)。

?a+c+d.轉(zhuǎn)化率增大

u+b=c+d.轉(zhuǎn)化率不變

,a一h<Zc-d.轉(zhuǎn)化率減小

切注意此時可利用“虛擬路徑法”來理解轉(zhuǎn)化率的變化

狀態(tài)I

體積V

(2)若將等量的物質(zhì)充入以下四容器，(起始V相同)，則轉(zhuǎn)

化率的比較如下：

||冽|1:y|反絕熱|

'-----7-----''-----7-----'

中乙丙丁

①無論a+K>c+乩還是a+Kc+乩轉(zhuǎn)化率：乙〉甲。

②無論aH>。，還是aHVo,轉(zhuǎn)化率：丙,丁。

小結(jié)自由體系的轉(zhuǎn)化率一定高。

[通關(guān)3](深度思考)汽車尾氣是造成霧霾天氣的重要原因之一，尾氣中的主要污染物為

CxHy、NO、CO、SO2及固體顆粒物等。活性炭可用于處理汽車尾氣中的NO,在1L恒容

密閉容器中加入0.1000molNO和2.030mol固體活性炭，生成A、B兩種氣體，在不同溫

度下測得平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量以及容器內(nèi)壓強如下表：

活性炭/molNO/molA/molB/molp/MPa

200℃2.0000.04000.03000.03003.93

335℃2.0050.05000.02500.0250P

根據(jù)上表數(shù)據(jù)，寫出容器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

,判斷p(填"<“或"=”)3.93

MPao計算反應(yīng)體系在200℃時的平衡常數(shù)Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計

算，分壓=總壓義體積分?jǐn)?shù))。

解析1L恒容密閉容器中加入0.1000molNO和2.030mol固體活性炭，生成A、B

兩種氣體，從不同溫度下測得平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量以及容器內(nèi)壓強數(shù)據(jù)可以看出:

An(C):An(NO):An(A)：△w(B尸1：2：1：1,所以可以推斷出生成的A、B兩種氣體分別

為N2和CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2NON2+CO2o該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=

pW](CO2)

,容器的體積為1L,平衡分壓之比等于平衡濃度之比，帶入表中數(shù)據(jù)

p2(NO)

9

計算得仆=正0

0

答案C+2NON2+CO2>77

廠■?決勝策略，

壓強平衡常數(shù)(%,)及計算方法

(1)理解壓強平衡常數(shù)含義

在化學(xué)平衡體系中，用各種氣體物質(zhì)的平衡分壓代替平衡

濃度，計算的化學(xué)平衡常數(shù)叫壓強平衡常數(shù),用Kp表示。

(2)運用“三段式法”進(jìn)行計算

如菽'三函F五訃聲函體索審Q1Q瓶煬虎

一：的量或物質(zhì)的量濃度

y二二二二二二二:二二二二二二

一；計算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)：

。二二二二二二二二二二

：根據(jù)分壓計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X該氣體的體積分?jǐn)?shù)(或:

:物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))■

根據(jù)平衡常數(shù)計算公式代入計算.例如:Na+

311,(g)^^2NII,(g),壓強平衡常數(shù)表達(dá)式為

P2(NHJ

廠-NJ?p'(HJ

訓(xùn)練(三十六)化學(xué)平衡常數(shù)及平衡轉(zhuǎn)化率

⑨基礎(chǔ)性

1.(2021?四川成都七中檢測)對于反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)AH>0,下列有

關(guān)說法正確的是()

A.升高體系溫度，平衡常數(shù)K減小

B.增大體系壓強，平衡常數(shù)K不發(fā)生變化

C.平衡常數(shù)表達(dá)式為

c(C)-c(氏0)

D.增加C(s)的量，平衡正向移動

B［正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高體系溫度，平衡正向移動，K增大，A項錯誤；化學(xué)平衡

常數(shù)只受溫度的影響，與體系的壓強無關(guān)，B項正確；C為固體，不帶入K的表達(dá)式中，因

此一。［七:產(chǎn)),c項錯誤；固體物質(zhì)的濃度視為定值，因此增加C(s)的量，平衡

不移動，D項錯誤。］

2.(2021?天津重點中學(xué)聯(lián)考)一定溫度下，在一個容積為1L的密閉容器中，充入1mol

H2(g)和1molI2(g),發(fā)生反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g),經(jīng)充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，生成的HI(g)

占?xì)怏w體積的50%,該溫度下，在另一個容積為2L的密閉容器中充入1molHI(g)發(fā)生反應(yīng)

HI(g)1H2(g)+^L(g)，則下列判斷正確的是()

A.后一反應(yīng)的平衡常數(shù)為1

B.后一反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.5

C.后一反應(yīng)達(dá)到平衡時，H2的平衡濃度為0.25

D.后一反應(yīng)達(dá)到平衡時，HI(g)的平衡濃度為0.5

B［前一反應(yīng)達(dá)平衡時c(H2)=c(L)=0.5tnoLL-i,c(HI)=lmol-L-1,則平衡常數(shù)Ki=

22

c(HI)IL-山丁化皿皿'(H2)/(I2)1

(口、fTA.v=4,而后一^反應(yīng)的平衡吊數(shù)Kz=/TTT\-JT7=

c(H2)-c(卜)0.5X0.5c(HI)7K、

0.5,A項錯誤，B項正確；設(shè)后一反應(yīng)達(dá)平衡時c(H2)=xmol-L-1,則平衡時c(b)=尤mol-L

21

-1,c(HI)=(0.5-2x)mol-L_1,3在=^=0.5,解得x=0.125,故平衡時c(HI)=0.25mol.L

r,C、D項錯誤。］

3.(2021?江蘇蘇州期初調(diào)研耀基硫(COS河作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線

蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和H2s混合加熱并達(dá)到下列平衡:CO(g)+H2s(g)

COS(g)+H2(g)K=0.1。反應(yīng)前CO的物質(zhì)的量為10mob平衡后CO的物質(zhì)的量為8

moL下列說法正確的是()

A.升高溫度，H2s濃度增大，表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

B.通入CO后，正反應(yīng)速率逐漸增大

C.反應(yīng)前H2s物質(zhì)的量為5moi

D.CO的平衡轉(zhuǎn)化率為20%

D［升高溫度，H2s濃度增大，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)吸熱，正反應(yīng)放熱,

A項錯誤；通入CO氣體瞬間正反應(yīng)速率增大，達(dá)到最大值，向正反應(yīng)方向建立新的平衡，

正反應(yīng)速率逐漸減小，B項錯誤；設(shè)反應(yīng)前H2s的物質(zhì)的量為“mol,容器的容積為VL,

則

CO(g)+H2s(g)COS(g)+H2(g)K=0.1

n始/mol10n00

n轉(zhuǎn)/mol2222

n平/mol8n~222

—2?2

NVmg.

A—_c—u.l,胖付〃一/,L以及慶；根據(jù)上述計算可知CO的轉(zhuǎn)化率為20%,D

8n~2

v'V

項正確。］

①)綜合性國若量

4.(2021?湖南長郡中學(xué)檢測)將一定量的SCh(g)和Ch(g)分別通入體積為2L的恒容密閉

容器中，在不同溫度下進(jìn)行反應(yīng)，得到如下表中的兩組數(shù)據(jù)：

起始量/mol平衡量/mol達(dá)到平衡所需

實驗編號溫度/℃平衡常數(shù)

時間

02SO202so2/min

1口Ki42X0.86

。

2T2K2420.4y6)

下列說法中不正確的是()

A.%—2.4

B.7\、石的關(guān)系：T1>T2

C.Ki、&的關(guān)系：&>K1

-1

D.實驗1在前6min的反應(yīng)速率u(SO2)=0.2mol-L?min-

A［根據(jù)題中信息可列“三段式”：

2SO2(g)+O2(g)2s03(g)

”(起始)/mol42

”(轉(zhuǎn)化)/mol4~x2—0.8

"(平衡)/molx0.8

(4-x)：(2-0.8)=2：1,解得：尤=1.6。同理，解得了=0.2。由介6得，2SO2(g)+O2(g)

2s03(g)是放熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)速率越高，反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越小，根據(jù)x,y

可以判斷出八〉石，KCK2。實驗1在前6min的反應(yīng)速率o(SC>2)=駕與號型=0.2

2LX6min

mol-L1,min*o］

5.(2021?北京順義區(qū)檢測)在一定體積的1L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)系如下表:

t/℃7008008301000

K0.60.91.01.7

下列說法正確的是()

A.上述生成CO和H2O的反應(yīng)為放熱反應(yīng)

B.加壓、增大H2濃度和加入催化劑都能提高CO2的轉(zhuǎn)化率

C.830℃達(dá)平衡后，再充入1.0molH2,K值增大,平衡正向移動

D.830℃時反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)為1

D［由表格數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越大，則生成CO和H2O的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A

項錯誤；該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，加壓、使用催化劑，平衡均不移動，則不能提高轉(zhuǎn)

化率，而增大H2濃度能提高CO2的轉(zhuǎn)化率，B項錯誤；充入1.0molH2,反應(yīng)物濃度增大，

但K只與溫度有關(guān)，則平衡正向移動，但K不變，C項錯誤；正逆反應(yīng)的K互為倒數(shù)關(guān)系，

由830℃時CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)K=L0,則830℃時反應(yīng)CO(g)+H2O(g)

CC)2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)為K===1,D項正確。］

6.(2021?山西晉城檢測)碳酸甲乙酯(CH30coOC2H5)是一種優(yōu)良的鋰離子電池電解液的

溶齊!1,可利用以下反應(yīng)制取：C2H5OCOOC2H5+CH3OCOOCH3

2cH30coOC2H5。該反應(yīng)中碳酸甲乙酯的產(chǎn)率(。)與溫度(7)、投料比(R)的關(guān)系如圖所

Zj\O

注：R=”(C2H50coOC2H5)：n(CH3OCOOCH3)

下列有關(guān)說法正確的是()

A.生成碳酸甲乙酯的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

B.增大反應(yīng)物中CH30coOCH3的濃度能提高碳酸甲乙酯的產(chǎn)率

C.反應(yīng)溫度為650K時，碳酸甲乙酯的產(chǎn)率為60%

D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=9

A［由圖像知，在投料比相同的情況下，溫度越高，碳酸甲乙酯的產(chǎn)率越高，說明升

溫平衡正向移動，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，A項正確；相同溫度下，R越大，碳酸甲乙酯的產(chǎn)率

越高，說明C2H50coOC2H5濃度越大，產(chǎn)物產(chǎn)率越高，CH30coOCH3的濃度越大，產(chǎn)物產(chǎn)

率越低，B項錯誤；650K時，只有R=1時，碳酸甲乙酯的產(chǎn)率為60%,C項錯誤；K與

溫度有關(guān)，溫度不確定，無法求K,D項錯誤。］

7.(2019?海南卷)由上羥基丁酸生成丫-丁內(nèi)酯的反應(yīng)如下：

HVA/~\

HOCH2cH2cH2coOH、、＜+H0

0o2

在298K下，Y-羥基丁酸水溶液的初始濃度為0180moi?「，測得上丁內(nèi)酯的濃度隨

時間變化的數(shù)據(jù)如表所示?；卮鹣铝袉栴}：

t/min215080100120160220oo

c/mol,L10.0240.0500.0710.0810.0900.1040.1160.132

(1)該反應(yīng)在50-80min內(nèi)的平均反應(yīng)速率為_______mol-L-1-min-。

(2)120min時y-羥基丁酸的轉(zhuǎn)化率為。

(3)298K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。

(4)為提高/羥基丁酸的平衡轉(zhuǎn)化率，除適當(dāng)控制反應(yīng)溫度外，還可采取的措施是

答案(1)0.0007(2)0.5(50%)(3月(4)將/丁內(nèi)酯移走

⑨應(yīng)用性

8.(2020?山東等級模擬考)聚乙烯醇生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量副產(chǎn)物乙酸甲酯，其催化醇

解反應(yīng)可用于制備甲醇和乙酸己酯，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

催化劑

CH3COOCH3(1)+C6H13OH(1)CH3coOC6H13⑴+CH30H(1)

已知。正=左正?X(CH3COOCH3)X(C6HI3OH),o逆=%逆?x(CH3COOC6Hi3)-x(CH3OH),其

中。正、。逆為正、逆反應(yīng)速率，左正、左逆為速率常數(shù)，x為各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。

(1)反應(yīng)開始時，己醇和乙酸甲酯按物質(zhì)的量之比1：1投料，測得348K、343K、338K

三個溫度下乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率(。)隨時間⑺的變化關(guān)系如下圖所示。

該醇解反應(yīng)的AH0(填>或〈)。348K時，以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的化學(xué)平衡常

數(shù)砥=(保留2位有效數(shù)字)。

在曲線①、②、③中，左正一左逆值最大的曲線是；A、B、C、D四點中，。正最

大的是,0逆最大的是O

(2)343K時，己醇和乙酸甲酯按物質(zhì)的量之比1：1、1：2和2：1進(jìn)行初始投料。則達(dá)

到平衡后，初始投料比時，乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率最大；與按1：2投料相比，按2：1

投料時化學(xué)平衡常數(shù)Kx(填增大、減小或不變)。

(3)該醇解反應(yīng)使用離子交換樹脂作催化劑，下列關(guān)于該催化劑的說法正確的是

a.參與了醇解反應(yīng)，但并不改變反應(yīng)歷程

b.使左正和左逆增大相同的倍數(shù)

c.降低了醇解反應(yīng)的活化能

d.提高乙酸甲酯的平衡轉(zhuǎn)化率

解析(1)根據(jù)圖像可知，溫度①，②〉③，轉(zhuǎn)化率①>②>③，故△?>();K=,,

①溫度高，K大,所以①曲線左正一左速最大；A點反應(yīng)物濃度最大，溫度最高，C點生成物

濃度最大，溫度最高。（3）a選項催化劑參與反應(yīng)，且改變反應(yīng)歷程；d選項催化劑不影響平

衡移動。

答案⑴〉3.2①AC（2）2：1不變（3）bc

9.（2020?全國卷I,28題節(jié)選）硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中

的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化：SO2（g）+；02（g）幽竺"SO3（g）AH=-98kJ-moP^回答

下列問題：

⑴當(dāng)SCh（g）、02（g）和N2（g）起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時，在0.5

MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強下,SCh平衡轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化如圖所示。反應(yīng)在5.0MPa、

550℃時的a=,判斷的依據(jù)是

_________________________________________________o影響a的因素有

（2）將組成（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）為27〃％SO2（g）、根％02（g）和q%N2（g）的氣體通入反應(yīng)器，在溫

度t、壓強p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時，若SO2轉(zhuǎn)化率為a,則SO3壓強為,

平衡常數(shù)&=（以分壓表示，分壓=總壓義物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

（3）研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：

。=小丁二（1一"。式中：左為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度/升高而增大；a為SO2

平衡轉(zhuǎn)化率，a，為某時刻SO2轉(zhuǎn)化率，”為常數(shù)。在。'=0.90時，將一系列溫度下的公

。值代入上述速率方程，得到。?f曲線，如圖所示。

10

4

梅c0

暇

但6

找

4

4O5

5480

曲線上。最大值所對應(yīng)溫度稱為該下反應(yīng)的最適宜溫度加。時，V逐漸提高；t>tm

后，。逐漸下降。原因是

解析（1）反應(yīng)SC）2（g）+；O2（g）SO3（g）的正反應(yīng)是氣體總分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)，

其他條件相同時，增大壓強，平衡正向移動，S02平衡轉(zhuǎn)化率增大，則圖中pi=5.oMPa,

P3=0.5MPa。由圖可知，反應(yīng)在5.0MPa、550℃時SO2的平衡轉(zhuǎn)化率。=0.975。溫度、壓

強和反應(yīng)物的起始濃度（組成）都會影響SO2的平衡轉(zhuǎn)化率。，溫度一定時，壓強越大，。越

大；壓強一定時，溫度越高，。越小。

（2）在溫度人壓強p條件下進(jìn)行反應(yīng)，平衡時SO2轉(zhuǎn)化率為。，由于N2對反應(yīng)無影響,

可認(rèn)為混合氣體由SO2和。2組成，則有2根％+機％=1,2%+根=100,設(shè)SO2有2根mol,

則O2有機mol,利用“三段式法”計算:

so2(g)+\O2(g)SO3(g)

起始量/mol2mm0

轉(zhuǎn)化量/mol2mQma2ma

平衡量/mol2mX(l-a)mX(l-a)2mQ

2ma2mQ

因反應(yīng)恒壓，故SO3的壓強為Q-

3m-ma十qP廠100—ma□100—m(x“°

、

、的壓強分別,(為2m(1—4)m(1—a)

平衡時，S0202inn/p,則平衡常數(shù)K=

100—mCLP、100一map

2ma

100—ma。a

2m(1—&)~|[m(1—Q-)-|0-5——/m

100-maP\"[100-mffP\(1—a)\100-7WaP

（3）在a'=0.90時，SC）2催化氧化的反應(yīng)速率為。=1）,（1—0.90n）?升高

溫度，左增大使。逐漸提高，但a降低使。逐漸下降。t<t,?左增大對。的提高大于。引

起的降低；/>%后，左增大對。的提高小于。引起的降低。

答案（1）0.975該反應(yīng)氣體分子數(shù)減小，增大壓強，。提高。5.0MPa>2.5MPa=02,

所以pi=5.0MPa溫度、壓強和反應(yīng)物的起始濃度（組成）（2）i即,

l100—mQ

a

-----------------7~~-——后（3）升高溫度，上增大使。逐漸提高，但。降低使。逐漸下降。

（1"

時，Z增大對。的提高大于。引起的降低；r>fm后，左增大對。的提高小于。引起的降

低

10.（2020?全國卷III）二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點研究領(lǐng)域?；?/p>

答下列問題:

(1)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比w(C2H4)"(H2O)=

o當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，若增大壓強，則”(C2H4)(填“變大”“變小”或“不

變”)0

(2)理論計算表明，原料初始組成w(CO2):力*2)=1：3,在體系壓強為01MPa,反應(yīng)

達(dá)到平衡時，四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖所示。

圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是、=CO2催化加氫合成c2H4反應(yīng)的

NH0(填“大于”或“小于”)。

(3)根據(jù)圖中點A(440K,0.39),計算該溫度時反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=

(MPa)r(列出計算式，以分壓表示，分壓=總壓X物質(zhì)

的量分?jǐn)?shù))。

解析⑴根據(jù)題給信息可知，反應(yīng)原理為2co2(g)+6H2(g)催化劑C2H4(g)+4H2O(g),

則乙烯和水的物質(zhì)的量之比為1：4。當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時，增大壓強，平衡向氣體體積減小的

方向移動，即平衡向正反應(yīng)方向移動，則乙烯的物質(zhì)的量變大。(2)由于原料初始組成

w(CO2)：〃(H2)=1：3,而反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4%。?中二氧化碳和氫氣的

化學(xué)計量數(shù)之比也為1：3,則無論反應(yīng)進(jìn)行到什么程度，混合氣體中W(CO2)：〃(H2)始終為

1：3,故可判斷曲線a、b、c、d分別代表H2、H2O,CO2、C2H40由于升高溫度，CO2或

H2的量增多，說明逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)根據(jù)(2)中的分析可知，任

意時刻CO2和H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比始終為1：3,根據(jù)點A坐標(biāo)(440K,0.39)可知，氫氣

和水蒸氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)都為0.39,則CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為拶=0.13,C2H4的物質(zhì)的

量分?jǐn)?shù)為竽(注意：C2H4和H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比始終為化學(xué)計量數(shù)之比)，則CO2(g)、

039039

H2(g)、c2H4(g)、H2O(g)的分壓分別為0.1MPaX^-、0.1MPaX0.39.0.1MPa火5一、

91/qpC2H4Xp4H2。

0.1MPaX0.39,從而可求得a=彳X1(MPa)或降=02co2X.6H2

(0.039)

03Qn39

-1-X0.1MpaX(0.1MPaX0.39)40.394X-^-