1、1第 21 讲 化学反应的方向和限度考纲要求 1.认识化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向。2.理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行简单计算。考点一 可逆反应与化学平衡建立1.可逆反应(1)定义在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“ ”表示。2.化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量
2、或浓度保持不变的状态。(2)建立(3)平衡特点23.判断化学平衡状态的两种方法(1)动态标志： v 正 v 逆 0同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如 aA bBcC dD， 时，v正 Av逆 B ab反应达到平衡状态。(2)静态标志：各种“量”不变各物质的质量、物质的量或浓度不变。各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量” ，则不能作为平衡标志。(1)二次电池的充、放电为可逆反
3、应()(2)在化学平衡建立过程中， v 正 一定大于 v 逆 ()(3)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO 2(g)O 2(g)2SO3(g)，当 SO3的生成速率与 SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态()(4)在一定条件下，向密闭容器中充入 1molN2和 3molH2充分反应，生成 2molNH3()1.向 含 有 2 mol SO2的 容 器 中 通 入 过 量 O2发 生 2SO2(g) O2(g) 2SO3(g) H Q 催 化 剂 kJmol 1(Q0)，充分反应后生成 SO3的物质的量_(填“” “”或“” ，下同)2mol，SO 2的物质的量_0mol，转化率_100%，反
4、应放出的热量_ QkJ。答案 2.总压强不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志？答案 恒温恒容条件下，对于反应前后气体化学计量数相等的反应，总压强不变不能作为判断平衡的标志；恒温恒压条件下，对于一切反应，总压强不变均不能作为判断平衡的标志。3.混合气体的密度不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志？答案 恒温恒容条件下，反应物、生成物都是气体的化学反应，混合气体的密度不变不能作为判断反应达到平衡的标志。3题组一 “极端转化”确定各物质的量1.在 密 闭 容 器 中 进 行 反 应 ： X2(g) Y2(g)2Z(g)， 已 知 X2、 Y2、 Z 的 起 始 浓 度 分 别 为 0.1
5、molL 1、 0.3molL1 、0.2molL 1 ，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )A.Z 为 0.3molL1 B.Y2为 0.4molL1C.X2为 0.2molL1 D.Z 为 0.4molL1答案 A2.一定条件下，对于可逆反应 X(g)3Y(g) 2Z(g)，若 X、Y、Z 的起始浓度分别为c1、 c2、 c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z 的浓度分别为0.1molL1 、0.3molL 1 、0.08molL 1 ，则下列判断正确的是( )A.c1 c213 B.平衡时，Y 和 Z 的生成速率之比为 23C.X、Y 的转化率不相等 D.c1的取
6、值范围为 0 c10.14molL 1答案 AD解析 平衡浓度之比为 13，转化浓度亦为 13，故 c1 c213，A 正确，C 不正确；平衡时 Y 生成表示逆反应速率，Z 生成表示正反应速率且 v 生成 (Y) v 生成 (Z)应为 32，B不正确；由可逆反应的特点可知 0 c10.14molL 1 ，D 正确。极端假设法确定各物质浓度范围上述题目 1 可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底：X 2(g)Y 2(g)2Z(g)起始浓度(molL 1 ) 0.1 0.3 0.2改变浓度(molL 1 ) 0
7、.1 0.1 0.2终态浓度(molL 1 ) 0 0.2 0.4假设反应逆向进行到底：X 2(g)Y 2(g)2Z(g)起始浓度(molL 1 ) 0.1 0.3 0.2改变浓度(molL 1 ) 0.1 0.1 0.2终态浓度(molL 1 ) 0.2 0.4 0平衡体系中各物质的浓度范围为 X2(0，0.2)，Y 2(0.2，0.4)，Z(0，0.4)。题组二 化学平衡状态的判断43.对于 CO23H 2CH3OHH 2O，下列说法能判断该反应达到平衡状态的是 ( )A.v(CO2) v(H2)13B.3v 逆 (H2) v 正 (H2O)C.v 正 (H2)3 v 逆 (CO2)D.断
8、裂 3molHH 键的同时，形成 2molOH 键答案 C4.一定温度下，反应 N2O4(g)2NO2(g)的焓变为 H。现将 1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是( )A.B.C.D.答案 D解析 H 是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入 1molN2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，曲线趋势不正确。5.在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：混合气体的压强；混合气体的密度；混合气体的总物质的量；混合气体的平均相对分子质量；混合气体的颜色；各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；某种气体的百分含量(1)能说明 2
9、SO2(g)O 2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是_ 。(2)能说明 I2(g)H 2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_ 。(3)能说明 2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是_ 。(4)能说明 C(s)CO 2(g)2CO(g)达到平衡状态的是_ 。(5)能说明 NH2COONH4(s)2NH3(g)CO 2(g)达到平衡状态的是 _。(6)能说明 5CO(g)I 2O5(s)5CO2(g)I 2(s)达到平衡状态的是 _。答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)6.若上述题目中的(1)(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？答案 (1) (2) (3) (4
10、)规避“2”个易失分点(1)化学平衡状态判断“三关注”关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。(2)不能作为“标志”的四种情况5反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如 2HI(g)H2(g)I 2(g)。全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)I 2(g)。全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。考点二 化学平衡常数的概念及
11、应用1.概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号 K 表示。2.表达式对于反应 mA(g) nB(g)pC(g) qD(g)，K (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。cpCcqDcmAcnB如(1)C(s)H 2O(g)CO(g)H 2(g)的平衡常数表达式 K 。cCOcH2cH2O(2)Fe3 (aq)3H 2O(l)Fe(OH)3(s)3H (aq)的平衡常数表达式 K 。c3H cFe3 3.意义及影响因素(1)K 值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。(2)K 只受温度影响，与反应物
12、或生成物的浓度变化无关。(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。4.应用(1)判断可逆反应进行的程度。(2)判断反应是否达到平衡或向何方向进行。对于化学反应 aA(g) bB(g)cC(g) dD(g)的任意状态，浓度商： Q 。ccCcdDcaAcbBQ K，反应向正反应方向进行；Q K，反应处于平衡状态；Q K，反应向逆反应方向进行。(3)判断反应的热效应：若升高温度， K 值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度， K 值6减小，则正反应为放热反应。(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度()(2)催化剂既能改变速率常数，也能改变化学平衡常数()(3)对于同一可逆反应，升高温度，
13、则化学平衡常数增大()(4)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大()(5)Cl2H 2OHClHClO 的平衡常数表达式 K ()cH cCl cHClOcCl21.在一定温度下，已知以下三个反应的平衡常数：反应：CO(g)CuO(s) CO2(g)Cu(s) K1反应：H 2(g)CuO(s) Cu(s)H 2O(g) K2反应：CO(g)H 2O(g)CO2(g)H 2(g) K3(1)反应的平衡常数表达式为_。(2)反应的 K3与 K1、 K2的关系是 K3_。答案 (1) K1 (2)cCO2cCO K1K2解析 (2) K3 ， K2 ，结合 K1 ，可知 K3 。cCO
14、2cH2cCOcH2O cH2OcH2 cCO2cCO K1K22.在某温度下，N 23H 22NH3的平衡常数为 K1，则该温度下， NH3 N2 H2的平衡常数12 32K3_。答案 1K1化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系(1)正、逆反应的平衡常数互为倒数。(2)若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的 n 倍，则化学平衡常数变为原来的 n 次幂或 次幂。1n(3)两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。题组一 化学平衡常数及影响因素71.O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O 3可溶于水，在水中易分解，产生的O为游离氧
15、原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下：反应 O 3O2O H0 平衡常数为 K1；反应 OO 32O2 H”或“”)0。(3)500时测得反应在某时刻 H2(g)、CO 2(g)、CH 3OH(g)、H 2O(g)的浓度(molL 1 )分别为 0.8、0.1、0.3、0.15，则此时 v 正 _(填“” “”或“”) v 逆 。答案 (1) K1K2 (2) (3)10解析 (1) K1 ，cCH3OHc2H2cCOK2 ，cCOcH2OcH2cCO2K3 ，cH2OcCH3OHc3H2cCO2K3 K1K2。(2)根据 K3 K1K2，500、800时，反应的平衡常数分别为
16、 2.5，0.375；升温， K 减小，平衡左移，正反应为放热反应，所以 H0。(3)500时， K32.5Q 0.88 K3cCH3OHcH2Oc3H2cCO2 0.30.150.830.1故反应正向进行， v 正 v 逆 。6.(1)CO2和 H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO 2(g)3H 2(g)CH3OH(g)H 2O(g)，测得 CH3OH 的物质的量随时间的变化如图 1。该反应的平衡常数表达式为_。曲线、对应的平衡常数大小关系为 K _(填“” “”或“”) K 。在某压强下，合成甲醇的反应在不同温度、不同投料比时，CO 2的转化率如图 2 所示。KA、 K
17、B、 KC三者之间的大小关系为_。(2)一氧化碳可将金属氧化物还原为金属单质和二氧化碳。四种金属氧化物(Cr2O3、SnO 2、PbO 2、Cu 2O)被一氧化碳还原时，lg 与温度( T)的关系如图 3。cCOcCO2700时，其中最难被还原的金属氧化物是_(填化学式)。700时，一氧化碳还原该金属氧化物的化学方程式中化学计量数为最简整数比，该反应的平衡常数( K)数值等于_。11答案 (1) K KA KC KB (2)Cr 2O3 10 12cCH3OHcH2Oc3H2cCO27.在一个体积为 2L 的真空密闭容器中加入 0.5molCaCO3，发生反应 CaCO3(s)CaO (s)C
18、O 2(g)，测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示，图中 A 表示 CO2的平衡浓度与温度的关系曲线，B 表示不同温度下反应经过相同时间时 CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题：(1)该反应正反应为_(填“吸”或“放”)热反应，温度为 T5时，该反应耗时 40s达到平衡，则 T5时，该反应的平衡常数数值为_。(2)如果该反应的平衡常数 K 值变大，该反应_(选填字母)。a.一定向逆反应方向移动 b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小c.一定向正反应方向移动 d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大(3)请说明随温度的升高，曲线 B 向曲线 A 逼近的原因：_。(4
19、)保持温度、体积不变，充入 CO2气体，则 CaCO3的质量_，CaO 的质量_，CO 2的浓度_(填“增大” ， “减小”或“不变”)。(5)在 T5下，维持温度和容器体积不变，向上述平衡体系中再充入 0.5molN2，则最后平衡时容器中的 CaCO3的质量为_g。答案 (1)吸 0.2 (2)bc (3)随着温度升高，反应速率加快，达到平衡所需要的时间变短 (4)增大 减小 不变 (5)10解析 (1) T5时， c(CO2)0.20molL 1 ， K c(CO2)0.20。(2) K 值增大，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。(4)体积不变，增大 c(CO2)，平衡左移，CaCO
20、 3质量增大，CaO 质量减小，由于温度不变， K 不变，所以 c(CO2)不变。(5)保持体积、温度不变，充入N2，平衡不移动， c(CO2)仍等于 0.20molL1 ，其物质的量为 0.4mol，所以剩余 CaCO3的物质的量为 0.5mol0.4mol0.1mol，其质量为 10g。12考点三 “三段式”突破平衡常数( K)、转化率的相关计算1.一个模式“三段式”如 mA(g) nB(g)pC(g) qD(g)，令 A、B 起始物质的量浓度分别为amolL1 、 bmolL1 ，达到平衡后消耗 A 的物质的量浓度为 mxmolL1 。mA(g) nB(g)pC(g) qD(g)c 始
21、/molL1 a b 0 0c 转 /molL1 mx nx px qxc 平 /molL1 a mxb nxpx qxK 。pxpqxqa mxmb nxn2.明确三个量的关系(1)三个量：即起始量、变化量、平衡量。(2)关系对于同一反应物，起始量变化量平衡量。对于同一生成物，起始量变化量平衡量。各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。3.掌握四个公式(1)反应物的转化率 100% 100%。n转 化 n起 始 c转 化 c起 始 (2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率 100%。实 际 产 量理 论 产 量(3)平
22、衡时混合物组分的百分含量 100%。平 衡 量平 衡 时 各 物 质 的 总 量(4)某组分的体积分数 100%。某 组 分 的 物 质 的 量混 合 气 体 总 的 物 质 的 量按要求回答下列问题：对于 N2(g)3H 2(g)2NH3(g) H92kJmol 1 ，在相同体积的甲、乙两密闭容器中，恒温条件下，甲容器中充入 1molN2、3molH 2，乙容器中充入 2molNH3，达到平衡时：(1)甲容器中 N2的转化率_(填“等于” “大于”或“小于”)H 2的转化率。(2)甲容器中 N2的转化率与乙容器中 NH3的分解率之和为_。13(3)甲容器中释放的热量与乙容器中吸收的热量之和为
23、_。答案 (1)等于 (2)1 (3)92题组一 化学平衡常数的单纯计算1.(2018南宁二中质检)在容积为 1.00L 的容器中，通入一定量的 N2O4，发生反应 N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：(1)反应的 H_(填“大于”或“小于”)0；100时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。反应的平衡常数 K1为_。(2)100时达平衡后，改变反应温度为 T， c(N2O4)以 0.0020molL1 s1 的平均速率降低，经 10s 又达到平衡。 T_(填“大于”或“小于”)100，判断理由是_。列式计算温度 T 时反应的平衡常数 K2：_。答案
24、(1)大于 0.36(2)大于 正反应吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高平衡时， c(NO2)0.0020molL 1 s1 10s20.120molL 1 0.160molL 1c(N2O4)0.040molL 1 0.0020molL 1 s1 10s0.020molL 1 K2 1.280.16020.020解析 (1)升温，颜色变深，NO 2增多，即平衡右移，所以正反应吸热，即 H0。由题中图像可知平衡时 NO2和 N2O4的浓度，将数据代入平衡常数表达式计算即可。(2)由题意可知，改变温度使 N2O4的浓度降低，即平衡正向移动，则应是升高温度， T 大于 100。根据速率和时间，求
25、出减少的 N2O4的浓度为 0.020molL1 ，则平衡时 N2O4的浓度为 0.020molL1 ，NO 2的浓度为 0.160molL1 ，由平衡常数表达式可得 K2的值。2.将固体 NH4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：NH 4I(s)NH3(g)HI(g)，2HI(g) H2(g)I 2(g)。达到平衡时： c(H2)0.5molL 1 ， c(HI)4molL 1 ，则此温度下反应的平衡常数为_。14答案 20解析 由 平 衡 时 H2的 浓 度 ， 可 求 得 反 应 分 解 消 耗 HI 的 浓 度 ， c 分 解 (HI) 0.5 molL 12 1molL1
26、，故式生成 c(HI) c 平衡 (HI) c 分解 (HI)4molL 1 1molL 1 5molL 1 ，则 c 平衡 (NH3)5molL 1 ，根据平衡常数表达式K c 平衡 (NH3)c 平衡 (HI)5420。这是一道比较经典的“易错”题，极易错填成 25。原因是将式生成的 c(HI)5molL 1 代入公式中进行求算，而未带入平衡时 HI 的浓度(4molL 1 )。计算平衡常数时，应严格按照平衡常数的定义进行求算，代入的一定是物质的平衡浓度。题组二 化学平衡常数与转化率相结合计算3.羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将
27、CO 和 H2S 混合加热并达到下列平衡：CO(g)H 2S(g)COS(g)H 2(g) K0.1反应前 CO 的物质的量为 10mol，平衡后 CO 的物质的量为 8mol。下列说法正确的是( )A.升高温度，H 2S 浓度增大，表明该反应是吸热反应B.通入 CO 后，正反应速率逐渐增大C.反应前 H2S 物质的量为 7molD.CO 的平衡转化率为 20%答案 CD解析 A 项，升高温度，H 2S 浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，错误；B 项，通入 CO 气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，向正反应方向建立新的平衡，正反应速率逐渐减小，错误；C 项，设反应前
28、H2S 的物质的量为 nmol，容器的容积为 VL，则CO(g)H 2S(g)COS(g)H 2(g) K0.1n(始)/mol10 n 0 0n(转)/mol2 2 2 2n(平)/mol8 n2 2 2K 0.1，解得 n7，正确；D 项，根据上述计算可知 CO 的转化率为 20%，正确。2V2V8Vn 2V4.氢气是一种清洁能源。可由 CO 和水蒸气反应制备，其能量变化如下图所示。15(1)该反应为可逆反应。在 800时，若 CO 的起始浓度为 2.0molL1 ，水蒸气的起始浓度为 3.0molL1 ，达到化学平衡状态后，测得 CO2的浓度为 1.2molL1 ，则此反应的平衡常数为_
29、，随着温度升高，该反应的化学平衡常数的变化趋势是_。(2)某温度下，该反应的平衡常数为 K 。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投19入 H2O(g)和 CO(g)，其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是_(填字母)。起始浓度 甲 乙 丙c(H2O)/molL1 0.010 0.020 0.020c(CO)/molL1 0.010 0.010 0.020A.反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢B.平衡时，甲中和丙中 H2O 的转化率均是 25%C.平衡时，丙中 c(CO2)是甲中的 2 倍，是 0.015molL1D.平衡时，乙中 H2O 的转化率大于 25%答案 (1)1
30、 减小 (2)CD解析 (1) COH 2OCO2H 2初始浓度/molL 1 2.03.00 0平衡浓度/molL 1 0.81.81.2 1.2K 11.21.20.81.8由于该反应为放热反应，升高温度平衡常数减小。(2)A 项中，甲容器中反应物的浓度最小，丙容器中反应物的浓度最大，正确；B 项，设甲中 H2O 的转化率为 x，CO H 2O CO 2H 2初始浓度/molL 1 0.01 0.01 0 0平衡浓度/molL 1 0.01(1 x) 0.01(1 x) 0.01x0.01xK ，0.01x20.011 x2 19解得 x25%，丙相当于甲中压强增大一倍，平衡不移动，因而
31、H2O 的转化率为 25%，正确；C 项，丙中16c(CO2)0.02molL 1 25%0.005molL 1 ；D 项，乙相当于在甲的基础上增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，CO 的转化率增大，但 H2O 的转化率减小，因而其转化率小于25%。题组三 另类平衡常数的计算5.一定量的 CO2与足量的 C 在恒压密闭容器中发生反应：C(s)CO 2(g)2CO(g) H173kJmol 1 ，若压强为 pkPa，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题：(1)650时 CO2的平衡转化率为_。(2)t1时平衡常数 Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)；该温
32、度下达平衡后若再充入等物质的量的 CO 和 CO2气体，则平衡_(填“正向” “逆向”或“不”)移动，原因是_。答案 (1)25% (2)0.5 p 不 Qp Kp解析 (1)650时，平衡时 CO2的体积分数为 60%，设其物质的量为 0.6mol，则平衡时 CO的物质的量为 0.4mol，起始时 CO2的物质的量为 0.6mol 0.4mol0.8mol，故 CO2的平12衡转化率为 100%25%。(2) t1时，平衡时 CO 与 CO2的体积分数相等，其0.8 0.6mol0.8mol平衡分压均为 0.5pkPa，则此时的平衡常数为 Kp 0.5 p。0.5p20.5p6.100kPa
33、 时，反应 2NO(g)O 2(g)2NO2(g)中 NO 的平衡转化率与温度的关系曲线如图1，反应 2NO2(g)N2O4(g)中 NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图 2。17(1)图 1 中 A、B、C 三点表示不同温度、压强下 2NO(g)O 2(g)2NO2(g)达到平衡时 NO 的转化率，则_点对应的压强最大。(2)100kPa、25时，2NO 2(g)N2O4(g)平衡体系中 N2O4的物质的量分数为_，N 2O4的分压 p(N2O4)_kPa，列式计算平衡常数 Kp_( Kp用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。(3)100kPa、25时， VmLNO 与 0.
34、5VmLO2混合后最终气体的体积为_mL。答案 (1)B (2)66.7% 66.7 0.06 (3)0.6 VpN2O4p2NO2 10066.7%1001 66.7%2解析 (1)图 1 中曲线为等压线，A、C 在等压线下方，B 在等压线上方，A、C 点相对等压线，NO 的平衡转化率减小，则平衡逆向移动，为减小压强所致，B 点相对等压线，NO 的平衡转化率增大，则平衡正向移动，为增大压强所致，故压强最大的点为 B 点。(2)100kPa、25时，NO 2的平衡转化率为 80%，设起始时 NO2的浓度为 a，则平衡时 NO2的浓度为 0.2a、N 2O4的浓度为 0.4a，故 N2O4的物质
35、的量分数为 100%66.7%。N 2O40.4a0.2a 0.4a的分压 p(N2O4)100kPa66.7%66.7kPa。 Kp 0.06。(3)pN2O4p2NO2 10066.7%1001 66.7%2100kPa、25时， VmLNO 与 0.5VmLO2生成 VmLNO2，2NO 2(g)N2O4(g)平衡体系中 NO2的转化率为 80%，知平衡时气体的体积为 VmL(180%) VmL80% 0.6 VmL。12Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。计算技巧：第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度；第二
36、步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数；第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压气体总压强该气体的体积分数(或物质的量分数)；第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N 2(g)3H 2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为 Kp 。p2NH3pN2p3H2181正误判断，正确的打“” ，错误的打“”(1)反应 N2(g)3H 2(g)2NH3(g)的 H0， S0()(2017 江苏，12A)(2)2NO(g)2CO(g)= =N2(g)2CO 2(g)在常温下能自发进行，则该反应的 H0()(2014江苏，11C)(3)对于乙酸与乙醇的酯化反应( H(0.3m
37、olL 1 0.5molL 1 0.2molL 1 )1L1.0mol。则达到平衡后容器和容器中的总压强之比 p() p()T1，D 正确。3(2014江苏，15)一定温度下，在三个体积均为 1.0L 的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H 2O(g)20起始物质的量(mol) 平衡物质的量(mol)容器编号温度()CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g) 387 0.20 0.080 0.080 387 0.40 207 0.20 0.090 0.090下列说法正确的是( )A该反应的正反应为放热反应B达到平衡时，容器中的 CH3OH 体积分数比容器中
38、的小C容器中反应到达平衡所需时间比容器中的长D若起始时向容器中充入 CH3OH0.15mol、CH 3OCH30.15mol 和 H2O0.10mol，则反应将向正反应方向进行答案 AD解析 A 项，根据表格中数据，容器和容器中起始物质的量都是 0.20mol，温度在387时，达到平衡时 CH3OCH3的物质的量为 0.080mol，而温度在 207时，达到平衡时CH3OCH3的物质的量为 0.090mol，说明该反应的正反应为放热反应，正确；B 项，由于该反应是一个反应前后气体体积相等的反应，因此容器和容器中的 CH3OH 的体积分数一样大，错误；C 项，容器的温度高，反应速率快，达到平衡所
39、需时间短，错误；D 项，容器中的 K 4，而此时的 Q 0.67，因此 Q0，有关实验数据如下表所示：起始量/mol 平衡量/mol容器 容积/L温度/C(s)H2O(g) H2(g)达到平衡所需时间/min 平衡常数甲 2 T1 2 4 3.2 3.5 K1乙 1 T2 1 2 1.2 3 K2下列说法正确的是( )A T12n(H2)乙 ，因为该反应为吸热反应，升高温度有利于平衡正向移动，说明 T1T2，A 项错误；乙容器中反应达平衡时，c(H2O)0.8molL 1 、 c(CO2)0.6molL 1 、 c(H2)1.2molL 1 ， K2 1.35，B 项正确；容器容积不变，碳cC
40、O2c2H2c2H2O 0.61.220.82为固体，正反应方向气体的质量增大，因此反应正向进行时混合气体的密度增大，C 项错误；乙容器中，3min 内 H2O 减少了 1.2mol，而前 1.5min 内反应速率大于后 1.5min 内反应速率，故前 1.5min 内 H2O 的物质的量减小的快，反应进行到 1.5min 时， n(H2O)0B若该反应在 T1、 T2时的平衡常数分别为 K1、 K2，则 K1pBD在 T2时，若反应体系处于状态 D，则此时 v 正 v 逆答案 D解析 温度升高，NO 的平衡浓度增大，说明平衡左移，该反应的 HK2，故 B 错误；该反应为反应前后气体分子数不变
41、的反应，体系的压强与温度有关，恒容条件下，温度越高压强越大， pCpD pB，故 C 错误；在 T2时，若反应体系处于状态 D，则达到平衡时 NO 浓度要减小，反应正向进行，则此时 v正 v 逆 ，故 D 正确。二、不定项选择题9在某温度 T 时，将 N2O4、NO 2分别充入两个各为 1L 的密闭容器中发生反应：2NO 2(g)N2O4(g) H0。反应过程中浓度变化如下：25容器 物质起始浓度/molL1平衡浓度/molL 1N2O4 0.100 0.040NO2 0 0.120N2O4 0 0.0142NO2 0.100 0.0716下列说法不正确的是( )A平衡时，、中反应物的转化率
42、(N2O4) (NO2)B平衡后，升高相同温度，以 N2O4表示的反应速率 v() v()C平衡时，、中上述正反应的平衡常数 K() K()D平衡后，升高温度，、中气体颜色都将加深答案 B解析 中， (N2O4)(0.100molL 1 0.040molL 1 )0.100molL1 0.6，中 (NO2)(0.100molL 1 0.0716molL 1 )0.100molL1 0.284，故、中反应物的转化率 (N2O4) (NO2)，A 正确；由表格数据可知，平衡时 c(N2O4)：，升高相同温度，以 N2O4表示的反应速率 v() v()，B 错误；平衡常数只与温度有关，温度相同，平衡
43、常数相同，故 K() K()，C 正确；因为 2NO2N2O4(g) H0，升高温度，平衡逆向移动，NO 2浓度增大，颜色变深，D 正确。10(2018盐城统一测试)高炉炼铁的主要反应为 CO(g) Fe2O3(s)CO2(g) Fe(s)，13 23已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：温度/ 1000 1150 1300平衡常数 4.0 3.7 3.5下列说法正确的是( )A增加 Fe2O3固体可以提高 CO 的转化率B该反应的 H0C减小容器体积既能提高反应速率又能提高平衡转化率D容器内气体密度恒定时，标志着反应达到平衡状态答案 BD解析 Fe 2O3是固体，增加固体的量平衡不移动，不会
44、提高 CO 的转化率，A 项错误；根据表格提供的数据，升高温度， K 值减小，所以该反应为放热反应，则 H0，B 项正确；该反应是气体体积不变的可逆反应，减小容器的体积，平衡不移动，所以不会提高平衡转26化率，C 项错误；根据 ，体积不变，随着反应的进行，气体的质量发生变化，即气体mV的密度发生变化，当气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态，D 项正确。11(2017扬州市第一中学高三上学期质检)在两个容积均为 1 L 密闭容器中以不同的氢碳比 n(H2)/n(CO2)充入 H2和 CO2，在一定条件下发生反应：2CO 2(g)6H 2(g)C2H4(g)4H 2O(g) H。CO 2的平衡转化率 (CO2)与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是( )A该反应的 H0B氢碳比： X2.0C在氢碳比为 2.0 时，Q 点 v 逆 小于 P 点的 v 逆DP 点
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