1、1第 3 节 化学平衡常数及其计算【考纲要求】了解化学平衡常数( K)的含义。 能利用化学平衡常数进行相关计算。考点一 化学平衡常数1定义在一定温度下，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，该常数就是该反应的化学平衡常数。2表达式对于反应 mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)，化学平衡常数 K (固体cp（ C） cq（ D）cm（ A） cn（ B）和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。3意义及影响因素(1)K 值越大，说明反应进行的程度越大，反应物的转化率也越大。(2)K 只随温度的变化而变化，与物质的浓度、压强变化无关
2、。4应用(1)判断、比较可逆反应进行的程度一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：K 值 正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度 反应物转化率越大 越大 越大 越小 越高越小 越小 越小 越大 越低(2)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向对于可逆反应： mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)，某时刻 Qc ，cp（ C） cq（ D）cm（ A） cn（ B）将 Qc和 K 作比较可判断可逆反应所处的状态。QcK， 反 应 向 逆 反 应 方 向 进 行 )(3)判断可逆反应的反应热升高温度，若 K 值增大，则正反应为吸热反应；若 K 值减小，则正反应为
3、放热反应。1平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度( )2温度升高，化学平衡常数一定增大( )3催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数( )4化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化( )25将 1 mol N2O4充入一恒压容器中进行反应：N 2O4(g)2NO 2(g)。若在相同温度下，上述反应改在体积为 1 L 的恒容容器中进行，平衡常数增大( )6化学方程式中化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数不会发生改变( )答案：1. 2. 3. 4. 5. 6.题组一 考查化学平衡常数的含义1已知反应：CO(g)CuO(s)CO 2(g)Cu(s)和反应：H 2(g)CuO(s)Cu(s)
4、 H 2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为 K1和 K2，该温度下反应：CO(g)H 2O(g)CO 2(g)H 2(g)的平衡常数为 K。则下列说法正确的是( )A反应的平衡常数 K1c（ CO2） c（ Cu）c（ CO） c（ CuO）B反应的平衡常数 KK1K2C对于反应，恒容时，温度升高，H 2浓度减小，则该反应的焓变为正值D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小解析：选 B。在书写平衡常数表达式时，纯固体不能出现在平衡常数表达式中，A 错误；由于反应反应反应，因此平衡常数 K ，B 正确；对于反应，温度升高，H 2K1K2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，
5、正反应为放热反应，因此 HK，所以该反应向逆反应方向进行。答案：(1) (2)吸热 (3)700 (4)等于 (5)不 (6)向逆反应c（ CO） c（ H2O）c（ CO2） c（ H2）方向进行考点二 关于化学平衡常数的计算学生用书 P1121一个模式“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 a molL1 、 b molL1 ，达到平衡后消耗 A 的物质的量浓度为 mx molL1 。mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)c 始 (molL1 ) a b 0 0c 转 (molL1 ) mx nx px qxc 平 (mol
6、L1 ) a mx b nx px qxK 。（ px） p（ qx） q（ a mx） m（ b nx） n2明确三个关系(1)对于同一反应物，起始量变化量平衡量。(2)对于同一生成物，起始量变化量平衡量。(3)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)平衡混合物中某组分的百分含量100%。某 组 分 的 平 衡 量平 衡 时
7、各 物 质 的 总 量5(4)某气体组分的体积分数 。某 气 体 组 分 的 物 质 的 量混 合 气 体 总 的 物 质 的 量题组一 考查平衡常数与转化率的关系1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 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 物质的量为 10 mol，平衡后 CO 物质的量为 8 mol。下列说法正确的是( )A升高温度，H 2S 浓度增大，表明该反应正反应是吸热反应B通入 CO 后，正反应速率逐渐增大C反应前 H2S 物质的量为 7 molD
8、CO 的平衡转化率为 80%解析：选 C。A.升高温度，H 2S 浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应正反应为放热反应，故不正确。B.通入 CO 后，正反应速率瞬间增大，之后化学平衡发生移动，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，当正反应速率和逆反应速率相等时，反应达到新的化学平衡状态，故不正确。C.设反应前 H2S 的物质的量为 a mol，容器的容积为 1 L，列“三段式”进行解题：CO(g)H 2S(g)COS(g) H 2(g)10 a 0 0起 始 物 质 的 量浓 度 （ molL 1）2 2 2 2转 化 物 质 的 量浓 度 （ molL 1）8 a
9、2 2 2平 衡 物 质 的 量浓 度 （ molL 1）化学平衡常数 K 0.1，解得 a7，故正确。228（ a 2）DCO 的平衡转化率为 100%20%，故不正确。10 mol 8 mol10 mol2已知可逆反应：M(g)N(g)P(g) Q(g) H0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为 c(M)1 molL1 ， c(N)2.4 molL1 ；达到平衡后，M 的转化率为 60%，此时 N 的转化率为 。(2)若反应温度升高，M 的转化率 (填“增大” “减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为 c(M)4 molL1 ， c(N) a
10、 molL1 ；达到平衡后， c(P)2 molL 1 ， a 。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为 c(M) c(N) b molL1 ，达到平衡后，M的转化率为 。6解析：(1) M(g) N(g)P(g) Q(g)起始量/molL 1 1 2.4 0 0变化量/molL 1 160% 160%因此 N 的转化率为 100%25%。1 molL 160%2.4 molL 1(2)由于该反应的 H0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M 的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度： c(M)0.4 molL1 ， c(N)1.8 molL1 ， c(P)0.6 molL1
11、 ， c(Q) 0.6 molL1 ，因此化学平衡常数 K c（ P） c（ Q）c（ M） c（ N） ，由于温度不变，因此 K 不变，新状态达到平衡后， c(P)2 0.60.60.41.8 12molL1 ， c(Q)2 molL1 ， c(M)2 molL1 ， c(N)( a2) molL1 ， K ，解得 a6。c（ P） c（ Q）c（ M） c（ N） 222（ a 2） 12(4)设 M 的转化率为 x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为 c(M) b(1 x) molL1 ， c(N) b(1 x) molL1 ， c(P) bx molL1 ， c(Q) bx molL1
12、 ， K ，解得 x41%。c（ P） c（ Q）c（ M） c（ N） bxbxb（ 1 x） b（ 1 x） 12答案：(1)25% (2)增大 (3)6 (4)41%题组二 考查压强平衡常数的相关计算3一定量的 CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)CO 2(g)2CO(g) 。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：已知：气体分压( p 分 )气体总压( p 总 )体积分数。下列说法正确的是( )A550 时，若充入惰性气体， v 正 、 v 逆 均减小，平衡不移动B650 时，反应达平衡后 CO2的转化率为 25.0%C T 时，若充入等体积的 CO2和 C
13、O，平衡向逆反应方向移动D925 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 Kp24.0 p 总解析：选 B。A 项，550 时，若充入惰性气体， v 正 、 v 逆 均减小，由于保持了压强不变，相当于扩大了体积，平衡正向移动，A 项错误。B 项，根据图示可知，在 650 时，CO 的体积分数为 40.0%，根据反应方程式：C(s)CO 2(g)2CO(g) ，设开始加入 1 mol 7CO2，反应掉了 x mol CO2，则有C(s) CO 2(g) 2CO(g)始态： 1 mol 0变化： x mol 2x mol平衡： (1 x) mol 2x mol因此有 100%40.0%，解得
14、 x0.25，则 CO2的平衡转化率为2x1 x 2x100%25.0%，B 项正确。C 项，由题图可知， T 时，CO 与 CO2的体积分数相0.25 mol1 mol等，在等压下充入等体积的 CO 和 CO2，对原平衡无影响，平衡不移动，C 项错误。D 项，925 时，CO 的体积分数为 96.0%，故 Kp 23.04 p 总 ，D 项错p2（ CO）p（ CO2） （ 96.0%p总 ） 24.0%p总误。4汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一，尾气中的主要污染物为CxHy、 NO、CO、SO 2及固体颗粒物等。活性炭可用于处理汽车尾气中的 NO，在 1 L 恒容密闭容器中加入 0.1
15、00 0 mol NO 和 2.030 mol 固体活性炭，生成 A、B 两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表：活性炭/mol NO/mol A/mol B/mol p/MPa200 2.000 0.040 0 0.030 0 0.030 0 3.93335 2.005 0.050 0 0.025 0 0.025 0 p根据上表数据，写出容器中发生反应的化学方程式： ，判断 p (填“” “”或“”)3.93 MPa。计算反应体系在 200 时的平衡常数 Kp (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压体积分数)。解析：1 L 恒容密闭容器中加入 0.100 0
16、 mol NO 和 2.030 mol 固体活性炭，生成A、B 两种气体，从不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强数据可以看出： n(C) n(NO) n(A) n(B)1211，所以可以推断出生成的 A、B 两种气体分别为 N2和 CO2，反应的化学方程式为 C2NON 2CO 2。该反应的平衡常数 Kp，容器的体积为 1 L，平衡分压之比等于平衡浓度之比，带入表中数据p（ N2） p（ CO2）p2（ NO）计算得 Kp 。916答案：C2NON 2CO 2 9161 Kp含义在化学平衡体系中，用各气体物质的分压代替浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。82计算技巧(1)根据
17、“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；(2)计算各气体组分的物质的量分数或体积分数；(3)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)；(4)根据平衡常数计算公式代入计算。例如：N 2(g)3H 2(g)2NH 3(g)，压强平衡常数表达式为Kp 。 p2（ NH3）p（ N2） p3（ H2）题组三 考查速率常数与平衡常数的关系5无色气体 N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N 2O4与 NO2转换的热化学方程式为 N2O4(g)2NO 2(g) H24.4 kJmol 1 。上述反应中，正反应速率 v 正 k
18、 正 p(N2O4)，逆反应速率 v 逆 k 逆 p2(NO2)，其中 k正 、 k 逆 为速率常数，则 Kp (以 k 正 、 k 逆 表示)。若将一定量 N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度 298 K、压强 100 kPa)，已知该条件下 k 正 4.810 4 s1 ，当 N2O4分解 10%时，v 正 kPas 1 。解析：上述反应中，正反应速率 v 正 k 正 p(N2O4)，逆反应速率 v 逆 k 逆 p2(NO2)，其中 k 正 、 k 逆 为速率常数，平衡时， v 正 v 逆 ， k 正 p(N2O4) k 逆 p2(NO2)，则 Kp 。若将一定量 N2O4投入真空容器
19、中恒温恒压分解(温度 298 K、压强 100 p2（ NO2）p（ N2O4） k正k逆kPa)，已知该条件下 k 正 4.810 4 s1 ，当 N2O4分解 10%时， v 正 4.810 4 s1 100 kPa 3.910 6 kPas1 。0.91.1答案： 3.910 6k正k逆6(2016高考海南卷)顺1，2二甲基环丙烷和反1，2二甲基环丙烷可发生如下转化： 该反应的速率方程可表示为 v(正) k(正) c(顺)和 v(逆) k(逆) c(反)， k(正)和 k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题：(1)已知： t1温度下， k(正)0.006 s
20、1 ， k(逆)0.002 s1 ，该温度下反应的平衡常数值 K1 ；该反应的活化能 Ea(正)小于 Ea(逆)，则 H 0(填“小于” “等于”或“大于”)。9(2)t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是 (填曲线编号)，平衡常数值 K2 ；温度 t2 t1(填“小于” “等于”或“大于”)，判断理由是 。解析：(1)根据 v(正) k(正) c(顺)、 k(正)0.006 s1 ，则 v(正)0.006 c(顺)，v(逆) k(逆) c(反)、 k(逆)0.002 s1 ，则 v(逆)0.002 c(反)，化学平衡状态时正、逆反应速率相等，则 0.006c(顺)0.0
21、02 c(反)， K1 c(反)/ c(顺)0.006/0.0023；该反应的活化能 Ea(正)小于 Ea(逆)，说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即该反应为放热反应，则 H 小于 0。(2)反应开始时， c(顺)的浓度大，单位时间的浓度变化大， w(顺)的变化也大，故 B 曲线符合题意；设顺式异构体的起始浓度为 x，该可逆反应左右物质系数相等，均为 1，则平衡时，顺式异构体浓度为 0.3x，反式异构体浓度为 0.7x，所以平衡常数值K20.7 x/0.3x7/3；因为 K1 K2，放热反应升高温度时，平衡向逆反应方向移动，所以温度 t2大于 t1。答案：(1)3 小于 (2)B 7/3
22、大于 放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动学生用书 P1141(2017高考天津卷)常压下羰基化法精炼镍的原理为 Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 时，该反应的平衡常数 K210 5 。已知：Ni(CO) 4的沸点为 42.2 ，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与 CO 反应转化成气态 Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至 230 制得高纯镍。下列判断正确的是( )A增加 c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大B第一阶段，在 30 和 50 两者之间选择反应温度，选 50 C第二阶段，Ni(CO) 4分解率较低D该反应达到平衡时， v
23、 生成 Ni(CO)44 v 生成 (CO)解析：选 B。增加 c(CO)，平衡正向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，A 项错误；第一阶段，50 时，反应速率较快且 Ni(CO)4为气态，能从反应体系中分离出来，B 项正确；相同温度下，第二阶段与第一阶段的平衡常数互为倒数，则 230 时，第二阶段的平衡常数 K510 4，反应进行的程度大，故 Ni(CO)4分解率较高，C10项错误；该反应达到平衡时，4 v 生成 Ni(CO)4 v 生成 (CO)，D 项错误。2(2015高考安徽卷)汽车尾气中 NO 产生的反应为 N2(g)O 2(g)2NO(g) 。一定条件下，等物质的
24、量的 N2(g)和 O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线 a 表示该反应在温度 T 下 N2的浓度随时间的变化，曲线 b 表示该反应在某一起始反应条件改变时 N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是( )A温度 T 下，该反应的平衡常数 KB温度 T 下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C曲线 b 对应的条件改变可能是加入了催化剂D若曲线 b 对应的条件改变是温度，可判断该反应的 H0解析：选 A。 A 项，由曲线 a 可知，达到平衡时 c(N2) c1 molL1 ，则生成的 c(NO)2( c0 c1) molL1 ，故 K 。B 项，反应物和产物都是气体，c2（ NO）c（ N2）
25、 c（ O2）当容器保持恒容时，混合气体的密度始终保持不变。C 项，催化剂的加入只能改变反应速率而不可能使平衡发生移动，故加入催化剂后达到平衡时， c(N2)仍为 c1 molL1 。D 项，若曲线 b 改变的是温度，根据达到平衡时曲线 b 对应的时间短，则对应温度高，升高温度时 c(N2)减小，平衡正向移动，正反应为吸热反应， H0。32016高考全国卷，27(1)(2)(3)(4)煤燃烧排放的烟气含有 SO2和 NOx，形成酸雨、污染大气，采用 NaClO2 溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：(1)NaClO2的化学名称为 。(2)在鼓泡反应器中通入含有 SO2和 N
26、O 的烟气，反应温度为 323 K，NaClO 2溶液浓度为5103 molL1 。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子 SO24 SO23 NO 3 NO 2 Clc/molL1 8.351046.871061.51041.21053.4103写出 NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式：。增加压强，NO 的转化率 (填“提高” “不变”或“降低”)。随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的 pH 逐渐 (填“增大” “不变”或“减小”)。11由实验结果可知，脱硫反应速率 脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了 SO2和 NO 在烟气中的初始浓度不同，还可能是 。(3
27、)在不同温度下，NaClO 2溶液脱硫、脱硝的反应中 SO2和 NO 的平衡分压 pc如图所示。由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均 (填“增大” “不变”或“减小”)。反应 ClO 2SO =2SO Cl 的平衡常数 K 表达式为 。 2 23 24(4)如果采用 NaClO、Ca(ClO) 2替代 NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析，Ca(ClO) 2相比 NaClO 具有的优点是 。解析：(1)NaClO 2中氯元素的化合价为3，NaClO 2的名称是亚氯酸钠。(2)NaClO 2溶液脱硝过程中，NO 转化为 NO 、NO ，主要转化为 NO
28、，书写离子方程式时运用得失电 3 2 3子守恒、电荷守恒和元素守恒，得到 4NO3ClO 4OH =4NO 2H 2O3Cl 。上述反 2 3应是气体分子数减小的反应，增加压强有利于反应正向进行，使 NO 的转化率提高。根据上述反应可知，随着吸收反应的进行，溶液中 c(H )逐渐增大，pH 逐渐减小。由实验结果看出，溶液中含硫离子的浓度大于含氮离子的浓度，所以脱硫反应速率大于脱硝反应速率。这可能是因为 NO 溶解度较低、脱硝反应活化能较高等。(3)纵坐标是平衡分压的负对数，反应温度升高，SO 2和 NO 的平衡分压的负对数减小，即平衡分压增大，说明平衡逆向移动，所以平衡常数减小。根据平衡常数表
29、达式的规则书写即可。(4)如果使用 Ca(ClO)2，则生成的 SO 会与 Ca2 结合，生成 CaSO4沉淀，促使脱硫反应正向进行，提24高 SO2的转化率。答案：(1)亚氯酸钠(2)4NO3ClO 4OH =4NO 2H 2O3Cl 提高 减小 大于 NO 溶解度 2 3较低或脱硝反应活化能较高(3)减小 (4)形成 CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO 2转化率提高42015高考全国卷，28(3)(4)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广12泛用途。回答下列问题：(1)已知反应 2HI(g)=H2(g)I 2(g)的 H11 kJmol1 ，1 mol H2(g)、1 mo
30、l I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收 436 kJ、151 kJ 的能量，则 1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ。(2)Bodensteins 研究了下列反应：2HI(g)H 2(g)I 2(g)在 716 K 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x(HI) 与反应时间 t 的关系如下表：t/min 0 20 40 60 80 120x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784根据上述实验结果，该反应的平衡常数 K 的计算式为 。上述反应中，正反应速率为 v 正
31、k 正 x2(HI)，逆反应速率为 v 逆 k 逆 x(H2)x(I2)，其中 k 正 、 k 逆 为速率常数，则 k 逆 为 (以 K 和 k 正 表示 )。若 k 正 0.002 7 min1 ，在t40 min 时， v 正 min 1 。由上述实验数据计算得到 v 正 x(HI)和 v 逆 x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为 (填字母)。解析：(1)设 1 mol HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为 x，则 2x436 kJ151 kJ11 kJ， x299 kJ。(2)由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最
32、终x(HI)均为 0.784，说明此时已达到了平衡状态。设 HI 的初始浓度为 1 molL1 ，则：2HI(g)H 2(g) I 2(g)初始浓度/molL 1 1 0 0 转化浓度/molL 1 0.216 0.108 0.108平衡浓度/molL 1 0.784 0.108 0.10813K 。c（ H2） c（ I2）c2（ HI） 0.1080.1080.7842建立平衡时， v 正 v 逆 ，即 k 正 x2(HI) k 逆 x(H2)x(I2)， k 逆 k 正 。x2（ HI）x（ H2） x（ I2）由于该反应前后气体分子数不变，故 k 逆 k 正 k 正x2（ HI）x（
33、H2） x（ I2） c2（ HI）c（ H2） c（ I2） 。在 t40 min 时， x(HI)0.85，则 v 正 0.002 7 min1 0.8521.9510 3 k正Kmin1 。因 2HI(g)H 2(g)I 2(g) H0，升高温度， v 正 、 v 逆 均增大，且平衡向正反应方向移动，HI 的物质的量分数减小，H 2、I 2的物质的量分数增大。因此，反应重新达到平衡后，相应的点分别应为 A 点和 E 点。答案：(1)299(2) 1.9510 30.1080.1080.7842 k正KA、E学生用书 P279(单独成册)一、选择题1下列有关化学平衡常数的描述中正确的是(
34、)A化学平衡常数的大小取决于化学反应的内因，与其他外界条件无关B相同温度下，反应 ABC 与反应 CA B 的化学平衡常数相同C反应 2SO2(g)O 2(g)2SO 3(g) H0 3B其他条件不变，升高温度，溶液中 c(I )减小 3C该反应的平衡常数表达式为 KD25 时，向溶液中加入少量 KI 固体，平衡常数 K 小于 689解析：选 B。选项 A，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应， H v(逆)D80 达到平衡时，测得 n(CO)0.3 mol，则 Ni(CO)4的平衡浓度为 2 mol/L解析：选 C。根据表格所示，温度升高平衡常数减小，则该反应为放热反应，A 项正确；
35、25 时， K 210 5，B 项正确； Qc c4（ CO）cNi（ CO） 4 15104 cNi（ CO） 4c4（ CO）82，反应逆向进行，故 v(正)0， T1温度下的部分实验数据：t(s) 0 500 1 000 1 500c(N2O5)(mol/L) 5.00 3.52 2.50 2.50下列说法不正确的是( )A500 s 内 N2O5分解速率为 2.96103 mol/(Ls)B T1温度下的平衡常数为 K1125，1 000 s 时 N2O5的转化率为 50%C其他条件不变时， T2温度下反应到 1 000 s 时测得 N2O5浓度为 2.98 mol/L，则T1K3，则
36、 T1T3解析：选 C。 v(N2O5) 2.9610 3 mol/(Ls)，A 正确；1 （ 5.00 3.52） mol/L500 s000 s 后 N2O5的浓度不再发生变化，即达到了化学平衡，列出三段式：2N 2O5(g)4NO 2(g) O 2(g)起始(mol/L) 5.00 0 0转化(mol/L) 2.50 5.00 1.25平衡(mol/L) 2.50 5.00 1.25则 K 125， (N2O5)c4（ NO2） c（ O2）c2（ N2O5） （ 5.00） 41.25（ 2.50） 2 100%50%，B 正确；1 000 s 时， T2温度下的 N2O5浓度大于 T
37、1温度下的2.50 mol/L5.00 mol/LN2O5浓度，则改变温度使平衡逆向移动了，逆向是放热反应，则降低温度平衡向放热反应方向移动，即 T2K3，则 T1T3，D正确。二、非选择题11.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数 K 的值。反应大气固氮N2(g)O 2(g)2NO(g)工业固氮N2(g)3H 2(g)2NH3(g)温度/ 27 2 000 25 400 45018平衡常数 K 3.841031 0.1 5108 0.507 0.152分析数据可知：大气固氮反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。分析数据可知：
38、人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是 。(2)工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定 N2的平衡转化率在不同压强(p1、 p2)下随温度变化的曲线，下图所示的图示中，正确的是 (填“A”或“B”)；比较 p1、 p2的大小关系： 。.目前工业合成氨的原理是 N2(g)3H 2(g)2NH 3(g)。(3)在一定温度下，将 1 mol N2和 3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为 2.8 mol。达平衡时，H 2的转化率 1 。已知平衡时，容器压强为 8 MPa，则平衡常数 Kp (用平衡分压代替浓度计算，分压总压物质的量分数)。解析：.
39、(1)由表中数据可知随温度从 27 升高到 2 000 ， K 值增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应是吸热反应；大气固氮的 K 值小，转化率低。(2)工业固氮，随温度升高， K 值减小，平衡向逆反应方向移动，N 2的转化率降低，所以图 A 正确。取相同的温度， p1 p2，N 2的转化率升高，说明平衡向正反应方向移动，正反应是气体体积减小的反应，说明压强增大， p2 p1。.(3)设达到平衡时，反应的 N2的物质的量为 a mol，列三段式：N 23H 22NH 3n(始)/mol 1 3 0n(变)/mol a 3 a 2 an(平)/mol 1 a 33 a 2 a有(1 a)(33
40、 a)2 a2.8，解得 a0.6，H 2的转化率( 1)为100%60%，N 2的平衡分压为( 8) MPa，H 2、NH 3的平衡分压均为（ 30.6） mol3 mol 17( 8) MPa， Kp 。37 p2（ NH3）p（ N2） p3（ H2） 49192答案：.(1)吸热 大气固氮的 K 值小，正向进行的程度小(或转化率低)，不适合大规模生产 (2)A p2 p1.(3)60% (或 0.255 或 0.26)491921912二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和有机合成中的催化剂，其主要制备方法是碳酸锰热分解，反应原理为 2MnCO3O 22MnO 22CO 2。经研究发现该反
41、应过程为MnCO 3MnO CO 2，2MnOO 2=2MnO2。回答下列问题：(1)某温度下该平衡体系的压强为 p，CO 2、O 2的物质的量分别为 n1和 n2，用平衡分压代替平衡浓度，写出碳酸锰热分解反应的平衡常数表达式 K (分压总压物质的量分数)； K 与反应、的平衡常数 K1、 K2的关系为 。(2)反应在低温下能自发进行，则其 H (填“” “”或“”)0。(3)某科研小组对碳酸锰热分解法制二氧化锰的条件(焙烧温度和气氛)进行了研究，结果如图所示。该制备反应合适的焙烧温度为 ，合适的水分含量条件为 。解析：(1)平衡常数表达式 K ， p(CO2) ， p(O2) ，代入可p2（
42、 CO2）p（ O2） pn1n1 n2 pn2n1 n2得 K 。反应 2MnCO3O 22MnO 22CO 2可由反应2反应得到，所以 K 与K1、 K2的关系为 K K K2。21(2)反应是熵减少的反应， S0，根据 G H T S，在低温下能自发进行，只有 H0 才能使 G0，反应自发进行。(3)由题图 2 分析，在 350 左右碳酸锰转化率比较高。由题图 3 可知水分含量在 30%左右碳酸锰转化率比较高。答案：(1) K K K2 (2)21(3)350 水分含量为 30%(或 20%40%都正确)13研究氮氧化物的反应机理，对于消除对环境的污染有重要意义。升高温度绝大多数的化学反
43、应速率增大，但是 2NO(g)O 2(g)2NO 2(g)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因，查阅资料知 2NO(g)O 2(g)2NO 2(g)的反应历程分两步：202NO(g)N 2O2(g)(快)v1 正 k1 正 c2(NO) v1 逆 k1 逆 c(N2O2) H10 N 2O2(g)O 2(g)2NO 2(g)(慢)v2 正 k2 正 c(N2O2)c(O2) v2 逆 k2 逆 c2(NO2) H20请回答下列问题：(1)反应 2NO(g)O 2(g)2NO 2(g)的 H (用 H1和 H2表示)。一定温度下，反应 2NO(g)O 2(g)2NO
44、 2(g)达到平衡状态，写出 k1 正 、 k1 逆 、 k2 正 、 k2 逆 表示的平衡常数表达式 K ，升高温度， K 值 (填“增大” “减小”或“不变”)。(2)决定 2NO(g)O 2(g)2NO 2(g)反应速率的是反应。反应的活化能 E1与反应的活化能 E2的大小关系为 E1 (填“” “”或“ ”) E2。根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是 。A k2 正 增大， c(N2O2)增大B k2 正 减小， c(N2O2)减小C k2 正 增大， c(N2O2)减小D k2 正 减小， c(N2O2)增大由实验数据得到 v2 正 c(O2)的关系可用如图表示。当 x
45、 点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为 (填字母)。解析：(1)2NO(g)N 2O2(g) H10，N 2O2(g)O 2(g)2NO 2(g) H20，根据盖斯定律，由得：2NO(g)O 2(g)2NO 2(g) H H1 H2；2NO(g)O 2(g)2NO 2(g)达到平衡状态，平衡常数 K c2（ NO2）c2（ NO） c（ O2） v2逆k2逆 k1正v1正，平衡时， v2 正 v2 逆 ， v1 正 v1 逆 ，因此 K ；该反应为放热反应，升高v1逆 k2正k1逆 v2正 k1正 k2正k2逆 k1逆温度，平衡向逆反应方向移动， K 值减小。(2)反应的活化
46、能越小，反应速率越快，决定2NO(g)O 2(g)2NO 2(g)反应速率的是反应，反应速率较慢，活化能较大，即E1 E2。根据速率方程，A 项， k2 正 增大， c(N2O2)增大， v2 正 增大，与题意不符，错误；B项， k2 正 减小， c(N2O2)减小， v2 正 减小，与题意相符，正确；C 项， k2 正 增大， c(N2O2)减小，v2 正 的变化无法判断，与题意不符，错误；D 项， k2 正 减小， c(N2O2)增大， v2 正 的变化无法判断，与题意不符，错误。根据上述分析，升高温度， v2 正 减小，平衡向逆反应方向移动，c(O2)增大，因此当 x 点升高到某一温度时， c(O2)增大，
