第22講化學平衡化學平衡常數(shù)計算

備考導航

1.了解可逆性反應，掌握化學平衡的特征。

2.能書寫化學平衡常數(shù)出表達式。

復習目標

3.能利用平衡常數(shù)和濃度商的關(guān)系判斷可逆反應是否達到化學平衡。

4.能進行化學平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的簡單計算

f可逆反應卜,_______________,

\---、力化學平衡常數(shù)與濃度商|

熟記網(wǎng)絡(luò)1化學平衡的建立H---------Q學平被-------(.

----、化學平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率計算|

.[-平-衡--狀-態(tài)-特--點KJ1------------------'

問題1在恒溫恒容的容器中發(fā)生2s(Mg)+02(g)2s(Mg)反應，某時刻測得

F(SO2)：r(02)：r(SO3)=2：1：2,能否判斷反應已達平衡狀態(tài)？

【答案】不能。F(SO2)：F(02)：7(S03)=2：1：2不能證明正反應的速率等于逆反應

的速率，不能判斷已達到平衡狀態(tài)。

問題2在一定條件下，為何催化劑可以縮短到達平衡的時間，而不會改變平衡的轉(zhuǎn)

課前思考化率？

【答案】催化劑可以改變反應的歷程，降低反應的活化能。對于可逆反應而言，對

正反應是良好的催化劑，那么對逆反應也是良好的催化劑。所以催化劑能夠同等程度

地增加正、逆反應的反應速率，使正反應和逆反應的速率相等。所以，在一定條件下

催化劑可以縮短到達平衡的時間。平衡轉(zhuǎn)化率是該條件下的最大轉(zhuǎn)化率，所以，催化

劑不改變平衡轉(zhuǎn)化率。

課前8min

1.判斷正誤(正確的畫“J”，錯誤的畫“義”)。

(1)2S02(g)+02(g)2S03(g),相同時間內(nèi)，當消耗2molSOz同時生成1mol0?時，反應處于

平衡狀態(tài)(J)

(2)反應SiCL(g)+2Hz(g)盤遢Si(s)+4HCl(g)可用于純硅的制備。該反應的平衡常數(shù)K=

(3)反應CuCl(s)+2C「(aq)[CuCL]?—(aq)的平衡常數(shù)可表示為百日⑴

(X)

(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),增大體系的壓強，化學平衡常數(shù)增大(X)

(5)2S02(g)+02(g)2s03(g),使用優(yōu)質(zhì)催化劑，平衡時體系中,A1°'門的值增大

cSl)2,c1)2

(X)

(6)反應%(g)+3Hz(g)2NH3(g),當3MH2)正=2丫(NH3)逆時，反應達到平衡狀態(tài)(義)

(7)H2(g)+I2(g)2HI(g),體系中c(Hz):c(L)：c(HI)=l：1：2時，說明該反應達到平衡

狀態(tài)(X)

(8)如圖為CO(g)+H?O(g)CO2(g)+壓(g)的平衡常數(shù)與反應溫度的關(guān)系曲線，說明該反應的

△*0(J)

2.在一定溫度下，在容積不變的容器中發(fā)生可逆反應：2A(g)+B(s)C(g)+D(g)?下列說法

說明該反應達到平衡的是(C)

A.C的生成速率和B的消耗速率相等

B.容器內(nèi)的壓強不再發(fā)生變化

C.反應混合物中A的體積分數(shù)不再發(fā)生變化

D.2VJE(A)=r?(B)

【解析】B為純固體，且C的生成、B的消耗只體現(xiàn)正反應的過程，不能判定平衡狀態(tài)，A不選;

該反應為氣體體積不變的反應，壓強始終不變，不能判定平衡狀態(tài)，B不選；反應混合物中A的體積分

數(shù)不再發(fā)生變化，符合特征“定”，為平衡狀態(tài)，C選；平衡時不同物質(zhì)的正、逆反應速率之比不等于

其化學計量數(shù)之比，且B為純固體，不能由A、B的速率關(guān)系判定，D不選。

3.N0,的排放來自汽車尾氣,研究利用反應C(s)+2N0(g)N2(g)+C02(g)A〃=—34.OkJ/moL

用活性炭可對其進行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的N0氣體，保持恒壓測得N0的

轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示(已知：氣體分壓=氣體總壓義物質(zhì)的量分數(shù))。下列有關(guān)說法錯誤的是

A.若能測得反應產(chǎn)生22gC0z,則反應放出的熱量為17.OkJ

B.在1050K之后的轉(zhuǎn)化率是平衡轉(zhuǎn)化率，其隨溫度的升高而減小

C.在950?1000K之間，化學反應速率：y正＜丫逆

D.1050K時，反應的化學平衡常數(shù)4=4

【解析】由C(s)+2N0(g)N2(g)+CO2(g)△〃=-34.OkJ/mol可知，每生成44g二氧化碳放

出34kJ熱量，則反應產(chǎn)生22gCO2,放出的熱量為17.OkJ,A正確；該可逆反應是吸熱反應，圖中在1050K

之前隨溫度升高轉(zhuǎn)化率升高，說明反應未達到平衡，在1050K時反應達到化學平衡，在1050K之后隨

溫度升高，放熱反應，平衡逆向移動，平衡轉(zhuǎn)化率下降，B正確；1050K前反應未達到平衡狀態(tài)，隨著

溫度升高，反應速率加快，反應正向進行，在950?1000K之間，化學反應速率：/正》「逆，C錯誤；在

1050K時，總壓為。時，設(shè)初始A(N0)=Amol,NO轉(zhuǎn)化率為80%,列三段式：

C(s)+2N0(g)N2(g)+C02(g)

開始/molX00

變化/mol0.8x0.4x0.4x

平衡/mol0.2x0.4x0.4x

反應前后氣體計量數(shù)之和不變，則反應前后氣體總物質(zhì)的量不變，為Amol,反應后?？?p

/、0.2Amol

夕(NO)=------------*,總=0.2P

Amol

/?(N2)=〃(C()2)=0.44

該反應的平衡常數(shù)第/C"=4,。正確。

pNO

4.(2023?安徽淮南二模)丙烯是最重要的基礎(chǔ)化工原料之一，丙烯廣泛用于合成聚丙烯、丙烯醛、

丙烯酸等工業(yè)領(lǐng)域。回答下列問題：

(1)利用表中鍵能數(shù)據(jù)，計算丙烷直接催化脫氫制備丙烯的反應：

CH3cH2cH3(g)CH3cH(g)+H2(g)AH=kj/molo

化學鍵c-CC-HC=CH-H

鍵能(kj/mol)347.7413.4615436

⑵￡℃時，將ImolCH3cH2cH3(g)充入某剛性密閉容器中，在借營化劑作用下發(fā)生直接脫氫反應，壓

強隨時間的變化關(guān)系如圖所示：

060120180240300360時間的吊

①計算。?60min之間，分壓的平均變化率為kPa/min。

②T\℃時，該反應的平衡常數(shù)4=kPa(分壓=總壓X物質(zhì)的量分數(shù))

【答案】(1)+123.5(2)①0.6②320

【解析】(1)由丙烷與丙烯的結(jié)構(gòu)簡式可知，反應的△〃=(2X413.4+347.7)kJ/mol—(615+

436）kj/mol=+123.5kJ/molo（2）①由圖可知，起始丙烷壓強為lOOkPa,60min時混合氣體的總壓強為

136kPa,設(shè)混合氣體中氫氣的分壓為akPa,由化學方程式：（100—a）kPa+akPa+akPa=136kPa,解得

36kPa

a=36kPa,則°?60min之間,氫氣分壓的平均變化率為訴=0.6kPa/min。②7TC時,240min反應

達到平衡，混合氣體的總壓強為180kPa,設(shè)混合氣體中氫氣的分壓為6kPa,由化學方程式可得：（100

、,?人八十’左一皿皿80kPaX80kPa

—6)kPa+6kPa+珠Pa=180kPa,解得6=80kPa,則應的平衡常數(shù)—20kPa=320kPa。

彎點研析

考點1化學平衡的建立與特征

知識梳理

知識U可逆反應

1.在同一條件下，既能向正反應方向進行,又能向逆反應方向進行的反應,叫作可逆反

應。

2.可逆反應用"”表示，而不用“="表示。

3.在相同條件下,正、逆反應同時進行,反應物的轉(zhuǎn)化率小于100%。

知識?化學平衡狀態(tài)

1.在一定條件下的可逆反應中，當正反應速率等于逆反應速率,反應混合物中各組分的濃

度或質(zhì)量分數(shù)保持不變的狀態(tài),稱為化學平衡狀態(tài)。

2.化學平衡的建立

過程正、逆反應速率反應物、生成物的濃度

P（正）最大

反應開始反應物濃度最大，生成物濃度為零

V（逆）=0

*正）逐漸減小，

反應過程中反應物濃度逐漸減小，生成物濃度逐漸增大

廠（逆）逐漸增大

平衡狀態(tài)時P（正）=P（逆）各組分的濃度不再隨時間的變化而變化

知識?化學平衡的特征

「"回一化學平衡研究的對象是可逆反應

—（W|—化學平衡是一種動態(tài)平衡

―叵I—"（正）F逆）#0

仁『I在一定的條件下,各成分的濃度（質(zhì)

—l^J—量分數(shù)）保持不變

E條件改變,平衡發(fā)生移動，在新的條

—件下建立新的化學平衡

解疑釋惑39

判斷化學平衡狀態(tài)的標志

示例反應血(g)+〃B(g)JDC(g)+qQ(g)

各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分數(shù)一定平衡

各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分數(shù)一定平衡

混合物體系中

各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡

各成分的含量

不一定

總體積、總壓強、總物質(zhì)的量一定

平衡

在單位時間內(nèi)消耗/molA的同時生成mmolA,即P（正）=P（逆）平衡

在單位時間內(nèi)消耗AmolB的同時消耗pmolC,即M正）=/逆）平衡

正、逆反應速不一定

p（A）：廠⑻：p（C）：0（D）=m:〃：,：仍r（正）不一定等于P（逆）

率的關(guān)系平衡

不一定

在單位時間內(nèi)生成〃molB的同時消耗qmolD,均指r（逆）

平衡

/q時，總壓強一定（其他條件一定）平衡

壓強不一定

勿+〃=〃+［時，總壓強一定（其他條件一定）

平衡

加+力中夕+。時，"r一定平衡

混合氣體平均

不一定

相對分子質(zhì)量

/+〃=夕+。時，〃r——定

平衡

溫度任何化學反應都伴隨著能量變化，當體系溫度一定（其他條件一定）平衡

不一定

反應物、生成物全為氣體，定容時，密度一定

密度平衡

m+n^p+q,恒溫恒壓，氣體密度一定平衡

其他如體系的顏色不再變化平衡

［及時鞏固］

畫如下列說法正確的是（B）

A.一定條件下合成氨反應：N2(g)+3H2(g)2NHs(g)達平衡時，3丫正(任)=2丫逆(NL)

B.一定條件下反應2soz(g)+02(g)2S03(g)達到平衡時，2尸正(。2)=y逆(SC)3)

C.充有NQ4的密閉容器中存在：N204(g)2N02(g),當cgOj：C(N02)=1：2時，該可逆反應

到達平衡

2

D.一定條件下，2sOz(g)+()2(g)2s03(g)達到化學平衡時，密閉容器內(nèi)壓強為起始壓強的§

【解析】達到平衡時，2na)=3-逆(NHJ,A錯誤；平衡狀態(tài)時，濃度之比不一定等于化學計量

數(shù)之比，C錯誤；物質(zhì)轉(zhuǎn)化的程度未知，不能確定壓強關(guān)系，D錯誤。

畫眥在恒容密閉容器中，下列說法可以作為2N0?(g)2N0(g)+0?(g)達到平衡狀態(tài)的標志的

是(A)

①單位時間內(nèi)生成Amol0?的同時生成2AmolN02；

②單位時間內(nèi)生成〃molO2的同時生成2AmolNO；

③混合氣體的顏色不再改變；

④混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)；

⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)；

⑥混合氣體中N0與的物質(zhì)的量之比保持恒定；

⑦混合氣體中N0與N0?的物質(zhì)的量之比保持恒定。

A.①③⑤⑦B.②④⑤

C.①③④D.①②③④⑤

【解析】②未體現(xiàn)正、逆反應速率的關(guān)系，故錯誤；④化學反應前后質(zhì)量守恒，容器容積一定，

混合氣體的密度始終不變，錯誤；⑥如果反應開始只加入N02,混合氣體中N0與0的物質(zhì)的量之比保

持恒定，不能作為平衡的判斷標志，錯誤；A選。

考點2化學平衡常數(shù)及平衡轉(zhuǎn)化率

知識梳理

知識11化學平衡常數(shù)

L化學平衡常數(shù)

在一定溫度下，達到平衡的可逆反應中，其化學平衡常數(shù)常用生成物濃度易之積與反應物濃度

嘉之積的比值表示。對于可逆反應儂(g)+〃B(g)加'(g)+gD(g),其平衡常數(shù)K=

(fC-D

cA?c°

2.濃度商。與平衡常數(shù)

Q<K,反應向正反應方向進行;

Q=K,反應處于平衡狀態(tài)(反應達到限度)；

Q>K,反應向逆反應萬向進行。

3.注意

(1)平衡常數(shù)｛是表明化學反應限度的一個特征值。小值越大，表示反應進行的程度越大。反

之亦然。

(2)4值只與溫度有關(guān),而與反應物、生成物的濃度無關(guān)。平衡常數(shù)4與溫度的關(guān)系如表所示:

溫度變化可逆反應的烙變公〃平衡常數(shù)”的變化

升溫增大

吸熱反應，AGO

降溫減小

升溫減小

放熱反應，A^<0

降溫增大

(3)在平衡常數(shù)的表達式中，只包括氣體和溶液中各物質(zhì)的濃度，而不包括固體或純液體的濃度。

(4)正反應的化學平衡常數(shù)表達式與逆反應的化學平衡常數(shù)表達式互為倒數(shù)。

知識舊平衡轉(zhuǎn)化率

一:平衡轉(zhuǎn)化率是指某一可逆化學反應達到

平W平衡狀態(tài)時，轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物的某種原

衡:料的量占該種原料起始量的百分數(shù)

轉(zhuǎn)

化

率某反應物的起始濃度-該反應物的平衡濃度

一達xlOO%

1"該反應物的起始濃度

［注意］

①在同一條件下，平衡轉(zhuǎn)化率是該條件下的最大的轉(zhuǎn)化率。

②對于一個放熱的可逆反應，在未達到平衡之前，一般轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而升高；達到平衡

以后，平衡轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而下降。

實際產(chǎn)量

③產(chǎn)率=讖涕*100%,“產(chǎn)率”不一定是平衡狀態(tài)下的。

④催化劑不能提高平衡轉(zhuǎn)化率。

某物質(zhì)平衡量

⑤平衡時混合物組分的百分含量=

平衡時各物質(zhì)的總量X100%o

知識?平衡常數(shù)(K或KJ計算方法一一“三段式法”

1.｛的計算

根據(jù)“三段式”法一一起始量、變化量、平衡量，計算出平衡體系中各有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量或物

質(zhì)的量濃度，然后代入平衡常數(shù)表達式，計算七

例：碳、硫和氮的氧化物與大氣污染密切相關(guān)，對COz、SOz和N0?的研究很有意義。

(1)科學家發(fā)現(xiàn)NO,與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時，涉及如下反應：

I.2N02(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)△外0(平衡常數(shù)為4)

II.2N0(g)+CL(g)2ClN0(g)△名〈0(平衡常數(shù)為友)

III.4N02(g)+2NaCl(s)2NaN03(s)+2NO(g)+CL(g)△&(平衡常數(shù)為硝

反應III中用=_引_(用4、及表示)，A〃=2△〃一△/(用△〃、△萬表示)。

(2)汽車尾氣中排放的NO,和C0會污染環(huán)境，在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低N0,

和CO的排放，為模擬反應2N0(g)+2C0(g)N2(g)+2C0Z(g)在催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)的工作情況，控制一定

條件，讓反應在恒容密閉容器中進行，用傳感器測得不同時間NO(g)和CO(g)的濃度如下表：

時間/s012345

c(NO)/(10-4mol/L)10.04.502.501.501.001.00

c(CO)/(10-3mol/L)3.603.052.852.752.702.70

平衡時，NO的轉(zhuǎn)化率a(NO)=90%,此溫度下，該反應的平衡常數(shù)-5000。

【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律，1乂2—11可得反應山，則仁會，X32X瓜一X旦。(2)4s時

八2

反應達到平衡,

2N0(g)+2C0(g)N2(g)+2CO2(g)

起始/(I。-,mol/L)103600

變化/(I。-，mol/L)994.59

平衡/(KF*mol/L)1274.59

平衡時,n(N0)=晨"］＞100%=90%;此溫度下,該反應平衡常數(shù)匕

4.5X10-4X9X1()T2

42

IXIO^X~27X1()T2=''000°

2.%的計算

根據(jù)“三段式”法計算各氣體的起始量、變化量、平衡量，然后計算各氣體組分的物質(zhì)的量分數(shù)

或體積分數(shù)。再計算各氣體物質(zhì)的分壓：從某氣體的分壓)=加混合氣體總壓強)X該氣體的體積分數(shù)

(或物質(zhì)的量分數(shù))；最后代入平衡常數(shù)表達式，計算4。

［注意］

①如果可逆反應前后氣體分子數(shù)沒有變化，平衡前后的總壓就不會變化。

②如果可逆反應是在恒壓的條件下進行，雖然總壓不變，但是要注意反應前后氣體分子數(shù)的變化。

例：某溫度下，反應Nz(g)+3HKg)2N4(g)達到平衡時，體系總壓強為R,貝IJ：

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

起始/mol130

變化/mol0.51.51

平衡/mol0.51.51

0.51.51

平衡時0(N2)=QM、,(乩)=、(NHs)—TP);及)=八匚

33.6P30.5

”X

解疑釋惑40

平衡常數(shù)表達式與化學方程式的化學計量數(shù)的關(guān)系

化學方程式平衡常數(shù)化學方程式的關(guān)系4的關(guān)系

①C(s)+H2O(g)C0(g)+H2(g)Ki1

互為可逆反應及

瓜

②CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)K2

化學計量數(shù)變?yōu)樵瓉淼?

③/TC(S)+/?H20(g)M0(g)+/?H2(g)Ka

刀倍：①x刀

④C0(g)+2H2(g)CHQH(g)用化學方程式相加：⑤

友=4?用

二①十④

⑤C(s)+H20(g)+H2(g)CH3OH(g)K5

［及時鞏固］

畫珈3寫出下列可逆反應的平衡常數(shù)表達式。

(1)可逆反應2Cr0廣+2H+Cr20r+H20,K=。

(2)Fe203(s)+3C0(g)2Fe(s)+3C02(g),K=。

，依心、/八cCnO-_______,、dCO2

［口木］(1)c2CrOr—?cH+⑵@co

國蛇(2023?海南卷改編)工業(yè)上苯乙烯的生產(chǎn)主要采用乙苯脫氫工藝：

C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)o某條件下無催化劑存在時，該反應的正、逆反應速率y

隨時間力的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(B)

A.曲線①表示的是逆反應的■一大關(guān)系

B.友時刻體系處于平衡狀態(tài)

C.反應進行到右時，。＞4(0為濃度商)

D.催化劑存在時，歷、吻都減小

【解析】反應為乙苯制備苯乙烯的過程，開始反應物濃度最大，隨著反應進行反應物濃度逐漸減

小，正反應速率逐漸減小，所以曲線①表示的是正反應的v—t關(guān)系，A錯誤；由圖可知，右時，正、

逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，B正確；反應進行到心時，正反應速率大于逆反應速率，反應

正向進行，故C錯誤；催化劑能降低反應的活化能，使反應速率增大，即歷、匹都增大，D錯誤。

畫硼5(1)可逆反應2NH3(g)+N0(g)+N0?(g)2N2(g)+3H20(g)A〃的化學平衡常數(shù)表達式4

=o該反應的平衡常數(shù)｛隨溫度T的升高而減小，則該反應的△7/0(填“>”

或“=”)。

(2)磁鐵礦(FesO)是工業(yè)上冶煉鐵的原料之一，發(fā)生的主要反應為Fe3(h(s)+4C0(g)3Fe(s)+

4C02(g),該反應的△樂0,rCBf,在1L恒容密閉容器中，加入Fes。,、CO各0.5mol,lOmin后反應達到

平衡時，容器中CO2的濃度是0.4mol/L。7C時，該反應的平衡常數(shù)仁。

(3)(2019?新課標II卷)某溫度下，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯(Q)在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應：Q(g)

5

+I2(g)Q(g)+2HI(g)。起始總壓為10Pa,平衡時總壓增加了20%,環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為,

該反應的平衡常數(shù)4=Pa。

【答案】⑴丁不—■~而~:~<(2)256(3)40%3.56X104

cNH3,cNO,cNO2

【解析】(2)列三段式：

Fe304(s)+4C0(g)3Fe(s)+4C02(g)

起始濃度,/(mol/L))0.50

平衡濃度,/(mol/L))0.10.4

?CO,0.44

平衡吊數(shù)4一dCO—Q——25Go

(3)設(shè)反應前碘單質(zhì)與環(huán)戊烯均為刈lol,平衡時環(huán)戊烯反應了川。1,則有

l^(g)+l2(g)C^(g

)+2HI(g)

起始/molXx00

轉(zhuǎn)化/molyyy2y

平衡/molx一yx-yy2y

9y10A

根據(jù)題意列式得——-——,,-7^7,解得y=0.4x,則環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為JX1XOO%=4O%。

x—y-vx~y-\-y-\-91.2x

設(shè)平衡時總壓為。總，則C(g)分壓為與產(chǎn)義0總=華，12(4分壓為與號又。總=華，C(g)分壓

乙.TC乙.JLJLX.

總］2xP總、

、［0.4x0總/、八L、［2X0.4xp總r<3J68.as

1

為；0總HI(g)分壓為丁力;—Xp思=不,貝J左=--------=二"總，根據(jù)夕總=1.2X10,Pa,

2.4xb2.4x3p總、,總2i(

44

則左=3.56X10%

函6催化制氫是目前大規(guī)模制取氫氣的方法之一：

CO(g)+H2O(g)C02(g)+H2(g)Aj^=-41.2kJ/mol

在7TC時，將0.10molC0(g)與0.40moiHzO(g)充入5L的容器中，反應平衡后壓(g)的物質(zhì)的量分數(shù)

x(Hz)=0.08?

(l)C0的平衡轉(zhuǎn)化率。=%o

(2)反應平衡常數(shù)K=(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

【答案】(1)40%(2)0.074

【解析】(1)在7TC時,將0.10molC0(g)與0.40molHQ(g)充入5L的容器中，由題意可列三段式：

C0(g)+H20(g)CO2(g)+H2(g)

開始/mol0.100.4000

變化/molxxxx

平衡/mol0.10—x0.40—xxx

反應平衡后H2的物質(zhì)的量分數(shù)工(壓)=0.08

x

0.10+0.40=°,°8,'=804moi

s一—工，，0.04mol

CO的平衡轉(zhuǎn)化率a--X100%=40%

0.10molo

0.040.04

(2)反應平衡常數(shù)K=---------------------七0.074o

〈功義一丁保市以Ao.I。—。,040.40-0.04U-UE。

----二----X---------

瓦

利用Q與K判斷化學平衡狀態(tài)及反應的方向

考題1：甲胺(CMNHJ是合成太陽能敏化劑的原料。一定溫度下，向容積為2.0L的恒容密閉容

器中投入反應物，發(fā)生反應：CH30H(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g),測得有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下：

平衡時物質(zhì)的量

起始物質(zhì)的量/mol

考/mol

溫度/K

題H20(g

CH30H(g)NH3(g)CH3NH2(g)H20(g)CH3NH2(g)

呈)

現(xiàn)5300.400.40000.30

530K時,若起始時向容器中充入0.10molCftOH,0.15molN%、0.10molCH3NH2>0.10mol

HO則反應將向_______方向進行。

【答案】正反應

0.30mol0.30mol

--------X--------

m上士一TA—cH.0-cCH3NH22L2L

【斛析】考意1：由表可知530K時，K—rn1nln1—9,

cNH3,cCH3OH0.10mol0.10mol

2L八2L

9

改變起始投料，此時Q=-^<K,反應向正反應方向進行。

O

考題2：一定溫度下，容積為1L的恒容密閉容器中發(fā)生反應：CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g),

達到平衡。

物質(zhì)的起始濃度/(mol/L)物質(zhì)的平衡濃度/(mol/L)

CO(g)H2s(g)cos(g)H2(g)cos(g)

3.007.07.01.5

反應達到平衡后，再充入1.1molH2s(g)和0.3molH2(g),平衡_________________________(填

“不移動”“向正反應方向移動”或“向逆反應方向移動”)。

【答案】不移動

【解析】考題2：由表可知平衡時c(C0)=8.5mol/L,c(H2S)=5.5mol/L,c(Hj=1.5mol/L,

cCOS,cH2.、/一/、一

K-rnu?70.048,再充入1.1molH?Sg)和0.3molH?(g)后，濃度商。一

cCO,cH2S

1.5X1.5+0.3.十〃

0rr1,1-0.048—4,故平衡不移動。

o.5X5.5+1.1

①先用三段法求出平衡常數(shù)4或濃度商Q.

解

②再根據(jù)4和0的大小關(guān)系判斷是否達到化學平衡狀態(tài)及反應的方向：

題

f<K反應向正反應方向進行，■正>v逆

策

A=K反應處于化學平衡狀態(tài)，-正=■逆

略

反應向逆反應方向進行，■正〈■逆

課堂評in

1.在300mL的密閉容器中，放入銀粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發(fā)生反應：Ni(s)+

4CO(g)Ni(C0)4(g),已知該反應的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表所示。下列說法不正確的是(C)

溫度/℃2580230

平衡常數(shù)5X10421.9X10-5

A.上述生成Ni(COD(g)的反應為放熱反應

B.25℃時反應Ni(C0K(g)Ni(s)+4C0(g)的平衡常數(shù)為2X10-5

C.在80℃時，測得某時刻，Ni(C0)4>CO的濃度均為0.5mol/L,則此時/正>「逆

D.80℃達到平衡時，測得〃(CO)=0.3mol,則Ni(CO)4的平衡濃度為2moi/L

【解析】溫度升高，｛減小，正反應為放熱反應，A正確；Ni(CO)Kg)Ni(s)+4C0(g)與Ni(s)

4-1

+4C0(g)Ni(CO)4(g)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，Ni(CO)4(g)Ni(s)+4C0(g)的片=(5X10)=2X

IO：B正確；80℃時，某時刻Ni(CO)八CO的濃度均為0.5mol/L,此時0=8,所以反應逆向進行，r

正逆，C錯誤；80℃達到平衡時,測得n(C0)=0.3mol,c(C0)=1.Omol/L,利用/可求出Ni(C0)4的

平衡濃度為2moi/L,D正確。

2.(2023?湛江第二中學)在FezOs的催化作用下，向200℃的恒溫恒容密閉容器中充入ImolC乩和

2molN02,發(fā)生反應CHKg)+2N02(g)C02(g)+N2(g)+2H20(g),反應過程及能量變化示意圖如圖所

示。下列說法正確的是(C)

A.容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生變化時，該反應達到平衡狀態(tài)

B.反應一段時間后(未達平衡)，F(xiàn)esCh會遠遠多于FezCh

C.起始條件相同，其他條件不變，僅改為絕熱密閉容器，CH,和NO?的平衡轉(zhuǎn)化率降低

D.使用更高效的催化劑能提高該反應平衡時的轉(zhuǎn)化率

【解析】容器為恒容密閉容器，氣體質(zhì)量在反應過程中理論上是不變的，根據(jù)反應過程

中氣體的密度一直保持不變，A錯誤；根據(jù)能量變化圖，反應i的活化能比反應ii的大，反應ii速率較

快，不會有大量FesO,剩余，B錯誤；根據(jù)能量變化圖，總反應正向為放熱反應，絕熱密閉容器中反應

開始后溫度會升高，導致平衡逆向移動，反應物平衡轉(zhuǎn)化率降低，C正確；催化劑只能提高反應速率，

不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，D錯誤。

3.(2023?；諑煷蟾街?一定溫度下，在體積為2L的恒容密閉容器中加入4moic0(g)和4molN20(g)

發(fā)生反應CO(g)+N20(g)CO2(g)+N2(g),測得CO(g)和CO2(g)的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示：

40

O2

E

/3.Z

蜩4

SL

6

眼

辱O.8

4080

時間/min

⑴在A點時，爾2。生成雙生成(填或“=”)。

⑵若平衡時總壓強為pkPa,用平衡分壓代替其平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)Kv=

［已知：氣體分壓(。分)=氣體總壓(。力義該氣體的體積分數(shù)］。

【答案】(IX(2)16

【解析】(1)在A點時，CO的物質(zhì)的量繼續(xù)減少，反應正向進行，煙2。生成〈風生成。

(2)C0(g)+NQ(g)C02(g)+N2(g)

初始/mol4400

轉(zhuǎn)化/mol3.23.23.23.2

平衡/mol0.80.83.23.2

若平衡時總壓強為威Pa,用平衡分壓代替其平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)K產(chǎn)

=16。

4.在一定容積的密閉容器中，進行如下化學反應：C02(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學平

衡常數(shù)4和溫度7的關(guān)系如表所示：

T/℃70080083010001200

K0.60.91.01.72.6

回答下列問題：

(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=o

(2)該反應為(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(3)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)?c(HD=c(CO)?c(H2),試判斷此時的溫度為—℃?

該溫度下加入1molCOz(g)和1molH2(g),充分反應，達到平衡時，CO?的轉(zhuǎn)化率為

(4)在800℃時，發(fā)生上述反應,某一時刻測得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(C02)=2mol/L,c(H2)

=1.5mol/L,c(CO)=1mol/L,c(H20)=3mol/L,貝U正、逆反應速率：vs.丫逆(填或

【答案】⑴。4°蜉(2)吸熱(3)83050%(4)<

cC02?cH2

【解析】(2)溫度越高，片值增大，說明升溫平衡正向移動，正向為吸熱反應。(3)由題意可得4

=1,查表可知溫度為830℃。設(shè)反應的CO2為Amol,則消耗掉的乩為Amol,生成的CO和H20均是Amol,

\v)\V)05mol

設(shè)容積為此、=1,解得x=0.5,CO2的轉(zhuǎn)化率為U—^X100%=50%(4)Q=

(1—x;)(A1—x)1molo

IMAM

cCO?cH2O

=l>0.9,