專題13速率常數(shù)、平衡常數(shù)的分析應用復習目標1.了解速率常數(shù)、平衡常數(shù)的關(guān)系。2.掌握化學平衡常數(shù)的計算。核心精講1.化學平衡常數(shù)(1)意義：化學平衡常數(shù)K表示反應進行的程度，K越大，反應進行的程度越大。K＞105時，可以認為該反應已經(jīng)進行完全。K的大小只與溫度有關(guān)。(2)化學平衡常數(shù)表達式：對于可逆化學反應mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)在一定溫度下達到化學平衡時，K＝

。另可用壓強平衡常數(shù)表示：Kp＝

[p(C)為平衡時氣體C的分壓]。(3)依據(jù)化學方程式計算平衡常數(shù)①同一可逆反應中，K正·K逆＝1。②同一方程式中的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小n倍，則新平衡常數(shù)K′與原平衡常數(shù)K間的關(guān)系是K′＝Kn或K′＝③幾個可逆反應方程式相加，得總方程式，則總反應的平衡常數(shù)等于各分步反應平衡常數(shù)之積。3.常用的氣體定律同溫同體積：p(前)∶p(后)＝n(前)∶n(后)4.速率常數(shù)與化學平衡常數(shù)關(guān)系的應用溫度為T1，在三個容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應CH4(g)＋H2O(g)

CO(g)＋3H2(g)

ΔH＝＋206.3kJ·mol－1，該反應中，正反應速率為v正＝k正c(CH4)·c(H2O)，逆反應速率為v逆＝k逆c(CO)·c3(H2)，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。已知T1時，k正＝k逆，則該溫度下，平衡常數(shù)K1＝____；當溫度改變?yōu)門2時，若k正＝1.5k逆，則T2____(填“>”“＝”或“<”)T1。1>解題步驟及過程：步驟1帶入特殊值平衡時v正＝v逆，即k正c(CH4)·c(H2O)＝k逆c(CO)·c3(H2)；步驟2適當變式求平衡常數(shù)步驟3求其他k正＝1.5k逆，K2＝1.5；1.5>1，平衡正向移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動；則T2>T1。真題演練1.[2022·全國乙卷，28(3)(4)]油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有硫化氫，需要回收處理并加以利用。回答下列問題：(3)在1470K、100kPa反應條件下，將n(H2S)∶n(Ar)＝1∶4的混合氣進行H2S熱分解反應。平衡時混合氣中H2S與H2的分壓相等，H2S平衡轉(zhuǎn)化率為______，平衡常數(shù)Kp＝______kPa。50%

4.76假設在該條件下，硫化氫和氬起始投料的物質(zhì)的量分別為1mol和4mol，平衡時轉(zhuǎn)化的n(H2S)＝xmol，根據(jù)三段式可知：2H2S(g)

S2(g)＋2H2(g)始/mol

1

0

0變/mol

x

0.5x

x平/mol

1－x

0.5x

x平衡時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，(4)在1373K、100kPa反應條件下，對于n(H2S)∶n(Ar)分別為4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S-Ar混合氣，熱分解反應過程中H2S轉(zhuǎn)化率隨時間的變化如圖所示。①n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡轉(zhuǎn)化率_________，理由是___________________________________________________________________________。越高n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S的分壓越小，平衡向正反應方向進行，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率越高由于2H2S(g)

S2(g)＋2H2(g)的正反應是體積增大的反應，n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S的分壓越小，相當于降低壓強，平衡向正反應方向移動，因此H2S的平衡轉(zhuǎn)化率越高。②n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9對應圖中曲線______，計算其在0～0.1s之間，H2S分壓的平均變化率為_______kPa·s－1。d24.9n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率越高，所以n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9對應的曲線是d；根據(jù)圖像可知，n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9、反應進行到0.1s時，H2S的轉(zhuǎn)化率為24.0%。假設在該條件下，硫化氫和氬起始投料的物質(zhì)的量分別為1mol和9mol，則根據(jù)三段式可知：2H2S(g)

S2(g)＋2H2(g)始/mol

1

0

0變/mol

0.24

0.12

0.24平/mol

0.76

0.12

0.24)2.[2020·全國卷Ⅰ，28(2)(3)(4)]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：SO3(g)

ΔH＝－98kJ·mol－1。回答下列問題：(2)當SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分數(shù)分別為7.5%、10.5%和82%時，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖1所示。反應在5.0MPa、550℃時的α＝_______，判斷的依據(jù)是_______________________________________________________________________________。影響α的因素有__________________________________________。0.975

該反應氣體分子數(shù)減少，增大壓強，α提高，5.0MPa＞2.5MPa＝p2，所以p1＝5.0MPa濃度(組成)、溫度、壓強

反應物(N2和O2)的起始反應

的正反應是氣體總分子數(shù)減少的放熱反應，其他條件相同時，增大壓強，平衡正向移動，SO2平衡轉(zhuǎn)化率增大，則圖中p1＝5.0MPa，p3＝0.5MPa。由圖可知，反應在5.0MPa、550℃時SO2的平衡轉(zhuǎn)化率α＝0.975。溫度、壓強和反應物的起始濃度(組成)都會影響SO2的平衡轉(zhuǎn)化率α，溫度一定時，壓強越大，α越大；壓強一定時，溫度越高，α越小。(3)將組成(物質(zhì)的量分數(shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應器，在溫度t、壓強p條件下進行反應。平衡時，若SO2轉(zhuǎn)化率為α，則SO3壓強為_________，平衡常數(shù)Kp＝____________________(以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。假設原氣體的物質(zhì)的量為100mol，則SO2、O2和N2的物質(zhì)的量分別為2mmol、mmol和qmol,2m＋m＋q＝100，利用三段式法計算：起始量/mol

2m

m

0轉(zhuǎn)化量/mol

2mα

mα

2mα平衡量/mol

2m(1－α)

m(1－α)

2mα平衡時混合氣體的總物質(zhì)的量為2m×(1－α)mol＋m×(1－α)mol＋2mαmol＋qmol＝(3m－mα＋q)mol，(4)研究表明，SO2催化氧化的反應速率方程為：式中：k為反應速率常數(shù)，隨溫度t升高而增大；α為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，α′為某時刻SO2轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在α′＝0.90時，將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲線，如圖2所示。曲線上v最大值所對應溫度稱為該α′下反應的最適宜溫度tm。t<tm時，v逐漸提高；t>tm后，v逐漸下降。原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。k增大使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降。當t＜tm，k增大對v的提高大于α引起的降低；當t＞tm，k增大對v的提高小于α引起的降低升高溫度，在α′＝0.90時，SO2催化氧化的反應速率為v＝升高溫度，k增大使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降。t＜tm時，k增大對v的提高大于α引起的降低；t＞tm后，k增大對v的提高小于α引起的降低。3.[2020·全國卷Ⅱ，28(1)]乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)

ΔH1，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示：物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－1560－1411－286①ΔH1＝______kJ·mol－1。＋137先寫出三種氣體的燃燒熱的熱化學方程式，然后根據(jù)蓋斯定律，ΔH1＝－1560kJ·mol－1－(－1411kJ·mol－1)－(－286kJ·mol－1)＝＋137kJ·mol－1。②提高該反應平衡轉(zhuǎn)化率的方法有__________、_____________________。升高溫度

減小壓強(或增大體積)物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－1560－1411－286C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)

ΔH1＝＋137kJ·mol－1是一個氣體分子數(shù)增大的吸熱反應，要提高反應物的轉(zhuǎn)化率，可以采取升高溫度、減小壓強(增大體積)等措施。③容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下(p)發(fā)生上述反應，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為α。反應的平衡常數(shù)Kp＝________________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－1560－1411－286設容器中通入的乙烷和氫氣均為1mol，則：

C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)

n(總)初始量/mol

1

0

1轉(zhuǎn)化量/mol

α

α

α平衡量/mol1－α

α

1＋α

2＋α4.(2020·全國卷Ⅲ，28)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點研究領域?；卮鹣铝袉栴}：(1)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝______。當反應達到平衡時，若增大壓強，則n(C2H4)_______(填“變大”“變小”或“不變”)。1∶4變大CO2催化加氫生成乙烯和水的化學方程式為2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶4，該反應是氣體體積減小的反應，增大壓強平衡右移，則n(C2H4)變大。(2)理論計算表明，原料初始組成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在體系壓強為0.1MPa，反應達到平衡時，四種組分的物質(zhì)的量分數(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反應的ΔH_____0(填“大于”或“小于”)。d

c小于由平衡圖像知，390K時四種組分的物質(zhì)的量分數(shù)之比滿足1∶3的是曲線c和曲線a，物質(zhì)的量分數(shù)之比滿足1∶4的是曲線d和曲線b，結(jié)合反應方程式2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)和原始投料n(CO2)∶n(H2)＝1∶3可得，曲線c表示CO2，曲線a表示H2，曲線d表示C2H4，曲線b表示H2O；由圖像的變化趨勢可知，升高溫度，曲線a、c增大，曲線b、d減小，說明平衡左移，所以正反應放熱，ΔH＜0。(3)根據(jù)圖中點A(440,0.39)，計算該溫度時反應的平衡常數(shù)Kp＝_________(MPa)－3(列出計算式。以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。起始投料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，平衡時總壓為0.1MPa，結(jié)合反應方程式可知p(CO2)∶p(H2)＝1∶3，p(C2H4)∶p(H2O)＝1∶4，由圖像可知p(H2)＝p(H2O)＝0.1×0.39MPa，所以p(CO2)＝

×0.39MPa，p(C2H4)＝

×0.39MPa。根據(jù)反應的化學方程式：(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應往往伴隨副反應，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫度和壓強條件下，為了提高反應速率和乙烯選擇性，應當_________________。選擇合適催化劑等在一定溫度和壓強下，為了提高反應速率和乙烯的選擇性，減少副反應的發(fā)生，應當選擇合適催化劑等。5.[2019·全國卷Ⅰ，28(1)(2)(4)]水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH<0]是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領域中。回答下列問題：(1)Shibata曾做過下列實驗：①使純H2緩慢地通過處于721℃下的過量氧化鈷CoO(s)，氧化鈷部分被還原為金屬鈷Co(s)，平衡后氣體中H2的物質(zhì)的量分數(shù)為0.0250。②在同一溫度下用CO還原CoO(s)，平衡后氣體中CO的物質(zhì)的量分數(shù)為0.0192。根據(jù)上述實驗結(jié)果判斷，還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO______H2(填“大于”或“小于”)。大于相同溫度下，平衡常數(shù)越大，反應傾向越大，故CO還原氧化鈷的傾向大于H2。(2)721℃時，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用適當?shù)拇呋瘎┻M行反應，則平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分數(shù)為____(填標號)。A.<0.25

B.0.25

C.0.25～0.50

D.0.50

E.>0.50C實驗①和②的溫度相同，利用蓋斯定律，由(ii)－(i)得CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)設起始時CO(g)、H2O(g)的物質(zhì)的量都為1mol，容器體積為1L，在721℃下，反應達平衡時H2的物質(zhì)的量為xmol。

CO(g)＋H2O(g)

H2(g)＋CO2(g)起始/mol1

1

0

0轉(zhuǎn)化/mol

x

x

x

x平衡/mol1－x

1－x

x

xK＝

＝1.31，若K取1，則x＝0.5，φ(H2)＝0.25；若K取4，則x≈0.67，φ(H2)≈0.34。氫氣的物質(zhì)的量分數(shù)介于0.25與0.34之間，故選C。(4)Shoichi研究了467℃、489℃時水煤氣變換中CO和H2分壓隨時間變化關(guān)系(如圖所示)，催化劑為氧化鐵，實驗初始時體系中的

和pCO相等、

和

相等。計算曲線a的反應在30～90min內(nèi)的平均速率(a)＝________kPa·min－1。467℃時

和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是______、_____。489℃時

和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是______、_____。0.0047bca

d由(2)中分析得出H2的物質(zhì)的量分數(shù)在0.25～0.50之間，CO的物質(zhì)的量分數(shù)在0～0.25之間，在同一容器中氣體的分壓之比等于物質(zhì)的量之比，所以H2的分壓始終高于CO的分壓，則a、b表示的是H2的分壓，c、d表示的是CO的分壓。水煤氣變換中CO是反應物，H2是產(chǎn)物，又該反應是放熱反應，升高溫度，平衡向左移動，重新達到平衡時，H2的壓強減小，CO的壓強增大。故a曲線代表489℃時

隨時間變化關(guān)系的曲線，d曲線代表489℃時pCO隨時間變化關(guān)系的曲線，b曲線代表467℃時

隨時間變化關(guān)系的曲線，c曲線代表467℃時pCO隨時間變化關(guān)系的曲線。6.[2019·全國卷Ⅱ，27(2)(3)改編]環(huán)戊二烯(

)是重要的有機化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：(2)某溫度，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯()在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應[(g)＋I2(g)===

(g)＋2HI(g)

ΔH＝＋89.3kJ·mol－1]，起始總壓為105Pa，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)Kp＝__________Pa。達到平衡后，欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有______(填標號)。A.通入惰性氣體

B.提高溫度C.增加環(huán)戊烯濃度

D.增加碘濃度40%3.56×104BD設容器中起始加入I2(g)和環(huán)戊烯的物質(zhì)的量均為a，平衡時轉(zhuǎn)化的環(huán)戊烯的物質(zhì)的量為x，列出三段式：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)起始：a

a

0

0轉(zhuǎn)化：x

x

x

2x平衡：a－x

a－x

x

2x通入惰性氣體，對反應的平衡無影響，A項不符合題意；反應為吸熱反應，提高溫度，平衡正向移動，可提高環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，B項符合題意；增加環(huán)戊烯濃度，能提高I2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率，但環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率降低，C項不符合題意；增加I2(g)的濃度，能提高環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，D項符合題意。(3)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應為可逆反應。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應時間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是______(填標號)。A.T1>T2B.a點的反應速率小于c點的反應速率C.a點的正反應速率大于b點的逆反應速率D.b點時二聚體的濃度為0.45mol·L－1CD由相同時間內(nèi)，環(huán)戊二烯濃度減小量越大，反應速率越快可知，T1<T2，A項錯誤；a點和b點溫度相同，a點時環(huán)戊二烯的濃度大于b點時環(huán)戊二烯的濃度，即a點的正反應速率大于b點的正反應速率，因為b點時反應未達到平衡，b點的正反應速率大于逆反應速率，故a點的正反應速率大于b點的逆反應速率，C項正確；b點時，環(huán)戊二烯的濃度減小0.9mol·L－1，結(jié)合生成的二聚體濃度為環(huán)戊二烯濃度變化量的

，可知二聚體的濃度為0.45mol·L－1，D項正確?？枷蝾A測考向一連續(xù)反應、競爭反應平衡常數(shù)的計算1.加熱N2O5依次發(fā)生的分解反應為①N2O5(g)

N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)

N2O(g)＋O2(g)。在容積為2L的密閉容器中充入8molN2O5，加熱到t

℃，達到平衡狀態(tài)后O2為9mol，N2O3為3.4mol。則t

℃時反應①的平衡常數(shù)為A.10.7 B.8.5C.9.6 D.10.2√設N2O5的轉(zhuǎn)化濃度為xmol·L－1，N2O3的轉(zhuǎn)化濃度為ymol·L－1。

N2O5(g)

N2O3(g)＋O2(g)開始/(mol·L－1)

4

0

0轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)

x

x

x平衡/(mol·L－1)

4－x

x

x

N2O3(g)

N2O(g)＋O2(g)開始/(mol·L－1)

x

0

x轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)

y

y

y平衡/(mol·L－1)

x－y

y

x＋y所以x＝3.1，y＝1.4。考向二分壓常數(shù)的計算2.CO2和CH4在一定條件下反應可制得合成氣。在1.0L密閉容器中充入1.0molCH4和1.0molCO2，在一定條件下發(fā)生反應：CH4(g)＋CO2(g)

2CO(g)＋2H2(g)，測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強的關(guān)系如圖所示。(1)比較壓強大小：p1_____(填“＞”“＜”或“＝”)p3。＜溫度一定時，增大壓強，平衡逆向移動，甲烷的轉(zhuǎn)化率減小，由此得出壓強：p1＜p3。(2)若要提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有_____________________________________________________________________________(寫出兩條即可)。充入二氧化碳氣體、及時分離出部分CO或者部分H2(任寫兩條)升高溫度、降低壓強、根據(jù)圖像知壓強不變，溫度升高，甲烷的轉(zhuǎn)化率升高，相同溫度時，壓強減小，甲烷的轉(zhuǎn)化率升高，所以措施有升高溫度、降低壓強、充入二氧化碳氣體、及時分離出部分CO或者部分H2。(3)若p4＝2.0MPa，則x點的平衡常數(shù)Kp＝__________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。在x點，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，建立三段式：

CH4(g)＋CO2(g)

2CO(g)＋2H2(g)起始/mol1

1

0

0轉(zhuǎn)化/mol0.5

0.5

1

1平衡/mol0.5

0.5

1

1考向三化學平衡常數(shù)與數(shù)學對數(shù)的結(jié)合3.乙苯脫氫反應為

(g)

(g)＋H2(g)

ΔH＞0。其速率方程式為v正＝k正p乙苯，v逆＝k逆p苯乙烯·p氫氣(k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān))，圖中③代表lgk逆隨

的變化關(guān)系，則能代表lgk正隨

的變化關(guān)系的是_______(填序號)。④4.T

℃時，2NO2(g)

N2O4(g)，該反應正、逆反應速率與濃度的關(guān)系為v正＝k正c2(NO2)，v逆＝k逆c(N2O4)(k正、k逆為速率常數(shù))。(1)圖中表示lgv逆～lgc(N2O4)的線是______(填“m”或“n”)。nv正＝k正c2(NO2)，則lgv正＝lgk正＋2lgc(NO2)，v逆＝k逆c(N2O4)，則lgv逆＝lgk逆＋lgc(N2O4)，lgv逆～lgc(N2O4)的線斜率較小，則圖中表示lgv逆～lgc(N2O4)的線是n。(2)T

℃時，向剛性容器中充入一定量NO2氣體，平衡后測得c(N2O4)為1.0mol·L－1，則平衡時，v正＝______(用含a的表達式表示)。10a圖中表示lgv逆～lgc(N2O4)的線是n，則lgk逆＝a，k逆＝10a，lgk正＝a＋2，k正＝10a＋2，反應達平衡時，v逆＝v正，設T

℃時，向剛性容器中充入xmol·L－1NO2，平衡后測得c(N2O4)為1.0mol·L－1，列出三段式：

2NO2(g)

N2O4(g)起始/(mol·L－1)

x

0轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)

2

1平衡/(mol·L－1)

x－2

1則平衡時，NO2的濃度為0.1mol·L－1，v正＝k正c2(NO2)＝10a＋2×0.12＝10a。(3)T

℃時，向2L的容器中充入5molN2O4氣體和1molNO2氣體，此時v正____(填“＞”“＜”或“＝”)v逆。＞T

℃時，向2L的容器中充入5molN2O4氣體和1molNO2氣體，c(N2O4)＝

＝2.5mol·L－1，c(NO2)＝

＝0.5mol·L－1，v正＝10a＋2×0.52＝2.5×10a＋1，v逆＝10a×2.5＝2.5×10a，v正＞v逆?？枷蛩乃俾食?shù)的應用5.在沒有NOx催化時，O3的分解可分為以下兩步反應進行：①O3===O＋O2(慢)

②O＋O3===2O2(快)第一步的速率方程為v1＝k1c(O3)，第二步的速率方程為v2＝k2c(O3)·c(O)。其中O為活性氧原子，它在第一步慢反應中生成，然后又很快的在第二步反應中消耗，因此，我們可以認為活性氧原子變化的速率為零。請用k1、k2組成的代數(shù)式表示c(O)＝______。由于活性氧原子變化的速率為零，可認為其生成速率等于消耗速率，v1＝k1c(O3)，v2＝k2c(O3)·c(O)，則k1c(O3)＝k2c(O3)·c(O)，所以c(O)1.33×104專題強化練1.恒容密閉容器中，在Ni作催化劑條件下，NH3分解反應如下：2NH3(g)

N2(g)＋3H2(g)，不同溫度下，NH3分解率隨時間變化如圖所示，v正＝k正·c2(NH3)，v逆＝k逆·c(N2)·c3(H2)；NH3的初始濃度為c1，T1時NH3分解反應達到平衡時

＝_____；曲線①②中，k正－k逆值較小的曲線為___。②1234567812345678圖像是NH3分解率和時間的關(guān)系，先達到平衡，說明溫度高，即T1>T2，當反應達到平衡，v正＝v逆，即k正·c2(NH3)＝k逆·c(N2)·c3(H2)，推出

＝K，達平衡時，NH3分解率為40%，此時消耗c(NH3)＝0.4c1mol·L－1，達到平衡時，c(NH3)＝0.6c1mol·L－1，c(N2)＝0.2c1mol·L－1，c(H2)＝0.6c1mol·L－1，

12345678k正－k逆值較小，說明反應向逆反應方向進行程度較大，根據(jù)圖像，溫度升高NH3分解率增大，即溫度越低，反應向逆反應方向進行的程度越大，則k正－k逆值較小的曲線為②。123456782.向一恒定溫度的剛性密閉容器中充入物質(zhì)的量之比為1∶1的N2和H2混合氣體，初始壓強為30MPa，在不同催化劑作用下反應，相同時間內(nèi)H2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示，b點v正______(填“>”“<”或“＝”)v逆。圖中a點混合氣體平均相對分子質(zhì)量為18.75，a點對應溫度下反應的平衡常數(shù)Kp＝____________。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))>0.014MPa－2根據(jù)圖示可知：在b點時未達到該溫度下H2的最大轉(zhuǎn)化率，說明反應正向進行，故反應速率：v正>v逆；平均相對分子質(zhì)量為15的N2和H2的混合氣體中N2、H2的物質(zhì)的量之比是1∶1，假設混合氣體中N2、H2的物質(zhì)的量都是1mol，混合氣體總質(zhì)量為m＝28g＋2g＝30g，若a點混合氣體平均相對分子質(zhì)量為18.75，則此時混合氣體總物質(zhì)的量n(總)＝

＝1.6mol，反應減少了0.4mol，12345678根據(jù)方程式N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)中物質(zhì)反應轉(zhuǎn)化關(guān)系可知：此時反應產(chǎn)生0.4molNH3，消耗0.2molN2和0.6molH2，平衡時n(N2)＝1mol－0.2mol＝0.8mol，n(H2)＝1mol－0.6mol＝0.4mol，n(NH3)＝0.4mol，1234567812345678123456783.C3H8制備C3H6(丙烯)的兩種反應如下：(Ⅰ)直接脫氫：C3H8(g)

C3H6(g)＋H2(g)

Kp(Ⅰ)(Ⅱ)氧化脫氫：C3H8(g)＋CO2(g)

C3H6(g)＋CO(g)＋H2O(g)

Kp(Ⅱ)恒壓條件下，反應(Ⅰ)、反應(Ⅱ)[起始

＝1]分別發(fā)生反應達到平衡時，C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。(1)反應(Ⅱ)的ΔH______(填“>”“＝”或“＜”)0。>由圖可知隨著溫度升高，C3H8的轉(zhuǎn)化率增大，故該反應為吸熱反應，即反應(Ⅱ)的ΔH>0。1234567812345678(2)若恒溫時，壓強增大，則

的值將________(填“增大”“減小”或“不變”)。不變平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故

不變。12345678(3)若初始壓強為p，計算N點處，該溫度下的Kp(Ⅰ)＝_____，其中Kp是以分壓(分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))表示的平衡常數(shù)。設起始加入丙烷的物質(zhì)的量為xmol，由圖可知N點C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，N點對應反應(Ⅰ)，可得平衡時C3H8、C3H6、H2的物質(zhì)的量均為0.5xmol，C3H8、C3H6、H2的物質(zhì)的量分數(shù)均為

，123456784.CO2催化(固體催化劑)加氫合成甲烷：主反應：CO2(g)＋4H2(g)

CH4(g)＋2H2O(g)

ΔH1＝－165kJ·mol－1副反應：CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)

ΔH2＝＋41.1kJ·mol－1向某恒容密閉容器中充入一定量的CO2和H2，其分壓分別為0.85MPa、2.7MPa，在溫度t

℃、某催化劑催化下發(fā)生甲烷化反應，一段時間后，主、副反應均達平衡(不考慮其他副反應)，測得容器內(nèi)CH4和H2O的分壓分別為0.6MPa、1.25MPa，則主反應的分壓平衡常數(shù)Kp＝_____MPa－2。123456781200恒容密閉容器中氣體的壓強之比等于物質(zhì)的量之比，所以設初始投料為0.85molCO2和2.7molH2，平衡時CH4和H2O的物質(zhì)的量分別為0.6mol、1.25mol，設平衡時CO2、H2、CO的物質(zhì)的量分別為x、y、z，根據(jù)C元素守恒可得x＋z＋0.6＝0.85，根據(jù)H元素守恒可得0.6×4＋2y＋1.25×2＝2.7×2，12345678根據(jù)O元素守恒可得1.25＋2x＋z＝0.85×2，聯(lián)立可以解得CO2、H2、CO的物質(zhì)的量分別為0.2mol、0.25mol、0.05mol，即分壓分別為0.2MPa、0.25MPa、0.05MPa，123456785.反應CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)

ΔH＝＋41.0kJ·mol－1。在進氣比[n(CO2)∶n(H2)]不同時，測得相應的CO2平衡轉(zhuǎn)化率如圖(各點對應的反應溫度可能相同，也可能不同；各點對應的其他反應條件都相同)。(1)反應中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與進氣比、反應溫度之間的關(guān)系是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。12345678

反應溫度相同，進氣比越大，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越小；進氣比相同，反應溫度越高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大(或進氣比越大，反應溫度越低，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越小)(2)圖中E和G兩點對應的反應溫度TE、TG的關(guān)系是________，其原因是____________。12345678TE＝TGKE＝KG＝1在E點時n(CO2)∶n(H2)＝1，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，根據(jù)三段式得

CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)始/(mol·L－1)

1

1

0

0轉(zhuǎn)/(mol·L－1)

0.5

0.5

0.5

0.5平/(mol·L－1)

0.5

0.5

0.5

0.512345678在G點時n(CO2)∶n(H2)＝1.5，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為40%，根據(jù)三段式得

CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)始/(mol·L－1)

1.5

1

0

0轉(zhuǎn)/(mol·L－1)

0.6

0.6

0.6

0.6平/(mol·L－1)

0.9

0.4

0.6

0.612345678平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度相等平衡常數(shù)相等，因為KE＝KG，故TE＝TG。12345678(3)A、B兩點對應的反應速率vA____(填“＜”“＝”或“＞”)vB。已知反應速率v正＝k正x(CO2)·x(H2)，v逆＝k逆x(CO)·x(H2O)，k為反應速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分數(shù)，在達到平衡狀態(tài)為C點的反應過程(此過程為恒溫)中，當CO2的轉(zhuǎn)化率剛好達到60%時，

＝___。12345678>4反應CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)

ΔH＝＋41.0kJ·mol－1，該反應為吸熱反應，當n(CO2)∶n(H2)相同時，溫度高CO2轉(zhuǎn)化率大，A點的轉(zhuǎn)化率大于B點，說明A點的溫度高，故反應速率：vA>vB；在C點時n(CO2)∶n(H2)＝1，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，12345678根據(jù)三段式得

CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)始/(mol·L－1)

1

1

0

0轉(zhuǎn)/(mol·L－1)

0.75

0.75

0.75

0.75平/(mol·L－1)

0.25

0.25

0.75

0.7512345678當CO2的轉(zhuǎn)化率剛好達到60%時，

CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)始/(mol·L－1)1

1

0

0轉(zhuǎn)/(mol·L－1)0.6

0.6

0.6

0.6平/(mol·L－1)0.4

0.4

0.6

0.612345678123456786.將體積分數(shù)是8.0%的SO2、10%的O2和82%的其他氣體(不參與反應)組成的混合氣體通入反應器，在溫度t

℃、壓強pMPa下發(fā)生反應：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)。平衡時，若SO2轉(zhuǎn)化率為x，則SO3的分壓為_________MPa(列式即可，下同)，平衡常數(shù)Kp＝______________MPa－1(以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。設混合氣體共100mol，SO2(g)、O2(g