資源簡(jiǎn)介

第33講　化學(xué)平衡狀態(tài)　化學(xué)平衡常數(shù)
[課程標(biāo)準(zhǔn)]　1.會(huì)用復(fù)合判據(jù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。2.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆的特點(diǎn)。3.掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的建立以及特征。4.了解平衡常數(shù)的概念及意義。
考點(diǎn)一　化學(xué)反應(yīng)的方向
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1．自發(fā)過(guò)程
(1)含義：在一定條件下，不需要借助光、電等外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。
(2)特點(diǎn)
2．熵、熵變
(1)熵是度量體系混亂程度的物理量，符號(hào)為S。
(2)影響熵大小的因素。
①相同條件下，物質(zhì)不同熵不同。
②同一物質(zhì)：S(g)>S(l)>S(s)。
(3)熵變＝生成物的總熵－反應(yīng)物的總熵。
3．化學(xué)反應(yīng)的方向
ΔG＝ΔH－TΔS
當(dāng)ΔG＜0時(shí)，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；
當(dāng)ΔG＝0時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；
當(dāng)ΔG＞0時(shí)，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。
[正誤辨析]
(1)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)是一個(gè)熵增加的過(guò)程(　　)
(2)ΔH<0，ΔS>0的反應(yīng)，一定是自發(fā)反應(yīng)(　　)
(3)吸熱且熵增加的反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行(　　)
答案：　(1)√　(2)√　(3)×
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1.實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)重要課題就是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，該反應(yīng)過(guò)程中能量的變化如圖，下列關(guān)于該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是(　　)
A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS>0 D．ΔH<0，ΔS<0
D　[由方程式可知，該反應(yīng)的ΔS<0，由題圖可知該反應(yīng)的ΔH<0，D項(xiàng)正確。]
2．[2022·湖南選擇考，17(1)]已知，ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只決定于反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)，忽略ΔH、ΔS隨溫度的變化。若ΔG＜0，則該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。根據(jù)如圖判斷：600 ℃時(shí)，下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是(　　)
A．C(s)＋O2(g)===CO2(g)
B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
C．TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)
D．TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g)
C　[A.由圖可知，600 ℃時(shí)C(s)＋O2(g)===CO2(g)的ΔG＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故A不符合題意；B.由圖可知，600 ℃時(shí)2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔG＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故B不符合題意；C.由圖可知，600 ℃時(shí)TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)的ΔG＞0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，故C符合題意；D.根據(jù)蓋斯定律，TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g)可由C(s)＋O2(g)===CO2(g)與TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)相加得到，再根據(jù)題給圖像中的數(shù)據(jù)可得，600 ℃時(shí)其ΔG＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故D不符合題意。]
3．[2022·1浙江選擇考，29(1)]在C和O2的反應(yīng)體系中：
反應(yīng)①：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－394 kJ·mol－1
反應(yīng)②：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝－566 kJ·mol－1
反應(yīng)③：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH3
設(shè)y＝ΔH－TΔS，反應(yīng)①、②和③的y隨溫度T的變化關(guān)系如圖所示。圖中對(duì)應(yīng)于反應(yīng)③的線條是 。
學(xué)生用書?第164頁(yè)
解析：　由已知方程式：(2×反應(yīng)①－反應(yīng)②)可得反應(yīng)③，結(jié)合蓋斯定律得：ΔH3＝2ΔH1－ΔH2＝－222 kJ·mol－1，反應(yīng)①前后氣體分子數(shù)不變，升溫y不變，對(duì)應(yīng)線條b，升溫促進(jìn)反應(yīng)②平衡逆向移動(dòng)，氣體分子數(shù)增多，y值增大，對(duì)應(yīng)線條c，升溫促進(jìn)反應(yīng)③平衡逆向移動(dòng)，氣體分子數(shù)減少，y值減小，對(duì)應(yīng)線條a。
答案：　a
4．灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿，而白錫結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可以用于制造器皿。已知在0 ℃、100 kPa條件下，白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的ΔH＝－2.18 kJ·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1。現(xiàn)把由白錫制成的器皿在0 ℃、100 kPa的室內(nèi)存放，它會(huì)不會(huì)變成灰錫而不能繼續(xù)使用？
解析：　在0 ℃、100 kPa條件下，白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的ΔG＝ΔH－TΔS＝－2.18 kJ·mol－1－273 K×(－6.61×10－3 kJ·mol－1·K－1)≈－0.375 kJ·mol－1<0，因此在該條件下白錫會(huì)變?yōu)榛义a。
答案：　會(huì)變成灰錫而不能繼續(xù)使用
考點(diǎn)二　化學(xué)平衡狀態(tài)
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1．可逆反應(yīng)——“二同一不能”
(1)“二同”：同一條件下；正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。
(2)“一不能”：不能進(jìn)行到底。
2．化學(xué)平衡狀態(tài)
(1)概念
一定條件下的可逆反應(yīng)中，當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度均保持不變，即體系的組成不隨時(shí)間而改變的狀態(tài)。
(2)建立
(3)特征
3．判斷平衡狀態(tài)的兩種方法
(1)“正逆相等”：v正＝v逆≠0
①同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。
②不同物質(zhì)：必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。如aA＋bBcC＋dD，＝時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)。
(2)“變量不變”：如果一個(gè)量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的，當(dāng)其不變時(shí)為平衡狀態(tài)；一個(gè)隨反應(yīng)進(jìn)行保持不變的量，不能作為判斷是否平衡的依據(jù)。
[正誤辨析]
(1)二次電池的充、放電為可逆反應(yīng)(　　)
(2)在化學(xué)平衡建立過(guò)程中，v正一定大于v逆(　　)
(3)恒溫恒容下進(jìn)行的可逆反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，當(dāng)SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)(　　)
(4)在一定條件下，向密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反應(yīng)，生成2 mol NH3(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
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1．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度有可能是(　　)
A．Z為0.3 mol/L B．Y2為0.4 mol/L
C．X2為0.2 mol/L D．Z為0.4 mol/L
A　[當(dāng)Z完全轉(zhuǎn)化為X2、Y2時(shí)，X2、Y2分別為0.2 mol/L、0.4 mol/L；當(dāng)0.1 mol/L X2完全轉(zhuǎn)化為Z時(shí)，Y2為0.2 mol/L，Z為0.4 mol/L，則02．可逆反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來(lái)表示。下列各關(guān)系中能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　)
A．3v正(N2)＝v正(H2)
B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D．v正(N2)＝3v逆(H2)
C　[A項(xiàng)無(wú)逆反應(yīng)速率；B項(xiàng)，＝，即2v正(N2)＝v逆(NH3)時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；C項(xiàng)，＝，即2v正(H2)＝3v逆(NH3)時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；D項(xiàng)，＝，即3v正(N2)＝v逆(H2)時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。]
3．在一定溫度下的定容容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生
變化時(shí)：①混合氣體的壓強(qiáng)，②混合氣體的密度，③混
合氣體的總物質(zhì)的量，④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)
學(xué)生用書?第165頁(yè)
量，⑤混合氣體的顏色，⑥各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，⑦某種氣體的百分含量。
(1)能說(shuō)明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (填序號(hào)，下同)。
(2)能說(shuō)明I2(g)＋H2(g)2HI(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 。
(3)能說(shuō)明2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 。
(4)能說(shuō)明C(s)＋CO2(g)2CO(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 。
(5)能說(shuō)明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 。
(6)能說(shuō)明5CO(g)＋I(xiàn)2O5(s)5CO2(g)＋I(xiàn)2(s)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 。
答案：　(1)①③④⑦　(2)⑤⑦　(3)①③④⑤⑦　(4)①②③④⑦　(5)①②③　(6)②④⑦
4．若將上述題目中的(1)～(4)改成一定溫度下的恒壓密閉容器，結(jié)果又如何？
(1) 　(2) 　
(3) 　(4)
答案：　(1)②③④⑦　(2)⑤⑦　(3)②③④⑤⑦　 (4)②③④⑦
5．汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (填標(biāo)號(hào))。
解析：　①達(dá)到平衡時(shí)，v正應(yīng)保持不變。②由于是放熱反應(yīng)，又是絕熱容器，體系溫度升高，平衡左移，K減小，達(dá)到平衡時(shí)保持不變。③圖中達(dá)到平衡時(shí)，CO、CO2的物質(zhì)的量的變化量之比不是1∶1。④w(NO)逐漸減小，達(dá)到平衡時(shí)保持不變。⑤因正反應(yīng)放熱，容器絕熱，故反應(yīng)開(kāi)始后體系溫度升高，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，體系溫度不再發(fā)生變化。⑥ΔH是一個(gè)定值，不能用于判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。
答案：　②④⑤
考點(diǎn)三　化學(xué)平衡常數(shù)
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1．化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式
對(duì)于可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，化學(xué)平衡常數(shù)K＝(式中各物質(zhì)的濃度為平衡時(shí)的濃度)。
2．影響因素
(1)K只與溫度有關(guān)。
(2)升高溫度
3．應(yīng)用
(1)判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。
(2)判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或進(jìn)行的方向。
對(duì)于化學(xué)反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意狀態(tài)，濃度商Q＝。
(3)判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)
若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
[正誤辨析]
(1)平衡常數(shù)表達(dá)式中，可以是物質(zhì)的任一時(shí)刻的濃度(　　)
(2)化學(xué)平衡移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)一定改變(　　)
(3)對(duì)某一可逆反應(yīng)，升高溫度則化學(xué)平衡常數(shù)一定變大(　　)
(4)反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)達(dá)平衡后，溫度不變，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)K值增大(　　)
(5)化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率都能體現(xiàn)反應(yīng)進(jìn)行的程度(　　)
(6)其他條件不變，使用不同催化劑，反應(yīng)的平衡常數(shù)不變(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
學(xué)生用書?第166頁(yè)
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一、推導(dǎo)平衡常數(shù)之間的關(guān)系
1．一定溫度下，分析下列三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)的關(guān)系
①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　K1
②N2(g)＋H2(g)NH3(g)　K2
③2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)　K3
(1)K1和K2，K1＝ 。
(2)K1和K3，K1＝ 。
答案：　(1)K　(2)
2．研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時(shí)，涉及如下反應(yīng)：
2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)　K1
2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)　K2
則4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常數(shù)K＝ (用K1、K2表示)。
解析：　K1＝，K2＝，K＝，所以K＝ eq \f(K,K2) 。
答案：　 eq \f(K,K2)
二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用
3．在一定體積的密閉容器中，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)系如表所示：
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列問(wèn)題：
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝ 。
(2)該反應(yīng)為 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(3)某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，試判斷此時(shí)的溫度為 ℃。
(4)若830 ℃時(shí)，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反應(yīng)達(dá)到平衡后，其化學(xué)平衡常數(shù)K (填“大于”“小于”或“等于”)1.0。
(5)830 ℃時(shí)，容器中的化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡。在其他條件不變的情況下，擴(kuò)大容器的體積。平衡 (填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”)移動(dòng)。
答案：　(1)　(2)吸熱　(3)700　(4)等于　(5)不
真題演練　明確考向
1．(2022·1浙江選擇考，20)AB型強(qiáng)電解質(zhì)在水中的溶解(可視作特殊的化學(xué)反應(yīng))表示為AB(s)===An＋(aq)＋Bn－(aq)，其焓變和熵變分別為ΔH和ΔS。對(duì)于不同組成的AB型強(qiáng)電解質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．ΔH和ΔS均大于零
B．ΔH和ΔS均小于零
C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
D　[強(qiáng)電解質(zhì)溶于水有的放熱，如硫酸銅等；有的吸熱，如碳酸氫鈉等，所以在水中溶解對(duì)應(yīng)的ΔH可能大于零或小于零。熵表示體系混亂程度。體系越混亂，則熵越大。AB型強(qiáng)電解質(zhì)溶于水，存在熵的變化。固體轉(zhuǎn)化為離子，混亂度是增加的，但離子在水中存在水合過(guò)程，這樣會(huì)引發(fā)水的混亂度的變化，讓水分子更加規(guī)則，即水的混亂度下降，所以整個(gè)溶解過(guò)程的熵變?chǔ)，取決于固體轉(zhuǎn)化為離子的熵增與水合過(guò)程的熵減兩個(gè)作用的相對(duì)大小關(guān)系。若是前者占主導(dǎo)，則整個(gè)溶解過(guò)程熵增，即ΔS＞0，反之，熵減，即ΔS＜0。綜上所述，D項(xiàng)符合題意。]
2．[2017·全國(guó)卷Ⅲ，28(4)]298 K時(shí)，將20 mL 3x mol·L－1Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsO(aq) ＋I(xiàn)2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。
①下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是 (填標(biāo)號(hào))。
a．溶液的pH不再變化
b．v(I－)＝2v(AsO)
c．c(AsO)/c(AsO)不再變化
d．c(I－)＝y(tǒng) mol·L－1
②tm時(shí)，v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
③tm時(shí)v逆 tn時(shí)v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是 。
④若平衡時(shí)溶液的pH＝14，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為 。
答案：　①ac　②大于　③小于　tm時(shí)生成物濃度較低　④
3．[2021·山東等級(jí)考，20(3)] 2 甲氧基 2 甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加劑。在催化劑作用下，可通過(guò)甲醇與烯烴的液相反應(yīng)制得，體系中同時(shí)存在如圖反應(yīng)：
學(xué)生用書?第167頁(yè)
已知溫度為353 K時(shí)反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)K3＝9.0。為研究反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)行為，向盛有四氫呋喃的一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制溫度為353 K，A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖所示。代表B的變化曲線為 (填“X”或“Y”)；t＝100 s時(shí)，反應(yīng)Ⅲ的正反應(yīng)速率v正 逆反應(yīng)速率v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。
解析：　溫度為353 K，反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)K3＝9.0，＝9.0。由A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線可知，X代表的平衡濃度高于Y，則代表B的變化曲線為X；由曲線的變化趨勢(shì)可知，100 s以后各組分的濃度仍在變化， t＝100 s時(shí)，Q＝＝≈10.2＞9，因此，反應(yīng)Ⅲ正在向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故其正反應(yīng)速率v正小于逆反應(yīng)速率v逆。
答案：　X　＜
課時(shí)精練(三十三)　化學(xué)平衡狀態(tài)　化學(xué)平衡常數(shù)
(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)
1．隨著汽車使用量增大，尾氣污染已經(jīng)受到人們的普遍關(guān)注。研究表明，常溫常壓下：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.8 kJ·mol－1，ΔS＝－197.5 J·mol－1·K－1。下列說(shuō)法與事實(shí)不相符合的是(　　)
A．常溫下，ΔH－TΔS>0，此反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行
B．常溫下，ΔH－TΔS<0，但CO和NO通常難以轉(zhuǎn)化為N2和CO2
C．汽車尾氣中含有較多的CO和NO，是因?yàn)樵摲磻?yīng)的活化能較高
D．要有效降低汽車尾氣中的CO和NO含量，應(yīng)該尋找高效廉價(jià)的催化劑
A　[常溫下，反應(yīng)2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH<0、ΔS<0，ΔH－TΔS＝(－746.8 kJ·mol－1)－298 K×(－0.197 5 kJ·mol－1·K－1)＝－687.945 kJ·mol－1<0，則該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行，A錯(cuò)誤；常溫下，ΔH－TΔS<0，但CO和NO通常難以轉(zhuǎn)化為N2和CO2，必須尋找高效催化劑，B正確；該反應(yīng)的活化能較高，反應(yīng)速率較慢，故汽車尾氣中含有較多的CO和NO，C正確；要有效降低汽車尾氣中的CO和NO含量，應(yīng)該尋找高效廉價(jià)的催化劑，降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率，D正確。]
2．一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達(dá)到平衡時(shí)，X、Y、Z的濃度分別為0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，則下列判斷正確的是(　　)
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡時(shí)，Y和Z的生成速率之比為2∶3
C．X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等
D．c1的取值范圍為0D　[平衡濃度之比為1∶3，轉(zhuǎn)化濃度亦為1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正確；平衡時(shí)Y生成表示逆反應(yīng)速率，Z生成表示正反應(yīng)速率，且v生成(Y)∶v生成(Z)應(yīng)為3∶2，B不正確；由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知03．一定溫度下，體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，經(jīng)2 min后達(dá)到平衡，NH3的濃度減少了0.6 mol·L－1。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．平衡時(shí)5v正(O2)＝4v逆(NO)
B．2 min末的反應(yīng)速率，用NO表示是0.3 mol·L－1·min－1
C．由混合氣體的密度不再改變可判定反應(yīng)達(dá)到平衡
D．由混合氣體的壓強(qiáng)不再改變可判定反應(yīng)達(dá)到平衡
D　[平衡時(shí)，4v正(O2)＝5v逆(NO)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；0～2 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率，用NO表示是0.6 mol·L－1/2 min＝0.3 mol·L－1·min－1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；容器體積不變，氣體總質(zhì)量不變，所以混合氣體的密度始終不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，容器體積不變，溫度不變，混合氣體的壓強(qiáng)是變量，當(dāng)混合氣體的壓強(qiáng)不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確。]
4．已知：2H2S(g)＋O2(g)S2(s)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)。T ℃時(shí)，在體積為2 L的恒容密閉容器中，起始加入2 mol H2S(g)和1 mol O2(g)，達(dá)到平衡時(shí)生成0.6 mol S2(s)。下列說(shuō)法能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　)
A．硫化氫的濃度是氧氣濃度的2倍
B．容器中混合氣體的壓強(qiáng)不變
C．反應(yīng)放出的熱量為0.3Q kJ
D．消耗2 mol H2S(g)的同時(shí)生成2 mol H2O(g)
B　[硫化氫的濃度為氧氣的2倍，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)，恒容容器中混合氣體的壓強(qiáng)不變，說(shuō)明各氣體的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡，B項(xiàng)正確；反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成0.6 mol S2(s)，消耗的H2S為1.2 mol，反應(yīng)放出0.6Q kJ熱量，故反應(yīng)放出0.3Q kJ熱量時(shí)，未達(dá)到平衡，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)已知熱化學(xué)方程式可知，任何時(shí)間段，消耗2 mol H2S(g)的同時(shí)一定生成2 mol H2O(g)，且可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
5．某溫度下氣體反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，平衡常數(shù)K＝c(A)·c2(B)/[c2(E)·c(F)]，恒容時(shí)，若溫度適當(dāng)降低，F(xiàn)的濃度增加，下列說(shuō)法正確的是(　　)
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)的焓變?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只隨溫度的變化而變化，與濃度變化無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；降低溫度，正、逆反應(yīng)速率均減小，B錯(cuò)誤；降溫時(shí)，F(xiàn)的濃度增大，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則焓變?yōu)檎担珻錯(cuò)誤。]
6．反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為K1；反應(yīng)HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)的平衡常數(shù)為K2，則K1、K2的關(guān)系式為(平衡常數(shù)為同溫度下的測(cè)定值)(　　)
A．K1＝2K2 B．K1＝K
C．K1＝ eq \f(1,K) D．K1＝K2
C　[K1＝c2(HI)/[c(H2)·c(I2)]，K2＝c(H2)·c(I2)/c(HI)，K1＝ eq \f(1,K) 。]
7．可逆反應(yīng)：2SO2＋O22SO3達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2。下列說(shuō)法正確的是(K為平衡常數(shù)，Q為濃度商)(　　)
A．Q不變，K變大，O2轉(zhuǎn)化率增大
B．Q不變，K變大，SO2轉(zhuǎn)化率減小
C．Q變小，K不變，O2轉(zhuǎn)化率減小
D．Q增大，K不變，SO2轉(zhuǎn)化率增大
C　[當(dāng)可逆反應(yīng)2SO2＋O22SO3達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2，平衡向右進(jìn)行，但O2轉(zhuǎn)化率減小，濃度商Q變小，K不變。]
8．對(duì)于可逆反應(yīng)SiO2(s)＋C(s)＋N2(g)Si3N4(s)＋CO(g)(未配平)　ΔH<0。下列敘述正確的是(　　)
A．增加焦炭的用量，生成氮化硅的反應(yīng)速率增大
B．增加SiO2的用量，焦炭的轉(zhuǎn)化率增大
C．增大壓強(qiáng)，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小
D．反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K＝，升高溫度，平衡常數(shù)K減小
D　[焦炭是固體，增加焦炭的用量，反應(yīng)速率不變，A錯(cuò)誤。增加SiO2的用量，平衡不移動(dòng)，焦炭的轉(zhuǎn)化率不變，B錯(cuò)誤。增大壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率均增大，C錯(cuò)誤。配平反應(yīng)方程式可得：3SiO2(s)＋6C(s)＋2N2(g) Si3N4(s)＋6CO(g)，則平衡常數(shù)可表示為K＝；該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)K減小，D正確。]
9．用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的反應(yīng)為4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。在恒溫恒容條件下測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中c(Cl2)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
t/min 0 2 4 6
c(Cl2)/(10－3 mol·L－1) 0 1.8 3.7 5.4
A．2～6 min用Cl2表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.9 mol·L－1·min－1
B．當(dāng)容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時(shí)，可說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
C．化學(xué)平衡常數(shù)：K(200 ℃)>K(400 ℃)
D．增大壓強(qiáng)，可以提高HCl的平衡轉(zhuǎn)化率
A　[2～6 min c(Cl2)由1.8×10－3 mol·L－1增大到5.4×10－3 mol·L－1，則有v(Cl2)＝＝9×10－4 mol·L－1·min－1，A錯(cuò)誤；恒溫恒容時(shí)，平衡建立過(guò)程中，混合氣體的總質(zhì)量不變，氣體的總物質(zhì)的量不斷變化，則氣體的平均摩爾質(zhì)量不斷變化，當(dāng)容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，B正確；該反應(yīng)的ΔH<0，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)K減小，則平衡常數(shù)：K(200 ℃)>K(400 ℃)，C正確；該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，則HCl的平衡轉(zhuǎn)化率增大，D正確。]
10.T ℃時(shí)，在一固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：
A(g)＋B(g)C(s)　ΔH<0，按照不同配比充入A、B，達(dá)到平衡時(shí)容器中A、B濃度變化如圖中曲線(實(shí)線)所示，下列判斷正確的是(　　)
A．T ℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)值為4
B．c點(diǎn)沒(méi)有達(dá)到平衡，此時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行
C．若c點(diǎn)為平衡點(diǎn)，則此時(shí)容器內(nèi)的溫度高于T ℃
D．T ℃時(shí)，直線cd上的點(diǎn)均為平衡狀態(tài)
C　[根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式并結(jié)合圖中曲線可知，K＝＝，故A錯(cuò)誤；c點(diǎn)沒(méi)有達(dá)到平衡，如果達(dá)到平衡，應(yīng)向d點(diǎn)移動(dòng)，A、B的濃度降低，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；如果c點(diǎn)達(dá)到平衡，此時(shí)的平衡常數(shù)小于T ℃時(shí)的平衡常數(shù)，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即溫度升高，故C正確；T ℃時(shí)，平衡常數(shù)不變，曲線上各點(diǎn)位于平衡狀態(tài)，其他點(diǎn)溫度不同，不是平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。]
11．常壓下羰基化法精煉鎳的原理為：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 ℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸點(diǎn)為42.2 ℃，固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。
第一階段：將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4；
第二階段：將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來(lái)，加熱至230 ℃制得高純鎳。
下列判斷錯(cuò)誤的是(　　)
A．增加c(CO)，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)的平衡常數(shù)不變
B．第一階段，在30 ℃和50 ℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度，選50 ℃
C．第二階段，Ni(CO)4分解率較高
D．該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)
D　[A項(xiàng)，因平衡常數(shù)大小只與溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)，所以反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，第一階段，50 ℃時(shí)，Ni(CO)4為氣態(tài)，易于分離，有利于Ni(CO)4的生成，正確；C項(xiàng)，第二階段，230 ℃制得高純鎳的反應(yīng)方程式Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常數(shù)K1＝＝5×104，所以Ni(CO)4分解率較高，正確；D項(xiàng)，因反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，再根據(jù)該反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)可知，該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，錯(cuò)誤。]
12．已知在400 ℃時(shí)，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K＝0.5。
(1)在400 ℃時(shí)，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′＝ (填數(shù)值)。
(2)400 ℃時(shí)，在0.5 L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，一段時(shí)間后，測(cè)得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2 mol、1 mol、2 mol，則此時(shí)反應(yīng)v正(N2) v逆(N2)(填“>”“<”“＝”或“不確定”)。
(3)若在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，則合成氨反應(yīng)的平衡 (填“向左”“向右”或“不”)移動(dòng)；使用催化劑 (填“增大”“減小”或“不改變”)反應(yīng)的ΔH。
解析：　(1)平衡常數(shù)的值與化學(xué)方程式的書寫有關(guān)，根據(jù)平衡常數(shù)的定義可得K′＝＝2。
(2)引入濃度商Q，Q＝＝＝＝K，說(shuō)明此時(shí)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，即v正(N2)＝v逆(N2)。
(3)恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，使總體積增大。
答案：　(1)2　(2)＝　(3)向左　不改變
13．將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2 L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：
實(shí)驗(yàn)組 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
(1)實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K＝ 。
(2)實(shí)驗(yàn)3中，若平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣，則a/b的值 (填具體值或取值范圍)。
(3)實(shí)驗(yàn)4，若900 ℃時(shí)，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均為1 mol，則此時(shí)v正 v逆(填“<”“>”或“＝”)。
解析：　(1)實(shí)驗(yàn)2條件下，平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為1.6 mol，則：
　　　 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
2 1 0 0
0.4 0.4 0.4 0.4
1.6 0.6 0.4 0.4
故900 ℃時(shí)，K＝＝＝≈0.17。
(2)由于CO與H2O(g)的化學(xué)計(jì)量數(shù)都為1，所以當(dāng)兩者物質(zhì)的量相等時(shí)，二者轉(zhuǎn)化率相等。要使CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣的轉(zhuǎn)化率，則增大水蒸氣的物質(zhì)的量，即a/b的值小于1。
(3)由上面的分析可知，900 ℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.17。實(shí)驗(yàn)4中，在900 ℃時(shí)，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均為1 mol，則此時(shí)Q＝1，Q>K，故反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，所以v正答案：　(1)(或0.17)　(2)<1(填0

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