資源簡介

(共261張PPT)
高考小專題
方向比努力更重要
研究考綱·辨明考向
“三段式”在平衡常數、轉化率
計算中的完美應用
例題精講●成竹在胸
1．(2024屆廣東汕頭期中)NOx的排放來自汽車尾氣，研究利用反應C(s)＋2NO(g)
N2(g)＋CO2(g) △H＝－34.0kJ mol－1，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NO氣體，保持恒壓測得NO的轉化率隨溫度的變化如下圖所示。(已知：氣體分壓＝氣體總壓×物質的量分數)，下列有關說法錯誤的是
A．若能測得反應產生22gCO2，則反應放出的熱量為17.0kJ
B．達到平衡后增大活性炭的用量，平衡不移動
C．在950K～1000K之間，化學反應速率：v正＜v逆
D．1050K時，反應的化學平衡常數Kp＝4
√
解析：A．從C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g) 可以看出每生成44g CO2放出的熱量為34.0kJ，則能產生22gCO2，放出的熱量為17.0kJ，A正確；
B．固體物質的用量，不影響平衡，故達到平衡后增大活性炭的用量，平衡不移動，B正確；
C．在950K～1000K之間，化學反應還沒有達到平衡狀態，故速率：v正＞v逆，C不正確；
2．(2024屆重慶第八中學)CO和H2合成乙醇發生如下反應：
主反應：2CO(g)＋4H2(g) CH3CH2OH(g)＋H2O(g) △H1＝－128.8kJ mol－1
副反應：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H2＝－41.8kJ mol－1 △S2＝－42.1J K-1 mol－1
向一恒容密閉容器中投入一定量的
CO和H2發生上述反應，CO的平衡
轉化率與溫度、投料比S
[S＝ ]的關系如圖所示。
下列有關說法正確的是
√
A. S1＜S2
B. 在投料比為S3條件下，主反應的v正(Y)＞v逆(Z)
C. 副反應能自發進行的臨界溫度約為993K
D. 在T1K、S2＝2、時，主反應的平衡常數K＝0.2
解析：主副反應均為放熱反應，升高溫度，CO的轉化率減小，從T1到T4溫度升高，當溫度相同時，投料比S[S＝ ]越大，一氧化碳的轉化率越高，S1＞S2＞S3。
A．當溫度相同時，投料比S[S＝ ]越大，一氧化碳的轉化率越高，S1＞S2，A錯誤；
B．在投料比為S3條件下，Y的溫度低于Z，主反應的v正(Y)＜v逆(Z)，B錯誤；
3．(2024屆河北廊坊重點高中聯考)某溫度下，在容積為2L的密閉容器中，X(g)、Y(g)、Z(g)三種物質的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示，已知4min時改變了一個條件。下列說法錯誤的是
A．反應進行到a點時，Z的轉化率為14%
B．該反應的化學方程式為2Z(g)＋Y(g)
3X(g)
C．該溫度下，反應的平衡常數為25/64
D．4min時改變的條件是壓縮體積
√
4．(2023屆廣東湛江六模)一定條件下，反應2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) △H＞0，達到平衡時N2的體積分數與溫度、壓強的關系如圖所示。下列說法正確的是
A．壓強：p1＞p2
B．a點：2v正(NH3)＝ 3v逆(H2)
C．a點：NH3的轉化率為1/3
D．b、c兩點對應的平衡常數：Kc＞Kb
√
解析：A．相同溫度時，p2到p1，N2的體積分數增大，說明平衡正向移動，此時氣體系數之和增大，說明改變的條件是減小壓強，所以p2＞p1，A項不符合題意；
D．b、c兩點均為平衡態，且c點溫度高，該反應為吸熱反應，溫度升高，平衡正向移動，平衡常數增大，所以c點平衡常數大，D項符合題意；
5．(2023屆湖南沖刺)已知反應：A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)，在一定壓強下，按x＝ （A的物質的量始終為1 mol）向密閉容器中充入A氣體與B氣體。圖甲表示平衡時，A氣體的體積分數(V%)與溫度 (T)、x的關系。圖乙表示x＝2時，正、逆反應的平衡常數與溫度的關系。則下列說法正確的是
√
A．圖甲中，x2＜1
B．圖乙中，A線表示正反應的平衡常數
C．由圖乙可知，T1時，K＝1，B的轉化率約為33.3%
D．若在恒容絕熱裝置中進行上述反應，達到平衡時，裝置內的氣體壓強將減小
解析：A．增大B的量，平衡正向移動，A的體積分數減小，則圖甲中x2＞1，A錯誤；
B．由圖甲可知，升高溫度A的體積分數增大，可知正反應為放熱反應，則升高溫度正反應的平衡常數K減小，圖乙中曲線B表示正反應的平衡常數，B錯誤；
6. (2022年湖南卷)向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入2molX和1molY發生反應：2X(g)＋Y(g) Z(g) △H，其中甲為絕熱過程，乙為恒溫過程，兩反應體系的壓強隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是
A. △H＞0
B. 氣體的總物質的量：na＜nc
C. a點平衡常數：K＞12
D. 反應速率：va正＜vb正
√
解析：A．甲容器在絕熱條件下，隨著反應的進行，壓強先增大后減小，根據理想氣體狀態方程PV=nRT可知，剛開始壓強增大的原因是因為容器溫度升高，則說明上述反應過程放熱，即△H＜0，故A錯誤；
B．根據A項分析可知，上述密閉溶液中的反應為放熱反應，圖中a點和c點的壓強相等，因甲容器為絕熱過程，乙容器為恒溫過程，若兩者氣體物質的量相等，則甲容器壓強大于乙容器壓強，則說明甲容器中氣體的總物質的量此時相比乙容器在減小即氣體總物質的量：na＜nc，故B正確；
D．根據圖像可知，甲容器達到平衡的時間短，溫度高，所以達到平衡的速率相對乙容器的快，即Va正＞Vb正，故D錯誤。
7. (2022年遼寧卷)某溫度下，在1L恒容密閉容器中2.0molX發生反應2X(s) Y(g)＋2Z(g)，有關數據如下：
時間段/min 產物Z的平均生成速率/mol·L-1·min-1
0～2 0.20
0～4 0.15
0～6 0.10
下列說法錯誤的是
A．1min時，Z的濃度大于0.20mol·L-1
B．2min時，加入0.20molZ，此時v正(Z)＜v逆(Z)
C．3min時，Y的體積分數約為33.3%
D．5min時，X的物質的量為1.4mol
√
解析：A．反應開始一段時間，隨著時間的延長，反應物濃度逐漸減小，產物Z的平均生成速率逐漸減小，則0～1min內Z的平均生成速率大于0～2min內的，故1min時，Z的濃度大于0.20mol·L-1，A正確；　
√
8．X、Y、Z三種氣體，取X和Y按1∶1的物質的量之比混合，放入密閉容器中發生如下反應：X＋2Y 2Z，達到平衡后，測得混合氣體中反應物的總物質的量與生成物的總物質的量之比為3∶2，則Y的轉化率最接近于(　　)
A．33% B．40% C．50% D．65%
P1＜P2＜P3
合成氨的反應為氣體分子數減少的反應，壓強越大平衡時氨的摩爾分數越大
圖4
33.33%
解析： (4)①合成氨的反應中，壓強越大越有利于氨的合成，因此，壓強越大平衡時氨的摩爾分數越大。由圖中信息可知，在相同溫度下，反應達平衡時氨的摩爾分數P1＜P2＜P3，因此，圖中壓強由小到大的順序為P1＜P2＜P3，判斷的依據是：合成氨的反應為氣體分子數減少的反應，壓強越大平衡時氨的摩爾分數越大。
②對比圖3和圖4中的信息可知，在相同溫度和相同壓強下，圖4中平衡時氨的摩爾分數較小。在恒壓下充入情性氣體Ar，反應混合物中各組分的濃度減小，各組分的分壓也減小，化學平衡要朝氣體分子數增大的方向移動，因此，充入情性氣體Ar不利于合成氨，進料組成中含有情性氣體Ar的圖是圖4。
(2)在某溫度、100kPa下，向反應器中充入1mol氣態乙苯發生反應④，其平衡轉化率為50%，欲將平衡轉化率提高至75%，需要向反應器中充入_______mol水蒸氣作為稀釋氣(計算時忽略副反應)；
5
11. (2022年全國乙卷節選)油氣開采、石油化工、煤化工等行業廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利用?；卮鹣铝袉栴}：
(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平衡轉化率為________，平衡常數Kp＝________kPa。
50% 4.76
(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轉化率隨時間的變化如下圖所示。
①n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡轉化率________，理由是_________________
___________________________________________________________。
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。
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平衡轉化率越高
d
24.9
(4)①由于正反應是體積增大的可逆反應，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平衡轉化率越高；
②n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡轉化率越高，所以n(H2S)∶n(Ar)＝1:9對應的曲線是d；根據圖像可知n(H2S):n(Ar)＝1:9反應進行到0.1s時H2S轉化率為0.24。假設在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質的量分別為1mol和9mol，
12. (2022年1月浙江選考節選)工業上，以煤炭為原料，通入一定比例的空氣和水蒸氣，經過系列反應可以得到滿足不同需求的原料氣。請回答：
(3)一氧化碳變換反應：CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41kJ·mol-1。
①一定溫度下，反應后測得各組分的平衡壓強(即組分的物質的量分數×總壓)：p(CO)=0.25MPa、p(H2O)=0.25MPa、p(CO2)=0.75MPa和p(H2)=0.75MPa，則反應的平衡常數K的數值為________。
②維持與題①相同的溫度和總壓，提高水蒸氣的比例，使CO的平衡轉化率提高到90%，則原料氣中水蒸氣和CO的物質的量之比為________。
9.0
1.8∶1
③生產過程中，為了提高變換反應的速率，下列措施中合適的是________。
A．反應溫度愈高愈好 B．適當提高反應物壓強
C．選擇合適的催化劑 D．通入一定量的氮氣
BC
③A．反應溫度過高，會引起催化劑失活，導致反應速率變慢，A不符合題意；
B．適當增大壓強，可加快反應速率，B符合題意；
C．選擇合適的催化劑有利于加快反應速率，C符合題意；
D．若為恒容條件，通入氮氣對反應速率無影響，若為恒壓條件，通入氮氣后，容器體積變大，反應物濃度減小，反應速率變慢，D不符合題意；
故答案選BC；
13．(2022屆八省八校節選)甲醇是重要的化工原料，研究甲醇的制備及用途在工業上有重要的意義。
(2)對于反應CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，v正＝k正p(CO2)p3(H2)，v逆＝k逆p(CH3OH)p(H2O)。其中k正、k逆分別為正、逆反應速率常數，p為氣體分壓(分壓=物質的量分數×總壓)。
在540K下，按初始投料比
n(CO2)∶n(H2)＝3∶1、
n(CO2)∶n(H2)=1∶1、
n(CO2)∶n(H2)=1∶3，得到
不同壓強條件下H2的平衡
轉化率
關系圖：
①比較a、b、c各曲線所表示的投料比大小順序為 (用字母表示)。
②點N在線b上，計算540K的壓強平衡常數Kp= (用平衡分壓代替平衡濃度計算)。
③540K條件下，某容器測得某時刻p(CO2)=0.2MPa，p(CH3OH)=p(H2O)=0.1MPa，p(H2)=0.4MPa，此時v正∶v逆= 。
a>b>c
0.5(MPa)-2
0.64
解析：(2)①投料比越大，氫氣的平衡轉化率越高，因此a代表n(CO2)：n(H2)=3:1，b代表n(CO2)：n(H2)=1:1，c代表n(CO2)：n(H2)=1:3，a、b、c各曲線所表示的投料比大小順序為a>b>c。
14．可逆反應CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)在密閉容器中建立平衡。當溫度為749 K時，K＝，則：
(1)當CO和H2O的起始濃度均為2 mol·L－1時，CO的轉化率為________。
(2)當CO的起始濃度仍為2 mol·L－1，H2O的起始濃度為6 mol·L－1時，CO的轉化率為________。
60%
85%
1.概念
在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物 與反應物 的比值是一個常數，用符號 表示。
2.表達式
對于反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝ (固體和純液體的濃度視為常數，通常不計入平衡常數表達式中)。
如(1)C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)的平衡常數表達式K＝ 。
(2)Fe3＋(aq)＋3H2O(l) Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)的平衡常數表達式K＝ 。
濃度冪之積
濃度冪之積
K
知識梳理●智能提升
3.意義及影響因素
(1)K值越大，反應物的轉化率越大，正反應進行的程度越大。
(2)K只受 影響，與反應物或生成物的濃度變化無關。
(3)化學平衡常數是指某一具體反應的平衡常數。
溫度
4.應用
(1)判斷可逆反應進行的程度。
(2)判斷反應是否達到平衡或向何方向進行。
對于化學反應aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)的任意狀態，濃度商：Q＝ 。
Q＜K，反應向 反應方向進行；
Q＝K，反應處于 狀態；
Q＞K，反應向 反應方向進行。
(3)判斷反應的熱效應：若升高溫度，K值增大，則正反應為 熱反應；若升高溫度，K值減小，則正反應為 熱反應。
正
平衡
逆
吸
放
(1)平衡常數表達式中，可以是物質的任一濃度(　　)
(2)催化劑既能改變速率常數，也能改變化學平衡常數(　　)
(3)對于同一可逆反應，升高溫度，則化學平衡常數增大(　　)
(4)增大反應物的濃度，平衡正向移動，化學平衡常數增大(　　)
(5)Cl2＋H2O HCl＋HClO的平衡常數表達式K＝ (　)
×
×
×
×
×
正誤判斷●明辨考向
1.在一定溫度下，已知以下三個反應的平衡常數：
反應①：CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s)　K1
反應②：H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g)　K2
反應③：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　K3
(1)反應①的平衡常數表達式為____________。
(2)反應③的K3與K1、K2的關系是K3＝____。
拓展思維●智能提升
2
.
在某溫度下，
N
2
＋
3H
2
2NH
3
的平衡常數為
K
1
，則該溫度下，
NH
3
1
2
N
2
＋
3
2
H
2
的平衡常數
K
3
＝
_____
_
。
化學平衡常數與化學方程式書寫形式的關系
(1)正、逆反應的平衡常數互為倒數。
(2)若化學方程式中各物質的化學計量數都擴大或縮小至原來的n倍，則化學平
衡常數變為原來的n次冪或 次冪。
(3)兩方程式相加得到新的化學方程式，其化學平衡常數是兩反應平衡常數的乘積。
歸納總結
題組一　化學平衡常數及影響因素
1.O3是一種很好的消毒劑，具有高效、潔凈、方便、經濟等優點。O3可溶于水，在水中易分解，產生的[O]為游離氧原子，有很強的殺菌消毒能力。常溫常壓下發生的反應如下：
反應①　O3 O2＋[O]　ΔH>0　平衡常數為K1；
反應②　[O]＋O3 2O2　ΔH<0　平衡常數為K2；
總反應：2O3 3O2　ΔH<0　平衡常數為K。
下列敘述正確的是
A.降低溫度，總反應K減小　　　　 B.K＝K1＋K2
C.適當升溫，可提高消毒效率　　　D.壓強增大，K2減小
√
對點訓練
解析：降溫，總反應平衡向右移動，K增大，A項錯誤；
升高溫度，反應①平衡向右移動，c([O])增大，可提高消毒效率，C項正確；
對于給定的反應，平衡常數只與溫度有關，D項錯誤。
2.已知反應：
CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g) CH2==CHCH2Cl(g)
＋HCl(g)。在一定壓強下，按w＝ 　向密閉容器中充入氯氣與丙
烯。圖甲表示平衡時，丙烯的體積分數(φ)與溫度(T)、w的關系，圖乙表示逆反應的平衡常數與溫度的關系。則下列說法中錯誤的是
A.圖甲中w2＞1
B.圖乙中，A線表示逆反應的平衡常數
C.溫度為T1、w＝2時，Cl2的轉化率為50%
D.若在恒容絕熱裝置中進行上述反應，達
　到平衡時，裝置內的氣體壓強增大
√
解析：根據圖甲中信息可知，增大n(Cl2)，w增大，平衡正向移動，丙烯的體積分數(φ)減小，故w2＞1，A項正確；
根據圖甲可知，升高溫度，丙烯的體積分數增大，說明平衡逆向移動，逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，則升高溫度，正反應的平衡常數減小，逆反應的平衡常數增大，圖乙中，A線表示逆反應的平衡常數，B項正確；
該反應為反應前后氣體體積不變的放熱反應，反應向正反應方向進行，體系溫度升高，氣體膨脹，達到平衡時，裝置內的氣體壓強將增大，D項正確。
3.將一定量的SO2(g)和O2(g)分別通入體積為2 L的恒容密閉容器中，在不同溫度下進行反應，得到如下表中的兩組數據：
實驗編號 溫度/℃ 平衡常數 起始量/mol 平衡量/mol 達到平衡所需時間/min
SO2 O2 SO2 O2 1 T1 K1 4 2 x 0.8 6
2 T2 K2 4 2 0.4 y t
下列說法中不正確的是
A.x＝2.4
B.T1、T2的關系：T1＞T2
C.K1、K2的關系：K2＞K1
D.實驗1在前6 min的反應速率v(SO2)＝0.2 mol·L－1·min－1
√
解析：根據題中信息可列“三段式”：
　　　　　　　 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
n(起始)/mol 　　4 　　　 2
n(轉化)/mol 　　4－x 　 2－0.8
n(平衡)/mol 　　x 　　　 0.8
(4－x)∶(2－0.8)＝2∶1
解得：x＝1.6 同理，解得y＝0.2，
由于2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)是放熱反應，溫度越高，反應正向進行的程度越小，根據x，y可以判斷出T1＞T2，K1＜K2。實驗1在前6 min的反應速率
v(SO2)＝ ＝0.2 mol·L－1·min－1，故本題選A。
4.在恒容密閉容器中，由CO合成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，在其他條件不變的情況下研究溫度對反應的影響，實驗結果如圖所示，下列說法正確的是
A.平衡常數K＝
B.該反應在T1時的平衡常數比T2時的小
C.CO合成甲醇的反應為吸熱反應
D.處于A點的反應體系從T1變到T2，達到平衡時 增大
√
B項，由圖像可知，反應從T2到T1時，甲醇的物質的量增大，根據平衡常數和計算式可知T1時的平衡常數比T2時的大，錯誤；
C項，由圖像可知在T2溫度下反應先達到平衡，反應速率較T1快，則有T2＞T1，從圖像的縱坐標分析可得溫度降低，平衡向正反應方向移動，則正反應為放熱反應，錯誤；
題組二　化學平衡常數與平衡移動方向的判斷
5.甲醇是重要的化學工業基礎原料和清潔液體燃料。工業上可利用CO或CO2來生產燃料甲醇。已知制備甲醇的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數如下表所示：
化學反應 平衡常數 溫度/℃ 500 800
①2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g) K1 2.5 0.15
②H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g) K2 1.0 2.50
③3H2(g)＋CO2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) K3
(1)據反應①與②可推導出K1、K2與K3之間的關系，則K3＝_______(用K1、K2表示)。
K1·K2
K3＝K1·K2。
(2)反應③的ΔH____(填“>”或“＜”)0。
解析：根據K3＝K1·K2，500 ℃、800 ℃時，反應③的平衡常數分別為2.5,0.375；升溫，K減小，平衡左移，正反應為放熱反應，所以ΔH＜0。
＜
(3)500 ℃時測得反應③在某時刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L－1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時v正____(填“＞”“＝”或“＜”)v逆。
＞
解析：500 ℃時，K3＝2.5
故反應正向進行，v正＞v逆。
6.(1)CO2和H2充入一定體積的密閉容器中，在兩種溫度下發生反應：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)，測得CH3OH的物質的量隨時間的變化如圖1。
①該反應的平衡常數表達式為____________________。
②曲線Ⅰ、Ⅱ對應的平衡常數大小關系為KⅠ___(填“＞”“＝”或“＜”)KⅡ。
③在某壓強下合成甲醇的反應在不同溫度、不同投料比時，CO2的轉化率如圖2所示。
KA、KB、KC三者之間的大小關系為____________。
＞
KA＝KC＞KB
(2)一氧化碳可將金屬氧化物還原為金屬單質和二氧化碳。四種金屬氧化物(Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳還原時， 與溫度(T)的關系如圖3。
①700 ℃時，其中最難被還原的金屬氧化物是_______(填化學式)。
②700 ℃時，一氧化碳還原該金屬氧化物的化學
方程式中化學計量數為最簡整數比，該反應的
平衡常數(K)數值等于______。
Cr2O3
10－12
7.在一個體積為2 L的真空密閉容器中加入0.5 mol CaCO3，發生反應CaCO3(s)
CaO(s)＋CO2(g)，測得二氧化碳的物質的量濃度隨溫度的變化關系如下圖所示，圖中A表示CO2的平衡濃度與溫
度的關系曲線，B表示不同溫度下反應經
過相同時間時CO2的物質的量濃度的變化
曲線。請按要求回答下列問題：
(1)該反應正反應為_____(填“吸”或“放”)熱反應，溫度為T5 ℃時，該反應耗時40 s達到平衡，則T5℃時，該反應的平衡常數數值為_____。
吸
0.2
解析：T5 ℃時，c(CO2)＝0.20 mol·L－1，K＝c(CO2)＝0.20。
(2)如果該反應的平衡常數K值變大，該反應____(選填字母)。
a.一定向逆反應方向移動
b.在平衡移動時正反應速率先增大后減小
c.一定向正反應方向移動
d.在平衡移動時逆反應速率先減小后增大
bc
解析：K值增大，平衡正向移動，正反應速率大于逆反應速率。
(3)請說明隨溫度的升高，曲線B向曲線A逼近的原因：____________________
____________________________________。
隨著溫度升高，反應
速率加快，達到平衡所需要的時間變短
(4)保持溫度、體積不變，充入CO2氣體，則CaCO3的質量______，CaO的質量______，CO2的濃度______(填“增大”，“減小”或“不變”)。
增大
解析：體積不變，增大c(CO2)，平衡左移，CaCO3質量增大，CaO質量減小，由于溫度不變，K不變，所以c(CO2)不變。
減小
不變
(5)在T5℃下，維持溫度和容器體積不變，向上述平衡體系中再充入0.5 mol N2，則最后平衡時容器中的CaCO3的質量為____ g。
10
解析：保持體積、溫度不變，充入N2，平衡不移動，c(CO2)仍等于0.20 mol·L－1，其物質的量為0.4 mol，所以剩余CaCO3的物質的量為0.5 mol－0.4 mol＝0.1 mol，其質量為10 g。
1.一個模式——“三段式”
如mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物質的量濃度分別為a mol·L－1、b mol·L－1，達到平衡后消耗A的物質的量濃度為mx mol·L－1。
　　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
c始/mol·L－1 　a 　　 b 　　 　0 　 　 0
c轉/mol·L－1 　mx 　 nx 　　　px 　 　qx
c平/mol·L－1 　a－mx b－nx 　 px 　　qx
“三段式”突破平衡常數(K)、轉化率的相關計算
拓展思維●智能提升
2.明確三個量的關系
(1)三個量：即起始量、變化量、平衡量。
(2)關系
①對于同一反應物，起始量－變化量＝平衡量。
②對于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。
③各轉化量之比等于各反應物的化學計量數之比。
3.掌握四個公式
(2)生成物的產率：實際產量(指生成物)占理論產量的百分數。一般來講，轉化率越大，原料利用率越高，產率越大。
按要求回答下列問題：
對于N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，在相同體積的甲、乙兩密閉容器中，恒溫條件下，甲容器中充入1 mol N2、3 mol H2，乙容器中充入2 mol NH3，達到平衡時：
(1)甲容器中N2的轉化率______(填“等于”“大于”或“小于”)H2的轉化率。
(2)甲容器中N2的轉化率與乙容器中NH3的分解率之和為____。
(3)甲容器中釋放的熱量與乙容器中吸收的熱量之和為____。
等于
1
92
拓展思維●智能提升
題組一　化學平衡常數的單純計算
1.在容積為1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，發生反應N2O4(g) 2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深。
回答下列問題：
(1)反應的ΔH_______(填“大于”或“小于”)0；
100 ℃時，體系中各物質濃度隨時間變化如右圖
所示。反應的平衡常數K1為______。
解析：升溫，顏色變深，NO2增多，即平衡右移，所以正反應吸熱，即ΔH＞0。由題中圖像可知平衡時NO2和N2O4的濃度，將數據代入平衡常數表達式計算即可。
大于
0.36
對點訓練
(2)100 ℃時達平衡后，改變反應溫度為T，c(N2O4)以0.002 0 mol·L－1·s－1的平均速率降低，經10 s又達到平衡。
①T______(填“大于”或“小于”)100 ℃，判斷理由是___________________
____________________________。
解析：由題意可知，改變溫度使N2O4的濃度降低，即平衡正向移動，則應是升高溫度，T大于100 ℃。
大于
正反應吸熱，反應
向吸熱方向進行，故溫度升高
②列式計算溫度T時反應的平衡常數K2：
______________________________________________________________________________________________________________________________________
__________________。
平衡時，c(NO2)＝0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s×2＋0.120 mol·L－1＝0.160 mol·L－1
c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1
解析：根據速率和時間，求出減少的N2O4的濃度為0.020 mol·L－1，則平衡時N2O4的濃度為0.020 mol·L－1，NO2的濃度為0.160 mol·L－1，由平衡常數表達式可得K2的值。
2.將固體NH4I置于密閉容器中，在一定溫度下發生下列反應：①NH4I(s)
NH3(g)＋HI(g)，②2HI(g) H2(g)＋I2(g)。達到平衡時：c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HI)＝4 mol·L－1，則此溫度下反應①的平衡常數為____。
解析：由平衡時H2的濃度，可求得反應②分解消耗HI的濃度，c分解(HI)＝0.5 mol·L－1×2＝1 mol·L－1，故①式生成c(HI)＝c平衡(HI)＋c分解(HI)＝4 mol·L－1＋1 mol·L－1＝5 mol·L－1，則c平衡(NH3)＝5 mol·L－1，根據平衡常數表達式K＝c平衡(NH3)·c平衡(HI)＝5×4＝20。
20
這是一道比較經典的“易錯”題，極易錯填成25。原因是將①式生成的c(HI)＝5 mol·L－1代入公式中進行求算，而未帶入平衡時HI的濃度(4 mol·L－1)。計算平衡常數時，應嚴格按照平衡常數的定義進行求算，代入的一定是物質的平衡濃度。
反思提高
題組二　化學平衡常數與轉化率相結合計算
3.羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡：
CO(g)＋H2S(g) COS(g)＋H2(g)　K＝0.1
反應前CO的物質的量為10 mol，平衡后CO的物質的量為8 mol。下列說法正確的是
A.升高溫度，H2S濃度增大，表明該反應是吸熱反應
B.通入CO后，正反應速率逐漸增大
C.反應前H2S物質的量為7 mol
D.CO的平衡轉化率為80%
√
解析：A項，升高溫度，H2S濃度增大，說明平衡向逆反應方向移動，逆反應吸熱，正反應放熱，錯誤；
B項，通入CO氣體瞬間正反應速率增大，達到最大值，向正反應方向建立新的平衡，正反應速率逐漸減小，錯誤；
C項，設反應前H2S的物質的量為n mol，容器的容積為V L，則
　　　　　CO(g)＋H2S(g) COS(g)＋H2(g)　K＝0.1
n(始)/mol 10 　 n 　　　 0 　　　0
n(轉)/mol 2 　　 2 　　　 2 　　　2
n(平)/mol 8 　　 n－2 　 2 　　　2
D項，根據上述計算可知CO的轉化率為20%，錯誤。
4.氫氣是一種清潔能源。可由CO和水蒸氣反應制備，其能量變化如下圖所示。
(1)該反應為可逆反應。在800 ℃時，若CO的起始濃度為2.0 mol·L－1，水蒸氣的起始濃度為3.0 mol·L－1，達到化學平衡狀態后，測得CO2的濃度為1.2 mol·L－1，則此反應的平衡常數為____，隨著溫度升高，該反應的化學平衡常數的變化趨勢是______。
1
減小
解析　　　　　　　 CO＋H2O CO2＋H2
初始濃度/mol·L－1 　2.0 3.0 　 0 　 0
平衡濃度/mol·L－1 　0.8 1.8 　 1.2 1.2
由于該反應為放熱反應，升高溫度平衡常數減小。
(2)某溫度下，該反應的平衡常數為K＝ 。該溫度下在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中投入H2O(g)和CO(g)，其起始濃度如下表所示。下列判斷不正確的是_____(填字母)。
起始濃度 甲 乙 丙
c(H2O)/mol·L－1 0.010 0.020 0.020
c(CO)/mol·L－1 0.010 0.010 0.020
A.反應開始時，丙中的反應速率最快，甲中的反應速率最慢
B.平衡時，甲中和丙中H2O的轉化率均是25%
C.平衡時，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.015 mol·L－1
D.平衡時，乙中H2O的轉化率大于25%
CD
解析：A項中，甲容器中反應物的濃度最小，丙容器中反應物的濃度最大，正確；B項，設甲中H2O的轉化率為x，
　　　　　　　　　CO　?。　2O　 　CO2＋ H2
初始濃度/mol·L－1 0.01 　　　 0.01 　　 0 　 0
平衡濃度/mol·L－1 0.01(1－x) 　 0.01(1－x) 0.01x 0.01x
解得x＝25%，
丙相當于甲中壓強增大一倍，平衡不移動，因而H2O的轉化率為25%，正確；
C項，丙中c(CO2)＝0.02 mol·L－1×25%＝0.005 mol·L－1；
D項，乙相當于在甲的基礎上增大水蒸氣的濃度，平衡正向移動，CO的轉化率增大，但H2O的轉化率減小，因而其轉化率小于25%。
題組三　另類平衡常數的計算
5.一定量的CO2與足量的C在恒壓密閉容器中發生反應：C(s)＋CO2(g)
2CO(g)　ΔH＝＋173 kJ·mol－1，若壓強為p kPa，
平衡時體系中氣體體積分數與溫度的關系如圖
所示，回答下列問題：
(1)650 ℃時CO2的平衡轉化率為______。
25%
解析：
650
℃
時，平衡時
CO
2
的體積分數為
60%
，設其物質的量為
0.6 mol
，則
平衡時
CO
的物質的量為
0.4 mol
，起始時
CO
2
的物質的量為
0.6 mol
＋
1
2
×
0.4
mol
＝
0.8 mol
，故
CO
2
的平衡轉化率為
(
0.8
－
0.6
)
mol
0.8 mol
×
100%
＝
25%
。
(2)t1 ℃時平衡常數Kp＝______(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數)；該溫度下達平衡后若再充入等物質的量的CO和CO2氣體，則平衡_____(填“正向”“逆向”或“不”)移動，原因是________。
0.5p
不
Qp＝Kp
6.100 kPa時，反應2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)中NO的平衡轉化率與溫度的關系曲線如圖1，反應2NO2(g) N2O4(g)中NO2的平衡轉化率與溫度的關系曲線如圖2。
(1)圖1中A、B、C三點表示不同溫度、壓強下2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)達到平衡時NO的轉化率，則____點對應的壓強最大。
解析：圖1中曲線為等壓線，A、C在等壓線下方，B在等壓線上方，A、C點相對等壓線，NO的平衡轉化率減小，則平衡逆向移動，為減小壓強所致，B點相對等壓線，NO的平衡轉化率增大，則平衡正向移動，為增大壓強所致，故壓強最大的點為B點。
B
(2)100 kPa、25 ℃時，2NO2(g) N2O4(g)平衡體系中N2O4的物質的量分數為
_______，N2O4的分壓p(N2O4)＝_____kPa，列式計算平衡常數
Kp＝_________________________________(Kp用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數)。
66.7%
66.7
(3)100 kPa、25 ℃時，V mL NO與0.5V mL O2混合后最終氣體的體積為_____ mL。
0.6V
解析
100 kPa
、
25
℃
時，
V
mL NO
與
0.5
V
mL O
2
生成
V
mL NO
2
，
2NO
2
(g)
N
2
O
4
(g)
平衡體系中
NO
2
的轉化率為
80%
，知平衡時氣體的體積為
V
mL
×
(1
－
80%)
＋
V
mL
×
80%
×
1
2
＝
0.6
V
mL
。
Kp含義：在化學平衡體系中，用各氣體物質的分壓替代濃度計算的平衡常數叫壓強平衡常數。
計算技巧：第一步，根據“三段式”法計算平衡體系中各物質的物質的量或物質的量濃度；第二步，計算各氣體組分的物質的量分數或體積分數；第三步，根據分壓計算公式求出各氣體物質的分壓，某氣體的分壓＝氣體總壓強×該氣體的體積分數(或物質的量分數)；第四步，根據平衡常數計算公式代入計算。
例如，N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，壓強平衡常數表達式為Kp＝ 。
方法技巧
拓展訓練·鞏固考點
題型一　“三段式”計算平衡常數、平衡轉化率與壓強
1．(2024屆河南洛陽洛寧一高)丙烯在催化劑上選擇性還原NO的反應為C3H6(g)＋9NO(g) 9/2N2(g)＋3CO2(g)＋3H2O(g)。在三個2 L的恒容密閉容器中分別加入0.5 mol C3H6和4.5 mol NO發生上述反應，實驗測得三個容器中n(NO)隨時間(t)的變化如圖所示。下列說法錯誤的是
√
A．500℃條件下，曲線a所在的容器中使用了合適的催化劑
B．500℃條件下，20 min時達到平衡，則該容器中0～20 min內用N2表示的平均反應速率為0.05 mol·L－1·min－1
C．正反應速率：v(M)＞v(N)
D．800℃條件下，混合氣體的起始壓強與平衡壓強之比為90∶91
解析：A．500℃條件下達到的平衡狀態與曲線a 條件下一樣，可知是使用了合適的催化劑，A 正確；
B．500℃條件下，0～20 min 內用 NO 表示的平均反應速率為 ＝0.0625mol·L-1·min-1 ，v(N2)＝v(NO)/2=0.03125mol·L-1·min-1，B 錯誤；
C．M 點的溫度高，反應物濃度大，所以正反應速率：v(M)＞v(N，C正確；
2. (2024屆黑龍江大慶實驗中學)工業上利用CO2和H2制備HCOOH，相關化學鍵的鍵能如下表所示：
鍵 C＝O H－H O－H C－H C－O
鍵能/kJ mol－1 745 436 462.8 413.4 351
已知：①溫度為T1℃時，CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g) K＝2
②實驗測得：v正＝k正c(CO2)c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，k正、k逆為速率常數
下列說法錯誤的是
A. T1℃時，密閉容器充入濃度均為1mol·L－1的CO2(g)、H2(g)，反應至平衡，則HCOOH(g)體積分數為1/3
B. 反應CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g)△H＜0
C. 若溫度為T2℃時，k正＝1.9k逆，則T2℃＜T1℃
D. T1℃時，若向平衡后的體系中再充入CO2(g)、H2(g)、HCOOH(g)各1mol，此時v正＞v逆
√
√
3. (2024屆重慶第八中學)煤的氣化是一種重要的制氫途徑。在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量C(s)的和2molH2O(g)，起始壓強為0.4MPa時，發生下列反應生成水煤氣：
Ⅰ．C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) △H1＝＋131.4kJ/mol
Ⅱ．CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H2＝－41.1kJ/mol
下列說法錯誤的是
A. 平衡后，升高溫度，CO的含量會增大
B. 平衡時CO2的體積分數不大于1/3
C. 平衡時、H2O(g)的轉化率為60%，CO的物質的量為0.4mol，則整個體系會放出熱量
D. 在相同條件下、維持壓強為0.4MPa達到平衡，所得H2含量會更高
消耗△n(H2O)＝2mol×60%＝1.2mol，可得x＋y＝1.2，CO的物質的量為0.4mol，x－y=0.4，聯立兩式解得x=0.8，y=0.4，反應I生成0.8molCO時吸收能量為0.8mol×131.4kJ/mol＝105.12kJ，反應II生成0.4molCO2時放出能量為0.4mol×41.1kJ/mol=16.44kJ，則整個體系會吸收熱量，故C錯誤；
D．反應I是氣體體積增大的反應，反應II是氣體體積不變的反應，根據題干在一定溫度、體積固定條件下反應，壓強與氣體的物質的量成正比，則該反應壓強會增大，若在相同條件下、維持壓強為0.4MPa相對于原平衡即減小壓強，平衡會正向移動，則達到新平衡，所得H2含量會更高，故D正確；
4. (2024屆重慶巴蜀中學)在2L剛性密閉容器中充入3molX(g)和3molY(g)，發生反應：3X(g)＋Y(g) 2Z(g)△H。在不同溫度下，X的轉化率與時間的關系如圖甲所示；反應速率與時間的關系如圖乙所示。下列說法錯誤的是
√
A．加入合適催化劑，不能提高X的平衡轉化率
B．v正：a點C．圖乙中t0時改變的條件是升高溫度
D．T2溫度下，平衡常數K＝3.03
解析：溫度越高，反應達到平衡時所用的時間也就越短，所以可確定T1＞T2，但是溫度越高，反應物的平衡轉化率反而越低，說明該反應的正反應方向是放熱反應，所以△H＜0。
A．催化劑不影響化學平衡，則加入合適催化劑不能提高X的平衡轉化率，故A正確；
B．溫度越高反應速率就越快，反應物濃度大反應速率快，因為T1＞T2，b點的溫度高于a點溫度、且b點反應物濃度大，所以v正：a點＜b點，故B正確；
5．(2024屆浙江模擬)某溫度下，向恒容密閉容器中充入等物質的量濃度的X(g)和Y(g)，同時發生以下兩個反應：①X(g)＋Y(g) Z(g)＋W(g)，②X(g)＋Y(g)
Z(g)＋M(g)。反應①的速率可表示為v1＝k1c2(X)，反應②的速率可表示為v2＝k2c2(X)(k1、k2為速率常數)。反應體系中組分X(g)、W(g)的物質的量濃度c隨時間的變化情況如圖所示。下列說法錯誤的是
A．0~10min，Y(g)的平均反應速率為0.025molL-1min-1
B．體系中W和M的濃度之比保持不變，說明反應已平衡
C．平衡時，反應②的平衡常數K＝
D．反應①的活化能比反應②的活化能更大
√
6．(2023屆湖南沖刺)已知反應：A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)，在一定壓強下，按x＝ (A的物質的量始終為1 mol)向密閉容器中充入A氣體與B氣體。圖甲表示平衡時，A氣體的體積分數(V%)與溫度 (T)、x的關系。圖乙表示x＝2時，正、逆反應的平衡常數與溫度的關系。則下列說法正確的是
A．圖甲中，x2＜1
B．圖乙中，A線表示正反應的平衡常數
C．由圖乙可知，T1時，K＝1，B的轉化
率約為33.3%
D．若在恒容絕熱裝置中進行上述反
應，達到平衡時，裝置內的氣體壓強
將減小
√
解析：A．增大B的量，平衡正向移動，A的體積分數減小，則圖甲中x2＞1，A錯誤；
B．由圖甲可知，升高溫度A的體積分數增大，可知正反應為放熱反應，則升高溫度正反應的平衡常數K減小，圖乙中曲線B表示正反應的平衡常數，B錯誤；
D．由于正反應為氣體分子數不變的放熱反應，恒容絕熱裝置中進行題述反應，氣體物質的量不變，壓強隨溫度的變化而變化，則達到平衡時，裝置內的氣體壓強將增大，D錯誤。
7. (2023屆浙江溫州二模)工業上利用CO2和H2制備HCOOH，相關化學鍵的鍵能如下表所示：
鍵 C＝O H－H O－H C－H C－O
鍵能/kJ mol－1 745 436 462.8 413.4 351
已知：①溫度為T1℃時，CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g) K＝2；
②實驗測得：v正＝k正c(CO2) c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，k正、k逆為速率常數。
下列說法不正確的是
A. 反應CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g)的△H＜0
B. T1℃時，密閉容器充入濃度均為1mol·L－1的CO2(g)、H2(g)，反應至平衡，
則HCOOH(g)體積分數為1/3
C. T1℃時，k逆＝0.5k正
D. 若溫度為T2℃時，k逆＝2.1k正，則T2℃＞T1℃
√
8. (2023遼寧協作校二模)某研究小組以Ag－ZSM為催化劑，在容積為1L的容器中，相同時間下測得0.1mol NO
轉化為N2的轉化率隨溫度變化
如圖所示[無CO時反應為
2NO(g) N2(g)＋O2(g)；
有CO時反應為2CO(g)＋2NO(g)
2CO2(g)＋N2(g)]。
下列說法錯誤的是
√
A．反應2CO(g)＋2NO(g) 2CO2(g)＋N2(g)的△H＜0
B．X點可以通過更換高效催化劑提高NO轉化率
C．達平衡后，其他條件不變，使 ＜1，CO轉化率上升
D．Y點再通入CO、N2各0.01mol，此時v正(N2)＜v逆(N2)
解析：A．由圖中曲線II可知，隨著溫度的升高，反應速率增大，相同時間內NO的轉化率增大，當NO的轉化率最大時，說明反應達到平衡，繼續升高溫度，NO的轉化率減小，說明平衡逆向移動，該反應為放熱反應，反應2CO(g)＋2NO(g) 2CO2(g)＋N2(g)的△H＜0，故A正確；
B．X點未達到平衡，更換高效催化劑，能使反應速率加快，相同時間下測得NO的轉化率增大，故B正確；
C．達平衡后，其他條件不變，使 ＜1，相當于增大NO的濃度，平衡正向移動，CO的轉化率上升，故C正確；
9．(2023屆河北邯鄲大名一中)硫酸工業中。將SO2氧化為SO3是生產工藝中的重要環節。在溫度為T1條件下，在三個容積均為1L的恒容密閉容器中僅發生反應，2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H＜0，實驗測得：v正＝k正c2(SO2)c(O2)，v逆＝k逆c2(SO3)。
容器編號 起始濃度/(mol·L-1) 平衡濃度/(mol·L-1)
c(SO2) c(O2) c(SO3) c(O2)
Ⅰ 0.6 0.3 0 0.2
Ⅱ 0.5 x 0.3
Ⅲ 0.3 0.25 0.2
√
√
√
10．(2023屆長春市十一中)利用輝鉬礦冶煉組的原理為：MoS2(s)＋4H2(g)＋2Na2CO3(s) Mo(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s) △H。在壓強0.1MPa的條件下，測得達到平衡時的有關氣體體積分數的變化如圖中實線所示,下列判斷正確的是
A．通過圖象曲線變化規律無法判斷△H正負
B．a為CO變化曲線，b為水蒸氣變化曲線
C．壓強為0.5MPa時，虛線Ⅱ可能為H2的變
化曲線
D．M點H2的轉化率為75%
解析：選項A，由圖像可知，隨著溫度的升高，平衡時H2的體積分數逐漸減小，即升高溫度，平衡正向移動，故△H＞0，錯誤。選項B，通過化學方程式中CO和H2O(g)的化學計量數可知，H2O(g)的變化曲線的斜率的絕對值比CO的大，故曲線a為水蒸氣變化曲線，曲線b為CO變化曲線，錯誤。選項C，該反應為氣體分子數增大的反應，增大壓強，平衡逆向移動，H2的體積分數增大，故虛線Ⅱ為壓強增大時H2的變化曲線，正確。選項D，設起始時H2為xmol，達到平衡時轉化了ymol，通過“三段式”法計算：
√
11．(2023屆山東濰坊高密三中)已知t℃時，1L恒容密閉容器中發生如下反應：FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)，該反應的平衡常數K＝0.5，下列說法正確的是
A．加入炭粉對該平衡無影響
B．將FeO(s)粉碎，不能縮短到達平衡所需的時間
C．t℃時，反應達到平衡后再充入CO，達新平衡后 n(CO)∶n(CO2)比值增大
D．若該容器中加入1molFeO(s)，并通入1.8molCO，t℃時反應達到平衡，此時
FeO(s)轉化率為60%
√
解析：固體濃度視為常數，故加入炭粉對該平衡無影響，A正確；
將FeO(s)粉碎，可以加快反應速率，從而縮短到達平衡所需的時間，B錯誤；
t℃時，反應達到平衡后再充入CO，平衡正向移動，達新平衡后由于n(CO)增大，n(CO2)也增大，故無法判斷n(CO)∶n(CO2)比值如何變化，C錯誤；
√
12. (2023屆天津市和平區質檢)某溫度下，在2 L的密閉容器中，充入4 mol A和2 mol B進行如下反應：3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋2D(g)，反應一段時間達到平衡，測得生成1.6 mol C，則下列說法正確的是
A. 增大壓強，平衡向逆反應方向移動
B. 達平衡后B的轉化率為40%
C. 增加A，平衡正向移動，化學平衡常數增大
D. 若升高溫度，A的轉化率增大，則該反應 H＜0
13．(2023屆湖南岳陽第一次適應性考試)在體積可變的密閉容器中，充入一定量的H2S氣體，發生熱分解反應2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g)，控制不同的溫度和壓強進行實驗，H2S平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。下列說法不正確的是
A．m、n點對應的正反應速率：vm(正)＜v m(逆)
B．控制壓強為p2、溫度為975℃、容器的初始體積為1L，若H2S的初始濃度為
1 mol·L-1，則達到平衡時H2的濃度為1/3mol·L-1
C．壓強大?。篜3＞P2＞P1
D．若要進一步提高H2S的平衡轉化率同時加快反應速率，可以移出產物H2或
使用催化劑
√
解析：該反應為反應前后氣體分子數增多的反應，在相同溫度時，增大壓強，平衡逆向移動，硫化氫的轉化率降低，所以壓強P2＞P1，n點和m點相比，對應的硫化氫的轉化率相同，但溫度更高、壓強更大，因此反應速率更快，故m、n點對應的正反應速率：vm(正)＜v n(正)，A正確；
控制壓強和溫度不變，則體積會發生改變，假設原本氣體體積為1L，則H2S初始物質的量為1molL-1×1L＝1mol，H2S平衡轉化率為40%，則平衡時△n(H2S)＝0.4molmol；反應的三段式如下：
14．(2024屆北京第四十四中學)研究催化劑對2NH3 N2＋3H2反應速率的影響。恒溫、恒容時， c(NH3)隨時間的變化如下。
下列說法不正確的是
A．使用催化劑Ⅰ，0~20 min的平均反應速率v(N2)＝1.00×10-5mol·L-1·min-1
B．使用催化劑Ⅱ，達平衡后容器內的壓強是初始時的11/6倍
C．相同條件下，使用催化劑Ⅱ可使該反應的活化能降低更多，反應更快
D．相同條件下，使用催化劑Ⅱ可使該反應的化學平衡常數更大
√
C．相同條件下，使用催化劑Ⅱ時60min達到平衡，說明使用催化劑Ⅱ時的反應速率＞使用催化劑Ⅰ時的反應速率，C正確；
D．使用催化劑，不影響平衡，所以相同條件下，使用催化劑Ⅱ和使用催化劑Ⅰ該反應的化學平衡常數一樣，D錯誤；
√
15. (2023屆天津市和平區質檢)某溫度下，在2 L的密閉容器中，充入4 mol A和2 mol B進行如下反應：3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋2D(g)，反應一段時間達到平衡，測得生成1.6 mol C，則下列說法正確的是
A. 增大壓強，平衡向逆反應方向移動
B. 達平衡后B的轉化率為40%
C. 增加A，平衡正向移動，化學平衡常數增大
D. 若升高溫度，A的轉化率增大，則該反應 H＜0
√
解析：10min時反應達到平衡，測得容器內體系的壓強減少20％，則平衡時混合氣體總物質的量為(0.2＋0.2＋0.1)mol×(1－20％)=0.4mol，10min內用ClNO(g)表示的平均反應速率v(ClNO)＝7.5×10-3mol·L-1·min-1，則平衡時n(ClNO)＝7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol，設①中反應的NO2為x mol，②中反應的Cl2為y mol，則：
√
解析：A．若升高溫度NOCl的物質的量增大，可能為△H1＞0和△H2＞0，且反應①生成NOCl的程度大于反應②消耗NOCl的程度，A符合題意；
√
√
√
19．在密閉容器中，給一氧化碳和水蒸氣的氣體混合物加熱，在催化劑存在下發生反應：A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)。在500 ℃時，平衡常數K＝9。若反應開始時，A和B的濃度都是0.02 mol·L－1，則在此條件下A的轉化率為
A.25% B.50% C.75% D.80%
√
20．將4 mol CO(g)和a mol H2(g)混合于容積為4 L的恒容密閉容器中，發生反應：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g),10 min后反應達到平衡狀態，測得H2為0.5 mol·L－1。經測定v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1。下列說法正確的是
A．平衡常數K＝2 B．H2起始投入量為a＝6
C．CO的平衡轉化率為66.7% D．平衡時c(CH3OH)＝0.4 mol·L－1
題型二　化學平衡常數及平衡轉化率的綜合應用
21. (2024屆河南實驗中學節選)CO2是一種溫室氣體，對人類的生存環境產生巨大的影響，維持大氣中CO2的平衡對生態環境保護有著重要意義。
I．可利用CH4與CO2制備合成氣(CO、H2)，在某一剛性密閉容器中CH4、CO2的分壓分別為15kPa、20kPa，加入Ni/α－Al2O3催化劑并加熱至1123K使其發生反應：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)。
(1)研究表明CO的生成速率ν(CO)＝1.28×10－2 p(CH4)·p(CO2) (kPa·s－1)，某時刻測得p(H2)＝10kPa，則該時刻v(CH4)＝__________kPa·s－1。
(2)達到平衡后，測得CO的產率為50％，則該反應的平衡常數Kp＝___________。
0.96
540(kPa)2
22. (2024屆杭州高級中學)用CO2、CO和H2在催化劑作用下制取甲烷、甲醇、乙烯等有重要的意義。
(2)利用CO和H2在催化劑的作用下合成甲醇，發生的反應如下：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)。向恒容為2L的密閉反應器中按物質的量之比1∶2充入CO和H2，測得平衡混合物中CH3OH的體積分數在不同壓強下隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的_____。
AB
A. 該反應的△H＜0，且p1＞p2
B. C點時，CO轉化率為75%
C. A、B、C、D的平衡常數大小關系：
A＝B＞C＞D
D. 若p1時最初充入1molCO，經過5min達
到B點的平衡狀態，此段時間v(CH3OH)＝l.75mol·L-1.min-1
(3)以CO2為原料催化加氫合成C2H4的反應方程式：2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)△H。常壓下，FeCoMnK/BeO作催化劑，按n(CO2)∶n(H2)＝l∶3(總物質的量為4amol)的投料比充入密閉容器中發生反應，測得溫度對CO2的平衡轉化率和催化劑催化效率影響情況如圖1所示。
①250℃下，上述反應達到平衡時容器體積為VL，則此溫度下該反應的平衡常
數為________________(用含a、V的代數式表示)。
②若反應開始時，在0.1MPa條件下，以n(H2)∶n(CO2)＝3∶1的投料比充入體積固定的密閉容器中，發生上述反應，不同溫度下平衡時的四種氣態物質的物質的量分數如圖2所示。
若氫氣和二氧化碳的物質的量之比為n∶1(n≥3)進行投料，溫度控制為120℃，相應平衡體系中乙烯的產率為x，在圖3中繪制x隨n(n≥3)變化的示意圖_____(標出曲線的起點坐標)。
23．(2024屆成都第七中學節選)氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。
(2)在一容積為2L的密閉容器中，CO和H2初始物質的量均為0.3mol，在一定條件下發生反應：2CO(g)＋2H2(g)＝CH4(g)＋CO2(g)△H。測得CO的平衡轉化率與溫度、壓強關系如圖所示：
①由圖可知，壓強p3______(填“>”或“<”)p1，原因是_______________________________
_____________________________________
____________________。壓強為P2時，升高溫度，反應的平衡常數將_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。
＜
該反應為氣體體積減小的反應，溫度一定時，增大壓強，平衡正向移動，CO的平衡轉化率增大
減小
②溫度為1100℃、壓強為p1時，x點的平衡常數。K為_______(K是指用平衡時各組分的物質的量百分數代替物質的量濃度計算得到的平衡常數)。
③在一定溫度、P＝160kPa的初始條件下，該反應達到平衡后體系的壓強變為100kPa，則CO的平衡轉化率為_______。
④下列說法能說明該反應在上述條件下達到平衡狀態的是_______(填字母)。
A．體系的密度不再發生變化
B．斷裂2molH－H鍵的同時生成2molC=O鍵
C．各組分的物質的量濃度不再改變
D．體系的氣體的平均相對分子質量不再發生變化
E．體積分數：V%(CH4)＝V%(CO2)
144
75%
CD
④A．氣體總質量不變，容器體積不變，氣體密度是恒量，體系的密度不再發生變化，反應不一定平衡，故不選A；
B．斷裂2molH－H鍵的同時生成2molC=O鍵，不能判斷正逆反應速率相等，反應不一定平衡，故不選B；
C．反應達到平衡，各物質濃度不再改變，各組分的物質的量濃度不再改變，反應一定達到平衡狀態，故選C；
D．氣體總質量不變，氣體總物質的量減小，平均相對分子質量增大，體系的氣體的平均相對分子質量不再發生變化，反應一定達到平衡狀態，故選D；
E．體積分數V%(CH4)=V%(CO2)，不能判斷濃度是否還發生改變，反應不一定平衡，故不選E；
24．(2024屆江浙高中發展共同體聯考)H2S的吸收與利用有多種形式，根據下列研究回答：
干法脫硫：2H2S(g)＋3O2(g)＝2SO2(g)＋2H2O(l)；△H1＝－1124.4kJ mol－1
S(s)＋O2(g)＝SO2(g)；△H2＝－296.8kJ mol－1
(5)A的壓力轉化率表示為：α(A)＝(1－ )×100%(P0為A初始壓強，P1為A某時刻分壓)。維持溫度和壓強不變，一定量的H2S分解達到平衡時，用各組分的平衡分壓(即組分的物質的量分數×總壓)表示的平衡常數Kp＝P(S2)，則平衡時H2S的壓力轉化率α(H2S)＝_________________。
60%
25．(2024屆河南洛寧第一高級中學節選)甲烷是重要的燃料和化工原料，可用于生產氫氣、乙烯、甲醛、二硫化碳等。
(3)在CH4與CO2重整體系中通入適量H2O(g)發生反應：3CH4(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) 4CO(g)＋8H2(g)。在一定溫度下，向恒容密閉容器中通入3 molCH4(g)、1 mol CO2(g)和4 mol H2O(g)，起始總壓為12 MPa，體系中部分氣體的含量與時間變化的關系如圖所示：
①曲線甲、丙表示的物質依次是___、____（填化學式）。
②M點時，CO2的轉化率為__________。
③20 min時達到平衡，0～20 min內用H2表示的平均反應速率為____mol·min－1，CO的分壓p(CO)＝_____MPa(分壓＝總壓×物質的量分數)。
H2 CH4
40%
0.32
4.8
26．(2023屆甘肅二診節選)乙烯是合成多種高分子材料的原料，將液化石油氣中的乙烷轉化為乙烯是科學家探索石油產品綜合利用的一個熱點。
(2)乙烷的催化氧化是一種新型的制備乙烯的方法：
2C2H6(g)＋O2(g)2C2H4(g)＋2H2O(g) △H＞0。在一定溫度下，向恒容密閉容器中通物入質的量之比為2∶1的C2H6和O2，初始壓強為150kPa，發生催化氧化反應，若10min達到平衡狀態時C2H6的轉化率為20%。
①平衡時體系的壓強為___________kPa。
②0~10min C2H6的分壓平均變化速率為____kPa min-1。
③上述反應達到平衡后，欲同時增大反應速率和C2H6的轉化率，可以采取的措施有____(填序號)。
A.升高溫度 B.通入惰性氣體 C.增加CO2的用量 D.加入催化劑
160
2
AC
③A．該反應為吸熱反應，升高溫度，可以增大反應速率，使平衡正向移動，同時提高C2H6的轉化率，A正確；
B．在恒容密閉容器中，通入惰性氣體，不影響反應速率，平衡也不移動，B錯誤；
C．增加CO2的用量，可以加快反應速率，同時提高C2H6的轉化率，C正確；
D．加入催化劑，可以加快反應速率，但是不能使平衡移動，D錯誤；
故選AC；
27. (2024屆四川眉山仁壽一中節選)油氣開采、石油化工、煤化工等行業廢氣普遍含有的硫化氫，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平衡轉化率為________，平衡常數Kp＝________kPa。
50%
4.76
(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轉化率隨時間的變化如下圖所示。
①n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡轉化率________，理由是__________________
__________________________________________________________________。
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。
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平衡轉化率越高
d
24.9
(4)①由于正反應是體積增大的可逆反應，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平衡轉化率越高；
②n(H2S):n(Ar)越小，H2S平衡轉化率越高，所以n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9對應的曲線是d；根據圖象可知n(H2S):n(Ar)＝1:9反應進行到0.1s時H2S轉化率為0.24。假設在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質的量分別為1mol和9mol，則根據三段式可知：
(5)加入新催化劑使1mol CO2和3mol H2在1L密閉容器中只發生反應Ⅰ、Ⅱ，CO2平衡轉化率和甲醇選擇率(甲醇選擇率是指轉化生成甲醇的CO2物質的量分數)與溫度的變化趨勢如圖所示。
①由圖可知，達到平衡時，最適宜的反應溫度是_______(填“473K”“513K”或“553K”)。
②553K時，若反應后體系的總壓為P，反應Ⅰ的Kp＝____________________(列出計算式)。(Kp為壓強平衡常數，其表達式寫法：在濃度平衡常數表達式中用氣體分壓代替濃度，氣體的分壓等于總壓乘以物質的量分數)
513K
29. (2024屆河南名校聯考節選)將各種易得的、廉價的資源進行催化重整，可以實現資源的綜合利用，對環境保護和實現雙碳目標具有十分重要的意義。
(2)溫度為T，向體積為V1、V2的恒容密閉容器中均通入1mol CH3OH(g)和1molH2O(g)，僅發生反應CH3OH(g)＋H2O(g)
＝3H2(g)＋CO2(g)，測得兩容器中CO2的體
積分數φ隨時間t的變化曲線如圖所示。
①已知體積為V2的容器中，起始壓強為1MPa，則0～0.5min內體積為V2的容器中的反應速率v(H2)＝_______ MPa min-1；達到平衡時的平衡常數
Kp＝__________________MPa2(列出計算式即可，Kp為用平衡分壓代替平衡濃度表示的平衡常數，分壓=總壓×物質的量分數)。
②c點時CH3OH的平衡轉化率為_______%(保留3位有效數字)。
0.75
66.7
30. (2024屆廣東揭陽普寧二中節選)含氮化合物在生產、生活中有著廣泛的用途?；卮鹣铝袉栴}：
(3)工業上常利用反應3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g) △H＜0合成氨氣，在30MPa、不同物質的量分數(75%的H2和25%的N2；
67.5%的H2、22.5%的N2和10%的惰性氣
體)條件下進行實驗，測得平衡時NH3體
積分數與溫度的關系如圖所示。
①物質的量分數為75%的H2和25%的N2所對應的曲線是________(填“a”或“b”)。
②M點時，N2的轉化率為___________。M點對應溫度下，反應的壓強平衡常數Kp＝__________(MPa)-2 (用平衡分壓代替平衡濃度，分壓＝總壓×物質的量分數。保留兩位有效數字)。
5.9×10-3
a
50%
31. (2024屆山東齊魯名師聯盟一診)氮氧化物對環境及人類活動影響日趨嚴重，如何消除大氣污染物中的氮氧化物成為人們關注的主要問題之一、
I．利用NH3的還原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反應如下：
反應①：4NH3(g)＋6NO(g)
5N2(g)＋6H2O(l) △H1
已知：4NH3(g)＋5O2(g)
4NO(g)＋6H2O(l)
△H2＝－902kJ mol－1
N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H3＝＋182.4kJ mol－1
(4)①反應溫度T1、T2、T3從低到高的關系為___________。
②T1溫度下，充入H2、NO分別為3mol、3mol，容器內的起始壓強為PkPa，反應進行到10min時達到平衡，0～10min內N2的平均反應速率為______mol·L-1·s-1，
該反應的平衡常數Kp＝____________________________kPa-1。
T1＜T2＜T3
5×10-4
3∶2
②其他條件相同時，在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反應相同時間，CH4的轉化率隨反應溫度的變化如圖所示。a點_____(填“是”或“不是")化學平衡狀態，CH4的轉化率：c點＞b點，原因是___________________________________
_________________________________________________________________。
不是
兩點均未達到化學平衡狀態，從b點到c點，隨溫度升高，反應速率加快，相同時間CH4轉化率增大
(3)某科研小組研究了反應ⅱ的動力學，獲得其速率方程v＝k·cm(CH4)·c0.5(H2O)，k為速率常數(只受溫度影響)，m為CH4的反應級數。在某溫度下進行實驗，測得各組分初濃度和反應初速率如下：
實驗序號 c(H2O)/mol·L-1 c(CH4)/mol·L-1 v/mol·L-1·s-1
1 0.100 0.100 1.2×10-2
2 0.100 0.200 2.4×10-2
CH4的反應級數m＝___________，當實驗2進行到某時刻，測得c(H2O)＝0.040mol·L-1，則此時的反應速率v＝__________(已知 ≈0.3)。
1
0.0136
33．(2023屆河北邯鄲大名一中節選)研究NOx、SO2和CO等氣體的無害化處理對治理大氣污染、建設生態文明具有重要意義。
(2)氨氣可將氮氧化物轉化為無非氣體。450℃時，在2L恒容密閉容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，起始時體系壓強為pMPa，發生反應：NO(g)＋NO2(g)＋2NH3(g)2N2(g)＋3H2O(g)，5min時反應達到平衡。此時測得N2的物質的量分數為1/3。
①0～5min內，v(NH3)＝_____mol·L-1·min-1，NO的平衡轉化率＝______%。
②450℃時，該反應的壓強平衡常數Kp＝____________________(填p中的代數式，Kp為以分壓表示的平衡常數，分壓＝總壓×氣體組分物質的量分數)MPa。
0.16
80
34. (2023屆廣州三校聯考節選)氨氧化法是工業制硝酸的常見方法。
(3)已知2NO2(g)＝N2O4(g) △H3＜0。將一定物質的量的NO2充入不同溫度下的容器中，測得平衡時NO2和N2O4的體積分數如圖所示。
①代表NO2的曲線是_________(填“a”或“b”)。
②假設平衡時體系的總壓為P0，則A點溫度下的平衡常數Kp＝___________(含P0的表達式)，NO2的平衡轉化率＝__________。
b
66.7%
35．(2023屆湖南岳陽適應性考試節選)SO2是一種污染性氣體，減少SO2在大氣中的排放是環境保護的重要內容，回答下列問題：
(2)下列為二氧化硫和氮的氧化物轉化的部分環節：
Ⅰ．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H＝－196.6kJ·mol-1
Ⅱ．2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) △H＝－113.0kJ·mol-1
SO2(g)與NO2(g)反應生成SO3(g)和NO(g)的熱化學方程式為_____________________________________。若將物質的量之比為2∶1的SO2和NO2通入恒溫、恒容反應器發生上述反應，不能判斷達到平衡的是__________(填選項字母)
A．混合氣體密度保持不變 B．n(SO2)與n(NO2)的比值保持不變
C．v(SO3)＝v(NO2) D．在給定條件下，可逆反應完成程度達到最大
SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8kJ/mol
AC
(3)利用反應：C(s)＋SO2(g) CO2(g)＋S(g)，可減少SO2在大氣中的排放，800℃，在1.0L的恒容密閉容器中投入1.0mol SO2和120gC，容器中壓強為P0kPa，發生反應C(s)＋SO2(g) CO2(g)＋S(g)，5min時容器中CO2的體積分數為20%，10min時達平衡，容器中壓強為p kPa時。0~5min
v(SO2)_____k Pa·min-1，800℃的化學平衡常數Kc＝_______________mol/L。
解析：(2)已知：Ⅰ．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H＝－196.6kJ·mol-1
Ⅱ．2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) △H＝－113.0kJ·mol-1
則依據蓋斯定律可知(Ⅰ－Ⅱ)/2即得到SO2(g)與NO2(g)反應生成SO3(g)和NO g 的熱化學方程式為SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8kJ/mol。
A．恒溫恒容容器中，混合氣體總質量保持不變，密度保持不變，不能說明達到平衡狀態；
B．物質的量之比為2∶1的SO2和NO2通入恒溫、恒容反應器發生上述反應轉化的物質的量相同，平衡時物質的量之比保持不變，說明達到平衡狀態；
C．當v(SO3)逆＝v(NO2)正正達到平衡狀態；
D．在給定條件下，可逆反應完成程度達到最大，即達到了平衡狀態。
36．(2023屆吉林省頂級名校聯考節選)甲烷和水蒸氣催化制氫主要存在如下兩個反應：
①CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) △H＝+206kJ mol－1
②CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H＝－41kJ mol－1
(4)600℃時，CH4的平衡轉化率為___________(保留2位有效數字)，反應①的
平衡常數的計算式為KP＝_________________________(KP是以分壓表示的平衡常數，分壓=總壓×物質的量分數)。
78%
37. (2023屆新疆柯坪湖州國慶中學)在某體積為2L的密閉容器中充入1.5mol NO2和2mol CO，在一定條件下發生反應：NO2＋CO CO2＋NO，2 min時，測得容器中NO的物質的量為0.5 mol ，則：
(1)此段時間內，用CO2表示的平均反應速率為________________。
(2)2 min時，CO 的轉化率為_________。
(3)假設此反應在5 min時達到平衡，則此時容器內氣體的總物質的量______(填“大于”、“小于”或“等于”)開始時容器內氣體的總物質的量。
0.125 mol·l-1·min-1
25%
等于
38．(2022屆湖南省郴州市第二中學節選) 2021年10月27日，以“探索與展望第五次工業革命中時尚產業的方向和綠色共識”為主題的2021氣候創新·時尚峰會在柯橋舉行。大會倡導綠色、低碳、循環、可持續的發展方式，共同構建新型世界紡織產業命運共同體。
(4)在T℃時，向容積為2L的恒容密閉容器中
充入1molCO2和一定量的H2發生反應：
CO2(g)＋2H2(g) HCHO(g)＋H2O(g)
△H＜0。達到平衡時，HCHO的分壓與
起始的 關系如圖所示：
①起始時容器內氣體總壓強為1.2PkPa，若5min時反應到達c點，則υ(H2)＝______mol·L-1·min-1。
②b點時反應的化學平衡常數Kp＝___________(保留三位有效數字)(PkPa)。
③c點時，再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分壓均增大0.05 PkPa，則H2的轉化率________(填“增大”、“不變”或“減小”)。
0.12
3.52
增大
39. (2023屆浙江省余姚市適應性測試節選)
I．1mol CO2與足量的碳在恒容密閉容器中反應：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)。測得平衡時，體系中氣體體積分數與溫度的關系如下圖所示：
已知：氣體分壓(p分)＝氣體總壓(p總)×體積分數。
請回答：
(2)下列說法正確的是___________。
A. 1×103K時，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，v逆變化幅度更大
B. 1×103K時，突然升溫，v正、v逆均增大，v正變化幅度更大
C. 1×103K時，反應達平衡后CO2的轉化率為25.0 %
D. T×103K時，若充入等體積的CO2和CO，平衡向逆反應方向移動
BCD
40．(2023屆成都蓉城名校聯盟聯考節選)全球的化學家正在致力于將二氧化碳轉化成高附加值化學品的研究。已知反應：
(2)溫度為T K時，在2 L密閉容器中先充入2molCO2氣體，再通入H2，只發生反應Ⅱ，測得平衡時CH3OH(g)的體積分數隨H2初始量的變化關系如下圖所示：
① 當nB = 6 mol時，2分鐘達到平衡，CO2(g)的平均反應速率為__________________，此時CO2(g)的體積分數為 ；
② T K時，該反應的平衡常數為 ；
③ A、B、C三點中H2(g)轉化率由大到小的順序是 。
0.44mol·L－1·min
5%
192(L mol-1)2
A > B > C
41. (2022屆內蒙古兩市聯考節選)探究CH3OH合成反應化學平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應如下：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
(3)一定條件下，只發生反應I，原料初始組成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，反應達到平衡時，CH3OH的物質的量分數為x(CH3OH)＝0.1，用各物質的平衡分壓表示
總反應的平衡常數，表達式Kp＝_________________________(以分壓表示，分壓=總壓物質的量分數)；則CO2的轉化率為 。
33.3%
42. (2023屆湖南三湘創新發展聯合起點調研節選)尿素[CO(NH2)2]是首個由無機物人工合成的有機物。
(2)T℃，在2L的密閉容器中，通入2molNH3和1molCO2，保持體積不變，發生反應2NH3(g)＋CO2(g) [CO(NH2)2](s)＋H2O(g)，10min時反應剛好達到平衡。測得起始壓強為平衡時壓強的1.5倍，則：
①NH3的平衡轉化率為___________。
②能說明上述反應達到平衡狀態的是______(填標號)。
A．n(CO2)∶n(NH3)=1∶2
B．混合氣體的密度不再發生變化
C．單位時間內消耗2molNH3，同時生成1molH2O
D．CO2的體積分數在混合氣體中保持不變
50%
BD
若平衡時A點容器內總壓強為0.5MPa，則上述反應的平衡常數Kp=__________(MPa)2。(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數)
②若平衡時A、B對應容器的壓強相等，則A、B對應的容器中，起始時投入氨氣的物質的量之比nA(NH3)：nB(NH3)=_________。
43．(2023屆河南十所名校尖子生第一次考試)甲烷化技術是煤制天然氣最核心、最關鍵的技術。
甲烷化主要反應：Ⅰ．CO(g)＋3H2(g) CH4(g)＋H2O(g) △H＝－206.1 kJ·mol－1。
主要積炭反應：Ⅱ．2CO(g) C(s)＋CO2(g) △H＝－172.4 kJ·mol－1
Ⅲ．CH4(g) C(s)＋2H2(g) △H＝＋74.8 kJ·mol－1
(2)將n(H2)/n(CO)＝4的混合氣體充入某密閉容器中，在T K和xkPa下反應Ⅰ達到平衡時(假設其他反應不發生)，CO的分壓與CH4的分壓相等，此時CO的平衡轉化率為__________，壓強平衡常數Kp＝____________________( kPa)-2(Kp是以分壓表示的平衡常數，分壓＝總壓×物質的量分數)。
50%
44. (2023屆河北邯鄲一模節選)以氫氣、一氧化碳為主要組分的合成氣是一種重要的化工原料，可以合成甲醇等許多重要的化工產品?；卮鹣铝袉栴}：
(3)恒溫、恒壓的密閉容器中充入2molCO、4molH2和2molHe (代替合成氣中的雜質，不參與反應)，測得壓強為PMPa，加入合適催化劑后在恒溫條件下開始反應，測得容器的體積變化如表：
反應時間/min 0 10 20 30 40 50 60
容器體積/L 8 7 6.4 6 5.8 5.6 5.6
則氫氣的平衡轉化率為_______，該溫度下的平衡常數KP為_______(KP為以分壓表示的平衡常數P分＝P總×物質的量分數；請用含P的式子表示)。
60%
45．(2022屆山東省臨沂市三模節選)氫能源具有廣泛的應用前景，甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一，涉及反應如下：
I．CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) △H1
II．CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H2＜0
III．CH4(g)＋2H2O(g) CO2(g)＋4H2(g) △H3＞0
回答下列問題：
45．(2022屆山東省臨沂市三模節選)氫能源具有廣泛的應用前景，甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一，涉及反應如下：
I．CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) △H1
II．CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H2＜0
III．CH4(g)＋2H2O(g) CO2(g)＋4H2(g) △H3＞0
回答下列問題：
(4)在一定條件下，選擇合適的催化劑發生反應CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，調整CO和H2O初始投料比，測得CO的平衡轉化率如圖。
B
5.0625
46．(2022屆重慶市一中三模節選)2021年11月初，世界氣候峰會在英國舉行，為減少環境污染，減少化石能源的使用，開發新型、清潔、可再生能源迫在眉睫。
(1)甲醇、乙醇來源豐富、燃燒熱值高，可作為能源使用。其中一種可減少空氣中CO2的甲醇合成方法為：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。
①若將一定量的CO2和H2投入1.0L恒容密
閉容器中合成甲醇，實驗測得不同溫度
及壓強下，平衡時甲醇的物質的量變化
如圖所示。則該反應的正反應為_____
(填“放熱”或“吸熱”)反應，在p2及512K
時，圖中N點處平衡向 (填“正向”或
“逆向”)移動；
放熱
正向
②若將物質的量之比為1∶3的CO2和H2充入體積為1.0L的恒容密閉容器中反應，不同壓強下CO2轉化率隨溫度的變化關系如下圖所示。
a.A、B兩條曲線的壓強分別為PA、PB，則PA PB (填“>”“<”或“＝”)；
b.若A曲線條件下，起始充入CO2和H2的物質的量分別為lmol、3mol，且a點時的K=300(L2/mol2)，則a點對應CO2轉化率為 。
＞
90%
同學們，別忘記訓練鞏固哦!
認
真
備
考
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