PAGEPAGE20化學平衡常數化學反應進行方向【名師預料】化學平衡常數是高考常考內容，經常與化學理論、化工生產、元素化合物學問相結合進行考查，考查平衡常數的表達式的書寫及有關計算；還結合外界條件對化學平衡的影響，考查化學平衡常數的影響因素及應用。【學問精講】一、體系構建二、化學平衡常數及應用1．概念在肯定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數，用符號K表示。2．表達式對于反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝eq\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))(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)。易錯提示：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eq\f(1,n)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。(4)關于H2O的濃度問題①稀水溶液中進行的反應，雖然H2O參與反應，但是H2O只作為溶劑，不能代入平衡常數表達式。如NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl的平衡常數表達式為K＝eq\f(c(HCl)·c(NH3·H2O),c(NH4Cl))。②H2O的狀態不是液態而是氣態時，則須要代入平衡常數表達式。(5)代入平衡常數表達式的是平衡濃度，而不是隨意時刻的濃度，更不能將物質的量代入。(6)同一化學反應，可以用不同的化學方程式表示，每個化學方程式都有自己的平衡常數表達式及相應的平衡常數。因此，要留意運用與化學方程式相對應的平衡常數。3．意義(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只受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變更無關。(3)化學平衡常數是指某一詳細反應的平衡常數。4．應用(1)推斷、比較可逆反應進行的程度一般來說，肯定溫度下的一個詳細的可逆反應：K值正反應進行的程度平衡時生成物濃度平衡時反應物濃度反應物轉化率越大越大越大越小越高越小越小越小越大越低(2)推斷正在進行的可逆反應是否達到平衡或反應進行的方向對于可逆反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，濃度商Qc＝eq\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))，則將濃度商和平衡常數作比較可推斷可逆反應所處的狀態。eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Qc<K：反應向正反應方向進行，v正>v逆,Qc＝K：反應處于化學平衡狀態，v正＝v逆,Qc>K：反應向逆反應方向進行，v正<v逆))(3)推斷可逆反應的熱效應eq\a\vs4\al(上升溫度)eq\a\vs4\al(K值增大→正反應為吸熱反應)eq\a\vs4\al(K值減小→正反應為放熱反應)eq\a\vs4\al(降低溫度)eq\a\vs4\al(K值增大→正反應為放熱反應)eq\a\vs4\al(K值減小→正反應為吸熱反應)(4)計算平衡體系中的相關量依據相同溫度下，同一反應的平衡常數不變，計算反應物或生成物的濃度、轉化率等。三、有關化學平衡的計算——三段式計算模式1．分析三個量：起始量、變更量、平衡量。2．明確三個關系(1)對于同一反應物，起始量－變更量＝平衡量。(2)對于同一生成物，起始量＋變更量＝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．計算方法：三段式法化學平衡計算模式：對以下反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物質的量濃度分別為amol/L、bmol/L，達到平衡后消耗A的物質的量濃度為mxmol/L。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始量(mol/L)ab00變更量(mol/L)mxnxpxqx平衡量(mol/L)a－mxb－nxpxqx(1)平衡常數：K＝eq\f((px)p·(qx)q,(a－mx)m·(b－nx)n)。(2)轉化率＝eq\f(某反應物轉化的量,某反應物起始的量)×100%，如α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%。(3)百分含量：φ(A)＝eq\f(a－mx,(a－mx)＋(b－nx)＋px＋qx)×100%。(4)平衡前后的壓強之比：eq\f(p平,p始)＝eq\f((a－mx)＋(b－nx)＋px＋qx,a＋b)。(5)平均摩爾質量：M＝eq\f(a·M(A)＋b·M(B),(a－mx)＋(b－nx)＋px＋qx)g/mol。名師助學：有關化學平衡計算的留意事項(1)留意反應物和生成物的濃度關系反應物：c(平)＝c(始)－c(變)；生成物：c(平)＝c(始)＋c(變)。(2)利用ρ混＝eq\f(m總,V)和Mr＝eq\f(m總,n總)計算時要留意m總應為氣體的總質量，V應為反應容器的體積，n總應為氣體的總物質的量。(3)起始濃度、平衡濃度不肯定符合化學計量數之比，但物質之間是按化學計量數之比反應和生成的，故各物質的濃度變更之比肯定等于化學計量數之比，這是計算的關鍵。(4)凡是氣體的壓強變更、密度變更均必需轉化為物質的量的變更或氣體的體積變更才能進行相關計算。四、化學反應進行的方向1．自發過程(1)含義在肯定條件下，不須要借助外力作用就能自動進行的過程。(2)特點①體系趨向于從高能狀態轉變為低能狀態(體系對外部做功或釋放熱量)。②在密閉條件下，體系有從有序轉變為無序的傾向性(無序體系更加穩定)。2．自發反應在肯定條件下無需外界幫助就能自發進行的反應稱為自發反應。3．推斷化學反應方向的依據(1)焓變與反應方向探討表明，對于化學反應而言，絕大多數放熱反應都能自發進行，且反應放出的熱量越多，體系能量降低得也越多，反應越完全。可見，反應的焓變是制約化學反應能否自發進行的因素之一。(2)熵變與反應方向①探討表明，除了熱效應外，確定化學反應能否自發進行的另一個因素是體系的混亂度。大多數自發反應有趨向于體系混亂度增大的傾向。②熵和熵變的含義a．熵的含義熵是衡量一個體系混亂度的物理量，用符號S表示。同一條件下，不同物質有不同的熵值，同一物質在不同狀態下熵值也不同，一般規律是S(g)>S(l)>S(s)。b．熵變的含義熵變是反應前后體系熵的變更，用ΔS表示，化學反應的ΔS越大，越有利于反應自發進行。(3)綜合推斷反應方向的依據①ΔH－TΔS<0，反應能自發進行。②ΔH－TΔS＝0，反應達到平衡狀態。③ΔH－TΔS>0，反應不能自發進行。【典題精練】考點1、考查化學平衡常數及影響因素例1．某溫度下2L密閉容器中3種氣體起始狀態和平衡狀態時的物質的量(n)如表所示，下列說法正確的是()A.該溫度下，此反應的平衡常數表達式是K＝eq\f(c2（X）·c（Y）,c3（W）)B．其他條件不變，上升溫度，若W的體積分數減小，則此反應ΔH<0C．其他條件不變，運用催化劑，正、逆反應速率和平衡常數均增大，平衡不移動D．其他條件不變，當密閉容器中混合氣體密度不變時，表明反應已達到平衡解析：該溫度下，此反應的平衡常數表達式是K＝eq\f(c3（W）,c2（X）·c（Y）)，A錯誤；上升溫度，若W的體積分數減小，說明平衡向逆反應方向移動，則此反應ΔH<0，B正確；運用催化劑，平衡常數不變，C錯誤；混合氣體密度始終不變，不能說明反應已達到平衡，D錯誤。答案：B易錯提示：(1)催化劑能加快化學反應速率，但對化學平衡無影響，也不會變更平衡常數的大小。(2)一般K>105時，認為該反應基本進行完全；K<10－5時，一般認為該反應很難進行；而K在10－5～105反應被認為是典型的可逆反應。考點2、考查化學平衡常數的應用例2．肯定溫度下，在三個體積均為1.0L的恒容密閉容器中發生反應：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)下列說法正確的是()A．該反應的正反應為吸熱反應B．達到平衡時，容器Ⅰ中的CH3OH體積分數比容器Ⅱ中的小C．容器Ⅰ中反應到達平衡所需時間比容器Ⅲ中的長D．若起始時向容器Ⅰ中充入CH3OH0.15mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol，則反應將向正反應方向進行解析：A．依據表格中數據，容器Ⅰ和容器Ⅲ中起始物質的量都是0.20mol，溫度在387℃時，達到平衡時CH3OCH3的物質的量為0.080mol，而溫度在207℃時，達到平衡時CH3OCH3的物質的量為0.090mol，說明該反應的正反應為放熱反應，A選項錯誤。B.由于該反應是一個反應前后氣體體積相等的反應，因此容器Ⅰ和容器Ⅱ的平衡為等效平衡，故CH3OH的體積分數一樣大，B選項錯誤。C.容器Ⅰ的溫度高，反應速率快，達到平衡所用的時間短，C選項錯誤。D.容器Ⅰ中的K＝eq\f(0.0802,0.0402)＝4，而此時的Qc＝eq\f(0.15×0.10,0.152)≈0.67，因此Qc<K，則反應將向正反應方向進行，D選項正確。答案：D考點3、考查化學平衡常數的計算例3．工業上制備合成氣的工藝主要是水蒸氣重整甲烷：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH>0，在肯定條件下，向體積為1L的密閉容器中充入1molCH4(g)和1molH2O(g)，測得H2O(g)和H2(g)的濃度隨時間變更曲線如圖所示，下列說法正確的是()A．達到平衡時，CH4(g)的轉化率為75%B．0～10min內，v(CO)＝0.075mol·L－1·min－1C．該反應的化學平衡常數K＝0.1875D．當CH4(g)的消耗速率與H2(g)的消耗速率相等時，反應到達平衡解析：由圖可知，10min時反應到達平衡，平衡時水蒸氣、氫氣的濃度均為0.75mol·L－1，則：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)起先(mol·L－1):1100轉化(mol·L－1):0.250.250.250.75平衡(mol·L－1):0.750.750.250.75平衡時甲烷轉化率＝eq\f(0.25mol·L－1,1mol·L－1)×100%＝25%，故A項錯誤；0～10min內，v(CO)＝eq\f(0.25mol·L－1,10min)＝0.025mol·L－1·min－1，故B項錯誤；平衡常數K＝eq\f(c（CO）×c3（（H2）,c（CH4）×c（H2O）)＝eq\f(0.25×0.753,0.75×0.75)＝0.1875，故C項正確；同一物質的消耗速率與其生成速率相等時，反應到達平衡，由方程式可知當CH4(g)的消耗速率與H2(g)的消耗速率為1∶3時，反應到達平衡，故D項錯誤。答案：C反思歸納：有關化學平衡計算的“3”點說明(1)有關化學平衡的常見計算是化學平衡常數、物質的平衡濃度和平衡轉化率之間的相關計算。(2)在進行有關化學平衡的“三段式”計算時，要留意各物質的起始量、轉化量和平衡量三者單位的統一。(3)凡是氣體的壓強變更、密度變更均必需轉化為物質的量的變更或氣體的體積變更才能進行相關計算。考點4、考查另類平衡常數的計算例4.肯定量的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＝＋173kJ·mol－1，若壓強為pkPa，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________。(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，緣由是_________________________________________。解析:(1)650℃時，平衡時CO2的體積分數為60%，設其物質的量為0.6mol，則平衡時CO的物質的量為0.4mol，起始時CO2的物質的量為0.6mol＋eq\f(1,2)×0.4mol＝0.8mol，故CO2的平衡轉化率為eq\f(（0.8－0.6）mol,0.8mol)×100%＝25%。(2)t1℃時，平衡時CO與CO2的體積分數相等，其平衡分壓均為0.5pkPa，則此時的平衡常數為Kp＝eq\f(（0.5p）2,0.5p)＝0.5p。答案:(1)25%(2)0.5p不Qp＝Kp方法技巧：1.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。2.計算技巧：第一步，依據“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；其次步，計算各氣體組分的物質的量分數或體積分數；第三步，依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，依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＝eq\f(p2（NH3）,p（N2）·p3（H2）)。考點5、考查化學反應進行方向的推斷例5．下列說法不正確的是()A．焓變是一個與反應能否自發進行有關的因素，多數能自發進行的反應都是放熱反應B．在同一條件下物質有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大C．一個反應能否自發進行取決于反應放熱還是吸熱D．一個反應能否自發進行與焓變和熵變的共同影響有關解析：本題考查焓變與熵變對反應方向的共同影響。焓變是一個與反應能否自發進行有關的因素，但不是唯一因素，焓值減小有利于反應自發進行，即多數的自發反應都是放熱反應，A選項正確；熵是描述體系混亂度的物理量，熵值越大，體系混亂度越大，在同一條件下，不同物質的熵值不同，B選項正確；試驗證明大多數自發進行的反應是放熱反應，也有一些吸熱反應能自發進行，如NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)=CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋37.70kJ/mol，C選項錯誤；焓變與熵變對反應方向有著共同影響，焓減小有利于反應自發進行，熵增大有利于反應自發進行，D選項正確。答案：C易錯提示：1．反應能否自發進行需綜合考慮焓變和熵變對反應的影響，復合判據ΔH－TΔS<0的反應不肯定能夠實際發生，只是指出了在該條件下化學反應自發進行的趨勢，還要考慮化學反應的快慢問題。2．焓變、熵變和溫度對化學反應方向的影響ΔHΔSΔH－TΔS反應狀況－＋恒久是負值在任何溫度下過程均自發進行＋－恒久是正值在任何溫度下過程均非自發進行＋＋低溫為正高溫為負低溫時非自發，高溫時自發－－低溫為負高溫為正低溫時自發，高溫時非自發【名校新題】1．（2024·河南高三開學考試）水煤氣的主要成分為CO和H2，工業上常利用CH4和H2O來制備水煤氣，原理為CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H>0。對于該反應的下列推斷正確的是（）A．△S<0 B．在熱力學上趨勢很大C．任何溫度下均能自發進行 D．在ΔG<0時能自發進行【答案】D【解析】A.該反應為氣體物質的量增大的熵增反應，A項錯誤；B.該反應為吸熱反應，在熱力學上趨勢不大，B項錯誤；C.該反應的△H＞0，△S＞0，所以在高溫下才能自發進行，C項錯誤，D.依據△G=△H-T△S，在△G<0時反應能自發進行，D項正確。故選D。2．（2024·云南元江哈尼族彝族傣族自治縣民族中學高三開學考試）下列反應在常溫下均為非自發反應，在高溫下仍為非自發反應的是A．Ag2O(s)===2Ag(s)＋O2(g)B．Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g)C．N2O4(g)===2NO2(g)D．6C(s)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)【答案】D【解析】A.Ag2O(s)===2Ag(s)＋O2(g)反應的△H＞0、△S＞0，高溫下△H-T△S＜0，反應能自發進行，故A錯誤；B.Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g)反應的△H＞0、△S＞0，高溫下△H-T△S＜0，反應能自發進行，故B錯誤；C.N2O4(g)===2NO2(g)反應的△H＜0、△S＞0，任何狀況下△H-T△S＜0，反應均能自發進行，故C錯誤；D.6C(s)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)反應的△H＜0、△S＜0，高溫下△H-T△S＞0，反應不能自發進行，故D正確；答案選D。3．（2024·陜西高考模擬）下列關于化學反應方向及其判據的說法錯誤的是（）A．1molH2O在不同狀態時的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）]B．放熱反應都可以自發進行，而吸熱反應不能自發進行C．2KClO3（s）＝2KCl（s）+3CO2（g）△H＞0能否自發進行與溫度有關D．常溫下，反應C（s）+CO2（g）＝2CO（g）不能自發進行，則該反應的△H＞0【答案】B【解析】A、物質聚集狀態不同熵值不同，氣體S＞液體S＞固體S，1molH2O在不同狀態時的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）]，故A說法正確；B、反應的自發性由焓變和熵變共同確定，當△G＝△H﹣T△S＜0時反應能自發進行，△G＞0時反應不能自發進行。焓變小于零的反應為放熱反應，△H＜0，若△S＜0，高溫下可以使△G＞0，反應不能自發進行；焓變大于零的反應為吸熱反應，△H＞0，若△S＞0，高溫下可以使△G＜0，反應可自發進行，故B說法錯誤；C、△H＞0、△S＞0，則在高溫下△H﹣T△S＜0可以成立，反應可自發進行，故反應能否自發進行與溫度有關，故C說法正確；D、常溫下，反應C（s）+CO2（g）＝2CO（g）反應不能自發進行，則△H﹣T△S＞0，因為△S＞0的反應，則△H＞0，故D說法正確。4．（2024·阜新市海州高級中學高三月考）已知氣體分子總數增多的反應肯定是熵增大的反應。肯定條件下，下列反應不能自發進行的是(

)A．2O3(g)=3O2(g)ΔH<0B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)ΔH>0C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH<0D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH>0【答案】B【解析】A．△H＜0，△S＞0，依據△G=△H-T·△S可知，任何溫度下都能滿意△H-T·△S＜0，反應可自發進行，故A能自發；B．△H＞0，△S＜0，任何溫度下都滿意△G=△H-T·△S＞0，反應不能自發進行，故B不能自發進行；C．△H＜0，△S＜0，在較低溫度下，可滿意△H-T·△S＜0，反應可自發進行，故C在較低溫度下能自發；D．△H＞0，△S＞0，在較高溫度下，可滿意△H-T·△S＜0，反應可自發進行，故D在較高溫度下能自發。答案選B。5．（2024·上海市魯迅中學高三單元測試）只變更一個影響因素，平衡常數K與化學平衡移動的關系敘述錯誤的是A．K值不變，平衡可能移動 B．K值變更，平衡肯定移動C．平衡移動，K值可能不變 D．平衡移動，K值肯定變更【答案】D【解析】A、平衡常數只與溫度有關系，溫度不變平衡也可能發生移動，則K值不變，平衡可能移動，A正確；B、K值變更，說明反應的溫度肯定發生了變更，因此平衡肯定移動，B正確；C、平衡移動，溫度可能不變，因此K值可能不變，C正確；D、平衡移動，溫度可能不變，因此K值不肯定變更，D不正確，答案選D。6．（2024·河南高三開學考試）熱還原法制備MgO材料的原理為MgSO4（s）+CO（g）MgO（s）+SO2（g）+CO2（g）△H>0，T℃時，在一恒容密閉容器中加入肯定量的MgSO4（s）和CO（g），一段時間后達到平衡狀態。下列說法正確的是（）A．活化能：E正>E逆B．其他條件不變，加入催化劑，△H減小C．其他條件不變，降低溫度，化學平衡常數增大D．其他條件不變，向容器中通入Ar（g），平衡逆向移動【答案】A【解析】A.該反應為吸熱反應，正反應的活化能大于逆反應的活化能，A項正確；B.催化劑不變更反應的ΔH，B項錯誤；C.其他條件不變，降低溫度，平衡逆向移動，化學平衡常數減小，C項錯誤；D.其他條件不變，向容器中通入Ar（g），由于容器體積不變，所以各物質濃度都不變，平衡不移動，D項錯誤。故選A。7．（2024·重慶高三開學考試）N2O5是一種新型硝化劑，在肯定溫度下可發生如下反應：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH＞0。T1溫度時，向密閉容器中通入N2O5氣體，部分試驗數據見下表，下列說法正確的是時間/s050010001500c(N2O5)/mol·L－15.003.502.502.50A．500s內NO2的生成速率為3.00×10－3mol·L－1·s－1B．T1溫度下該反應平衡時N2O5的轉化率為50%C．達平衡后其他條件不變，將容器體積壓縮到原來的，c(N2O5)<5.00mol·L－1D．T1溫度下的平衡常數為K1，T2溫度下的平衡常數為K2，若T1>T2，則K1<K2【答案】B【解析】A.500s內N2O5分解速率為=3.00×10－3mol·L－1·s－1，因同一反應中，各物質表示的化學反應速率之比等于參與反應的化學計量數之比，則NO2的生成速率==6.00×10－3mol·L－1·s－1，A項錯誤；B.依據表格數據可知，反應達到平衡N2O5的物質的量濃度為2.50mol/L，故其轉化率為=50%，B項正確；C.體積壓縮到原來的1/2，假設平衡不移動，N2O5的濃度為5mol·L－1，壓強增大，平衡向逆反應方向移動，N2O5濃度增大，即大于5mol·L－1，C項錯誤；D.此反應是吸熱反應，降低溫度，平衡向逆反應方向移動，即K1>K2，D項錯誤；答案選B。8．（2024·天津高考模擬）在3種不同條件下，分別向容積為2L的恒容密閉容器中充入2molA和1molB，發生反應：。相關條件和數據見下表：試驗編號試驗Ⅰ試驗Ⅱ試驗Ⅲ反應溫度/℃700700750達平衡時間/min40530n(D)平衡/mol1.51.51化學平衡常數K1K2K3下列說法正確的是（）A．試驗Ⅲ達平衡后，恒溫下再向容器中通入1molA和1molD，平衡不移動B．上升溫度能加快反應速率的原理是降低了活化能，使活化分子百分數提高C．試驗Ⅲ達平衡后容器內的壓強是試驗Ⅰ的0.9倍D．K3>K2>K1【答案】A【解析】A．容積為2L的恒容密閉容器中充入2molA和1molB，發生反應：2A(g)+B(g)?2D(g)，試驗III中，平衡時n(D)=1mol，則n(A)=1mol，n(B)=0.5mol，因此c(D)=0.5mol/L，c(A)=0.5mol/L，c(B)=0.25mol/L，750℃的平衡常數K===4，溫度不變，則平衡常數不變，試驗Ⅲ達平衡后，恒溫下再向容器中通入1molA和1molD，則此時容器中c(A)=1mol/L，c(B)=0.25mol/L，c(D)=1mol/L，此時濃度商QC==4=K，則平衡不發生移動，故A正確；B．上升溫度不能降低反應的活化能，但能使部分非活化分子汲取熱量而變為活化分子，即增大了活化分子百分數，增大活化分子的有效碰撞機會，化學反應速率加快，故B錯誤；C．依據志向氣體狀態方程PV=nRT可知，在相同體積的容器中，PIII：PI=nIIITIII:nITI。反應起始時向容器中充入2molA和1molB，試驗III達平衡時，n(D)=1mol，依據反應方程式，則平衡時n(A)=1mol，n(B)=0.5mol。試驗I達平衡時，n(D)=1.5mol，依據反應方程式，n(A)=0.5mol，n(B)=0.25mol，則試驗III達平衡后容器內的壓強與試驗I達平衡后容器內的壓強之比=≠0.9，故C錯誤；D．反應為2A(g)+B(g)?2D(g)，比較試驗I和III，溫度上升，平衡時D的量削減，化學平衡向逆反應方向移動，則K3＜K1，溫度相同，平衡常數相同，則K1=K2，綜上，則平衡常數的關系為：K3＜K2=K1，故D錯誤；答案選A。9．（2024·北京高考模擬）乙烯氣相干脆水合反應制備乙醇：C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。乙烯的平衡轉化率隨溫度、壓強的變更關系如下（起始時，n(H2O)＝n(C2H4)＝1mol，容器體積為1L）。下列分析不正確的是A．乙烯氣相干脆水合反應的?H＜0B．圖中壓強的大小關系為：p1＞p2＞p3C．圖中a點對應的平衡常數K＝D．達到平衡狀態a、b所須要的時間：a＞b【答案】B【解析】依據圖像分析，在同一個壓強下，隨著溫度的上升，乙烯平衡轉化率降低，不利于平衡向正反應方向進行，可知該反應正方向為放熱反應；依據C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)可知，該反應是氣體分子數減小的體系，再結合平衡常數表達式及壓強與溫度對速率與平衡的影響作答。A.依據上述分析可知，乙烯氣相干脆水合反應為放熱反應，即?H＜0，A項正確；B.由方程式C2H4(g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)可知該反應的正反應是氣體分子數減小的反應，所以增大壓強，平衡正向移動，乙烯的轉化率提高，因此壓強關系是：p1<p2<p3<p4，B項錯誤；C.依據圖示可知，起始時，n(H2O)＝n(C2H4)＝1mol，容器體積為1L，a點乙烯的平衡轉化率為20%，則轉化的乙烯的物質的量濃度為0.2mol/L，則:C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)起先(mol/L)110轉化(mol/L)0.20.20.2平衡(mol/L)0.80.80.2所以K==，C項正確；D.增大壓強，化學反應速率會加快，則反應達到平衡的時間會縮短，由上述分析可知，p2<p3，因此達到平衡狀態a、b所須要的時間：a＞b，D項正確；答案選B。10．（2024·天津靜海一中高三期末）CO和H2在肯定條件下合成甲醇的反應為：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH。現在容積均為1L的a、b、c、d、e五個密閉容器中分別充入1molCO和2molH2的混合氣體，控溫，進行試驗，測得相關數據如下圖1和圖2。下列敘述不正確的是A．該反應的ΔH<0B．在500℃條件下達平衡時CO的轉化率為60%C．平衡常數K1(3000C)＜K2(5000C)D．圖2中達化學平衡的點為c、d、e【答案】C【解析】依據圖1，隨著溫度上升，甲醇的物質的量減小，依據勒夏特列原理，該反應為放熱反應，依據圖2，當反應達到平衡時，甲醇的物質的量最大，依據化學平衡移動的定義，推出c、d、e達到平衡；A、依據圖1，300℃時，甲醇物質的量為0.8mol，500℃時甲醇物質的量為0.6mol，上升溫度，向正反應方向移動，依據勒夏特列原理，該反應為放熱反應，即△H<0，故A說法正確；B、500℃時甲醇的物質的量為0.6mol，則消耗CO的物質的量為0.6mol，即CO的轉化率為0.6mol/1mol×100%=60%，故B說法正確；C、化學平衡常數只受溫度的影響，該反應為放熱反應，上升溫度，平衡向逆反應方向進行，即化學平衡常數減小，即K1(300℃)>K2(500℃)，故C說法錯誤；D、a到c反應向正反應方向進行，還沒有達到平衡，當達到平衡時，甲醇的物質的量最多，即c、d、e為化學平衡點，故D說法正確；11．（2024·遼寧高考模擬）溫度為T℃時，向VL的密閉容器中充入肯定量的A和B，發生的反應為A(g)＋B(g)C(s)＋xD(g)ΔH＞0，容器中A、B、D的物質的量濃度隨時間的變更如表所示。下列說法不正確的是A．前10min的平均反應速率v(D)＝0.3mol·L－1·min－1B．該反應的平衡常數表達式為K＝c(C)c2(D)/[c(A)c(B)]C．若達到平衡時保持溫度不變，壓縮容器體積，平衡不移動D．反應至15min時，變更的條件可以是降低溫度【答案】B【解析】A．由表格數據可知，10min時到達平衡，平衡時D的濃度變更量為3mol/L，故v(D)=3/10=0.3mol/(L·min)；A正確；B．由表格數據可知，平衡時A、D的濃度變更量分別為1.5mol/L、3mol/L，故1：x=1.5:3，所以x=2；可逆反應A(g)＋B(g)C(s)＋2D(g)的平衡常數表達式K＝，B錯誤；C.可逆反應A(g)＋B(g)C(s)＋2D(g)，反應前后氣體體積不發生變更，因此若達到平衡時保持溫度不變，壓縮容器體積，平衡不移動，C正確；D.由表格數據可知，變更條件瞬間，反應混合物的濃度不變，后來濃度增大，平衡向逆反應移動，該反應正反應為吸熱反應，故變更條件應是降低溫度，故D正確；正確選項B。12．（2024·山西大同一中高三開學考試）在恒溫、恒容條件下發生下列反應：2X2O5(g)4XO2(g)+O2(g)△H>0，T溫度下的部分試驗數據為：t/s050100150c(X2O5)mol/L4.002.502.002.00下列說法錯誤的是A．T溫度下的平衡數為K=64(mol/L)3，100s時轉化率為50%B．50s內X2O5分解速率為0.03mol/(L?s)C．T1溫度下的平衡常數為K1，T2溫度下的平衡常數為K2，若T1>T2，則Kl>K2D．若只將恒容改為恒壓，其它條件都不變，則平衡時X2O5的轉化率和平衡常數都不變【答案】D【解析】A．由表中數據可知，100s時處于平衡狀態，平衡時c(X2O5)=2mol/L，則：

2X2O5(g)═4XO2(g)+O2(g)起始濃度(mol/L)：4

0

0變更濃度(mol/L)：2

4

1平衡濃度(mol/L)：2

4

1T溫度下平衡常數K===64(mol/L)3，100s時轉化率為×100%=50%，故A正確；B.50s內X2O5濃度變更量為(4-2.5)mol/L=1.5mol/L，50s內X2O5分解速率==0.03mol/(L·s)，故B正確；C．T1溫度下的平衡常數為K1，T2溫度下的平衡常數為K2，若溫度T1＞T2，正反應為吸熱反應，上升溫度平衡正向移動，平衡常數增大，則K1＞K2，故C正確；D．恒容條件下，隨反應進行容器內壓強增大，若只將恒容改為恒壓，其它條件都不變，等效為在原平衡基礎上減小壓強，平衡正向移動，平衡時X2O5的轉化率增大，平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變，故D錯誤；故選D。19．（2024·山東高考模擬）甲醇是重要的化工原料，在有機合成中具有廣泛應用。I．(1)用甲醇制取甲胺的反應為△H已知該反應中相關化學鍵的鍵能數據如下：共價鍵C―OH―ON―HC―N鍵能／kJ·mol-1351463393293則該反應的△H=__________kJ·mol-1Ⅱ．肯定條件下，將2molCO和6molH2通入2L密閉容器中發生如下反應主反應：△H<0Ⅰ副反應：△H<0Ⅱ反應到tmin時，達到平衡狀態。平衡時CH3OH的體積分數φ(CH3OH)如圖所示：(2)圖中a___b(填“大于”或“小于”)。圖中Y軸表示溫度，其理由是__________(3)若反應II的平衡常數K值變小．則下列說法中正確的是___________(填序號)。A．平衡均向正反應方向移動B．平衡移動的緣由是上升了溫度C．達到新平衡后，φ(CH3OH)減小D．容器中φ(CH3OCH3)增大(4)平衡時，M點CH3OH的體積分數為12.5％，c(CH3OCH3)=0.1mol·L-1，則此時CO的轉化率為________；用H2表示I的反應速率為______mol·L-1·min-1。反應Ⅱ的平衡常數K=___________(用分數表示)【答案】(1)-12(2)小于隨著Y值的增加，CH3OH的體積分數φ（CH3OH）減小，平衡逆向移動，故Y表示溫度(3)BC(4)56%【解析】I．(1)設C-H的鍵能為x，反應CH3OH(g)+NH3(g)═CH3NH2(g)+H2O(g)的△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能=(3x+351+463+393×3-3x-293-393×2-463×2)kJ/mol=-12kJ/mol，故答案為：-12；Ⅱ．(2)依據圖示信息：X軸上a點的數值比b點小，隨著Y值的增加，CH3OH的體積分數φ(CH3OH)減小，平衡逆向移動，故Y表示溫度，故答案為：小于；隨著Y值的增加，CH3OH的體積分數φ(CH3OH)減小，平衡逆向移動，故Y表示溫度；(3)反應II為放熱反應，若反應II的平衡常數K值變小，說明平衡逆向移動，溫度上升。A．反應II為放熱反應，若反應II的平衡常數K值變小，說明平衡逆向移動，故A錯誤；B．平衡常數只與溫度有關，反應II為放熱反應，若反應II的平衡常數K值變小，說明平衡逆向移動，故B正確；C．溫度上升，CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0，平衡逆向