高中化学2023年大一轮第七章化学反应速率与化学平衡：第3讲化学平衡常数

第3讲化学平衡帝敷

课程标准知识建构

1能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率

的简单计算。

2．能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否

达到平衡及平衡移动的方向。

3．了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向

间的联系。

4.知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与

反应的焙变和嫡变有关。

双基过关穷实必备知识

一、化学平衡常数

1.概念

在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幕之积与反应

物浓度幕之积的比值是一个常数，用符号K表示。

2.数学表达式

伊(C)·c4(D)

(1)一般形式：对千反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),K=（固

产(A)·Cl(B)

体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中）。

(2)实例

c(CO)·c(H习

如：＠C(s)+H心(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式K=

凶旦心°

®Fe3+(aq)+3H心(l)Fe(OH)3(s)+3H气aq)的平衡常数表达式K=

凶

气°

(3)化学平衡常数与化学方程式的关系

化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数

改变。若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，

平衡常数也会改变。如：

化学方程式平衡常数关系式

沁(g)+Kc2(NH3)

1-c(N2)·c3(H习

3H2(g)2NH3(g)K2＝玩

2l23c(NH习

-沁(g)十一K2一（或K-211)

气1(N2)气3(H2)

H2(g)NH3(g)1

K3=—K1

2NH3(g)沁(g)+c(N2)·c3(H功

K3—c2(NH3)

3H2(g)

3意义

平衡常数表示可逆反应正向进行的程度，K值越大，反应进行的程度越上。

4.影响因素

K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

5应用

(1)判断可逆反应进行的程度。通常K>lO5可认为反应彻底，K＜lO-5认为反

应不能发生。

(2)判断反应是否达到平衡或反应进行的方向。

对千化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)的任意状态，浓度商：Q=

ce(C)·已(D)

c'(A)妙(B)°

休系处于平衡状态，咋＝“逆

反应正向进行，“正>vl1!.

反应逆向进行，“正＜，进

(3)判断可逆反应的热效应

K值增大一正反应为吸热反应，凶仑0

升高温度｛K值减小一正反应为放热反应，f:.H<O

K值增大一正反应为放热反应，f:.H<O

降低温度｛K值减小一正反应为吸垫反应，凶i>0

【诊断l】判断下列说法是否正确，正确的打.j'错误的打X。

(1)平衡常数能体现可逆反应进行的程度（)

(2)平衡常数大的可逆反应的平衡体系中，生成物的浓度一定大（)

(3)平衡常数表达式中应含有参加反应的所有物质（)

(4)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大（)

(5)对于某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大（)

(6)平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动（)

(7)反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向

移动，平衡常数增大（)

答案(1)./(2)X(3)X(4)X(5)X(6)./(7)X

二、转化率

1.概念

转化率是指反应进行到一定程度时某一反应物转化的百分率。平衡转化率是

可逆反应达到平衡状态时某反应物的转化百分率。

2.数学表达式

对千反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),A(g)的平衡转化率可表示为：

co(A)－c'l'伊

a(A)=X100%

畛

co(A)代表A的初始浓度，c平(A)代表A的平衡浓度。

3.“三段式”法应用千化学平衡的计算

(1)一个模式”三段式”

如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a

mol·L-1、bmol-L-1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为叩molL飞

mACg)+nBCg)pC(g)+qD(g)

起始(mol-L飞ab00

转化(mol-L-1)mxnxpxqx

平衡Cmol-L-1)a-mxb-nxpxqx

(pxV·(qx)q

则K=a(A)＝呾X100%。

(a-mx尸(b-nx)”'a

(2)明确三个量的关系

＠）三个量：即起始量、变化量、平衡量。

＠对千同一反应物，起始量—变化量＝平衡量。

＠对千同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。

＠各转化量之比等千各反应物的化学计量数之比。

(3)掌握四个公式

n（转化）c（转化）

G)恒容条件下反应物的转化率＝X100%=~X100%。

n（起始）c（起始）

＠生成物的产率：实际产量（指生成物）占理论产量的百分数。一般来讲，转

化率越高，原料利用率越高，产率越高。

实际产量

产率＝XlOO%。

理论产量

平衡量

＠平衡时混合物组分的百分含量＝X100%。

平衡时各物质的总量

某气体组分的物质的量

＠某气体组分的体积分数＝X100%。

混合气体总的物质的量

【诊断2】在一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入2rnolM和

一定量的N,发生反应M(g)+N(g)E(g)；当反应进行到4min时达到平衡，

测得M的浓度为0.2rnol-L飞下列说法正确的是()

A.4min时，M的转化率为80%

B.0,,....,4min,用M表示的平均反应速率为0.8mol·L-1-min-1

C.2min时，M的物质的量浓度为0.6rnol·L一］

D.4皿n后，向容器中充入惰性气体，M的物质的量减小

答案A

解析根据题意列出三段式：

M(g)+N(g)E(g)

起始(mol•L飞1。

转化(mol•L飞0.80.8

平衡(mol·L飞0.20.8

0.8mol-L勹

X100%=80%，故A正确；0,...___,4min,

4min时，M的转化率为1mol·L-1

0.8mol•L-1

用M表示的平均反应速率为=0.2mol-L-1-min-1，故B错误；若反应

4min

速率不变，2min时M的转化浓度为0.2mol-L-1-min-1X2min=0.4mol-L飞M

的物质的量浓度为0.6mol·L-1,但在反应过程中，正反应速率逐渐减小，前2min

的反应速率比后2min反应速率快，因此M的物质的量浓度小于0.6mol-L飞

故C错误；恒容条件下，向容器中充入惰性气体，平衡不移动，M的物质的量

不变，故D错误。

三、化学反应进行的方

1.自发过程

(1)含义

在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。

(2)特点

(D体系趋向于从高能状态转变为低能状态（体系对外部做功或释放热量）

＠在密闭条件下，体系有从直庄自发地转变为孟庄的倾向性（无序体系更加

稳定）。

2.化学反应方向

(1)判据

勹放热过程中体系能归性心H三0，具有自发进

判一行的倾向；但有些吸热反应也可以自发进行．故

据

焙变只是影响反应方向的一种因素

O墒的大小同种物质墒低气态＞液态＞

固态

勹＠墒判据体系的混乱度增加（即墒增），AS>

判——————

据们反应有自发进行的倾向；但有些嫡减的过程

也能自发进行，故墒变只是影响反应方向的一

种因素

复＞众反应不能自发进行

合一

—AH—T6.Si=O，反应达到平衡状态

判据｛二，反应能自发进行

(2)一般规律

CDAH三0,/J.S.2:_0的反应任何温度下都能自发进行；

@AH三O,!J.S三0的反应任何温度下都不能自发进行；

©AH和AS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。

当AH<O,AS<0时，低温下反应能自发进行；当AH>0,AS>0时，画蛊下反

应能自发进行。

【诊断3】判断下列说法是否正确，正确的打✓,错误的打X。

(1)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有

自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行（)

(2)CaCO式s)—CaO(s)+C02(g)室温下不能自发进行，说明该反应的!l.H<

0()

(3)某化学反应的!J.H=-122kJ-mol-1,!J.S=-431J-moC1-K-1,则此反应仅

在低温下自发进行（)

(4)-10·c的水结成冰，可用熘变的判据来解释反应的自发性（)

(5)判断过程的自发性能确定过程能否一定发生和过程发生的速率（)

(6)在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的

方向（)

答案(1)✓(2)X(3)✓(4)X(5)X(6)X

重难突破培育关键能力

考点一化学平衡常数的意义和应用

【典例1】甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利

用co或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下

的化学反应平衡常数如下表所示：

温度I°C

化学反应平衡常数

500800

CD2H2(g)+CO(g)C比OH(g)KI2.50.15

@H2(g)+C02(g)H心(g)+CO(g)K21.02.50

@3H2(g)+C02(g)CHJOH(g)+H心(g)K3

(1)据反应CD与＠可推导出K]、比与长之间的关系，则凡＝（用K1、

氏表示）。

(2)反应＠的AH（填“＞”或“<”)0。

(3)500°C时测得反应＠在某时刻H2(g)、C02(g)、CH3QH(g)、比O(g)的浓

度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v止（填">”“=”或

“<")v扣

答案(l)K1·K2(2)<(3)>

c(CHOH)

解析(l)K1=

c2(H2)·c(CO)'

c(CO)·c(H心）

K2=

c(H2)·c(C02)'

c(H心）．e（CH30H)

K3=

c3(H分c(C02)'

K3=K1·K2。

(2)根据K3=K1·及500°C、soo·c时，反应©的平衡常数分别为2.5、0.375;

升温，K减小，正反应为放热反应，所以!1H<O。

(3)500°C时，K3=2.5

c(CH30H)·c(H心）＝0．3XO.15

Q=:::::::0.88<K3

c3(H计c(C02)-0.8坟0.1

故反应正向进行，V正＞v逆0

【对点练l】（平衡常数与方程式的关系）（2020西安市铁一中学质检）0是一

种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中

易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常溫常压下发生的

反应如下：

反应CD03o叶[0]!1H>O平衡常数为K口

反应＠[0]+03202!1H<O平衡常数为K勾

总反应：203302!1H<O平衡常数为K。

下列叙述正确的是（)

A.降低温度，总反应K减小

B.K=klk2

C.适当升温，可提高消毒效率

D.压强增大，凡减小

答案BC

c(O2).e([0])

解析降温，总反应平衡向右移动，K增大，A项错误；Kt=

c(03)、

c2(O2)孚

K2=K==K1·氏，B项正确；升高温度，反应O平衡向右移

c([O])·c(03)、c2(03)

动，c([O]）增大，可提高消毒效率，C项正确；对于给定的反应，平衡常数只与

温度有关，D项错误。

【对点练2】（平衡常数及影响因素）在25°C时，密闭容器中X、Y、Z三

种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：

物质XYz

初始浓度／mol·L叮0.10.2。

平衡浓度／mol·L勹0.050.050.1

下列说法错误的是（)

A.反应达到平衡时，X的转化率为50%

B.反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为1600

C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大

D.改变温度可以改变此反应的平衡常数

答案C

解析反应达到平衡时，X的转化率为

0.1mol-L勹—0.05mol-L勹

X100%=50%，故A正确；根据反应速率之比等

0.1mol-L勹

于浓度变化量之比等于化学计量数之比可知，/1c(X):/1c(Y):/1c(Z)=

0.05:0.15:0.1=1:3:2,则反应的化学方程式为X(g)+3Y(g)2Z(g),K=

c2(Z)=(0.lmol·L吓

c(X)·c3(Y)-(0.05mol·L-1)X(0.05mol•L-1)N=l600,故B正确；增大压强平衡向

生成Z的方向移动，但温度不变，平衡常数不变，故C错误；平衡常数只受温

度的影呴，温度改变时，化学平衡常数一定变化，故D正确。

【对点练3】（平衡常数的应用）（2020·四川省成都模拟）在300tnL的密闭容

器中，放入锦粉并充入一定量的co气体，一定条件下发生反应：Ni(s)+

4CO(g)Ni(CQ)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表：

温度I°C2580230

2

平衡常数5X1041.9X10飞

下列说法不正确的是（)

A.上述生成Ni(CQ)4(g)的反应为放热反应

B.25'C时反应Ni(CQ)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2Xl0飞

C.80'C达到平衡时，测得n(C0)=0.3mol,则Ni(C0)4的平衡浓度为2

mol·L勹

D.80'C时，测得某时刻，Ni(CQ)4、co浓度均为0.5mol·L-i,则此时

v（正）＞v(逆）

答案D

解析随着温度的升高，平衡常数逐渐减小，说明升高温度，平衡向逆反应

方向移动，因此正反应是放热反应，A项正确；逆反应的平衡常数是正反应的倒

数，B正确；选项C中，根据80·c时平衡常数的表达式可知，Ni(CQ)4的平衡

浓度为2mol•L飞C正确；如果80·c时，测得某时刻，Ni(CQ)4、co浓度均

为0.5mol•L一］，则此时Q＝器＝8>K=2，反应向逆反应方向进行，则此时

v（正）＜v（逆），D项错误。

考点二“三段式”突破平衡常数、转化率的相关计算

【典例2】500°C时，向容积为2L的密闭容器中通入1mol沁和3molH幻

模拟合成氨的反应，容器内的压强随时间的变化如下表所示：

时间/min

°11012OI30140|+OO

压强/MPa20I17I15I13.2I11I11

(1)达到平衡时沁的转化率为。

(2)用压强表示该反应的平衡常数Kp=（KP等千平衡时生成物分压

幕的乘积与反应物分压幕的乘积的比值，某物质的分压等千总压X该物质的物质

的量分数）。

答案(1)90%(2)48MPa一2

解析假设到平衡时氮气转化的物质的量为xmol,则有

N2+3H22NH3

1330

起始(mol)

x红

转化(mol)X

平衡(mol)1—X3—3x2x

根据压强比等于物质的量比可知，

(1—x)+(3—3x)+2x11

解之得x=0.9;

1+3=20'

(1)达到平衡时凡的转化率为~x100%=90%;

(2)用压强表示该反应的平衡常数

1.8

(~XllMPa)2

Kp=2.2

0.10.3=48MPa飞

X11MPaX(X11MPa)3

—2.2—2.2

【对点练4】(“三段式“法的应用）笋炭基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，

能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将co和H心混合加

热并达到下列平衡：

CO(g)+H心(g)COS(g)+H2{g)K=O.l

反应前co的物质的量为10moJ,平衡后co的物质的量为8mol。下列说

法正确的是（)

A.升高温度，比S浓度增大，表明该反应是放热反应

B.通入co后，正反应速率逐渐增大

C.反应前H2S物质的量为7mol

D.CO的平衡转化率为80%

答案AC

解析A项，升高温度，比S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反

应吸热，正反应放热，正确；B项，通入co气体瞬间正反应速率增大，达到最

大值，正反应迷率逐渐减小，错误；C项，设反应前H2S的物质的量为nmol,

容器的容积为VL,则

CO(g)+H2SCg)~COS(g)+H2Cg)

1。022022

起始(mol)n

28

转化(mol)2

平衡(mol)n-2

22

一．一

VV2mol

K=~=0.1,解得n=7,正确；D项，co的转化率为X100%=

8n—210mol

VV

20%，错误。

【对点练5】（压强平衡常数的计算）（2020全国卷II)天然气的主要成分为

CH4,一般还含有C2压等经类，是重要的燃料和化工原料。乙烧在一定条件可

发生如下反应：C2压(g)C2比(g)+H2(g)11H,,容器中通入等物质的量的乙

烧和氢气，在等压(p)下发生上述反应，乙烧的平衡转化率为a。反应的平衡常数

k产（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压X物质的量分数）。

a(l+a)

答案Xp

(2+a)(l-a)

解析设起始时C2压和压的物质的量均为1mol,列出三段式：

C2儿(g)=C2凡(g)+H2Cg)

。l

起始(mo))1

转化(mol)GaQ'

平衡(mol)l-aal+a

1-aa~1+a

平衡时C2压、C2H4和H2对应的分压分别为2＋芯2＋沾和2＋次，则该反

1+(J.

亡产言了a(l+a)

应的平衡常数Kpp=1-o.=(2+o.)(1-o.)Xp。

2＋次

归纳总结

四步骤计算压强平衡常数

勺一：一：一；；已出一；一衔严系五心诚的－－］

心一叶正如西的一心顶一的三分一正在百;}臧一一飞

、---------------------------------,

0-:--;_-,:.-.7:...::-.-::...·~·:-:"'..~:.-.-_::-::-.-:.·.:--~:..::----

：根据分压计算公式求出各气体物质的分压，:

三步，某气体的分压..气体总压强x该气体的体积}

{＞』：分数（或物质的量分数）

0、，一一一一一一一一一一一一一一一一一·------------------,

：根据平衡常数计算公式代入计算。例如：N心兄

今吼(g)-2NH3(g)，压强平衡吐扭式为｝

P2(NHJ

：氐＝

,p(N2)·P勺七）

、------------------------------------'

微专题27化学反应速率常数及其应用

1.基元反应

研究表明，氢气和氧气混合在点燃或有催化剂存在的条件下，主要发生以下

四步反应：

H2点燃骂皿化剂2H·,

H·+02一·OH+O·,

O·+H2---+-0H+H·,

-OH+H2一H20+H·o

大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。例如

H-+02-·0H+O·,即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。

2.速率方程

基元反应的化学反应速率与反应物的浓度数值相应幕次的乘积成正比，其方

次即为各物质前面系数。即对千基元反应：aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g),

则v正＝k正c'(A)·沙(B)（其中幻为正反应的速率常数），v逆＝k逆cg(G)·泸(H)（其

中虹为逆反应的速率常数）。

3.速率常数含义

速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1mol·L-1时的反应速率。

在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。速率常数

不随反应物浓度的变化而改变。因此可以应用速率方程求出该温度下任意浓度

时的反应速率。

4.速率常数的影响因素

速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但

浓度不影响速率常数。

5.速率常数与化学平衡常数之间的关系

一定温度下，可逆反应：aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)，达到平衡状态时，

V,E=k正c0(A)·沙(B),v逆＝k卢(G)沙(H)，因平衡时v止．＝v逆，则k.tl:e.a（A)砂(B)

竺=c.g（G)·泸(H)

=k逆心(G)心(H),=K。

k逆c'(A)·沙(B)

【典例l】(2020课标全国II)天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6

等经类，是重要的燃料和化工原料。

高温

高温下，甲烧生成乙烧的反应如下：2CH4—一!';.C2H叶H2。反应在初期阶段

的速率方程为：r=kXcCH4,其中k为反应速率常数。

G)设反应开始时的反应速率为r!，甲烧的转化率为a时的反应速率为r2,则

n=rlo

＠对千处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是（填字母）。

A.增加甲烧浓度，r增大

B.增加压浓度，r增大

C.乙烧的生成速率逐渐增大

D.降低反应温度，K减小

答案心(1-a)@AD

解析CD反应初始时可认为cCH4=lmol•L-1,则根据初期阶段的速率方程

可知k=n,当CH4的转化率为a时，cCH4=(l-a)mol·L一1，则此时n.=(1-a)no

雹）由r=kXcCH4可知，CH4的浓度越大，反应速率r越大，A项正确；增加H2

浓度，CH4的浓度减小或不变，则r减小或不变，B项错误；随着反应的进行，

CH4的浓度逐渐减小，则反应速率逐渐减小，C项错误；降低温度，该反应进行

非常缓慢甚至停止，即k也随着减小，D项正确。

【典例2】(2018全国卷III)对千反应2SiHCb(g)=SiH2Ch(g)+SiC14(g)，采

用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCb的转化率随

时间变化的结果如图所示。

ii-::j::::t:

0100200300400

出血

G)在343K下：要提高SiHCb转化率，可采取的措施是

要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有、

＠比较a、b处反应速率大小：Va_Vb（填“大于““小于”或”等

千＂）。反应速率v=v正－v逆＝k正x2SiHCb-k逆xS吐Cl心iC14,k正、K心分别为

V正

正、逆反应速率常数，x为物质的量分数，计笢a处的—=（保留1位小

v逆

数）。

答案CD及时移去产物改进催化剂提高反应物压强（浓度）＠大于

1.3

解析CD根据化学平衡移动原理并结合该反应特点，及时分离出生成物可提

高反应物的转化率。缩短反应达到平衡的时间，实质就是提高反应速率，可采用

加压的方式或选择更为高效的催化剂。

＠温度越高，反应速率越大，a点所在曲线对应的温度高于b点所在曲线对

应的温度，所以a点反应速率大于b点反应速率。a点所在曲线达到平衡时，v正

=v逆，即K正x2SiHCb=k逆xSiH丈l江SiC14,从题图上可知a点所在曲线平衡时

SiHCb的转化率为22%，设投入SiHCbymol,则根据三段式法得

2SiHCl3Cg)一＝一Si凡Cl2Cg)+SiCI,Cg)

开始／moly。。

转化／mo!0.22yO.llyO.lly

平衡／mol0.78yO.llyO.lly

kli0.112

代入k正x2SiHCb=k逆xSiH2ChxSiCl4得，k.if.0.782＝从0.11气二＝从0.7820

在a处SiHCb的转化率为20%，根据三段式法得

2SiHC13(g)=Si儿Cl2(g)+SiCl1(g)

开始／moly。。

转化／mol0.2yO.lyO.ly

a处／mol0.8yO.lyO.ly

v正虹x2SiHCb知0.82

则—==—x将切代入计算得出v正／v逆＝1.3。

、V逆从xSiH2C区SiCl4从—0.12'

.

1.反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反应比(g)

+Cb(g)=2HCI(g)的反应速率v可表示为v=k产(H2)产（Cl2)，式中k为常数，m、

n值可用下表中数据确定。

实验序号c(H2)/(mol•L飞c(Cb)/(mol·L-1)v/(mol-L-1·s-1)

@1.01.0I.Ok

@2.01.02.0k

@2.04.04.0k

下列说法正确的是（)

A.在上述反应中，H2、HCl、Ch的反应速率之比为1:1:2

B.加入催化剂，正反应速率增大，逆反应速率减小

1

C.上述化学反应速率表达式中m=l、n=－2

D．相同条件下，比的浓度对反应速率的影响小千Cl2

答案C

解析A项，化学反应速率之比为对应物质的化学计量数之比，故H2、HCl、

Ch的反应速率之比应为1:2:1,错误；B项，加入催化剂，正、逆反应速率

都增大，错误；C项，结合CD和＠两组数据可计算：m=l,利用＠和＠两组数

据可计算：n=½,正确；D项，v=kc(H2)·寸飞邧，所以，氢气的浓度对反应速

率的影呴程度大于氯气，错误。

2.(2020-广西南宁三中期末）在反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H心(g)中，

每生成7g沁放出166kJ的热量，该反应的速率表达式为v=k产(NO)·c''(H2)(k、

m、n待测），其反应包含两步：@2NO+H2=N2+H心2（慢）；＠H心2+

H2—2H心（快）。T°C时测得有关实验数据如下表：

c(NO)c(H2}速率

序号

mol·LImol-LImol·L-I·min勹

I0.00600.00101.8X10-4

II0.00600.00203.6X10刁

田0.00100.00603.0X10-5

IV0.00200.00601.2X10-4

下列说法错误的是（)

A.该反应的速率表达式为v=SOOO·c2(NO)·c(H习

B.整个反应的反应速率由第CD步反应决定

C.正反应的活化能：CD<@

D.该反应的热化学方程式为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H心(g)t::,.H=-

664kJ·moC1

答案C

解析本题考查化学反应速率的表达式及相关计算。将实验I、II数据代入

速率表达式可得1.8X10-4=k-0.0060"'·0.001011,3.6X10-4=k-0.0060111-0.002011,

综合两式可得n=l;将实验III、IV数据代入速率表达式可得3.0X10一5=k·0.00l

俨0.006011•1.2X10-4=k-0.0020111-0.006011,综合两式可得m=2,则速率表达式为

v=k-c?(NO)·c(H习，将实验I数据代入可得1.8X10-4=k-0.00602X0.0010,则有

k=5000,故该反应速率表达式为v=5000-c2(NO)-c(H习，A正确。第O步反应

决定，正反应的活化能较大；第＠步反应是快反应，正反应的活化能较小，故整

个反应速率由第CD步反应决定，且正反应的活化能：CD>@,则B正确，C错误。

生成7g沁（即0.25mol)放出166kJ的热量，则生成1molN2(g)放出的热量为664

kJ,据此写出热化学方程式，D正确。

3.(2020福建省漳州市高三质检）反应2NO+Ch=2NOC1在295K时，其

反应物浓度与反应速率关系的数据如下：

c(NO)/(mol·L-i)c(Ch)/(mol·L飞v(Ch)/(mol·L-1.·s飞

G)0.1000.1008.0X10一3

@0.5000.1002.0X10-1

雹）0.1000.5004.0X10-2

注：＠反应物浓度与反应速率关系式为v(Ch)=k芢(NO)c"(Ch)（式中速率常

数k=Ae-Ea!RT,其中压为活化能，A、R均为大于0的常数，T为温度）；＠

反应级数是反应的速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法不正确的是

()

A.m=2,n=l,反应级数为3级

B.当c(N0)=0.200mol-L飞c(Ch)=0.300mol-L飞v(N0)=0.192mol-L-1·s

-1

C.加入催化剂可以改变反应途径，也可以增大速率常数k,而加快反应速

率

D.升高温度，可以增大反应的活化能Ea,从而使速率常数K增大

答案D

4.0X10-20.500

解析由表中O©数据可知8.OXlO一3=（丽丽'',n=l，由0@组数据可知

2.0X10一10.5008.OX10-3

=(-—111,

8.0X10-30.lOO)，111=2,由O数据可知k=~o.lOO坟0.lOO=8.0;据数据分析

知m=2,n=l,反应级数为3级，A正确；当c(N0)=0.200mol-L飞c(Ch)=

0.300mol-L一1时，v(NO)=2v(Ch)=2X8.0X0.200坟0.300mol-L-1-s一1=0.192

mol·L-1·s-1,B正确；催化剂可降低反应的活化能，增大速率常数，增大反应速

率，C正确；升高温度，活化能不变，D错误。

4兀温度时，在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应2NO(g)+

02(g)2N02(g)tiH<0,实验测得：V正＝v消耗(NO)=2v悄耗(02)=kil,

c2(NO)·c(O习，v逆＝v济耗(N02)=k过c2(N02)、Kjl:、K逆为速率常数，受温度影响。

容器中各反应物和生成物的物质的量随时间变化如图所示：

nlmol

n}n

5

n5

t时间／血

(1)下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是（填标

号）。

A.混合气体的密度不变

B.混合气体的颜色不变

C.k正、K逆不变

D.2v正(02)=v逆(NO习

(2)化学平衡常数K与速率常数K正、K逆的数学关系式为K=。

k

答案(l)BD(2)二

k逆

解析(1)由于气体质量和容器体积保持不变，故混合气体密度始终保持恒

定，不能由此判断是否达到平衡状态，A错误；混合气体的颜色不变，即N02

的量保持不变，可以说明反应达到平衡状态，B正确；k正、K句口与温度有关，

与是否达到平衡状态无关，C错误；当2v正(02)=v逆(N02)时，正、逆反应速率

相等，可以说明反应达到平衡状态，D正确。(2)达到化学平衡状