2.2 化学平衡（精讲）（解析版）

PAGE222.2化学平衡（精讲）思维导图思维导图常见考点常见考点考点一化学平衡状态的判断【例1-1】（云南红河·高二期末）工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400-500℃下的催化氧化：，下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是A．SO3的质量保持不变B．正反应和逆反应的速率相等C．混合气体的平均相对分子质量不变D．的物质的量之比为2∶1∶2【答案】D【解析】A．SO3的质量保持不变，则混合物中各物质的量不变，达到了平衡状态，选项A正确；B．正反应和逆反应速率相等，达到了平衡状态，选项B正确；C．因随着反应的进行，气体的物质的量发生改变，而气体总质量不发生改变，当混合气体的平均相对分子质量不变时，则说明反应已达到化学平衡状态，选项C正确；D．平衡时各物质的物质的量之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故容器中SO2、O2、SO3的物质的量为2：1：2不能作为判断是否达到平衡状态的依据，选项D不正确；答案选D。【例1-2】．（陕西省汉中中学高二阶段练习）下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是A．3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1B．2NO2(g)N2O4(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变C．CaCO3(s)O2(g)＋CaO(s)恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变D．H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变【答案】A【解析】A．若起始状态充入的H2与N2的物质的量之比为3:1，则3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比始终保持3:1，则不一定处于平衡状态，A符合；B．2NO2(g)N2O4(g)正反应是体积减小的，则恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变，可以说明物质的量不再变化，则反应达到平衡状态，B不符合；C．密度是气体的质量与容器容积的比值，CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)体系中，恒温、恒容下气体质量、气体密度是变化的，则当反应体系中气体的密度保持不变可以说明反应达到平衡状态，C不符合；D．颜色的深浅与浓度有关系，H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)在恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变，说明溴分子的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，D不符合；答案选A。【一隅三反】1．（上海市第二中学高二期末）当可逆反应在一定条件下达到平衡时，和的关系为A． B． C． D．【答案】D【解析】A．v逆>v正，逆反应速率大于正反应速率，反应尚未达到平衡，A错误；B．v逆<v正，正反应速率大于逆反应速率，反应尚未达到平衡，B错误；C．v逆=v正=0，说明反应已经停止，并不是平衡状态，C错误；D．v逆=v正≠0，说明反应达到平衡状态，D正确；故答案选D。2．（江西省信丰中学高二阶段练习）在一恒温、恒容密闭容器中，发生反应：，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是①混合气体的密度不变②单位时间内生成1molD，同时消耗了2molA③混合气体的平均相对分子质量不变④C的物质的量浓度不变⑤混合气体的压强不变A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②⑤【答案】B【解析】①总质量在变，体积不变，故密度会变，混合气体的密度不变能说明反应达到平衡状态，故①正确；②生成1molD是正反应，消耗2molA也是正反应，不能说明正逆反应速率相等，故②错误；③混合气体的平均相对分子质量等于质量和物质的量的比，m(总)是变值而n(总)是定量，则混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态，故③正确；④C(g)的物质的量浓度不变，说明反应达到平衡状态，故④正确；⑤反应前后气体的体积不变，故混合气体的压强不变，不能作为判断依据，故⑤错误；能表明反应已达到平衡状态的是①③④；答案选B。3．（四川·射洪中学高二阶段练习）一定温度下，向恒容容器中充入1molA和2molB发生反应A(g)+2B(g)⇌3C(g)+D(s)。下列能判断该反应达到平衡状态的是A．混合气体的平均相对分子质量不变B．单位时间内消耗B的物质的量与生成C的物质的量之比为2：3C．混合气体总的压强不再变化D．反应物A和B的转化率相等【答案】A【解析】A．反应中有固体生成，当气体的总质量不变时达到平衡状态，此时混合气体的平均相对分子质量不变，可以判断达平衡，A正确；B．消耗B与生成C均为正反应方向，不能判断达平衡，B错误；C．反应前后气体分子数相同，恒容条件下混合气体总的压强一直不变，不能判断达平衡，C错误；D．A和B按系数比投料，转化率一直相等，不能判断达平衡，D错误；故选A。4．（四川省内江市第六中学高二阶段练习）恒温条件下，可逆反应：在体积固定的密闭容器中进行，下列可作为判断反应达到平衡状态的标志的是①单位时间内生成nmolO2的同时生成nmolNO2②单位时间内生成nmolNO的同时生成nmolNO2③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2：2：1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．②④⑥⑦ D．②④⑤⑦【答案】C【解析】①单位时间内生成n

mol

O2的同时生成2n

mol

NO2，才能说明正逆反应速率相等，不能据此判断化学平衡状态，故错误；②单位时间内生成nmolNO的同时生成nmolNO2，正逆反应速率相等，可据此判断化学平衡状态，故正确；③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2：2：1的状态，该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态，与反应初始浓度和转化率有关，所以不能据此判断平衡状态，故错误；④混合气体的颜色不再改变的状态，二氧化氮物质的量不变，则该反应达到平衡状态，故正确；⑤反应前后气体质量不变、容器体积不变，所以混合气体的密度始终不变，所以不能据此判断平衡状态，故错误；⑥该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，当混合气体的压强不再改变时，各物质的浓度不变，则该反应达到平衡状态，故正确；⑦该反应是一个反应前后气体物质的量减小的可逆反应，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时各物质浓度不变，则该反应达到平衡状态，故正确；故选：C。考点二化学平衡常数【例2-1】下列关于平衡常数的说法正确的是：A．K不变，平衡可能移动B．同一个反应的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍C．K值越大，反应速率也越快D．对于合成氨反应，压强增大，平衡右移，K增大【答案】A【解析】A.

K值只与温度有关，影响化学平衡的因素主要有浓度、温度、压强等。如在其他条件不变时，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，有利于正反应的进行，K值不变，但平衡发生移动，所以K值不变，平衡可能移动，A项正确；B.相同条件下，同一个反应，其方程式的计量数增大2倍，K值应为原来的平方，B项错误；C.K值表示反应进行的程度，其值越大，则说明正向进行的程度越大，与反应速率无关，C项错误；D.合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，此反应是气体体积减小的反应，则压强增大，平衡右移，但K值只与温度有关，温度不变，则K值不变，D项错误；答案选A。【例2-2】在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应:CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g），K为化学平衡常数，其中K和温度的关系如下表：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6根据以上信息推断以下说法正确的是A．此反应为放热反应B．此反应只有达到平衡时，密闭容器中的压强才不会变化C．此反应达到1000℃时的反应速率比700℃时大D．该反应的化学平衡常数越大，反应物的转化率越低【答案】C【解析】A、根据表格数据可知，温度升高，K增大，正反应为吸热反应，故A错误；B、该可逆反应反应前后气体体积不变，反应过程中压强始终不变，故B错误；C、温度越高反应速率越快，故C正确；D、化学平衡常数越大，反应物的转化率越高，故D错误；综上所述，本题选C。【一隅三反】1．关于化学平衡常数，下列说法不正确的是（）A．化学平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变B．对于一定温度下的同一个反应，其正反应和逆反应的化学平衡常数的乘积等于1C．温度越高，K值越大D．化学平衡常数随温度的改变而改变【答案】C【解析】A选项，同一反应，平化学衡常数只受温度影响，与反应物的浓度无关，故A正确；B选项，同一可逆反应的正、逆反应平衡常数互为倒数，对于一定温度下的同一个反应，其正反应和逆反应的化学平衡常数的乘积等于1，故B正确；C选项，平衡常数越大，说明可逆反应进行的程度越大，反应可能是吸热反应或放热反应；升温，平衡向吸热反应方向进行，平衡常数不一定增大，故C错误；D选项，平化学衡常数只受温度影响，与反应物浓度、体系的压强无关，故D正确；综上所述，答案为C。2.对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是A．增大H2O(g)的浓度或减小H2的浓度，会使平衡常数减小B．改变反应的温度，平衡常数不一定变化C．K=D．K＝【答案】D【解析】A、平衡常数随温度变化，不随浓度变化，增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应平衡常数不变，选项A错误；B、反应过程中一定伴随能量变化，改变温度平衡一定发生变化，平衡常数一定变化，选项B错误；C、平衡常数是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到，固体和纯液体不写入表达式，平衡常数表达式为：K=，选项C错误；D、平衡常数是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到，固体和纯液体不写入表达式，平衡常数表达式为：K=，选项D正确；答案选D。3．可逆反应：2SO2＋O22SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2。下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商)()A．Q不变，K变大，O2转化率增大B．Q不变，K变大，SO2转化率减小C．Q变小，K不变，O2转化率减小D．Q增大，K不变，SO2转化率增大【答案】C【解析】当可逆反应2SO2+O2⇌2SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2，氧气的浓度增大，浓度商Q变小，平衡向右移动，氧气转化率减小，二氧化硫转化率增大，平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，故选C。考点三影响化学平衡移动的因素【例3】（贵州·毕节市第一中学高二阶段练习）有一处于平衡状态的反应：3A(s)＋2B(g)3C(g)，ΔH>0。为了使平衡向生成C的方向移动，应选择的条件是①高温

②低温

③高压

④低压

⑤加催化剂A．①③ B．①③⑤ C．①④ D．②④⑤【答案】C【解析】3A(s)＋2B(g)3C(g)，ΔH>0，正反应是气体体积增大的吸热反应；①升高温度，平衡向正向（放热）反应移动；②降低温度，平衡向逆向（吸热）反应移动；③压强增大，平衡向逆向（气体体积减小）方向移动；④降低压强，平衡向正向（气体体积增大）方向移动；⑤加催化剂不会引起化学平衡的移动；①④符合题意，故选C。【一隅三反】1．（广西桂林·高二期末）在一定条件下的密闭容器中，反应

达到平衡，下列操作能使气体颜色加深的是A．增大 B．降低温度 C．减小容器体积 D．加入催化剂【答案】C【解析】A．该反应为气相反应，没有H+，因此增大c(H+)不影响平衡，c(I2)不变，颜色不变，A不符合题意；B．根据勒夏特列原理，降低温度，平衡正向移动，c(I2)减小，颜色变浅，B不符合题意；C．减小体积，平衡不移动，但c(I2)增大，颜色变深，C符合题意；D．加入催化剂不影响平衡移动，c(I2)不变，颜色不变，D不符合题意；故选C。2．（湖南·益阳平高学校高二期末）一定条件下，反应在恒容密闭容器中进行，关于该反应的说法错误的是A．生成2molNO的同时生成2mol，则反应达到平衡状态B．反应平衡后升高温度如果气体颜色变浅，则反应是吸热反应C．减小容器的体积增大压强，则NO气体的浓度一定减小D．平衡后不改变其他条件，向容器中再充入一定量的，再次平衡后的体积分数比原平衡大【答案】C【解析】A．生成2molNO为正反应方向，生成2molNO2为逆反应方向，物质的量变化之比为化学计量数之比，故正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A正确；B．反应平衡后升高温度如果气体颜色变浅，平衡正向移动，反应是吸热反应，B正确；C．减小容器的体积=增大压强，平衡逆向移动，根据勒夏特列原理，平衡逆向移动但并不能抵消NO浓度的增大，故NO气体的浓度一定增大，C错误；D．平衡后不改变其他条件，向容器中再充入一定量的NO2，根据勒夏特列原理，平衡会正向移动移动但是并不能抵消NO2体积分数的增大，故再次平衡后NO2的体积分数比原平衡大，D正确；故选C。3．（上海市第二中学高二期末）对于平衡体系，增大压强时(其他条件不变)，C的含量减少，则下列关系中正确的是A． B． C． D．【答案】A【解析】对于平衡体系：，增大压强，C的含量减少，说明加压平衡逆向移动，即逆反应为气体分子数减少的方向，则，答案选A。考点四勒夏特列原理【例4】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是A．对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)平衡体系，增大压强可使颜色变深B．氯水中存在下列平衡：Cl2+H2OHCl+HClO，当加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅C．对2NO2(g)N2O4(g)，升高温度平衡体系颜色变深D．夏天从冰箱拿出的啤酒刚一开启即涌出大量泡沫。【答案】A【解析】A．反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)的前后气体总物质的量不变，加压平衡不移动，增大压强，气体体积减小，各气体的浓度增大，故颜色变深仅仅是由于NO2(g)浓度增大造成的，故不能用勒夏特列原理解释，故A符合；B．氯水中存在下列平衡：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，当加入AgNO3溶液后，由于生成氯化银沉淀，氯离子浓度减小，故平衡正向移动，造成氯气浓度减小，故溶液颜色变浅，故能用勒夏特列原理解释，故B不符合；C．该反应2NO2(g)N2O4(g)为放热反应，升高温度平衡逆向移动，NO2(g)浓度增大，体系颜色变深，故能用勒夏特列原理解释，故C不符合；D．啤酒中存在二氧化碳的溶解平衡，夏天从冰箱拿出啤酒并开启，压强减小，温度升高，都会使溶解平衡向着二氧化碳析出的方向进行，故会涌出大量泡沫，故能用勒夏特列原理解释，故D不符合；故选A。【一隅三反】1（上海中学东校高二期末）合成氨反应为，在合成氨工业中常采取的下列措施不能用勒夏特列原理来解释的是A．及时补充氮气和氢气 B．使用铁触媒做催化剂C．将氨液化及时分离出反应器 D．压强增至20MPa~50MPa【答案】B【解析】A．及时补充氮气和氢气，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，有利于增大氨气的产率，能用勒夏特列原理来解释，故A不符合题意；B．使用铁触媒做催化剂，化学平衡不移动，氨气的产率不变，不能用勒夏特列原理来解释，故B符合题意；C．将氨液化及时分离出反应器，生成物浓度减小，平衡向正反应方向移动，有利于增大氨气的产率，能用勒夏特列原理来解释，故A不符合题意；D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，有利于增大氨气的产率，能用勒夏特列原理来解释，故D不符合题意；故选B。2．（四川成都·高二期末）下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是A．，把球浸泡在冰水中，气体颜色变浅B．用饱和食盐水除去中的，可减少的损失C．对、和组成的平衡体系加压后颜色变深D．向含有的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液颜色变浅或褪去【答案】C【解析】A．，放在冰水中，温度降低，平衡向生成无色气体的方向移动，所以颜色变浅；B．与反应存在化学平衡：，使用饱和食盐水时，由于在水中溶解度很大，可以除去杂质，同时由于溶液中的增大，化学平衡逆向移动，导致的溶解量、反应量减小，因此可减少的损失；C．体系颜色加深是因为压缩体积，的浓度增大，而加压平衡并未移动；D．铁粉消耗溶液中的，使离子浓度降低，使平衡正向移动，溶液颜色变浅或褪去，可以用勒夏特列原理解释；故选C。3．（浙江宁波·高二阶段练习）化学和生活密切相关，下列生产生活实例中不能用勒夏特列原理解释的是A．摇晃后的可乐开启后有大量气泡B．二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系，加压缩小体积后颜色加深C．酸遇紫色石蕊试剂变红D．生产硫酸的过程中用过量的空气和二氧化硫反应【答案】B【解析】A．开启可乐瓶后，瓶内气体压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，所以泛起大量泡沫，能用勒夏特列原理解释，故A不符合题意；B．二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系：，按勒夏特列原理，加压平衡右移、二氧化氮的物质的量减少、但缩小体积后二氧化氮浓度增大了导致颜色加深，故不能用勒夏特列原理解释，故B符合题意；C．石蕊是有机弱酸，存在电离平衡，加入酸，增加c(H+)，平衡向逆反应方向移动，符合勒夏特列原理，故C不符合题意；D．使用过量的空气，增大了反应物氧气的量，可以使化学平衡向正反应方向移动，提高SO2的利用率，能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意；故选B。考点五综合运用【例5】（内蒙古·包头市第四中学高二期中）Ⅰ.一定条件下，在容积为5L的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量随时间t的变化如图甲所示。已知达到平衡后，降低温度，A的体积分数减小。(1)该反应的化学方程式为_______。(2)该反应的反应速率v随时间t的关系如图乙所示。①根据图乙判断，在时刻改变的外界条件是_______。②a、b、c对应的平衡状态中，C的体积分数最大的是状态_______。③各阶段的平衡常数如表所示：、、之间的大小关系为_______(用“>”“<”或“=”连接)。Ⅱ.在密闭容器中充入一定量的，发生反应：

，如图丙所示为气体分解生成和的平衡转化率与温度、压强的关系。(3)_______(填填“>”“<”或“=”)0。(4)图丙中压强(、、)由大到小的顺序为_______。(5)如果想进一步提高的转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有_______。【答案】(1)(2)

升高温度

a

(3)>(4)(5)及时分离出产物【解析】（1）根据图像可知，达到平衡时A的物质的量减小了：1mol-0.7mol=0.3mol，B的物质的量减小为：1mol-0.4mol=0.6mol，C的物质的量增加，增加的物质的量为：0.6mol，所以A、B、C的物质的量变化之比为：0.3mol：0.6mol：0.6mol=1：2：3，该反应的化学方程式为：；故答案为：；（2）①根据图像可知：t3时正逆反应速率同时增大，且逆反应速率大于正反应速率，说明平衡向着逆向移动，若增大压强，平衡向着正向移动，由于该反应为放热反应，升高温度后平衡向着逆向移动，所以t3时升高了温度；故答案为：升高了温度；②根据图像变化可知，在t1～t2时反应向着正向移动，A转化率逐渐增大，直至t2～t3时反应达到平衡状态，A转化率达到最大；而t3～t4时升高了温度，平衡向着逆向移动，A的转化率逐渐减小，直至t4～t5时A的转化率达到最低；而t5～t6时正逆反应速率同时增大且相等，说明平衡没有移动，A的转化率不变，与t4～t5时相等，所以A的转化率最大的时间段是：t2～t3，A的转化率最大时C的体积分数最大，此时间段为t2～t3，即为a点；a、b、c三点中，C的体积分数最大的是a。故答案为：a；③反应A+2B⇌2C

ΔH<0，温度升高平衡向着逆反应方向移动，化学平衡常数减小，所以温度越高，化学平衡常数越小；t2～t3、t3～t4、t4～t5时间段的温度关系为：t3～t4=t4～t5>t2～t3，所以化学平衡常数大小关系为：K1>K2=K3。故答案为：K1>K2=K3；（3）恒压条件下，温度升高，H2S的转化率升高，即升高温度平衡正向移动，则ΔH>0；故答案为：>；（4）2H2S(g)2H2(g)+S2(g)ΔH=+169.8kJ•mol-1，反应是气体体积增大的反应，温度不变，压强增大平衡逆向进行，H2S的转化率减小，则压强关系为：图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为p3>p2>p1。故答案为：p3>p2>p1；（5）进一步提高H2S的转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有及时分离出产物，故答案为：及时分离出产物。【一隅三反】1．（陕西·渭南市华州区咸林中学高二阶段练习）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：。其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=___________。(2)该反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。(3)下列几种状态可判断为化学平衡状态的是___________(多选扣分)。a．容器中压强不再改变b．混合气体中c(CO)不变c．v正(H2)=v逆(H2O)

d．c(CO2)=c(CO)e．700℃时，某时刻测得CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.01、0.03、0.01、0.05(4)某温度下，平衡浓度符合下式：，判断此时的温度为___________℃。【答案】(1)(2)吸热(3)bce(4)800【解析】(1)由反应的化学方程式可知，反应的化学平衡常数表达式为K=，故答案为：；(2)由表格数据可知，升高温度，化学平衡常数增大，说明反应向逆反应方向移动，该反应为吸热反应，故答案为：吸热；(3)a．该反应是气体体积不变的反应，反应中容器中压强始终不变，则容器中压强不再改变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；b．混合气体中c(CO)不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；c．v正(H2)=v逆(H2O)说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；d．c(CO2)=c(CO)不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；e．由题给数据可得700℃时反应的浓度熵Qc===0.6=K（700℃），则反应已达到平衡状态，故正确；故选bce；(4)由可得=0.9，由表格数据可知，温度为800℃时平衡常数为0.9，则平衡时的反应温度为800℃，故答案为：800。2．（广西河池·高二期末）NH3是一种重要的化工产品，可用于生产尿素[CO(NH2)2]、处理烟气等。(1)工业上合成尿素的反应：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H已知合成尿素的反应分两步进行：2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)△H1=—159.47kJ·mol-1NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ·mol-1则△H=____。(2)某实验小组为了模拟工业上合成尿素，在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO2和NH3发生反应：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，反应过程中混合气体中NH3的体积分数如图所示。①点的正反应速率v正(CO2)____B点的逆反应速率v逆(CO2)(填“>”“<”或“=”)。②下列能说明该反应达到平衡状态的是____(填字母)。a．NH3、CO2、H2O的体积之比为2：1：1b．体系的压强保持不变c．单位时间内消耗1molH2O同时生成2molNH3d．v正(NH3)=2v逆(CO2)③对于有气体参与的反应，平衡常数Kp可用气体组分(B)的平衡分压p(B)代替该气体的物质的量浓度c(B)。实验测得体系平衡时的压强为10MPa，列式计算该反应的平衡常数Kp=____(提示：写出Kp的表达式再代入数据进行计算，分压=总压×体积分数)。④L(L1、L2)，x可分别代表压强或温度。如图表示L一定时，该反应CO2(g)的平衡转化率随X的变化关系。x代表的物理量为____，判断L1、L2的大小关系____，并简述理由：____。【答案】(1)—86.98kJ·mol-1(2)

>

bd

0.15MPa—2

温度

L1>L2

该反应为正向气体分子数缩小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大【解析】（1）将已知反应依次编号为①②，由盖斯定律可知，①+②得到合成尿素的反应，则反应△H=△H1+△H2=(—159.47kJ/mol)+(+72.49kJ/mol)=—86.98kJ/mol，故答案为：—86.98kJ/mol；（2）①由图可知，A点反应未达到平衡，为平衡的形成过程，B点反应达到平衡，正反应速率v正(CO2)等于逆反应速率v逆(CO2)，所以A点的正反应速率v正(CO2)大于B点的逆反应速率v逆(CO2)，故答案为：>；②a．NH3、CO2、H2O的体积之比为2：1：1不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；b．该反应是气体体积减小的反应，反应中容器内压强减小，则体系的压强保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；c．单位时间内消耗1molH2O同时生成2molNH3都代表逆反应速率，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；d．由方程式可知，v正(NH3)=2v逆(CO2)说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；故选bd；③由图可知，起始和平衡时氨气的体积分数分别为50%和20%，设起始氨气和二氧化碳的物质的量均为2mol，平衡时生成水的物质的量为amol，由题意可建立如下三段式：由平衡时氨气的体积分数为20%可得：×100%=20%，解得a=0.75，则平衡时二氧化碳、氨气、水蒸气的平衡分压分别为×10MPa=5MPa、20%×10MPa=2MPa、×10MPa=3MPa，反应的平衡常数Kp==0.15MPa—2，故答案为：0.15MPa—2；④该反应是气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的转化率减小，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，由图可知，X越大，二氧化碳转化率越低，则X代表温度、L代表压强，温度一定时，L1条件下二氧化碳的转化率大于L2，则压强L1大于L2，故答案为：温度；L1＞L2；该反应为正向气体分子数缩小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大。3．（广东汕尾·高二期末）I.能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。(1)已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=—393.5kJ·mol-1H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H2=—241.8kJ·mol-1CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H3=—283.0kJ·mol-1则煤气化主要反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的△H=____。II.为了减少CO的排放，某环境研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚(DME)，反应为4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=—198kJ·mol-1。(2)如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为____(填曲线标记字母)。(3)在一定温度下，向2.0L固定容积的密闭容器中充入2molH2和1molCO，经过一段时间后，反应4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)达到平衡。反应过程中测得的部分数据见表：时间/min0204080100n(H2)/mol2.01.40.850.4—n(CO)/mol1.0—0.4250.20.2n(CH3OCH3)/mol00.15——0.4n(H2O)/mol00.150.28750.40.4①0~20min的平均反应速率v(CO)=____mol·L-1·min-1。②达到平衡时，H2的转化率为____。③在上述温度下，该反应的平衡常数K=____。④能表明该反应达到平衡状态的是____(填字母)。A．CO的转化率等于H2O的产率

B．混合气体的平均相对分子质量不变C．v(CO)与v(H2)的比值不变

D．混合气体的密度不变⑤在上述温度下，向平衡后的2L容器中再充入0.4molH2和0.4molCH3OCH3(g)，则化学平衡____(填“向左”“向右”或“不”)移动。【答案】(1)+131.3kJ/mol(2)a(3)

0.0075

80%

2500

B

向右【解析】(1)将已知反应依次编号为①②③，由盖斯定律可知，①—②—③得到煤气化主要反应，则反应△H=△H1—△H2—△H3=(—393.5kJ/mol)—(—241.8kJ/mol)—(—283.0kJ/mol)=+131.3kJ/mol，故答案为：+131.3kJ/mol；(2)该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，则图中曲线a表示平衡常数K随温度变化的关系，故答案为：a；(3)①由方程式可知，20min时一氧化碳的物质的量变化量为△n(CO)=2△n(CH3OCH3)，由表给数据可知，△n(CO)=(0.15—0)mol×2=0.3mol，则0~20min内，一氧化碳的平均反应速率为=0.0075mol/(L·min)，故答案为：0.0075；②由表格数据可知，80min反应达到平衡时氢气的物质的量为0.4mol，则氢气的转化率为×100%=80%，故答案为：80%；③由方程式可知，平衡时n(CH3OCH3)=n(H2O)，由表格数据可知，80min反应达到平衡时氢气、一氧化碳、二甲醚、水蒸气的浓度分别为=0.2mol/L、=0.1mol/L、=0.2mol/L、=0.2mol/L，则在上述温度下，反应的平衡常数K==2500，故答案为：2500；④A．CO的转化率等于H2O的产率不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积减小的反应，反应中混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的平均相对分子质量不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；C．v(CO)与v(H2)的比值不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；D．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；故选B；⑤在上述温度下，向平衡后的2L容器中再充入0.4mol氢气和0.4mol二甲醚，反应的浓度熵Qc==312.5＜K，则平衡向右移动，故答案为：向右。课后测评一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)1.下列说法正确的是()A.催化剂是影响化学反应速率的本质因素B.当反应体系容积不变时,减小反应物的量肯定能减小反应速率C.可逆反应达到反应限度时,化学反应速率为0D.化学反应速率可用单位时间内反应物的浓度的变化量来表示答案D解析影响化学反应速率的本质因素是反应物的性质,A项错误;如果反应物是固体或液体,减小反应物的量不会影响反应速率,B项错误;可逆反应达到反应限度时,正、逆反应速率相等,但不为零,C项错误。2.下列说法正确的是()A.自发反应在任何条件下都能实现B.所有的自发反应都是放热的C.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大D.一般使用催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,从而提高反应物的转化率答案C解析自发反应在恰当条件下才能实现,A项错误;有的吸热反应也能自发进行,B项错误;升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率增大,C项正确;使用催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,对化学平衡没有影响,不影响反应物的转化率,D项错误。3.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH>0,若15s内c(HI)由0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1,则下列说法正确的是()A.0~15s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002mol·L-1·s-1B.c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1所需的反应时间小于10sC.升高温度正反应速率增大,逆反应速率减小D.减小反应体系的体积,化学反应速率增大答案D解析0~15s内,v(I2)=12v(HI)=12×(0.1-0.07)mol·L-115s=0.001mol·L-1·s-1,A项错误;随着反应的进行,c(HI)减小,v(HI)减小,故c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L4.(江西上饶高二月考)已知反应:2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g)ΔH=-akJ·mol-1(a>0),其反应机理是:①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g)快②NOBr2(g)+NO(g)2NOBr(g)慢下列有关该反应的说法正确的是()A.该反应的速率主要取决于①的快慢B.NOBr2是该反应的催化剂C.增大Br2(g)的浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率D.2molNO完全反应时生成物的总键能比反应物的总键能大akJ·mol-1答案D解析反应速率主要取决于慢的一步,所以反应速率主要取决于②的快慢,A错误;NOBr2是中间产物,而不是催化剂,B错误;增大浓度,活化分子百分数不变,C错误;正反应放热,断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量,则反应物的总键能比生成物的总键能小akJ·mol-1,D正确。5.已知某密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g)2W(g)+Z(g)ΔH<0(Y物质易被液化)。下列有关说法中一定正确的是()A.若W为有颜色的物质,达到平衡后,增大压强,体系颜色变浅B.改变压强,该反应的平衡常数一定不变C.平衡时,其他条件不变,升高温度,正反应速率增大程度比逆反应速率增大程度小D.平衡时,其他条件不变,分离出Z,正反应速率增大答案C解析A项,增大压强,不论平衡向哪个方向移动,各物质浓度变大,体系颜色应变深;B项,Y物质易被液化,加压有可能导致Y变为液态,平衡常数的表达式变了,平衡常数也就可能改变;C项,升温,平衡逆向移动,正确;D项,分离出Z,正、逆反应速率都减小。6.(江西上饶高二月考)已知:I2在水中的溶解度很小,在KI溶液中的溶解度显著增大。I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数如下图所示,下列说法正确的是()A.反应I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)的ΔHB.利用该反应可以除去硫粉中少量的碘单质C.在题给平衡体系中加入CCl4,平衡不移动D.25℃时,在题给平衡体系中加入少量KI固体,平衡常数K小于680答案B解析由图像数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,故正反应方向为放热反应,即ΔH<0,故A错误;硫难溶于水,而碘单质与I-形成I3-而溶于水,可以达到除去少量碘的目的,故B正确;加入CCl4,碘易溶于CCl4,则加入CCl4后水中碘的浓度变小,平衡向左移动,故C错误;加入KI固体,I-的浓度增大,平衡向右移动,但平衡常数只受温度影响,与物质的浓度无关,因此平衡常数K不变,故7.某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是()A.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大B.若缩小反应器的容积,能使平衡正向移动,则K增大C.温度越高,K一定越大D.如果m+n=p,则K=1答案A解析K越大,该反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,A项正确;对于一个确定的化学反应,K只是温度的函数,温度一定,K一定,与压强无关,B项错误;因该反应的热效应不确定,C项错误;K=cp(C)cm(A)·cn(8.在某密闭容器中,可逆反应:A(g)+B(g)xC(g)符合图中(Ⅰ)所示关系,φ(C)表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断,对图像(Ⅱ)说法不正确的是()A.p3>p4,Y轴表示A的转化率B.p3>p4,Y轴表示B的质量分数C.p3>p4,Y轴表示B的转化率D.p3>p4,Y轴表示混合气体的平均相对分子质量答案B解析据图像(Ⅰ),在压强不变时,由曲线斜率知T1>T2。降温(T1→T2)时,φ(C)增大,即平衡正向移动,说明正反应为放热反应。当温度不变时,由曲线斜率知压强p2>p1,增大压强(p1→p2)时,φ(C)增大,即平衡正向移动,故x<2。由图像(Ⅱ)知,保持体系压强不变,升高温度,平衡逆向移动,A、B的转化率、φ(C)、混合气体的平均相对分子质量均减小,而A、B的质量分数增大。故选B。9.已知可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-1025kJ·mol-1。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是()答案D解析升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡时一氧化氮的含量小,且达到平衡时需要的时间短,A项正确,D项错误;增大压强,平衡向逆反应方向移动,平衡时一氧化氮的含量小,且达到平衡时需要的时间短,B项正确;有无催化剂只影响到达平衡状态的时间,不影响平衡移动,C项正确。10.一定条件下合成乙烯的反应为6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法不正确的是()A.该反应的逆反应为吸热反应B.平衡常数:KM>KNC.生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)D.当温度高于250℃,升高温度,催化剂的催化效率降低答案C解析升高温度时CO2的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,A项正确;该反应的正反应是放热反应,升温平衡常数减小,B项正确;化学反应速率随温度的升高而增大,但所用催化剂在250℃时催化活性最高,温度继续升高,其催化效率降低,所以v(N)有可能小于v(M),C项错误,D项正确。二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意)11.25℃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所示:物质XYZ初始浓度/(mol·L-1)0.10.20.0平衡浓度/(mol·L-1)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60%B.该反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常数为1600C.增大压强,平衡常数增大D.改变温度可以改变该反应的平衡常数答案AC解析X的浓度变化了0.05mol·L-1,所以达到化学平衡时,X的转化率为0.05mol·L-1÷0.1mol·L-1×100%=50%,A项错误;Y的浓度变化了0.15mol·L-1,Z的浓度变化了0.1mol·L-1,故该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常数K=(0.1)20.05×(0.05)3=112.某温度下在2L密闭容器中,3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量如下表所示。物质XYWn(起始状态)/mol210n(平衡状态)/mol10.51.5下列说法正确的是()A.升高温度,若W的体积分数减小,则此反应ΔH>0B.该温度下,此反应的平衡常数K=6.75C.增大压强,正、逆反应速率均增大,平衡向正反应方向移动D.该温度下,再向该容器中加入1.5molW,达到新平衡时,c(X)=0.25mol·L-1答案B解析由表中数据可以知道平衡时,Δn(X)=1mol、Δn(Y)=0.5mol、Δn(W)=1.5mol,Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)=1mol∶0.5mol∶1.5mol=2∶1∶3,根据反应过程中各物质的物质的量之比等于化学计量数之比可得,反应的方程式为2X(g)+Y(g)3W(g)。升高温度W的体积分数减小,平衡逆向移动,因为升高温度平衡向吸热反应方向移动,则逆向为吸热反应,故正反应为放热反应,即ΔH<0,故A错误;反应方程式为2X(g)+Y(g)3W(g),反应前后气体的物质的量相同,可以利用物质的量代替浓度计算平衡常数,所以平衡常数K=c3(W)c2(X)·c(Y)=1.5312×0.5=6.75,故B正确;该反应为反应前后气体的物质的量不变的反应,增大压强,正、逆反应速率均增大相同的倍数2X+Y3W起始量/mol 1 0.5 1.5+1.5=3变化量/mol 2m m 3m平衡量/mol 1+2m 0.5+m 3-3m根据W含量相同得到:1m=0.25;则达到新平衡时c(X)=(1+2×0.25)mol2L=0.13.(浙江11月选考)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-197.8kJ·mol-1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1,且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表,下列说法不正确的是()温度/K压强/(105Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0A.一定压强下降低温度,SO2的转化率增大B.在不同温度、压强下,转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等C.使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间D.工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高答案B解析由表格数据及勒夏特列原理知,对于放热反应,一定压强下降低温度,平衡正向移动,故反应物SO2的转化率增大,A项正确;由于在不同温度、压强下,化学反应速率不一定相等,故转化相同物质的量的SO2所需要的时间不一定相等,B项错误;催化剂对化学平衡移动无影响,但可以缩短到达平衡所需的时间,C项正确;由图中数据可知,在1.01×105Pa(常压)下,673K、723K、773K时SO2的转化率分别为99.2%,97.5%,93.5%,已经相当高了,且加压后转化率升高并不明显,所以没有必要通过加压提高转化率,D项正确。14.已知H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0,有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是()A.甲、乙提高相同温度B.甲中加入0.1molHe,乙不改变C.甲降低温度,乙不变D.甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2答案C解析由题意知,甲、乙能达到同一平衡状态,HI浓度相等。升高相同温度,新平衡依然等效,HI浓度相等,A选项错误;向甲中充入氦气,因为容积不变,各物质浓度不变,平衡不移动,甲、乙中HI的平衡浓度仍然相等,B选项错误;对甲降温,平衡向右移动,HI浓度增大,乙中HI浓度不变,C选项正确;甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2,甲、乙中HI浓度增大程度相等,使甲、乙中HI的平衡浓度仍然相等,D选项错误。15.在容积可变的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,下列分析中不正确的是()A.图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响B.图Ⅱ研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响C.图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲使用了催化剂D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高答案AC解析由于这是一个气体体积不变的放热反应,所以图Ⅰt0时温度升高,平衡向左移动,此时逆反应速率大于正反应速率,A项错误;该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,图Ⅱ中,增大压强,可同等程度地增大正、逆反应速率,平衡不移动,使用催化剂,不影响平衡,但反应速率增大,B项正确;如果图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,则由图可知乙条件下先达到平衡,所以应该是乙使用了催化剂,且平衡时甲、乙两条件下的CO转化率应相等,C项错误;如果图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响,同样应该是乙条件下温度高于甲条件,那么从甲升温到乙,平衡向左移动,CO的转化率下降,D项正确。三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(12分)在密闭容器中,使2molN2和6molH2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是;N2和H2的转化率之比是。

(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量,密度。(填“增大”“减小”或“不变”)

(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。

答案(1)1∶31∶1(2)减小不变(3)逆向(4)向左移动小于解析(1)对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,在密闭容器中,开始时n(N2)∶n(H2)=2∶6=1∶3,反应时消耗n(N2)∶n(H2)=1∶3,故平衡时n(N2)∶n(H2)=1∶3,所以c(N2)∶c(H2)=1∶3,转化率之比为1∶1。(2)升高温度,平衡向逆反应方向移动,气体的总物质的量增大,总质量不变,故平均相对分子质量变小,由ρ=mV(3)达平衡后,保持压强不变,充入氩气,使体系体积增大,浓度减小,相当于减小压强,使平衡逆向移动。(4)恒容时升高温度至原来的2倍,根据勒夏特列原理,平衡向吸热反应的方向移动,即向左移动,达新平衡后,容器内温度大于原来的温度,小于原来温度的2倍。17.(12分)300℃时,将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)ΔH=Q,2min末达到平衡,生成0.8molD。(1)300℃时,该反应的平衡常数表达式为:K=。

已知K300℃<K350℃,则ΔH0(填“>”或“<”)。

(2)在2min末时,B的平衡浓度为,D的平均反应速率为。

(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率(填“增大”“减小”或“不变”),原因是。

(4)如果在相同的条件下,上述反应从逆反应方向开始,开始时加入C、D各43mol。若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同,则还应该加入B答案(1)c2(C)·c0.2mol·L-1·min-1(3)不变反应前后气体分子数不变,压强对平衡无影响(4)4解析(1)温度越高,K越大,则说明升温平衡正向移动,即正反应为吸热反应,ΔH>0。(2)生成0.8molD,则反应掉0.4molB,剩余1.6molB,c(B)=1.6mol2L=0.8mol·L-1;v(B)=0.4mol2L×2min=0.1mol·L-1·min-1,由化学计量数知,D的反应速率应为B的2倍,故v(D)=2v(B)=2×0.1mol·L-1·min-1=0.2mol·L-1·min-1。(3)该反应前后气体分子数不变,增大压强平衡不移动,故A的转化率不变。(4)将C、D的量折算成A、B的量,则相当于加入2molA和23molB,容器体积固定,若平衡时各物质浓度与原平衡相同,18.(12分)(全国Ⅰ,节选)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为。

(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)2N2O4(g)其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t=∞时,N2O5(g)完全分解]:t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1①研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×pN2O5(kPa·min-1),t=62min时,测得体系中pO2=2.9kPa,则此时的pN2O5=②若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是。

③25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。

(3)对于反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:第一步N2O5NO2+NO3快速平衡第二步NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反应第三步NO+NO32NO2 快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是(填标号)。

A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)B.反应的中间产物只有NO3C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高答案(1)O2(2)①30.06.0×10-2②大于温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高③13.4(3)AC解析(1)干燥的氯气与干燥的AgNO3之间发生氧化还原反应时,氯气作氧化剂,而AgNO3中Ag、N元素都处于最高价,所以被氧化的只能为氧元素,则得到的气体为氧气。(2)①依据反应N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)及气体的物质的量与其形成的压强成正比,生成的O2的压强p(O2)=2.9kPa,则剩余N2O5形成的压强p(N2O5)=35.8kPa-2.9kPa×2=30.0kPa。则N2O5的分解速率v=2×10-3×30.0kPa·min-1=6.0×10-2kPa·min-1。②若提高反应温度至35℃,由于体积不变,但温度提高,总压强增大,且2NO2(g)N2O4(g)ΔH2=-55.3kJ·mol-1为放热反应,温度升高,平衡左移,气体的物质的量增大,总压强提高,所以N2O5完全分解后体系压强p∞大于63.1kPa。③当t=∞时,体系的总压强为63.1kPa为平衡时的总压强,此时N2O5完全分解,生成的氧气的压强为:p(O2)=35.8kPa2=17.9kPa。若NO2不生成N2O4,则此时的总压应为35.8kPa×52=89.5kPa,而实际压强为63.1kPa,压强差为:89.5kPa-63.12NO2N2O4压强差21 126.4kPa26.4kPa则平衡时NO2的分压为:63.1kPa-p(O2)-p(N2O4)=18.8kPa;由此可求反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数为(18.8kPa)226(3)根据第一步能“快速平衡”及第二步“慢反应”可判断A项正确;反应的中间产物有NO3及NO,B项错误;根据第二步反应:NO2+NO3NO+NO2+O2可知,部分NO2没有参加反应,C项正确;第三步为“快反应”,则该步反应的活化能较低,D项错误。19.(12分)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。(1)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)]是工业上获取CO2、H2的途径之一。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。可知水煤气变换的ΔH(填“大于”“等于”或“小于”)0,该历程中最大能垒(活化能)Ea=eV,写出该步骤的化学方程式:。

(2)水煤气变换获取的CO2、H2,经催化反应能合成二甲醚,其过程中主要发生下列反应:反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH2=-122.5kJ·mol-1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:CH3OCH3的选择性=2×C①温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是。

②220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能