2026《金版教程》高考复习方案化学创新版-第2讲 化学反应的方向　化学平衡

第2讲化学反应的方向化学平衡1.知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。2.认识化学反应的可逆性及化学平衡的建立。3.掌握化学平衡状态的特征及判定方法。4.了解化学平衡常数的含义及影响因素，能利用化学平衡常数进行相关的计算。考点一化学反应的方向1．自发过程含义在一定条件下，不需要借助光、电等外力作用就能自动进行的过程特点放热过程可能自发进行混乱度小转变为混乱度大的过程可能自发进行2.熵和熵变(1)熵是度量体系eq\x(\s\up1(01))混乱程度的物理量，符号为S。(2)影响熵大小的因素①相同条件下，物质不同，熵不同。②同一物质：S(g)eq\x(\s\up1(02))>S(l)eq\x(\s\up1(03))>S(s)。(3)熵变(ΔS)＝生成物的总熵－反应物的总熵。重点强调常见的熵增反应(ΔS>0)(1)固态反应物生成液态或气态生成物的反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。(2)液态反应物生成气态生成物的反应：2Na(s)＋2H2O(l)=2NaOH(aq)＋H2(g)。(3)化学计量数(气体)增大的反应：2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)。3．化学反应方向的判断(1)判断依据(2)一般规律①ΔHeq\x(\s\up1(06))<0，ΔSeq\x(\s\up1(07))>0的反应任何温度下都能自发进行。②ΔHeq\x(\s\up1(08))>0，ΔSeq\x(\s\up1(09))<0的反应任何温度下都不能自发进行。③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，eq\x(\s\up1(10))温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH<0，ΔS<0时，eq\x(\s\up1(11))低温下反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS>0时，eq\x(\s\up1(12))高温下反应能自发进行。判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。(1)NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝＋185.57kJ·mol－1，该反应一定不能自发进行。(×)错因：该反应的ΔS>0、ΔH>0，在高温下能自发进行。(2)因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据。(×)错因：焓变或熵变单独判断反应自发性存在不全面性，因此应用ΔH－TΔS复合判据。(3)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。(×)错因：在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，只改变反应速率，而不改变反应方向。(4)－10℃的水结冰，可用熵判据来解释其自发性。(×)错因：水结冰是熵减的过程，根据熵判据则应是非自发过程。题组分析与推测化学反应的方向1．下列判断错误的是()①反应NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH>0②CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0③高温下，反应MgCl2(l)=Mg(l)＋Cl2(g)能自发进行，则该反应的ΔH>0、ΔS>0④ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行A．①③B．②③C．②④D．①②答案：D2．在298K和100kPa压力下，已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度分别为：物质S/(J·K－1·mol－1)ΔH/(kJ·mol－1)ρ/(kg·m－3)C(金刚石)2.4－395.403513C(石墨)5.7－393.512260此条件下，对于反应C(石墨)=C(金刚石)，下列说法正确的是()A．该反应的ΔH＜0，ΔS＜0B．由公式ΔG＝ΔH－TΔS可知，该反应ΔG＝985.29kJ·mol－1C．金刚石比石墨稳定D．超高压条件下，石墨有可能变为金刚石答案：D解析：根据燃烧热的定义可知：C(金刚石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－395.40kJ·mol－1，C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.51kJ·mol－1，反应C(石墨)=C(金刚石)的ΔH＝(－393.51kJ·mol－1)－(－395.40kJ·mol－1)＝1.89kJ·mol－1＞0，ΔS＝S(金刚石)－S(石墨)＝2.4J·K－1·mol－1－5.7J·K－1·mol－1＝－3.3J·K－1·mol－1＜0，A错误；由公式ΔG＝ΔH－TΔS可知，该反应ΔG＝1.89kJ·mol－1－298K×(－3.3×10－3kJ·K－1·mol－1)＝2.8734kJ·mol－1，B错误；由A项分析可知，反应C(石墨)=C(金刚石)是吸热反应，说明质量相同时，石墨的能量较低，则石墨比金刚石稳定，C错误；由于金刚石的密度比石墨大，故质量相同时，金刚石的体积小，则反应C(石墨)=C(金刚石)是体积减小的过程，故超高压条件下，石墨有可能变为金刚石，D正确。考点二化学平衡状态1．可逆反应(1)定义在eq\x(\s\up1(01))同一条件下既可以向eq\x(\s\up1(02))正反应方向进行，同时又可以向eq\x(\s\up1(03))逆反应方向进行的化学反应。(2)特点①三同：a.相同条件下；b.正、逆反应eq\x(\s\up1(04))同时进行；c.反应物与生成物eq\x(\s\up1(05))同时存在。②一小：任一组分的转化率都eq\x(\s\up1(06))小于100%。③表示方法：在化学方程式中用“eq\x(\s\up1(07))”表示。2．化学平衡状态(1)概念在一定条件下的可逆反应中，正反应速率和逆反应速率eq\x(\s\up1(01))相等，反应物和生成物的浓度均eq\x(\s\up1(02))保持不变，即体系的eq\x(\s\up1(03))组成不随时间的改变而改变的状态，简称化学平衡。(2)建立过程对于只加入反应物从正向建立的平衡：图示：(3)特征判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。(1)2H2Oeq\o(,\s\up7(电解),\s\do5(点燃))2H2↑＋O2↑为可逆反应。(×)错因：条件不同，不是可逆反应。(2)在一恒温恒容的密闭容器中充入2molSO2、1molO2，一定条件下发生反应，在相同的容器中充入2molSO3，在相同条件下发生反应，二者最终达到平衡时，对应各组分的百分含量不同。(×)错因：对应各组分的百分含量相同。(3)可逆反应都具有一定的限度，化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变。(√)(4)平衡状态指的是反应静止了，不再发生反应了。(×)错因：化学平衡是一种动态平衡。(5)由2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1知，2molSO2与1molO2在恒压密闭容器中充分反应，可放出196.6kJ的热量。(×)错因：2__mol__SO2与1__mol__O2并不能完全反应，放出的热量小于196.6__kJ。(6)对于反应NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若每消耗1molSO3的同时生成1molNO2，说明反应达平衡状态。(×)错因：消耗1__mol__SO3的同时生成1__mol__NO2均表示逆反应方向，故无法判断反应是否达到平衡状态。(7)在恒温恒容密闭容器中发生反应A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，当压强不随时间而改变，说明反应已达平衡。(×)错因：此反应为反应前后气体体积不变的反应，故压强始终不发生改变，因此压强不变时，无法说明反应已达平衡。题组一理解与归纳化学平衡状态的特征1．在一个密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.2mol·L－1、0.2mol·L－1，当反应达到平衡时，可能出现的数据是()A．c(SO3)＝0.4mol·L－1B．c(SO2)＝c(SO3)＝0.15mol·L－1C．c(SO2)＝0.25mol·L－1D．c(SO2)＋c(SO3)＝0.5mol·L－1答案：C2．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.08mol·L－1，则下列判断正确的是()A．c1∶c2＝3∶1B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3C．X、Y的转化率不相等D．c1的取值范围为0＜c1＜0.14mol·L－1答案：D题组二辨识与探析化学平衡状态3．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量。(1)能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。(2)能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是________。(3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是____________。(4)能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是__________。(5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。(6)能说明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。答案：(1)①③④⑦(2)⑤⑦(3)①③④⑤⑦(4)①②③④⑦(5)①②③(6)②④⑦4．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)eq\o(,\s\up7(催化剂))2CO2(g)＋N2(g)ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填序号)。答案：②④⑤解析：①达到平衡时，v正应保持不变。②由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小，当K不变时，温度不变，达到平衡状态。③图中达到平衡时，CO、CO2的改变量不是1∶1。④w(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变。⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化。⑥ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。方法总结化学平衡状态的判断方法(1)v正＝v逆eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(同种物质，消耗速率等于生成速率,不同种物质，速率之比等于化学计量数,之比，但必须同时有正、逆反应))(2)宏观组成标志各组分的浓度保持不变，或各组分的质量、物质的量、百分含量、质量分数等保持不变的状态是平衡状态。(3)间接标志①有气体参加的体积改变的反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，达到平衡状态。②如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡状态。③气体的密度、气体的平均相对分子质量不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判断是否平衡(若体系中各组分均为气体，气体质量守恒；若体系中不全是气体，要注意气体质量变化)。考点三化学平衡常数转化率1．化学平衡常数(1)概念在一定eq\x(\s\up1(01))温度下，一个可逆反应达到化学平衡时，生成物eq\x(\s\up1(02))浓度幂之积与反应物eq\x(\s\up1(03))浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。(2)表达式对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡时：平衡常数K＝eq\x(\s\up1(04))eq\f(cp（C）·cq（D）,cm（A）·cn（B）)。(3)意义及影响因素意义K值越大正反应进行的程度越eq\x(\s\up1(05))大反应物的转化率越eq\x(\s\up1(06))大影响因素内因反应物本身的性质外因温度升高ΔH<0，K值eq\x(\s\up1(07))减小ΔH>0，K值eq\x(\s\up1(08))增大重点强调(1)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。(2)K值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度，不能预示反应达到平衡所需要的时间。(4)平衡常数与反应方程式的关系①在相同温度下，对于给定的可逆反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数，即eq\x(\s\up1(09))K正＝eq\f(1,K逆)。②方程式乘以某个化学计量数x，则平衡常数变为原来的x次方。③两方程式相加得总方程式，则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的乘积，即eq\x(\s\up1(10))K总＝K1·K2。(5)主要应用①判断化学反应进行的方向对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商eq\x(\s\up1(11))Q＝eq\f(cc（C）·cd（D）,ca（A）·cb（B）)。Q＜K，反应向eq\x(\s\up1(12))正反应方向进行；Q＝K，反应处于eq\x(\s\up1(13))平衡状态；Q＞K，反应向eq\x(\s\up1(14))逆反应方向进行。②判断可逆反应的热效应2．平衡转化率平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比，用来表示反应限度。对于反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，反应物A的转化率可以表示为α(A)＝eq\f(A的初始浓度－A的平衡浓度,A的初始浓度)×100%。判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。(1)恒温、恒容条件下，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡，向容器中再充入1molSO2，平衡正向移动，化学平衡常数增大。(×)错因：化学平衡常数仅受温度影响，与浓度无关。(2)化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关；温度越高，化学平衡常数越大。(×)错因：化学平衡常数受温度影响，与可逆反应吸放热有关，如可逆反应正向放热，则升高温度，平衡逆向移动，K值减小。(3)改变条件，使反应物的平衡转化率都增大，该可逆反应的平衡常数一定增大。(×)错因：平衡常数仅受温度影响，如从反应体系中移除生成物，反应物平衡转化率均增大，但平衡常数不变。(4)平衡常数发生变化，化学平衡一定发生移动。(√)(5)一定温度下，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)与2SO3(g)O2(g)＋2SO2(g)的平衡常数互为相反数。(×)错因：正、逆反应的平衡常数互为倒数。题组一理解与应用化学平衡常数1．对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH>0，下列有关说法正确的是()A．平衡常数表达式为K＝eq\f(c（CO）·c（H2）,c（C）·c（H2O）)B．恒温条件下压缩容器的体积，平衡逆向移动，平衡常数K不发生变化C．升高体系温度，平衡常数K减小D．恒温恒压条件下，通入氦气，平衡逆向移动，平衡常数K不发生变化答案：B2．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)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示：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)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。(4)若830℃时，向容器中充入1molCO、5molH2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K________(填“大于”“小于”或“等于”)1.0。(5)830℃时，容器中的化学反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积。平衡________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。答案：(1)eq\f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)(2)吸热(3)700(4)等于(5)不题组二分析与计算化学平衡常数和转化率3．H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。(1)H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。(2)在620K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2________α1，该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填标号)。A．H2SB．CO2C．COSD．N2答案：(1)2.52.8×10－3(2)>>(3)B解析：(1)设平衡时H2S转化的物质的量为xmol，列三段式：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)初始/mol0.400.1000转化/molxxxx平衡/mol0.40－x0.10－xxx由题意得：eq\f(x,（0.40－x）＋（0.10－x）＋x＋x)＝0.02，解得x＝0.01，H2S的平衡转化率α1＝eq\f(0.01mol,0.40mol)×100%＝2.5%，K＝eq\f(c（COS）·c（H2O）,c（H2S）·c（CO2）)＝eq\f(\f(0.01,2.5)×\f(0.01,2.5),\f(0.40－0.01,2.5)×\f(0.10－0.01,2.5))＝eq\f(1,351)≈2.8×10－3。4．NH3、NOx、SO2等气体易造成环境污染，合理利用就可以变废为宝，既可以减少对环境的污染，又能解决部分能源危机问题。途径：利用氢气治理氮氧化物的污染。(1)一定温度下，相关反应如下：Ⅰ.2NO(g)＋5H2(g)2NH3(g)＋2H2O(g)ΔH1平衡常数为K1；Ⅱ.热化学方程式已略去ΔH2平衡常数为K2；Ⅲ.NO(g)＋H2(g)eq\f(1,2)N2(g)＋H2O(g)ΔH3平衡常数为K3。已知：ΔH2＝ΔH1－2ΔH3。将反应Ⅱ的热化学方程式补充完整：____________________________________ΔH2；同时可以推出，K2＝________(用含K1、K3的式子表示)。(2)某温度下(高于100℃)，将2molNO和3.5molH2充入体积为2L的密闭容器中，体系总压强p随时间的变化如下表所示。t/min020406080100120140p/kPa5550.747.644.843.241.84141①N2的分压随时间变化如图所示，则从开始至平衡时，v(N2)＝________kPa·min－1(保留两位有效数字)。②该温度下，反应Ⅱ用浓度表示的平衡常数Kc＝________。答案：(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)eq\f(K1,Keq\o\al(2,3))(2)①0.045②2.88解析：(2)①由题图知，从开始至平衡v(N2)＝eq\f(5kPa,112min)≈0.045kPa·min－1。②根据表中数据知，反应达平衡时气体总压强为41kPa，由eq\f(p始,p平)＝eq\f(n始,n平)得eq\f(55,41)＝eq\f(5.5mol,n平)，则n平＝4.1mol，由eq\f(p（N2）,p平)＝eq\f(n（N2）,n平)得eq\f(5,41)＝eq\f(n（N2）,4.1mol)，n(N2)＝0.5mol，则n(NO)＋n(H2)＋n(N2)＋n(H2O)＋n(NH3)＝4.1mol，n(NO)＋n(NH3)＋2n(N2)＝2mol(氮原子守恒)，2n(H2)＋2n(H2O)＋3n(NH3)＝7mol(氢原子守恒)，n(NO)＋n(H2O)＝2mol(氧原子守恒)，以上各式联立可得，n(NH3)＝0.6mol，n(H2O)＝1.6mol，n(NO)＝0.4mol，n(H2)＝1mol；容器体积为2L，则该平衡体系中c(NO)＝0.2mol·L－1，c(H2)＝0.5mol·L－1，c(N2)＝0.25mol·L－1，c(H2O)＝0.8mol·L－1，c(NH3)＝0.3mol·L－1，则反应Ⅱ的平衡常数Kc＝eq\f(c2（NH3）,c（N2）·c3（H2）)＝eq\f(0.32,0.25×0.53)＝2.88。方法总结化学平衡常数与转化率的计算方法(1)“三段式”法的应用反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为amol、bmol，达到平衡后，A的消耗量为mxmol，容器容积为VL。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/molab00变化/molmxnxpxqx平衡/mola－mxb－nxpxqx对于反应物：n(平)＝n(始)－n(变)对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(变)则①平衡常数K＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(px,V)))\s\up12(p)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(qx,V)))\s\up12(q),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a－mx,V)))\s\up12(m)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b－nx,V)))\s\up12(n))。②A的平衡浓度：c平(A)＝eq\f(a－mx,V)mol·L－1。③A的平衡转化率：α平(A)＝eq\f(mx,a)×100%。④平衡时A的体积分数：φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋（p＋q－m－n）x)×100%。⑤混合气体的平均密度：ρ混＝eq\f(a·M（A）＋b·M（B）,V)g·L－1。⑥平衡时混合气体的平均摩尔质量：eq\o(M,\s\up6(－))＝eq\f(a·M（A）＋b·M（B）,a＋b＋（p＋q－m－n）x)g·mol－1。(2)掌握三个百分数①转化率＝eq\f(n（转化）,n（起始）)×100%＝eq\f(c（转化）,c（起始）)×100%。②产率＝eq\f(产物实际产量,理论产量)×100%。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率也就越高。③平衡时混合物中某组分的百分含量＝eq\f(某组分的平衡量,平衡总量)×100%。压强平衡常数的计算1．气体的分压p(B)相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强，简称气体B的分压，符号为p(B)，单位为Pa或kPa或MPa。气体B的分压p(B)＝气体总压p×B的体积分数＝气体总压p×B的物质的量分数。2．压强平衡常数对于有气体参与的化学反应，写平衡常数表达式时，用平衡时各气体的分压代替浓度，计算所得到的平衡常数称为压强平衡常数(Kp)。如：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，Kp＝eq\f(pc（C）·pd（D）,pa（A）·pb（B）)[p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。注：Kp仅适用于气相发生的反应。3．计算流程第一步：根据三段式法计算平衡体系中各组分的物质的量或物质的量浓度。第二步：计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。第三步：根据分压计算公式求出各气体物质的分压。某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)即：pi＝p总×eq\f(ni,n总)第四步：根据平衡常数计算公式代入计算。4．两种Kp的常用计算模板(1)平衡总压为p0N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)n(平)abcp(分压)eq\f(a,a＋b＋c)p0eq\f(b,a＋b＋c)p0eq\f(c,a＋b＋c)p0Kp＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,a＋b＋c)p0))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,a＋b＋c)p0))\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a＋b＋c)p0))\s\up12(3))(2)刚性容器起始压强为p0，平衡转化率为α2NO2(g)N2O4(g)p(始)p00Δpp0αeq\f(1,2)p0αp(平)p0－p0αeq\f(1,2)p0αKp＝eq\f(\f(1,2)p0α,（p0－p0α）2)1．(2024·湖北卷节选)用BaCO3和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。反应Ⅰ：BaCO3(s)＋C(s)BaO(s)＋2CO(g)反应Ⅱ：BaO(s)＋3C(s)BaC2(s)＋CO(g)回答下列问题：(1)写出BaC2与水反应的化学方程式______________________________________________。(2)已知Kp＝(pCO)n、K＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pCO,105Pa)))eq\s\up12(n)(n是CO的化学计量数)。反应Ⅰ、Ⅱ的lgK与温度的关系曲线见图1。①反应BaCO3(s)＋4C(s)BaC2(s)＋3CO(g)在1585K的Kp＝________Pa3。②保持1320K不变，假定恒容容器中只发生反应Ⅰ，达到平衡时pCO＝________Pa，若将容器体积压缩到原来的eq\f(1,2)，重新建立平衡后pCO＝________Pa。答案：(1)BaC2＋2H2O→Ba(OH)2＋HC≡CH↑(2)①1016②105105解析：(2)①反应Ⅰ＋反应Ⅱ得BaCO3(s)＋4C(s)BaC2(s)＋3CO(g)，所以其平衡常数K＝KⅠ×KⅡ＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pCO,105Pa)))eq\s\up12(3)，由图1可知，1585K时KⅠ＝102.5，KⅡ＝10－1.5，即eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pCO,105Pa)))eq\s\up12(3)＝102.5×10－1.5＝10，所以peq\o\al(3,CO)＝10×(105Pa)3＝1016Pa3，则Kp＝peq\o\al(3,CO)＝1016Pa3；②由图1可知，1320K时反应Ⅰ的KⅠ＝100＝1，即KⅠ＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pCO,105Pa)))eq\s\up12(2)＝1，所以peq\o\al(2,CO)＝(105Pa)2，即pCO＝105Pa；若将容器体积压缩到原来的eq\f(1,2)，由于温度不变，平衡常数不变，重新建立平衡后pCO应不变，即pCO＝105Pa。2．(2023·全国乙卷节选)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：(1)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s)Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。平衡时pSO3­T的关系如下图所示。660K时，该反应的平衡总压p总＝________kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝________(kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，平衡时pO2＝____________(用pSO3、pSO2表示)。在929K时，p总＝84.6kPa，pSO3＝35.7kPa，则pSO2＝________kPa，Kp(Ⅱ)＝________kPa(列出计算式)。答案：(1)32.25增大(2)eq\f(pSO2－pSO3,4)46.26eq\f(46.262×2.64,35.72)解析：(1)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s)Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。由平衡时pSO3­T的关系图可知，660K时，pSO3＝1.5kPa，则pSO2＝1.5kPa，因此，该反应的平衡总压p总＝3kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝1.5kPa×1.5kPa＝2.25(kPa)2。由图中信息可知，pSO3随着温度升高而增大，且pSO3＝pSO2，因此，Kp(Ⅰ)随反应温度升高而增大。(2)提高温度，题述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，在同温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时pSO3＝pSO2，则pSO3＋2pO2＝pSO2－2pO2，因此，平衡时pO2＝eq\f(pSO2－pSO3,4)。在929K时，p总＝84.6kPa、pSO3＝35.7kPa，则pSO3＋pSO2＋pO2＝p总、pO2＝eq\f(pSO2－pSO3,4)，代入相关数据可求出pSO2＝46.26kPa，则pO2＝84.6kPa－35.7kPa－46.26kPa＝2.64kPa，Kp(Ⅱ)＝eq\f(（46.26kPa）2×2.64kPa,（35.7kPa）2)＝eq\f(46.262×2.64,35.72)kPa。3．(2022·全国乙卷节选)在1470K、100kPa反应条件下，将n(H2S)∶n(Ar)＝1∶4的混合气进行H2S热分解反应[2H2S(g)=S2(g)＋2H2(g)ΔH＝170kJ·mol－1]。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为________，平衡常数Kp＝________kPa。答案：50%4.76解析：假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和4mol，H2S的转化量为xmol，根据三段式可知：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)始/mol100变/molx0.5xx平/mol1－x0.5xx平衡时H2S和H2的分压相等，则二者的物质的量相等，即1－x＝x，解得x＝0.5，所以H2S的平衡转化率为eq\f(0.5,1)×100%＝50%，所以平衡常数Kp＝eq\f(p（S2）×p2（H2）,p2（H2S）)＝eq\f(\f(0.25,5.25)×100kPa×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.5,5.25)×100kPa))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.5,5.25)×100kPa))\s\up12(2))≈4.76kPa。1．(2024·海南卷)已知298K、101kPa时，CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.5kJ·mol－1。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行，CO2的初始浓度为0.4mol·L－1，c(CO2)­t关系如图所示。下列说法错误的是()A．T1＞T2B．T1下反应达到平衡时c(CH3OH)＝0.15mol·L－1C．使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大D．使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同答案：D2．(2024·辽宁卷)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是()A．3h时，反应②正、逆反应速率相等B．该温度下的平衡常数：①>②C．0～3h平均速率v(异山梨醇)＝0.014mol·kg－1·h－1D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率答案：A解析：由图可知，3小时后异山梨醇浓度继续增大，15h后异山梨醇浓度才不再变化，所以3h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误；图像显示该温度下，15h后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1，4­失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①，所以该温度下的平衡常数：①>②，B正确；由图可知，在0～3h内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol·kg－1，所以平均速率v(异山梨醇)＝eq\f(0.042mol·kg－1,3h)＝0.014mol·kg－1·h－1，故C正确；催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质平衡转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率，D正确。3.(2023·海南卷改编)工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)＋H2(g)。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是()A．曲线①表示的是逆反应的v­t关系B．t2时刻体系处于非平衡状态C．反应进行到t1时，Q>K(Q为浓度商)D．催化剂存在时，v1、v2都增大答案：D解析：反应为乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①表示的是正反应的v­t关系，曲线②表示的是逆反应的v­t关系，A错误；反应进行到t1时，反应正向进行，故Q＜K，C错误。4．(2023·江苏卷)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)＋2H2S(g)=CS2(g)＋4H2(g)，既可以除去天然气中的H2S，又可以获得H2。下列说法正确的是()A．该反应的ΔS<0B．该反应的平衡常数K＝eq\f(c（CH4）·c2（H2S）,c（CS2）·c4（H2）)C．图示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用D．该反应中每消耗1molH2S，转移电子的数目约为2×6.02×1023答案：C解析：左侧反应物气体化学计量数之和为3，右侧生成物气体化学计量数之和为5，ΔS>0，A错误；由方程式知，K＝eq\f(c（CS2）·c4（H2）,c（CH4）·c2（H2S）)，B错误；由方程式知，消耗1molH2S同时生成2molH2，转移4mole－，数目约为4×6.02×1023，D错误。5．(2024·贵州卷)在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应：ⅰ.CH4(g)→C(s)＋2H2(g)ΔH1＝＋74.6kJ·mol－1ΔS＝＋80.84J·mol－1·K－1ⅱ.6CH4(g)→C6H6(l)＋9H2(g)ΔH2回答下列问题：(1)反应ⅰ在1000K时________(选填“能”或“不能”)自发进行。(2)已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的ΔH2＝________kJ·mol－1(用含a、b、c的代数式表示)。物质CH4(g)C6H6(l)H2(g)ΔH/(kJ·mol－1)abc(3)受反应ⅰ影响，随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)对催化剂在不同的pH条件下进行处理，能够改变催化剂的活性。将催化剂在5种不同pH条件下处理后分别用于催化CH4芳构化，相同反应时间内测定相关数据如下表，其中最佳pH为________，理由是______________________________________________________________。pHCH4平均转化率/%芳烃平均产率/%产物中积碳平均含量/%2.49.605.3540.754.09.804.6045.857.09.254.0546.8010.010.456.4533.1012.09.954.1049.45(5)973K、100kPa下，在某密闭容器中按n(C6H6)∶n(CH4)＝1∶5充入气体，发生反应C6H6(g)＋CH4(g)→C7H8(g)＋H2(g)，平衡时C6H6与C7H8的分压比为4∶1，则C6H6的平衡转化率为________，平衡常数Kp＝__________________________(列出计算式即可)。(6)引入丙烷可促进甲烷芳构化制备苯和二甲苯，反应如下：(两个反应可视为同级数的平行反应)对于同级数的平行反应有，其中v、k分别为反应速率和反应速率常数，Ea为反应活化能，A1、A2为定值，R为常数，T为温度，同一温度下eq\f(k1,k2)是定值。已知Ea，苯<Ea，二甲苯，若要提高苯的产率，可采取的措施有________________________________。答案：(1)能(2)6a－b－9c(3)反应ⅰ有积碳生成，随着反应的进行，生成的积碳逐渐增多，覆盖在催化剂表面，使催化剂催化性能逐渐降低，化学反应速率减小(4)10.0pH＝10.0时，产物中积碳平均含量最低，CH4平均转化率最大，芳烃平均产率最高(5)20%eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.2,6)×100kPa))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.8,6)×100kPa))×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4.8,6)×100kPa)))或eq\f(0.22,0.8×4.8)(6)适当降低温度，加入合适的催化剂(合理即可)解析：(2)由题给数据可得热化学方程式：ⅲ.CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝akJ·mol－1，ⅳ.C6H6(l)＋eq\f(15,2)O2(g)=6CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝bkJ·mol－1，ⅴ.H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝ckJ·mol－1，将反应ⅲ×6－ⅳ－ⅴ×9得反应ⅱ.6CH4(g)→C6H6(l)＋9H2(g)，依据盖斯定律，反应ⅱ的ΔH2＝(6a－b－9c)kJ·mol－1。(5)973K、100kPa下，在某密闭容器中按n(C6H6)∶n(CH4)＝1∶5充入气体，发生反应C6H6(g)＋CH4(g)→C7H8(g)＋H2(g)，平衡时C6H6与C7H8的分压比为4∶1，设起始时C6H6的物质的量为1mol，CH4的物质的量为5mol，参加反应的C6H6的物质的量为xmol，则可建立三段式：C6H6(g)＋CH4(g)→C7H8(g)＋H2(g)起始量(mol)1500变化量(mol)xxxx平衡量(mol)1－x5－xxx依题意，eq\f(\f(1－x,6)×p总,\f(x,6)×p总)＝eq\f(4,1)，解得x＝0.2，平衡时，n(C6H6)＝0.8mol，n(CH4)＝4.8mol，n(C7H8)＝0.2mol，n(H2)＝0.2mol，则C6H6的平衡转化率为eq\f(0.2mol,1mol)×100%＝20%，平衡常数Kp＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.2,6)×100kPa))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.8,6)×100kPa))×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4.8,6)×100kPa)))或eq\f(0.22,0.8×4.8)。(6)已知Ea，苯<Ea，二甲苯，，则温度降低，eq\f(v苯,v二甲苯)增大，可提高苯的产率；加入合适的催化剂，选择性降低Ea，苯，可加快生成苯的速率，提高苯的产率。6．(2023·海南卷节选)磷酸二氢钾在工农业生产及国防工业等领域都有广泛的应用。某研究小组用质量分数为85%的磷酸与KCl(s)反应制备KH2PO4(s)，反应方程式为H3PO4(aq)＋KCl(s)KH2PO4(s)＋HCl(g)一定条件下的实验结果如图所示。回答问题：(1)该条件下，反应至1h时KCl的转化率为________。(2)298K时，H3PO4(aq)＋KCl(aq)KH2PO4(aq)＋HCl(aq)的平衡常数K＝________。(已知H3PO4的Ka1＝6.9×10－3)答案：(1)70%(2)6.9×10－3解析：(2)298K时，H3PO4(aq)＋KCl(aq)KH2PO4(aq)＋HCl(aq)的离子方程式为H3PO4(aq)H2POeq\o\al(－,4)(aq)＋H＋(aq)，其平衡常数K＝eq\f(c（H＋）c（H2POeq\o\al(－,4)）,c（H3PO4）)＝Ka1＝6.9×10－3。7．(2022·湖南高考节选)已知ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG<0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是________。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)答案：C解析：将A、B、C、D项中反应依次编号为①、②、③、④。A项，由图可知，600℃时反应①的ΔG<0，反应能自发进行；B项，由图可知，600℃时反应②的ΔG<0，反应能自发进行；C项，由图可知，600℃时反应③的ΔG>0，反应不能自发进行；D项，根据盖斯定律知，反应④可由反应①＋反应③得到，则600℃时其ΔG<0，反应能自发进行。课时作业[建议用时：40分钟]一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．对于反应4Fe2O3(s)＋3CH4(g)8Fe(s)＋6H2O(g)＋3CO2(g)，下列说法正确的是()A．上述反应的ΔS>0B．上述反应的平衡常数K＝eq\f(c3（CO2）,c3（CH4）)C．增大体系压强，可提高CH4的平衡转化率D．CH4与CO2浓度相同时，反应达到平衡状态答案：A解析：该反应为气体分子数增大的反应，其ΔS>0，A正确；由方程式可知，该反应的平衡常数K＝eq\f(c3（CO2）c6（H2O）,c3（CH4）)，B错误；该反应是气体分子数增大的反应，增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动，即增大压强该反应平衡逆向移动，甲烷的平衡转化率降低，C错误；达到平衡时，二氧化碳和甲烷的浓度不一定相等，D错误。2．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)②2HI(g)H2(g)＋I2(g)达到平衡时，c(H2)＝0.5mol/L，c(HI)＝4mol/L，下列说法错误的是()A．①的平衡常数为20B．②的平衡常数为eq\f(1,64)C．同温时H2(g)＋I2(g)2HI(g)和②的平衡常数互为倒数D．温度升高，①的平衡常数增大，则①为放热反应答案：D解析：平衡时，c(HI)＝4mol/L，HI分解生成的H2的浓度为0.5mol/L，则分解的HI浓度为2×0.5mol/L＝1mol/L，NH4I分解生成的HI的浓度为4mol/L＋1mol/L＝5mol/L，所以NH4I分解生成的NH3的浓度为5mol/L，所以反应①的平衡常数K＝c(NH3)·c(HI)＝5×4＝20，A正确；反应②的平衡常数K＝eq\f(c（H2）·c（I2）,c2（HI）)＝eq\f(0.5×0.5,42)＝eq\f(1,64)，B正确；H2(g)＋I2(g)2HI(g)为②的逆反应，则平衡常数互为倒数，C正确；温度升高，①的平衡常数增大，即升高温度，平衡正向移动，则①为吸热反应，D错误。3．恒温恒压下，下列过程一定不能自发进行的是()A．2H2O(l)＋O2(g)=2H2O2(aq)B．CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)C．2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)D．2Cl2(g)＋2H2O(g)=4HCl(g)＋O2(g)答案：A4．羰基硫(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2L容器中，将CO和H2S混合加热并发生反应：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)ΔH>0，测得有关数据如下。实验温度/℃起始时平衡时平衡常数n(CO)/moln(H2S)/moln(COS)/moln(H2)/moln(COS)/mol1T10.2000.20000n1K1＝eq\f(1,81)2T20.2000.20000n2＝0.04K23T20.4000.40000n3K3下列判断错误的是()A．K2＝eq\f(1,16)B．K2＝K3且n3>2n1C．初始反应速率：实验3>实验2>实验1D．通入CO后，正反应速率逐渐增大答案：D解析：设T1℃下达平衡时CO转化了xmol·L－1，列出下列三段式：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)起始浓度(mol·L－1)0.1000.10000转化浓度(mol·L－1)xxxx平衡浓度,(mol·L－1)0.100－x0.100－xxx则eq\f(x2,（0.100－x）2)＝eq\f(1,81)，解得x＝0.01，则n1＝0.02，达到平衡时，T1℃下的COS浓度小于T2℃，说明T1℃→T2℃平衡正向移动，该反应正向为吸热反应，升高温度，平衡将正向移动，因此T1<T2。T2℃下达到平衡时，c(COS)＝c(H2)＝0.02mol·L－1，则c(CO)＝c(H2S)＝0.100mol·L－1－0.02mol·L－1＝0.08mol·L－1，K2＝eq\f(c（COS）·c（H2）,c（CO）·c（H2S）)＝eq\f(0.022,0.082)＝eq\f(1,16)，A正确；该反应为气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动，则达到平衡时，n3＝2n2>2n1，平衡常数只受温度影响，因此K2＝K3，B正确；升高温度，化学反应速率增大，则v2(始)>v1(始)，增大压强，化学反应速率增大，则v3(始)>v2(始)，故v3(始)>v2(始)>v1(始)，C正确；通入CO后，c(CO)瞬间增大，正反应速率瞬间增大，平衡正向移动，随时间推移，c(CO)减小，正反应速率逐渐减小，D错误。5．(2025·南京六校高三联合调研考试)750℃时，NH3和O2发生以下两个反应：①4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH1②4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)ΔH2下列说法正确的是()A．反应①的平衡常数可表示为K1＝eq\f(c4（NO）,c4（NH3）·c5（O2）)B．反应②的ΔS<0C．反应①中每生成2molNO，转移电子数约为6.02×1024D．反应②的ΔH2＝2E(N≡N)＋12E(H—O)－12E(N—H)－3E(O=O)答案：C解析：反应①中的水是气态，因此反应①的平衡常数K1＝eq\f(c4（NO）·c6（H2O）,c4（NH3）·c5（O2）)，A错误；反应②属于气体体积增大的反应，所以反应②的ΔS大于0，B错误；由反应①的方程式可知，每生成1molNO，转移5mol电子，所以反应①中每生成2molNO，转移10mol(约6.02×1024个)电子，C正确；由ΔH＝反应物总键能－生成物总键能可得，反应②的ΔH2＝－2E(N≡N)－12E(H—O)＋12E(N—H)＋3E(O=O)，D错误。6．NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体，常温常压下它们之间的反应为：CO(g)＋NO(g)=CO2(g)＋eq\f(1,2)N2(g)ΔH＝－374.3kJ·mol－1，K＝2.5×1060，反应速率较小。有关该反应的说法正确的是()A．K很大，NO与CO在排入大气之前就已反应完全B．增大压强，平衡将向右移动，K>2.5×1060C．升高温度，既增大反应速率又增大KD．选用适宜催化剂可达到尾气排放标准答案：D解析：平衡常数很大，表示该反应所能进行的程度大，由于NO与CO反应速率较小，则在排入大气之前没有反应完全，故A错误；平衡常数只与温度有关，增大压强，K不变，故B错误；正反应放热，升高温度，速率加快，平衡逆向移动，K减小，故C错误。7．在T℃时，向一个3L的密闭容器中通入4molNH3、amolO2，发生反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。此时NH3的平衡转化率为60%。下列说法错误的是()A．当混合气体的平均摩尔质量不变时，反应达到平衡B．当v正(NO)∶v逆(H2O)＝4∶6时，反应达到平衡C．反应过程中分离出H2O(g)，正反应速率增大D．平衡时，若O2的转化率为60%，则a＝5答案：C解析：反应过程中分离出水蒸气，生成物的浓度减小，逆反应速率减小，正反应速率随之减小，故C错误。8．某温度下在2L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是()A．该反应的化学方程式为2X(g)＋3Y(g)2Z(g)B．容器内气体的密度保持不变不能说明该反应达到平衡状态C．1min时，正反应速率小于逆反应速率D．0～2min内X的转化率为60%答案：B解析：从图中可以看出，X、Y为反应物，Z为生成物，在反应进行到2min时反应达平衡，此时X、Y、Z的物质的量的变化量分别为2mol、1mol、2mol，则该反应的化学方程式为2X(g)＋Y(g)2Z(g)，A不正确；容器内气体的质量和体积不变，则密度始终不变，所以当密度保持不变时，不能说明该反应达到平衡状态，B正确；1min后，反应物的物质的量继续减小，则反应仍然正向进行，此时正反应速率大于逆反应速率，C不正确；0～2min内X的物质的量的变化量为2mol，X的转化率为eq\f(2mol,5mol)×100%＝40%，D不正确。9．SiHCl3在催化剂作用下主要发生反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)ΔH＝＋48kJ·mol－1。已知：反应速率v＝v正－v逆＝k正x2(SiHCl3)－k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，x为物质的量分数，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法正确的是()A．343K时反应物的平衡转化率为21%B．a点的反应速率小于b点的反应速率C．343K时eq\f(k正,k逆)＝eq\f(0.112,0.782)D．由323K的平衡转化率数据，不能计算323K的平衡常数K答案：C解析：根据该反应ΔH>0，可知a点所在的曲线为343K时SiHCl3的转化率－时间曲线，b点所在的曲线为323K时SiHCl3的转化率－时间曲线，A错误；由图可知，a、b两点的转化率相等，可认为各物质的浓度对应相等，而a点的温度更高，所以速率更快，即a点的反应速率大于b点的反应速率，B错误；由图可知，343K时SiHCl3的转化率为22%，设起始时SiHCl3的浓度为1mol/L，列三段式：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)起始浓度(mol/L)100转化浓度(mol/L)0.220.110.11平衡浓度(mol/L)0.780.110.11平衡时v正＝v逆，则k正x2(SiHCl3)＝k逆x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，则eq\f(k正,k逆)＝eq\f(x（SiH2Cl2）x（SiCl4）,x2（SiHCl3）)＝eq\f(0.112,0.782)，C正确；由C项分析，根据343K时SiHCl3的转化率可计算该温度下的平衡常数，故由323K的平衡转化率数据，可以计算323K的平衡常数K，D错误。10．(2025·南昌高三摸底测试)一定温度下，向体积为1L的恒容密闭容器中加入1molA(g)和1molB(g)发生反应A(g)＋B(g)2C(g)，若加入某种催化剂后反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是()A．正反应活化能小于逆反应活化能B．当容器中eq\f(c（B）,c（A）)不再改变时，说明反应达到了平衡状态C．达平衡后再加入1molC(g)，反应再次达到平衡时，C的体积分数增大D．由图可知加催化剂之后原反应分成了两步，第一步反应较慢答案：D解析：该反应为吸热反应，故正反应活化能大于逆反应活化能，A错误；起始时按化学计量数之比充入A和B，eq\f(c（B）,c（A）)始终不变，则eq\f(c（B）,c（A）)不再改变不能说明反应达到平衡状态，B错误；起始时加入1molA(g)和1molB(g)等效于加入2molC(g)，恒温恒容条件下，达平衡后再加入1molC(g)，相当于增大压强，该反应为气体分子数不变的反应，增大压强时平衡不移动，则反应再次达到平衡时，C的体积分数不变，C错误；加入催化剂后，反应过程中有两个过渡态，由图可知，第一步(a→b)的活化能较大，反应较慢，D正确。11．(2025·广州六校高三联考)在体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是()A．第9min时v逆(CH3OH)大于第3min时v正(CH3OH)B．混合气体的密度不再变化时，反应达到平衡状态C．平衡时CO2的转化率为75%D．平衡后充入惰性气体，平衡正向移动答案：C解析：反应达平衡前v正>v逆，结合图像可知，反应在第10min时达到平衡，则第9min时v逆(CH3OH)<v正(CH3OH)，随着反应进行，反应物浓度减小，v正(CH3OH)逐渐减小，则第9min时v正(CH3OH)小于第3min时v正(CH3OH)，故第9min时v逆(CH3OH)小于第3min时v正(CH3OH)，A错误；反应体系全为气体，气体质量始终不变，容器容积不变，则混合气体密度始终不变，故混合气体的密度不再变化时，不能说明反应达到平衡，B错误；平衡时CO2的物质的量为0.25mol，则平衡时CO2的转化率为eq\f(1mol－0.25mol,1mol)×100%＝75%，C正确；恒容条件下，反应达平衡后充入惰性气体，各物质的浓度不变，平衡不移动，D错误。二、非选择题12．随着环境治理深入开展，大气污染治理已见成效。回答下列问题：(1)已知：Ⅰ.N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180.5kJ·mol－1Ⅱ.2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)ΔH＝－113.0kJ·mol－1Ⅲ.4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－905kJ·mol－1写出NH3与NO2反应生成无污染气体的热化学方程式：________________________________________________________。(2)根据NH3与NO2反应的热化学方程式，请判断该反应能否自发进行：________(填“能”或“不能”)，理由是__________________。(3)一