2023版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第26講化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向練習(xí)新人教版

PAGE1-第26講化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反響進(jìn)行的方向【考綱要求】1.了解化學(xué)平衡常數(shù)的含義并能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。2.能正確計(jì)算化學(xué)反響的轉(zhuǎn)化率(α)。3．了解化學(xué)反響的方向與化學(xué)反響的焓變與熵變的關(guān)系。考點(diǎn)一|化學(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用(重點(diǎn)保分型——師生共研)授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第128頁(yè)[核心知識(shí)大通關(guān)]1．概念：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反響到達(dá)化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反響物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)K表示。2．表達(dá)式：化學(xué)方程式平衡常數(shù)與K1的關(guān)系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1＝eq\f(c2NH3,cN2·c3H2)K2＝eq\r(K1)(或Keq\f(1,2)1)K3＝eq\f(1,K1)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)K2＝eq\f(cNH3,c\f(1,2)N2·c\f(3,2)H2)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K3＝eq\f(cN2·c3H2,c2NH3)3.意義：(1)K值越大，正反響進(jìn)行的程度越大，反響物的轉(zhuǎn)化率越大。(2)K只受溫度影響，與反響物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)。小題熱身正誤判斷，正確的打“√〞，錯(cuò)誤的打“×〞。(1)平衡常數(shù)表達(dá)式中，可以是物質(zhì)的任一濃度。()(2)溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑均能改變平衡常數(shù)。()(3)升高溫度，平衡常數(shù)一定增大。()(4)平衡常數(shù)變化，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動(dòng)。()(5)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，平衡常數(shù)一定改變。()(6)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率都能表達(dá)可逆反響進(jìn)行的程度。()(7)反響A(g)＋3B(g)2C(g)，達(dá)平衡后，溫度不變，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)K值增大。()(8)對(duì)于反響：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，升高溫度，K值減小，那么ΔH>0。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×(8)×[考向精練提考能]考向一多個(gè)反響中平衡常數(shù)關(guān)系判斷1．以下反響在某溫度下的平衡常數(shù)：H2(g)＋S(s)H2S(g)K1S(s)＋O2(g)SO2(g)K2那么在該溫度下反響H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常數(shù)為()A．K1＋K2 B．K1－K2C．K1·K2 D.eq\f(K1,K2)解析：由平衡常數(shù)的定義可知，K1＝eq\f(cH2S,cH2)，K2＝eq\f(cSO2,cO2)，反響H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(cO2·cH2S,cH2·cSO2)，可知K＝eq\f(K1,K2)。答案：D2．：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)某溫度下三個(gè)反響的平衡常數(shù)的值依次為K1、K2、K3，那么該溫度下反響3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K為_(kāi)___(用K1、K2、K3表示)。解析：K1＝eq\f(cCH3OH,cCO·c2H2)K2＝eq\f(cCH3OCH3·cH2O,c2CH3OH)K3＝eq\f(cH2·cCO2,cCO·cH2O)K＝eq\f(cCO2·cCH3OCH3,c3CO·c3H2)K2·K3＝eq\f(cCH3OCH3·cH2O·cH2·cCO2,c2CH3OH·cCO·cH2O)Keq\o\al(2,1)＝eq\f(c2CH3OH,c2CO·c4H2)Keq\o\al(2,1)·K2·K3＝eq\f(cCO2·cCH3OCH3,c3CO·c3H2)＝K答案：Keq\o\al(2,1)·K2·K3考向二平衡常數(shù)的影響因素及其應(yīng)用利用K與Qc的關(guān)系判斷可逆反響所處狀態(tài)對(duì)于可逆反響mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Qc＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)(式中濃度是任意時(shí)刻的濃度)。根據(jù)Qc與K的關(guān)系可以判斷可逆反響所處的狀態(tài)：Qceq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(<K反響向正反響方向進(jìn)行，v正>v逆,＝K反響處于化學(xué)平衡狀態(tài)，v正＝v逆,>K反響向逆反響方向進(jìn)行，v正<v逆))3．，相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：編號(hào)化學(xué)方程式平衡常數(shù)平衡常數(shù)979K1173KⅠFe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)K11.472.15ⅡCO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)K21.62bⅢFe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)K3a1.68根據(jù)以上信息判斷，以下結(jié)論錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．a(chǎn)>bB．增大壓強(qiáng)，平衡狀態(tài)Ⅱ不移動(dòng)C．升高溫度平衡狀態(tài)Ⅲ向正反響方向移動(dòng)D．反響Ⅱ、Ⅲ均為放熱反響解析：由Ⅰ＋Ⅱ＝Ⅲ，得K3＝K1·K2，那么a>2，b<1，a>b，A項(xiàng)正確；Ⅱ是等體反響，增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，B項(xiàng)正確，由a>2，b<1，可知隨溫度升高，K2、K3均減小，故反響Ⅱ、Ⅲ均為放熱反響，D項(xiàng)正確，升溫時(shí)反響Ⅱ、Ⅲ均向逆反響方向移動(dòng)，C項(xiàng)不正確。答案：C4．在體積為1L的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反響：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：T/℃70080085010001200K0.60.91.01.72.6答復(fù)以下問(wèn)題：(1)升高溫度，化學(xué)平衡向________(填“正反響〞或“逆反響〞)方向移動(dòng)。(2)能判斷該反響到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。a．c(CO2)＝c(CO)b．K不變c．容器中的壓強(qiáng)不變d．v正(H2)＝v正(CO2)e．c(H2)保持不變(3)假設(shè)某溫度下，平衡濃度符合以下關(guān)系：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，此時(shí)的溫度為_(kāi)_______；在此溫度下，假設(shè)該容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O，那么此時(shí)反響所處的狀態(tài)為_(kāi)_______(填“向正反響方向進(jìn)行中〞“向逆反響方向進(jìn)行中〞或“平衡狀態(tài)〞)。解析：(1)由表格數(shù)據(jù)可得，隨著溫度升高，平衡常數(shù)增大，說(shuō)明化學(xué)平衡向正反響方向移動(dòng)；(2)A項(xiàng)，到達(dá)平衡時(shí)c(CO2)不一定等于c(CO)，反之相等時(shí)也不一定處于平衡狀態(tài)；B項(xiàng)，溫度不變K不變，不正確；C項(xiàng)，此反響不管是否平衡，壓強(qiáng)均不改變，故不正確；D項(xiàng)，v正(CO2)與v正(H2)表示的反響方向一致，故不能判斷是否到達(dá)平衡；E項(xiàng)，到達(dá)平衡時(shí)，各種反響物、生成物的濃度保持不變。(3)由c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，那么計(jì)算出K＝1.0，即此時(shí)溫度為850℃，此溫度下eq\f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)＝eq\f(0.75×1.5,1×1.2)≈0.94<1.0，故反響向正反響方向進(jìn)行中。答案：(1)正反響(2)e(3)850℃向正反響方向進(jìn)行中[練后反思]利用化學(xué)平衡常數(shù)判斷可逆反響的熱效應(yīng)考點(diǎn)二|利用“三段式〞法進(jìn)行化學(xué)平衡的計(jì)算(重點(diǎn)保分型——師生共研)授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第129頁(yè)[核心知識(shí)大通關(guān)]1．分析三個(gè)量：即起始量、變化量、平衡量。2．明確三個(gè)關(guān)系：(1)對(duì)于同一反響物，起始量－變化量＝平衡量。(2)對(duì)于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。(3)各轉(zhuǎn)化量之比等于各反響物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。3．計(jì)算方法——三段式法：可按以下模式進(jìn)行計(jì)算：如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為amol/L、bmol/L，到達(dá)平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mxmol/L。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/(mol/L)ab00變化/(mol/L)mxnxpxqx平衡/(mol/L)a－mxb－nxpxqx(1)求平衡常數(shù)：K＝eq\f(pxp·qxq,a－mxm·b－nxn)(2)求轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率＝eq\f(某反響物轉(zhuǎn)化的量,某反響物起始的量)×100%，如α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%。[考向精練提考能]考向一化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算1．將固體NH4I置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生以下反響：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)到達(dá)平衡時(shí)，c(H2)＝0.5mol/L，c(HI)＝4mol/L，那么此溫度下反響①的平衡常數(shù)為_(kāi)_______，反響②的平衡常數(shù)為_(kāi)_______，相同溫度下H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為_(kāi)_______。解析：平衡時(shí)c(H2)＝c(I2)＝0.5mol·L－1，那么分解的HI為1mol·L－1，c(NH3)＝5mol·L－1，反響①的平衡常數(shù)K1＝c(NH3)·c(HI)＝5mol·L－1×4mol·L－1＝20(mol·L－1)2；反響②的平衡常數(shù)為K2＝eq\f(cH2·cI2,c2HI)＝eq\f(0.5×0.5,42)＝eq\f(1,64)，那么其逆反響的平衡常數(shù)為64。答案：20eq\f(1,64)642.汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反響為N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定條件下，等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反響，如圖曲線a表示該反響在溫度T下N2的濃度隨時(shí)間的變化，曲線b表示該反響在某一起始反響條件改變時(shí)N2的濃度隨時(shí)間的變化。以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A．溫度T下，該反響的平衡常數(shù)K＝eq\f(4c0－c12,c\o\al(2,1))B．溫度T下，隨著反響的進(jìn)行，混合氣體的密度減小C．曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變可能是參加了催化劑D．假設(shè)曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變是溫度，可判斷該反響的ΔH＜0解析：N2(g)＋O2(g)2NO(g)起始/(mol·L－1)c0c00轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)c0－c1c0－c12(c0－c1)平衡/(mol·L－1)c1c12(c0－c1)故T溫度下K＝eq\f(4c0－c12,c\o\al(2,1))，A項(xiàng)正確；對(duì)于反響物、生成物均為氣體的反響來(lái)說(shuō)，恒容條件下，密度是定值，B項(xiàng)不正確；催化劑只影響反響速率，不影響平衡狀態(tài)，C項(xiàng)不正確；假設(shè)曲線b對(duì)應(yīng)的條件是溫度改變，那么a到b應(yīng)是升溫，升高溫度c(N2)變小，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，該反響的ΔH＞0，D項(xiàng)不正確。答案：A[備考提醒]化學(xué)平衡計(jì)算題的解題思路考向二轉(zhuǎn)化率的計(jì)算3．可逆反響：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH＞0，請(qǐng)答復(fù)以下問(wèn)題：(1)在某溫度下，反響物的起始濃度分別為c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1；到達(dá)平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。(2)假設(shè)反響溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大〞“減小〞或“不變〞)。(3)假設(shè)反響溫度不變，反響物的起始濃度分別為c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；到達(dá)平衡后，c(P)＝2mol·L－1，a＝________。(4)假設(shè)反響溫度不變，反響物的起始濃度為c(M)＝c(N)＝bmol·L－1，到達(dá)平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。解析：(1)M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)始態(tài)1mol/L2.4mol/L00變化量1mol/L×60%1mol/L×60%因此N的轉(zhuǎn)化率為eq\f(1mol/L×60%,2.4mol/L)×100%＝25%。(2)由于該反響的ΔH＞0，即該反響為吸熱反響，因此升高溫度，平衡右移，M的轉(zhuǎn)化率增大。(3)根據(jù)(1)可求出各平衡濃度：c(M)＝0.4mol/L，c(N)＝1.8mol/L，c(P)＝0.6mol/L，c(Q)＝0.6mol/L。因此化學(xué)平衡常數(shù)K＝eq\f(cP·cQ,cM·cN)＝eq\f(0.6×0.6,0.4×1.8)＝eq\f(1,2)。由于溫度不變，因此K不變，到達(dá)平衡后c(P)＝2mol/L，c(Q)＝2mol/L，c(M)＝2mol/Lc(N)＝(a－2)mol·L－1K＝eq\f(cP·cQ,cM·cN)＝eq\f(2×2,2×a－2)＝eq\f(1,2)解得a＝6。(4)設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x，那么到達(dá)平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為c(M)＝b(1－x)mol/Lc(N)＝b(1－x)mol/Lc(P)＝bxmol/Lc(Q)＝bxmol/LK＝eq\f(cP·cQ,cM·cN)＝eq\f(bx·bx,b1－x·b1－x)＝eq\f(1,2)，解得x＝41%。答案：(1)25%(2)增大(3)6(4)41%考向三化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的換算4．SO2常用于制硫酸，其中一步重要的反響為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0。假設(shè)向一個(gè)2L的密閉容器中充入0.4molSO2、0.2molO2和0.4molSO3，發(fā)生上述反響。請(qǐng)答復(fù)以下問(wèn)題：(1)當(dāng)反響到達(dá)平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度可能是________(填字母)。a．c(SO2)＝0.3mol·L－1、c(O2)＝0.15mol·L－1b．c(SO3)＝0.4mol·L－1c．c(O2)＝0.2mol·L－1、c(SO2)＝0.4mol·L－1d．c(SO3)＝0.3mol·L－1(2)任選上述一種可能的情況，計(jì)算到達(dá)平衡時(shí)的平衡常數(shù)為_(kāi)_______。(3)某溫度時(shí)，將4molSO2和2molO2通入2L密閉容器中，10min時(shí)反響到達(dá)平衡，SO2的轉(zhuǎn)化率為80%，那么0～10min內(nèi)的平均反響速率v(O2)＝________，該溫度下反響2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)K＝________。答案：(1)ad(2)eq\f(20,27)(或180)(3)0.08mol·L－1·min－180考點(diǎn)三|化學(xué)反響進(jìn)行的方向(根底送分型——自主學(xué)習(xí))授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第130頁(yè)[穩(wěn)固教材知識(shí)]1．自發(fā)過(guò)程(1)含義：在一定條件下，不需要借助于外力作用就能進(jìn)行的過(guò)程。(2)特點(diǎn)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(趨向：高能狀態(tài)→低能狀態(tài),傾向：有序→無(wú)序密閉體系下))(3)自發(fā)反響在給定的條件下，無(wú)須外界幫助，一經(jīng)引發(fā)即能自動(dòng)進(jìn)行的反響。2．化學(xué)反響方向的判據(jù)3．正誤判斷，正確的打“√〞，錯(cuò)誤的打“×〞。(1)判斷過(guò)程的自發(fā)性能確定過(guò)程能否發(fā)生和過(guò)程發(fā)生的速率。()(2)ΔH<0，ΔS>0的反響，一定是自發(fā)反響。()(3)吸熱且熵增加的反響，當(dāng)溫度升高時(shí)，反響一定能自發(fā)進(jìn)行。()(4)但凡放熱反響都是自發(fā)的，吸熱反響都是非自發(fā)的。()(5)－10℃的水結(jié)成冰，可用熵變的判據(jù)來(lái)解釋反響的自發(fā)性。()(6)反響的自發(fā)性不僅能夠用于判斷過(guò)程的方向，還能確定過(guò)程是否一定能發(fā)生。()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×[練透根底小題]題點(diǎn)一焓變與自發(fā)反響1．實(shí)驗(yàn)證明，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反響都是放熱反響。對(duì)此說(shuō)法理解正確的選項(xiàng)是()A．所有的放熱反響都是自發(fā)進(jìn)行的B．所有的自發(fā)反響都是放熱的C．焓變是影響反響是否具有自發(fā)性的一種重要因素D．焓變是決定反響是否具有自發(fā)性的唯一判據(jù)答案：C題點(diǎn)二熵變與自發(fā)反響2．以下過(guò)程屬于熵增加的是()A．一定條件下，水由氣態(tài)變成液態(tài)B．高溫、高壓條件下使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石C．將散落的火柴放入火柴盒D．固態(tài)碘升華解析：熵增加的過(guò)程就是物質(zhì)的混亂程度增大的過(guò)程。水由氣態(tài)變成液態(tài)是熵減小的過(guò)程，A不符合題意；高溫、高壓條件下使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石是熵減小的過(guò)程，B不符合題意；將散落的火柴放入火柴盒是熵減小的過(guò)程，C不符合題意；固態(tài)碘升華屬于熵增加的過(guò)程，D符合題意。答案：D3．：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ·mol－1。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．該反響中熵變小于0，焓變大于0B．該反響是吸熱反響，因此一定不能自發(fā)進(jìn)行C．碳酸鹽分解反響中熵增加，因此任何條件下所有碳酸鹽分解一定自發(fā)進(jìn)行D．判斷反響能否自發(fā)進(jìn)行需要根據(jù)ΔH與ΔS綜合考慮解析：反響屬于固體生成氣體的反響，是反響中熵變大于0的反響，A錯(cuò)誤；ΔH>0、ΔS>0，ΔH－TΔS<0，反響自發(fā)進(jìn)行，因此高溫條件下此反響是自發(fā)的，B、C錯(cuò)誤，D正確。答案：D題點(diǎn)三復(fù)合判據(jù)與自發(fā)反響4．以下各項(xiàng)判斷完全正確的選項(xiàng)是()選項(xiàng)變化ΔHΔS方向性AH2O(l)→H2O(g)>0<0非自發(fā)B2NO2(g)N2O4(g)<0<0自發(fā)C2Fe3＋(aq)＋Cu(s)=2Fe2＋(aq)＋Cu2＋(aq)>0>0自發(fā)DNH4Cl(s)=NH3(g)＋HCl(g)<0>0非自發(fā)解析：液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水是熵增加的過(guò)程，A錯(cuò)誤；NO2轉(zhuǎn)化為N2O4為化合反響，該反響是放熱的、熵值減小常溫下就能發(fā)生的可逆反響，屬于自發(fā)反響，B正確；該反響是放熱反響，C錯(cuò)誤；NH4Cl受熱分解反響屬于吸熱反響，D錯(cuò)誤。答案：B5．灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿，而白錫結(jié)構(gòu)鞏固，可以制造器皿?，F(xiàn)把白錫制成的器皿放在0℃、100kPa的室內(nèi)存放，它會(huì)不會(huì)變成灰錫而不能再繼續(xù)使用(在0℃、100kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫反響的焓變和熵變分別為ΔH＝－2.1809kJ·mol－1，ΔS＝－6.6J·mol－1·K－1，當(dāng)ΔH－TΔS<0時(shí)能自發(fā)反響)()A．會(huì)變 B．不會(huì)變C．不能確定 D．升高溫度才會(huì)變解析：反響自發(fā)進(jìn)行需要滿足ΔH－TΔS<0，由0℃為273K、ΔH＝－2.1809kJ·mol－1、ΔS＝－6.6J·mol－1·K－1代入公式：ΔH－TΔS＝－2.1809×103J·mol－1＋273K×6.6J·mol－1·K－1＝－379.1J·mol－1<0，所以反響在0℃能自發(fā)進(jìn)行，即在0℃、100kPa的室內(nèi)存放，它會(huì)變成灰錫而不能再繼續(xù)使用。答案：A[備考提醒]焓變、熵變和溫度對(duì)化學(xué)反響方向的影響ΔHΔSΔH－TΔS反響情況－＋永遠(yuǎn)是負(fù)值在任何溫度下過(guò)程均自發(fā)進(jìn)行＋－永遠(yuǎn)是正值在任何溫度下過(guò)程均非自發(fā)進(jìn)行＋＋低溫為正，高溫為負(fù)低溫時(shí)非自發(fā)，高溫時(shí)自發(fā)－－低溫為負(fù)，高溫為正低溫時(shí)自發(fā)，高溫時(shí)非自發(fā)[真題開(kāi)掘·知識(shí)串聯(lián)]串線索固雙基回扣關(guān)鍵知識(shí)以“甲醇的合成〞為載體串聯(lián)化學(xué)平衡常數(shù)和化學(xué)反響進(jìn)行方向的相關(guān)知識(shí)授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第131頁(yè)高考載體(2022·全國(guó)高考課標(biāo)卷Ⅱ改編)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反響如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1＝－99kJ·mol－1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2＝－58kJ·mol－1③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3＝＋41kJ·mol－1知識(shí)串聯(lián)——高考還可以這樣考(1)反響①的化學(xué)平衡常數(shù)K1表達(dá)式為_(kāi)___________________________。eq\a\vs4\al(考查化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書(shū)寫(xiě))(2)反響③的化學(xué)平衡常數(shù)K3隨溫度的升高而_______。其判斷的理由是_________。eq\a\vs4\al(考查化學(xué)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系)(3)圖1中能正確反映平衡常數(shù)K1隨溫度變化關(guān)系的曲線為_(kāi)_______(填曲線標(biāo)記字母)，其判斷的理由是________________________。eq\a\vs4\al(考查化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用)(4)根據(jù)蓋斯定律，由反響②－①可得反響③，那么K1、K2與K3之間關(guān)系為K3＝________。eq\a\vs4\al(考查不同反響化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系)(5)判斷反響②的ΔS________0(填“>〞“<〞或“＝〞)，該反響________自發(fā)進(jìn)行。eq\a\vs4\al(考查熵變及反響進(jìn)行的方向)(6)合成氣組成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.6時(shí)，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。①α(CO)隨溫度的升高而________(填“增大〞或“減小〞)，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②圖2中的壓強(qiáng)由大到小為_(kāi)_______，其判斷的理由是___________________。eq\a\vs4\al(考查溫度、壓強(qiáng)對(duì)反響物轉(zhuǎn)化率的影響)答案：(1)K1＝eq\f(cCH3OH,cCO·c2H2)(2)增大反響③為吸熱反響，升高溫度，平衡正移，化學(xué)平衡常數(shù)K3增大(3)a反響①為放熱反響，平衡常數(shù)數(shù)值應(yīng)隨溫度的升高而變小(4)eq\f(K2,K1)(5)<能(6)①減小升高溫度時(shí)，反響①為放熱反響，平衡向左移動(dòng)，使體系中CO的量增大；反響③為吸熱反響，平衡向右移動(dòng)，又使產(chǎn)生的CO的量增大；總結(jié)果，隨溫度升高，使CO的轉(zhuǎn)化率降低②p3>p2>p1相同溫度下，由于反響①為氣體分子數(shù)減小的反響，加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率；而反響③為氣體分子數(shù)不變的反響，產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響，故增大壓強(qiáng)時(shí)，有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高課時(shí)作業(yè)(授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第295頁(yè))1．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．食物在常溫下腐敗是自發(fā)進(jìn)行的B．但凡放熱反響都是自發(fā)的C．自發(fā)反響都是熵增大的反響D．電解池的反響屬于自發(fā)反響解析：食物在常溫下腐敗是自發(fā)進(jìn)行的，A正確；放熱反響不一定都是自發(fā)進(jìn)行的，如煤炭要加熱到一定溫度才能自發(fā)進(jìn)行，B錯(cuò)誤；自發(fā)反響由焓變和熵變兩個(gè)方面決定，熵變?cè)龃蟮姆错懖灰欢茏园l(fā)進(jìn)行，如H2O通電生成H2和O2的反響不能自發(fā)進(jìn)行，C錯(cuò)誤；電解池的反響一般屬于非自發(fā)反響，D錯(cuò)誤。答案：A2．以下有利于反響自發(fā)進(jìn)行的是()①反響吸熱②反響放熱③反響后熵增加④反響后熵減小A．①③ B．②③C．②④ D．①④解析：化學(xué)反響能自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)是ΔH－TΔS<0，故由焓變和熵變兩個(gè)方面來(lái)決定，反響放熱和反響后熵增加均有利于反響自發(fā)進(jìn)行，B正確。答案：B3．反響FeO(s)＋C(s)=CO(g)＋Fe(s)ΔH>0(假設(shè)ΔH、ΔS不隨溫度變化而變化)，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A．低溫下為自發(fā)過(guò)程，高溫下為非自發(fā)過(guò)程B．高溫下為自發(fā)過(guò)程，低溫下為非自發(fā)過(guò)程C．任何溫度下為非自發(fā)過(guò)程D．任何溫度下為自發(fā)過(guò)程解析：ΔH>0，固固反響生成氣體的反響ΔS>0，化學(xué)反響能自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)是ΔH－TΔS<0，即TΔS>ΔH，因此此反響只能是高溫自發(fā)，B正確。答案：B4．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．ΔH<0、ΔS>0的反響在溫度低時(shí)不能自發(fā)進(jìn)行B．NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝＋185.57kJ·mol－1能自發(fā)進(jìn)行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向C．焓變和熵變都與反響的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變或熵變均可單獨(dú)作為反響自發(fā)性的判據(jù)D．在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學(xué)反響進(jìn)行的方向解析：ΔH<0、ΔS>0的反響，ΔH－TΔS<0，在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行，A錯(cuò)誤；ΔH>0、ΔS>0，反響能自發(fā)進(jìn)行說(shuō)明ΔH－TΔS<0，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向，B正確；反響能否自發(fā)進(jìn)行需要由焓變、熵變和溫度共同決定，C錯(cuò)誤；在其他條件不變的條件下，使用催化劑可以改變化學(xué)反響速率，但不能改變化學(xué)平衡狀態(tài)和化學(xué)反響的方向，D錯(cuò)誤。答案：B5．一定溫度下，反響：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的反響熱和化學(xué)平衡常數(shù)分別為ΔH和K，那么相同溫度時(shí)反響4NH3(g)2N2(g)＋6H2(g)反響熱和化學(xué)平衡常數(shù)為()A．2ΔH和2K B．－2ΔH和K2C．－2ΔH和K－2 D．2ΔH和－2K解析：反響熱和化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，即反響熱是－2ΔH；平衡常數(shù)是在一定條件下，可逆反響到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反響物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)方程式可知，選項(xiàng)C正確。答案：C6．(2022·福建四校聯(lián)考)用于凈化汽車尾氣的反響：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)，該反響在570K時(shí)的平衡常數(shù)為1×1059，但反響速率極慢。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或COB．提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度C．增大壓強(qiáng)，上述平衡右移，故可通過(guò)增壓的方法提高尾氣凈化效率D．提高尾氣凈化效率的最正確途徑是使用高效催化劑解析：因?yàn)樵摲错懯强赡娣错?，且反響速率極慢，在有限的時(shí)間內(nèi)反響不能到達(dá)平衡，A錯(cuò)誤；由題干知570K時(shí)反響速率極慢，故可推斷出升高溫度對(duì)化學(xué)反響速率的影響不大，B錯(cuò)誤；因平衡常數(shù)已經(jīng)較大，增大壓強(qiáng)雖然平衡正向移動(dòng)，但對(duì)設(shè)備要求更高，故C錯(cuò)誤；高效催化劑可提高反響速率，解決反響極慢的問(wèn)題，有利于尾氣的轉(zhuǎn)化，故D正確。答案：D7．反響CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＜0到達(dá)平衡后，只改變一個(gè)反響條件，以下所畫(huà)示意圖不正確的選項(xiàng)是()解析：A項(xiàng)，升溫，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，CH3OH產(chǎn)率降低，正確；B項(xiàng)，升溫，CO的轉(zhuǎn)化率降低，不正確；C項(xiàng)，加壓，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，H2的轉(zhuǎn)化率升高，正確；D項(xiàng)，增大壓強(qiáng)，平衡常數(shù)不變，正確。答案：B8．反響①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反響②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反響③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K。那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．反響①的平衡常數(shù)K1＝eq\f(cCO2·cCu,cCO·cCuO)B．反響③的平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)C．對(duì)于反響③，恒容時(shí)升高溫度，H2濃度減小，那么該反響為吸熱反響D．對(duì)于反響②，恒溫恒容下增大壓強(qiáng)，H2濃度一定增大解析：反響①的平衡常數(shù)K1＝eq\f(cCO2,cCO)，固體濃度按1計(jì)，故A錯(cuò)誤；反響③可由①－②得到，故反響③的平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)，B正確；對(duì)于反響③，恒容時(shí)升高溫度，H2濃度減小，平衡逆向移動(dòng)，那么該反響為放熱反響，C錯(cuò)誤；對(duì)于反響②，恒溫恒容下，假設(shè)充入He，壓強(qiáng)增大，H2濃度不變，故D錯(cuò)誤。答案：B9．某溫度下，在2L恒容密閉容器中，3種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時(shí)的物質(zhì)的量(n)如下表所示，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()XYWn(起始狀態(tài))/mol210n(平衡狀態(tài))/mol10.51.5A.升高溫度，假設(shè)W的體積分?jǐn)?shù)減小，那么此反響的ΔH＞0B．該溫度下，此反響的平衡常數(shù)K＝6.75C．增大壓強(qiáng)，正、逆反響速率均增大，平衡向正反響方向移動(dòng)D．該溫度下，再向容器中充入1.5molW，到達(dá)新平衡時(shí)c(X)＝1.5mol/L解析：A項(xiàng)，升高溫度，W的體積分?jǐn)?shù)減小，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，那么正反響放熱，ΔH＜0，A錯(cuò)；B項(xiàng)，由X轉(zhuǎn)化1mol，Y轉(zhuǎn)化0.5mol，W增加1.5mol知反響可表示為2X(g)＋Y(g)3W(g)，那么該溫度下，化學(xué)平衡常數(shù)K＝eq\f(c3W,c2X·cY)＝eq\f(\f(1.5mol,2L)3,\f(1mol,2L)2×\f(0.5mol,2L))＝6.75，正確；C項(xiàng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡不移動(dòng)，C錯(cuò)；D項(xiàng)，再向容器中充入1.5molW，到達(dá)新平衡時(shí)X為1.5mol，濃度為0.75mol/L，D錯(cuò)。答案：B10．在10L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g)，發(fā)生反響：X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/℃起始時(shí)物質(zhì)的量/mol平衡時(shí)物質(zhì)的量/moln(X)n(Y)n(M)①7000.400.100.090②8000.100.400.080③8000.200.30a④9000.100.15b以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．實(shí)驗(yàn)①中，假設(shè)5min時(shí)測(cè)得n(M)＝0.050mol，那么0至5min時(shí)間內(nèi)，用N表示的平均反響速率v(N)＝1.0×10－2mol/(L·min)B．實(shí)驗(yàn)②中，該反響的平衡常數(shù)K＝2.0C．實(shí)驗(yàn)③中，到達(dá)平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為60%D．實(shí)驗(yàn)④中，到達(dá)平衡時(shí)，b>0.060解析：A項(xiàng)根據(jù)方程式可知在5min內(nèi)反響生成的n(N)等于生成的n(M)，那么v(N)＝eq\f(0.050mol,10L×5min)＝1×10－3mol/(L·min)，該項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知平衡時(shí)c(X)＝0.002mol/L、c(Y)＝0.032mol/L、c(N)＝c(M)＝0.008mol/L，那么平衡常數(shù)K＝eq\f(cM·cN,cX·cY)＝eq\f(0.008×0.008,0.002×0.032)＝1.0，該項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)因該反響在800℃時(shí)平衡常數(shù)為1，設(shè)反響中轉(zhuǎn)化的X的物質(zhì)的量為x，那么有(0.20－x)×(0.30－x)＝x·x，故x＝0.12mol，X的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.12mol,0.20mol)×100%＝60%，該項(xiàng)正確；D項(xiàng)假設(shè)在900℃時(shí)，該反響的平衡常數(shù)也為1.0，根據(jù)實(shí)驗(yàn)④中的數(shù)據(jù)可知b＝0.060mol，由①中數(shù)據(jù)可知在700℃時(shí)平衡常數(shù)約為2.6，結(jié)合800℃時(shí)平衡常數(shù)為1.0可知，溫度越高，該平衡常數(shù)越小，平衡逆向移動(dòng)，故b<0.060，該項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C11．用NH3催化復(fù)原NxOy可以消除氮氧化物的污染。反響Ⅰ：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l)ΔH1反響Ⅱ：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH2(且|ΔH1|＝2|ΔH2|)反響Ⅲ：4NH3(g)＋6NO2(g)5N2(g)＋3O2(g)＋6H2O(l)ΔH3反響Ⅰ和反響Ⅱ在不同溫度時(shí)的平衡常數(shù)及其大小關(guān)系如表所示。溫度/K反響Ⅰ反響Ⅱ：K1>K′1，K2>K′2298K1K2398K′1K′2(1)推測(cè)反響Ⅲ是________________反響(填“吸熱〞或“放熱〞)。(2)相同條件下，反響Ⅰ在2L密閉容器內(nèi)進(jìn)行，選用不同的催化劑，反響產(chǎn)生N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖甲所示。①計(jì)算0～4min在A催化劑作用下，反響速率v(NO)＝________。②以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是________(填字母)。a．該反響的活化能大小順序?yàn)镋a(A)>Ea(B)>Ea(C)b．增大壓強(qiáng)能使反響速率加快，是因?yàn)樵黾恿嘶罨肿影俜謹(jǐn)?shù)c．單位時(shí)間內(nèi)H—O鍵與N—H鍵斷裂的數(shù)目相等時(shí)，說(shuō)明反響已經(jīng)到達(dá)平衡狀態(tài)d．假設(shè)在恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反響，當(dāng)K值不變時(shí)，說(shuō)明反響到達(dá)平衡狀態(tài)(3)一定條件下，反響Ⅱ到達(dá)平衡時(shí)體系中n(NO)∶n(O2)∶n(NO2)＝2∶1∶2。在其他條件不變時(shí)，再充入NO2氣體，分析NO2體積分?jǐn)?shù)——φ(NO2)的變化情況(填“變大〞“變小〞或“不變〞)：恒溫恒壓容器，φ(NO2)_________；恒溫恒容容器，φ(NO2)________。(4)一定溫度下，反響Ⅲ在容積可變的密閉容器中到達(dá)平衡，此時(shí)容積為3L，c(N2)與反響時(shí)間t變化曲線X如圖乙所示，假設(shè)在t1min時(shí)改變一個(gè)條件，曲線X變?yōu)榍€Y或曲線Z。那么：變?yōu)榍€Y改變的條件是___________；變?yōu)榍€Z改變的條件是______________。解析：(1)分析表中數(shù)據(jù)可知，對(duì)反響Ⅰ和反響Ⅱ，溫度升高時(shí)，K值減小，平衡逆向移動(dòng)，故兩個(gè)反響都是放熱反響，即ΔH1<0，ΔH2<0。反響Ⅰ－反響Ⅱ×3得反響Ⅲ，那么ΔH3＝ΔH1－3ΔH2＝2ΔH2－3ΔH2＝－ΔH2，因?yàn)棣2<0，所以ΔH3>0，反響Ⅲ是吸熱反響。(2)①v(NO)＝eq\f(6,5)v(N2)＝eq\f(2.5mol,2L×4min)×eq\f(6,5)＝0.375mol·L－1·min－1。②相同時(shí)間內(nèi)生成的N2越多，那么活化分子數(shù)越多，活化能越低，A項(xiàng)錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)能使反響速度加快，是因?yàn)樵黾恿藛挝惑w積內(nèi)的活化分子數(shù)，活化分子的百分?jǐn)?shù)不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；單位時(shí)間內(nèi)H—O鍵與N—H鍵斷裂的數(shù)目相等時(shí)，說(shuō)明正反響速率等于逆反響速率，反響已經(jīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，C項(xiàng)正確；假設(shè)在恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反響，當(dāng)K值不變時(shí)，說(shuō)明反響中放出的熱量和吸收的熱量相等，反響到達(dá)平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確。(3)恒溫恒壓容器中的平衡是等效平衡，φ(NO2)不變；恒溫恒容容器中，再充入NO2氣體，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，φ(NO2)變大。(4)曲線Y比曲線X先到達(dá)平衡，但平衡狀態(tài)相同，改變的條件是參加催化劑；曲線Z，N2的濃度由2mol/L瞬間增大到3mol/L，容器體積應(yīng)由3L減小到2L，改變的條件是將容器的體積快速壓縮至2L。答案：(1)吸熱(2)①0.375mol·L－1·min－1②cd(3)不變變大(4)參加催化劑將容器體積快速壓縮至2L12．：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)ΔH＝－45.5kJ·mol－1。乙醇是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。如圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(其中nH2O∶nC2H4＝1∶1)。(1)列式計(jì)算乙烯水合制乙醇反響在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp＝________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算。分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))