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考点5 化学平衡常数计算
计算平衡常数的依据和方法
计算化学平衡常数的依据是其表达式。不管是什么题型，若要计算平衡常数，都需计算出平衡时混合体糸中各物质的平衡浓度（固体、纯液体除外）。
必须以平衡体系中各反应物和生成物的物质的量浓度而不是物质的量来计算化学平衡常数。若已知物质的量，必须结合容器（或溶液）的体积将其换算为物质的量浓度；若已知的是质量，则应由c=来计算物质的董浓度。不过，当反应物的计量数之和与生成物计量数之和相等（不含固体和纯液体物顷的计量数），或容器的体积是l L时，可以直接用物质的量代替物质的量浓度来计算平衡常数。温度不变时平衡常数不变，则由一组数据计算出平衡常数后，可将平衡常数应用于其他组数据中，进而计算转化率、物质的量分数及压强比等。
2.“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。
(1)分析三个量：起始量、变化量、平衡量。
(2)明确三个关系
①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
③各物质的转化量之比等于各物质的化学计量数之比。
(3)计算模式
对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始/mol a b 0 0
变化/mol mx nx px qx
平衡/mol a－mx b－nx px qx
则有①平衡常数：
K＝。
②A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。
③A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。
④A的体积分数：φ(A)＝×100%。
⑤平衡压强与起始压强之比：＝。
⑥混合气体的平均密度(混)＝ g·L－1。
⑦混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。
⑧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，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。
产率＝×100%。
3、平衡常数与转化率的相互计算
1．已知在密闭容器中发生可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g) ΔH>0。某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。
思考并解答下列问题：
(1)若达到平衡后，M的转化率为60%，列出“三段式”，计算此时N的平衡浓度是多少？平衡常数K是多少？
(2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，则M的转化率为____________，N的起始浓度为________。
答案 (1) M(g) ＋ N(g)P(g) ＋ Q(g)
起始/ mol·L－1) 1 2.4 0 0
转化/ mol·L－1) 1×60% 1×60% 1×60% 1×60%
平衡/ mol·L－1) 0.4 1.8 0.6 0.6
由三段式得N的平衡浓度为1.8 mol·L－1。K＝＝。
(2)50% 6 mol·L－1
解析 (2) M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)
起始/ mol·L－1 4 a 0 0
转化/ mol·L－1 2 2 2 2
平衡/ mol·L－1) 4－2 a－2 2 2
α(M)＝×100%＝50%，温度不变，平衡常数不变，K＝＝，解得a＝6，即反应物N的起始浓度为6 mol·L－1。
4、提取信息计算平衡常数及转化率
2．对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法不正确的是( )
A．该反应的ΔH＞0
B．a、b处反应速率大小关系：va大于vb
C．在343 K下，要提高SiHCl3的转化率，可以及时移去产物或增加反应物浓度
D．343 K时，SiHCl3的平衡转化率为22%，可以求得该温度下的平衡常数约为0.02
答案 C
解析 曲线a代表343 K时的反应，曲线b代表323 K时的反应，由图像可知，温度越高，SiHCl3的平衡转化率越大，所以该反应的ΔH＞0，A项正确；a、b两点的转化率相等，可以认为各物质的浓度对应相等，而a点的温度更高，所以反应速率更快，即va＞vb，B项正确；设初始加入的SiHCl3的浓度为1 mol·L－1，
2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)
起始/ mol·L－1) 1 0 0
转化/ mol·L－1) 0.22 0.11 0.11
平衡/ mol·L－1 0.78 0.11 0.11
所以平衡常数K＝≈0.02，D项正确。
3．CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：
反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)
反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)
为分析催化剂对反应的选择性，在1 L密闭容器中充入2 mol CO2和4 mol H2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示：
该催化剂在较低温度时主要选择______(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。520 ℃时，反应Ⅰ的平衡常数K＝________(只列算式不计算)。
答案 反应Ⅰ
解析 温度较低时，CH4的物质的量多，所以该催化剂在较低温度时主要选择反应Ⅰ。
CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)
转化/ mol·L－1 0.2 0.8 0.2 0.4
2CO2(g)＋6H2(g)??C2H4(g)＋4H2O(g)
转化/ mol·L－1 0.4 1.2 0.2 0.8
c(CO2)＝(2－0.2－0.4)mol·L－1＝1.4 mol·L－1，
c(H2)＝(4－0.8－1.2)mol·L－1＝2 mol·L－1，
c(H2O)＝(0.4＋0.8)mol·L－1＝1.2 mol·L－1，
所以K＝。
三、反应物平衡转化率的变化判断
判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。常见有以下几种情形：
反应类型 条件的改变 反应物转化率的变化
有多种反应物的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 恒容时只增加反应物A的用量 反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大
同等倍数地增大（或减小）反应物A、B的量 恒温恒压条件下 反应物转化率不变
恒温恒容条件下 m+n>p+q 反应物A和B的转化率均增大
m+n
m+n=p+q 反应物A和B的转化率均不变
只有一种反应物的可逆反应mA(g)nB(g)+pC(g) 增加反应物A的用量 恒温恒压条件下 反应物转化率不变
恒温恒容条件下 m>n+p 反应物A的转化率增大
mm=n+p 反应物A和B的转化率不变
1．一定温度下，将2 mol A和2 mol B两种气体混合放入体积为2 L的密闭刚性容器中，发生反应3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)，2 min末反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的物质的量浓度为0.4 mol·L－1，下列说法正确的是( )
A．x的值为1
B．A的平衡转化率为40%
C．此温度下该反应的平衡常数K的数值等于0.5
D．A和B的平衡转化率相等
2．1 mol X气体跟a mol Y气体在容积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g)＋aY(g) bZ(g)反应达到平衡后，测得X的转化率为50%，而且在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4，则a和b的数值可能是( )
A．a＝1，b＝2 B．a＝2，b＝1 C．a＝2，b＝2 D．a＝3，b＝2
3．已知某化学反应的平衡常数表达式为，在不同的温度下该反应的平衡常数如下表所示：
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38
下列有关叙述不正确的是( )
A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
B．上述反应的正反应是放热反应
C．如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO2为0.4 mol时，该反应达到平衡状态
D．某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：，判断此时的温度是
1 000 ℃
4．面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景。
(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式：
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=-90 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41 kJ·mol-1
写出由CO2、H2制备CH3OH的热化学方程式： 。
(2)在容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。
①p1 (填“大于”“小于”或“等于”)p2。
②在其他条件不变的情况下，再充入a mol CO与2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，平衡常数 。
(3)已知在T ℃时，CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=0.32，在该温度下，c始(CO)=1 mol·L-1，c始(H2O)=1 mol·L-1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应 (填“已经”或“没有”)达到平衡，原因是 ；此时v正 (填“>”或“<”)v逆。
5．已知尿酸是一种有机酸(以HUr表示)，能溶于水。关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr)发生的反应如下：
HUrUr－＋H＋① Ur－(aq)＋Na＋(aq) NaUr(s)②
(1)关节炎大都是阴冷天气时发作，这说明反应②是__________反应(填“放热”或“吸热”)简述你得出该结论的理由：___________________________。
(2)当温度升高时，反应②的化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)写出反应②的平衡常数表达式K＝________________________。
6．汽车尾气是城市主要空气污染物，利用反应2NO(g) +2CO(g) N2+2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。向甲、乙两个体积都为2.0 L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡。反应过程中n(CO2)随时间(t)变化情况见下表：
时间/s 0 2 4 6 8 10
甲容器(T1)n(CO2)/mol 0 0.72 1.20 1.60 1.60 1.60
乙容器(T2)n(CO2)/mol 0 0.60 1.00 1.40 1.70 1.70
(1)T1___________T2(填“＞”、“＜”或“=”下同)，该反应ΔH___________0。
(2)乙容器中，2~4s内N2的平均反应速率υ(N2)=___________。
(3)甲容器中NO平衡转化率为___________，T1温度下该反应的平衡常数为___________。
(4)该反应达到平衡后，为提高反应速率同时提高NO的转化率，可采取的措施有_______(填字母序号)
a．增大NO浓度 b．压缩容器体积 c．移去部分N2 d．改用高效催化剂
7．在一定体积的密闭容器中，进行化学反应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：
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式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1 mol CO、5 mol H2O，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。
（6）若1 200 ℃时，在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L 1、2 mol·L 1、4 mol·L 1、4 mol·L 1，则此时上述反应的平衡移动方向为 (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
8. 已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g) ΔH＞0，请回答下列问题。
（1）某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。
（2）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，a＝________。
（3）若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为_____。
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考点5 化学平衡常数计算
计算平衡常数的依据和方法
计算化学平衡常数的依据是其表达式。不管是什么题型，若要计算平衡常数，都需计算出平衡时混合体糸中各物质的平衡浓度（固体、纯液体除外）。
必须以平衡体系中各反应物和生成物的物质的量浓度而不是物质的量来计算化学平衡常数。若已知物质的量，必须结合容器（或溶液）的体积将其换算为物质的量浓度；若已知的是质量，则应由c=来计算物质的董浓度。不过，当反应物的计量数之和与生成物计量数之和相等（不含固体和纯液体物顷的计量数），或容器的体积是l L时，可以直接用物质的量代替物质的量浓度来计算平衡常数。温度不变时平衡常数不变，则由一组数据计算出平衡常数后，可将平衡常数应用于其他组数据中，进而计算转化率、物质的量分数及压强比等。
2.“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。
(1)分析三个量：起始量、变化量、平衡量。
(2)明确三个关系
①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
③各物质的转化量之比等于各物质的化学计量数之比。
(3)计算模式
对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始/mol a b 0 0
变化/mol mx nx px qx
平衡/mol a－mx b－nx px qx
则有①平衡常数：
K＝。
②A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。
③A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。
④A的体积分数：φ(A)＝×100%。
⑤平衡压强与起始压强之比：＝。
⑥混合气体的平均密度(混)＝ g·L－1。
⑦混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。
⑧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，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。
产率＝×100%。
3、平衡常数与转化率的相互计算
1．已知在密闭容器中发生可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g) ΔH>0。某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。
思考并解答下列问题：
(1)若达到平衡后，M的转化率为60%，列出“三段式”，计算此时N的平衡浓度是多少？平衡常数K是多少？
(2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，则M的转化率为____________，N的起始浓度为________。
答案 (1) M(g) ＋ N(g)?? P(g) ＋ Q(g)
起始/ mol·L－1) 1 2.4 0 0
转化/ mol·L－1) 1×60% 1×60% 1×60% 1×60%
平衡/ mol·L－1) 0.4 1.8 0.6 0.6
由三段式得N的平衡浓度为1.8 mol·L－1。K＝＝。
(2)50% 6 mol·L－1
解析 (2) M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)
起始/ mol·L－1 4 a 0 0
转化/ mol·L－1 2 2 2 2
平衡/ mol·L－1) 4－2 a－2 2 2
α(M)＝×100%＝50%，温度不变，平衡常数不变，K＝＝，解得a＝6，即反应物N的起始浓度为6 mol·L－1。
4、提取信息计算平衡常数及转化率
2．对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法不正确的是( )
A．该反应的ΔH＞0
B．a、b处反应速率大小关系：va大于vb
C．在343 K下，要提高SiHCl3的转化率，可以及时移去产物或增加反应物浓度
D．343 K时，SiHCl3的平衡转化率为22%，可以求得该温度下的平衡常数约为0.02
答案 C
解析 曲线a代表343 K时的反应，曲线b代表323 K时的反应，由图像可知，温度越高，SiHCl3的平衡转化率越大，所以该反应的ΔH＞0，A项正确；a、b两点的转化率相等，可以认为各物质的浓度对应相等，而a点的温度更高，所以反应速率更快，即va＞vb，B项正确；设初始加入的SiHCl3的浓度为1 mol·L－1，
2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)
起始/ mol·L－1) 1 0 0
转化/ mol·L－1) 0.22 0.11 0.11
平衡/ mol·L－1 0.78 0.11 0.11
所以平衡常数K＝≈0.02，D项正确。
3．CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：
反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)??CH4(g)＋2H2O(g)
反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)??C2H4(g)＋4H2O(g)
为分析催化剂对反应的选择性，在1 L密闭容器中充入2 mol CO2和4 mol H2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示：
该催化剂在较低温度时主要选择______(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。520 ℃时，反应Ⅰ的平衡常数K＝________(只列算式不计算)。
答案 反应Ⅰ
解析 温度较低时，CH4的物质的量多，所以该催化剂在较低温度时主要选择反应Ⅰ。
CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)
转化/ mol·L－1 0.2 0.8 0.2 0.4
2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)
转化/ mol·L－1 0.4 1.2 0.2 0.8
c(CO2)＝(2－0.2－0.4)mol·L－1＝1.4 mol·L－1，
c(H2)＝(4－0.8－1.2)mol·L－1＝2 mol·L－1，
c(H2O)＝(0.4＋0.8)mol·L－1＝1.2 mol·L－1，
所以K＝。
三、反应物平衡转化率的变化判断
判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。常见有以下几种情形：
反应类型 条件的改变 反应物转化率的变化
有多种反应物的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 恒容时只增加反应物A的用量 反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大
同等倍数地增大（或减小）反应物A、B的量 恒温恒压条件下 反应物转化率不变
恒温恒容条件下 m+n>p+q 反应物A和B的转化率均增大
m+nm+n=p+q 反应物A和B的转化率均不变
只有一种反应物的可逆反应mA(g)nB(g)+pC(g) 增加反应物A的用量 恒温恒压条件下 反应物转化率不变
恒温恒容条件下 m>n+p 反应物A的转化率增大
mm=n+p 反应物A和B的转化率不变
1．一定温度下，将2 mol A和2 mol B两种气体混合放入体积为2 L的密闭刚性容器中，发生反应3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)，2 min末反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的物质的量浓度为0.4 mol·L－1，下列说法正确的是( )
A．x的值为1
B．A的平衡转化率为40%
C．此温度下该反应的平衡常数K的数值等于0.5
D．A和B的平衡转化率相等
【答案】C
【解析】平衡时C的物质的量为0.8 mol，与D相等，则x的值为2；平衡时A消耗了1.2 mol，则其平衡转化率为60%；此温度下该反应的平衡常数K＝＝0.5；由于未按照对应的化学反应系数之比投料，所以A、B的平衡转化率不相等。故选C项。
2．1 mol X气体跟a mol Y气体在容积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g)＋aY(g) bZ(g)反应达到平衡后，测得X的转化率为50%，而且在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4，则a和b的数值可能是( )
A．a＝1，b＝2 B．a＝2，b＝1 C．a＝2，b＝2 D．a＝3，b＝2
【答案】D
【解析】根据“三段式”来解。
X(g) ＋ aY(g) bZ(g)
初始物质的量1 mol a mol 0
转化物质的量0.5 mol 0.5a mol 0.5b mol
平衡物质的量0.5 mol 0.5a mol 0.5b mol
由于反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4，故前后总的物质的量之比为4∶3，即(1＋a)：(0.5＋0.5a＋0.5b)＝4∶3，则有2b－a＝1，代入检验得D项正确。
3．已知某化学反应的平衡常数表达式为，在不同的温度下该反应的平衡常数如下表所示：
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38
下列有关叙述不正确的是( )
A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
B．上述反应的正反应是放热反应
C．如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO2为0.4 mol时，该反应达到平衡状态
D．某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：，判断此时的温度是1 000 ℃
【答案】C
【解析】平衡常数的表达式中，分子中的物质是生成物，分母中的物质是反应物，A项正确；由表中数据可知该反应的平衡常数随着温度的升高而降低，故该反应是放热反应，B项正确；利用化学反应方程式确定各种物质的物质的量，代入平衡常数表达式可知该反应没有达到平衡，C项不正确；将所给关系式进行变化，可知该条件下平衡常数为0.6，所以D项正确。
4．面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景。
(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式：
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=-90 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41 kJ·mol-1
写出由CO2、H2制备CH3OH的热化学方程式： 。
(2)在容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。
①p1 (填“大于”“小于”或“等于”)p2。
②在其他条件不变的情况下，再充入a mol CO与2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，平衡常数 。
(3)已知在T ℃时，CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=0.32，在该温度下，c始(CO)=1 mol·L-1，c始(H2O)=1 mol·L-1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应 (填“已经”或“没有”)达到平衡，原因是 ；此时v正 (填“>”或“<”)v逆。
【答案】(1)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49 kJ·mol-1
(2)①小于 ②增大 不变
(3)没有 Q==≈0.0123<0.32 >
【解析】(1)由盖斯定律，方程式①-②得CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=ΔH1-ΔH2=-90 kJ·mol-1-(-41 kJ·mol-1)=-49 kJ·mol-1。(2)由图像可知，相同温度下，平衡时p2下CO的转化率大于p1下CO的转化率，由方程式①可知，增大压强平衡右移，故p1v逆。
5．已知尿酸是一种有机酸(以HUr表示)，能溶于水。关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr)发生的反应如下：
HUrUr－＋H＋① Ur－(aq)＋Na＋(aq) NaUr(s)②
(1)关节炎大都是阴冷天气时发作，这说明反应②是__________反应(填“放热”或“吸热”)简述你得出该结论的理由：___________________________。
(2)当温度升高时，反应②的化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)写出反应②的平衡常数表达式K＝________________________。
【答案】(1)放热 阴冷天气易发病，说明温度降低，反应②平衡右移，有利于NaUr结晶，说明该反应为放热反应
(2)减小 (3）
【解析】(1)阴冷天气易发病，说明温度降低，利于生成NaUr晶体，说明该反应为放热反应(2)升温，有利于平衡向着吸热方向移动，K值应减小(3)NaUr是固体，不写入表达式中。
6．汽车尾气是城市主要空气污染物，利用反应2NO(g) +2CO(g) N2+2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。向甲、乙两个体积都为2.0 L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡。反应过程中n(CO2)随时间(t)变化情况见下表：
时间/s 0 2 4 6 8 10
甲容器(T1)n(CO2)/mol 0 0.72 1.20 1.60 1.60 1.60
乙容器(T2)n(CO2)/mol 0 0.60 1.00 1.40 1.70 1.70
(1)T1___________T2(填“＞”、“＜”或“=”下同)，该反应ΔH___________0。
(2)乙容器中，2~4s内N2的平均反应速率υ(N2)=___________。
(3)甲容器中NO平衡转化率为___________，T1温度下该反应的平衡常数为___________。
(4)该反应达到平衡后，为提高反应速率同时提高NO的转化率，可采取的措施有_______(填字母序号)
a．增大NO浓度 b．压缩容器体积 c．移去部分N2 d．改用高效催化剂
【答案】(1)＞ ＜ (2)0.05mol/(L·s) 80％ (4)160 b
【解析】(1) 2NO(g) +2CO(g) N2+2CO2(g)，向甲、乙两个体积都为2.0L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡，甲容器达到平衡需要的时间短，则反应速率快，说明反应温度T1＞T2；达到平衡状态时，乙中CO2的物质的量大于甲中CO2的物质的量，说明降低温度，平衡正向进行，则正反应为放热反应，△H＜0；(2)乙容器中，2~4s内N2的平均反应速率v(N2)=v(CO2)= ×=0.05mol L-1 s-1；(3) 甲容器中，由：
NO平衡转化率=×100%=80%；容器的体积为2L，则平衡常数K==160；(4)a项，增大NO浓度，NO的转化率降低，故a不选；b项，压缩容器体积，压强增大，反应速率加快，平衡正向移动，NO的转化率增大，故b选；c项，移去部分N2，反应速率减慢，故c不选；d项，改用高效催化剂，平衡不移动，NO的转化率不变，故d不选；故选b。
7．在一定体积的密闭容器中，进行化学反应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：
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式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1 mol CO、5 mol H2O，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。
（6）若1 200 ℃时，在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L 1、2 mol·L 1、4 mol·L 1、4 mol·L 1，则此时上述反应的平衡移动方向为 (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
【答案】（1）
（2）吸热 （3）700 ℃
（4）等于 （5）不
（6）逆反应方向
【解析】（1）根据化学方程式可写出K=。
（2）分析表中数据可知，随着温度的升高，K值逐渐增大，说明正反应是吸热反应。
（3）某温度下，由3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)得出==0.6=K，查表知K=0.6时对应温度是700 ℃。
（4）只要温度不变，K值就不变。
（5）830 ℃时达到平衡，扩大容器体积，由于反应前后气体的物质的量不变，则平衡不移动。
（6）该条件下Qc===4>K=2.6，故反应向逆反应方向移动。
8. 已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g) ΔH＞0，请回答下列问题。
（1）某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。
（2）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，a＝________。
（3）若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为_____。
【答案】（1）25% （2）6 （3）41%
【解析】用“平衡三段式法”，借助平衡常数来串联计算：
（1） M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)
c始/(mol·L－1) 1 2.4 0 0
c转/(mol·L－1) 0.6 0.6 0.6 0.6
c平/(mol·L－1) 0.4 1.8 0.6 0.6
α(N)＝×100%＝25%，K＝＝0.5。
（2）
由K＝＝0.5，解得a＝6。
（3）
由K＝＝0.5，解得x≈0.41。
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