2024届高考化学一轮复习教案 37 第七章 第33讲 化学平衡状态 化学平衡常数

第33讲　化学平衡状态　化学平衡常数
[课程标准]　1.会用复合判据判断反应进行的方向。2.了解化学反应的可逆的特点。3.掌握化学平衡状态的建立以及特征。4.了解平衡常数的概念及意义。
考点一　化学反应的方向
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1．自发过程
(1)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。
(2)特点
2．熵、熵变
(1)熵是度量体系混乱程度的物理量，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)>S(l)>S(s)。
(3)熵变＝生成物的总熵－反应物的总熵。
3．化学反应的方向
ΔG＝ΔH－TΔS
当ΔG＜0时，反应能自发进行；
当ΔG＝0时，反应处于平衡状态；
当ΔG＞0时，反应不能自发进行。
[正误辨析]
(1)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)是一个熵增加的过程(　　)
(2)ΔH<0，ΔS>0的反应，一定是自发反应(　　)
(3)吸热且熵增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行(　　)
答案：　(1)√　(2)√　(3)×
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1.实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，该反应过程中能量的变化如图，下列关于该反应的说法正确的是(　　)
A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS>0 D．ΔH<0，ΔS<0
D　[由方程式可知，该反应的ΔS<0，由题图可知该反应的ΔH<0，D项正确。]
2．[2022·湖南选择考，17(1)]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。根据如图判断：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)
C　[A.由图可知，600 ℃时C(s)＋O2(g)===CO2(g)的ΔG＜0，反应自发进行，故A不符合题意；B.由图可知，600 ℃时2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔG＜0，反应自发进行，故B不符合题意；C.由图可知，600 ℃时TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)的ΔG＞0，反应不能自发进行，故C符合题意；D.根据盖斯定律，TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g)可由C(s)＋O2(g)===CO2(g)与TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)相加得到，再根据题给图像中的数据可得，600 ℃时其ΔG＜0，反应自发进行，故D不符合题意。]
3．[2022·1浙江选择考，29(1)]在C和O2的反应体系中：
反应①：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－394 kJ·mol－1
反应②：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝－566 kJ·mol－1
反应③：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH3
设y＝ΔH－TΔS，反应①、②和③的y随温度T的变化关系如图所示。图中对应于反应③的线条是 。
学生用书?第164页
解析：　由已知方程式：(2×反应①－反应②)可得反应③，结合盖斯定律得：ΔH3＝2ΔH1－ΔH2＝－222 kJ·mol－1，反应①前后气体分子数不变，升温y不变，对应线条b，升温促进反应②平衡逆向移动，气体分子数增多，y值增大，对应线条c，升温促进反应③平衡逆向移动，气体分子数减少，y值减小，对应线条a。
答案：　a
4．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以用于制造器皿。已知在0 ℃、100 kPa条件下，白锡转化为灰锡的ΔH＝－2.18 kJ·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1。现把由白锡制成的器皿在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用？
解析：　在0 ℃、100 kPa条件下，白锡转化为灰锡的ΔG＝ΔH－TΔS＝－2.18 kJ·mol－1－273 K×(－6.61×10－3 kJ·mol－1·K－1)≈－0.375 kJ·mol－1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。
答案：　会变成灰锡而不能继续使用
考点二　化学平衡状态
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1．可逆反应——“二同一不能”
(1)“二同”：同一条件下；正、逆反应同时进行。
(2)“一不能”：不能进行到底。
2．化学平衡状态
(1)概念
一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变的状态。
(2)建立
(3)特征
3．判断平衡状态的两种方法
(1)“正逆相等”：v正＝v逆≠0
①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达平衡状态。
(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当其不变时为平衡状态；一个随反应进行保持不变的量，不能作为判断是否平衡的依据。
[正误辨析]
(1)二次电池的充、放电为可逆反应(　　)
(2)在化学平衡建立过程中，v正一定大于v逆(　　)
(3)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态(　　)
(4)在一定条件下，向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应，生成2 mol NH3(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
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1．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是(　　)
A．Z为0.3 mol/L B．Y2为0.4 mol/L
C．X2为0.2 mol/L D．Z为0.4 mol/L
A　[当Z完全转化为X2、Y2时，X2、Y2分别为0.2 mol/L、0.4 mol/L；当0.1 mol/L X2完全转化为Z时，Y2为0.2 mol/L，Z为0.4 mol/L，则02．可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是(　　)
A．3v正(N2)＝v正(H2)
B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D．v正(N2)＝3v逆(H2)
C　[A项无逆反应速率；B项，＝，即2v正(N2)＝v逆(NH3)时，反应达到平衡状态；C项，＝，即2v正(H2)＝3v逆(NH3)时反应达到平衡状态；D项，＝，即3v正(N2)＝v逆(H2)时反应达到平衡状态。]
3．在一定温度下的定容容器中，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
学生用书?第165页
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)②④⑦
4．若将上述题目中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？
(1) 　(2) 　
(3) 　(4)
答案：　(1)②③④⑦　(2)⑤⑦　(3)②③④⑤⑦　 (4)②③④⑦
5．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g) 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 (填标号)。
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，达到平衡时保持不变。③图中达到平衡时，CO、CO2的物质的量的变化量之比不是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。
答案：　②④⑤
考点三　化学平衡常数
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1．化学平衡常数的表达式
对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，化学平衡常数K＝(式中各物质的浓度为平衡时的浓度)。
2．影响因素
(1)K只与温度有关。
(2)升高温度
3．应用
(1)判断可逆反应进行的程度。
(2)判断反应是否达到平衡或进行的方向。
对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商Q＝。
(3)判断可逆反应的热效应
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
[正误辨析]
(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一时刻的浓度(　　)
(2)化学平衡移动，化学平衡常数一定改变(　　)
(3)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大(　　)
(4)反应A(g)＋3B(g)2C(g)达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数K值增大(　　)
(5)化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度(　　)
(6)其他条件不变，使用不同催化剂，反应的平衡常数不变(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
学生用书?第166页
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一、推导平衡常数之间的关系
1．一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系
①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　K1
②N2(g)＋H2(g)NH3(g)　K2
③2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)　K3
(1)K1和K2，K1＝ 。
(2)K1和K3，K1＝ 。
答案：　(1)K　(2)
2．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)　K1
2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)　K2
则4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝ (用K1、K2表示)。
解析：　K1＝，K2＝，K＝，所以K＝ eq \f(K,K2) 。
答案：　 eq \f(K,K2)
二、化学平衡常数的应用
3．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/℃ 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)　(2)吸热　(3)700　(4)等于　(5)不
真题演练　明确考向
1．(2022·1浙江选择考，20)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)===An＋(aq)＋Bn－(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是(　　)
A．ΔH和ΔS均大于零
B．ΔH和ΔS均小于零
C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
D　[强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶解对应的ΔH可能大于零或小于零。熵表示体系混乱程度。体系越混乱，则熵越大。AB型强电解质溶于水，存在熵的变化。固体转化为离子，混乱度是增加的，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的混乱度的变化，让水分子更加规则，即水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变ΔS，取决于固体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即ΔS＞0，反之，熵减，即ΔS＜0。综上所述，D项符合题意。]
2．[2017·全国卷Ⅲ，28(4)]298 K时，将20 mL 3x mol·L－1Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq) ＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是 (填标号)。
a．溶液的pH不再变化
b．v(I－)＝2v(AsO)
c．c(AsO)/c(AsO)不再变化
d．c(I－)＝y mol·L－1
②tm时，v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
③tm时v逆 tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是 。
④若平衡时溶液的pH＝14，则该反应的平衡常数K为 。
答案：　①ac　②大于　③小于　tm时生成物浓度较低　④
3．[2021·山东等级考，20(3)] 2 甲氧基 2 甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应：
学生用书?第167页
已知温度为353 K时反应Ⅲ的平衡常数K3＝9.0。为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353 K，A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为 (填“X”或“Y”)；t＝100 s时，反应Ⅲ的正反应速率v正 逆反应速率v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。
解析：　温度为353 K，反应Ⅲ的平衡常数K3＝9.0，＝9.0。由A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线可知，X代表的平衡浓度高于Y，则代表B的变化曲线为X；由曲线的变化趋势可知，100 s以后各组分的浓度仍在变化， t＝100 s时，Q＝＝≈10.2＞9，因此，反应Ⅲ正在向逆反应方向移动，故其正反应速率v正小于逆反应速率v逆。
答案：　X　＜
课时精练(三十三)　化学平衡状态　化学平衡常数
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1．随着汽车使用量增大，尾气污染已经受到人们的普遍关注。研究表明，常温常压下：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.8 kJ·mol－1，ΔS＝－197.5 J·mol－1·K－1。下列说法与事实不相符合的是(　　)
A．常温下，ΔH－TΔS>0，此反应不能自发进行
B．常温下，ΔH－TΔS<0，但CO和NO通常难以转化为N2和CO2
C．汽车尾气中含有较多的CO和NO，是因为该反应的活化能较高
D．要有效降低汽车尾气中的CO和NO含量，应该寻找高效廉价的催化剂
A　[常温下，反应2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH<0、ΔS<0，ΔH－TΔS＝(－746.8 kJ·mol－1)－298 K×(－0.197 5 kJ·mol－1·K－1)＝－687.945 kJ·mol－1<0，则该反应常温下能自发进行，A错误；常温下，ΔH－TΔS<0，但CO和NO通常难以转化为N2和CO2，必须寻找高效催化剂，B正确；该反应的活化能较高，反应速率较慢，故汽车尾气中含有较多的CO和NO，C正确；要有效降低汽车尾气中的CO和NO含量，应该寻找高效廉价的催化剂，降低反应的活化能，提高反应速率，D正确。]
2．一定条件下，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0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是(　　)
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0D　[平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率，且v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知03．一定温度下，体积不变的密闭容器中发生反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，经2 min后达到平衡，NH3的浓度减少了0.6 mol·L－1。下列说法正确的是(　　)
A．平衡时5v正(O2)＝4v逆(NO)
B．2 min末的反应速率，用NO表示是0.3 mol·L－1·min－1
C．由混合气体的密度不再改变可判定反应达到平衡
D．由混合气体的压强不再改变可判定反应达到平衡
D　[平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)，A项错误；0～2 min内的平均反应速率，用NO表示是0.6 mol·L－1/2 min＝0.3 mol·L－1·min－1，B项错误；容器体积不变，气体总质量不变，所以混合气体的密度始终不变，C项错误；该反应为气体分子数增大的反应，容器体积不变，温度不变，混合气体的压强是变量，当混合气体的压强不变时，说明反应达到平衡状态，D项正确。]
4．已知：2H2S(g)＋O2(g)S2(s)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)。T ℃时，在体积为2 L的恒容密闭容器中，起始加入2 mol H2S(g)和1 mol O2(g)，达到平衡时生成0.6 mol S2(s)。下列说法能说明反应达到平衡状态的是(　　)
A．硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍
B．容器中混合气体的压强不变
C．反应放出的热量为0.3Q kJ
D．消耗2 mol H2S(g)的同时生成2 mol H2O(g)
B　[硫化氢的浓度为氧气的2倍，不能说明反应达到平衡，A项错误；该反应是反应前后气体分子数不相等的反应，恒容容器中混合气体的压强不变，说明各气体的物质的量不变，反应达到平衡，B项正确；反应达到平衡时，生成0.6 mol S2(s)，消耗的H2S为1.2 mol，反应放出0.6Q kJ热量，故反应放出0.3Q kJ热量时，未达到平衡，C项错误；根据已知热化学方程式可知，任何时间段，消耗2 mol H2S(g)的同时一定生成2 mol H2O(g)，且可逆反应不能进行到底，D项错误。]
5．某温度下气体反应达到化学平衡，平衡常数K＝c(A)·c2(B)/[c2(E)·c(F)]，恒容时，若温度适当降低，F的浓度增加，下列说法正确的是(　　)
A．增大c(A)、c(B)，K增大
B．降低温度，正反应速率增大
C．该反应的焓变为负值
D．该反应的化学方程式为2E(g)＋F(g)A(g)＋2B(g)
D　[平衡常数K只随温度的变化而变化，与浓度变化无关，A错误；降低温度，正、逆反应速率均减小，B错误；降温时，F的浓度增大，说明平衡逆向移动，正反应是吸热反应，则焓变为正值，C错误。]
6．反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1；反应HI(g)H2(g)＋I2(g)的平衡常数为K2，则K1、K2的关系式为(平衡常数为同温度下的测定值)(　　)
A．K1＝2K2 B．K1＝K
C．K1＝ eq \f(1,K) D．K1＝K2
C　[K1＝c2(HI)/[c(H2)·c(I2)]，K2＝c(H2)·c(I2)/c(HI)，K1＝ eq \f(1,K) 。]
7．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
C　[当可逆反应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，平衡向右进行，但O2转化率减小，浓度商Q变小，K不变。]
8．对于可逆反应SiO2(s)＋C(s)＋N2(g)Si3N4(s)＋CO(g)(未配平)　ΔH<0。下列叙述正确的是(　　)
A．增加焦炭的用量，生成氮化硅的反应速率增大
B．增加SiO2的用量，焦炭的转化率增大
C．增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．反应的平衡常数可表示为K＝，升高温度，平衡常数K减小
D　[焦炭是固体，增加焦炭的用量，反应速率不变，A错误。增加SiO2的用量，平衡不移动，焦炭的转化率不变，B错误。增大压强，正、逆反应速率均增大，C错误。配平反应方程式可得：3SiO2(s)＋6C(s)＋2N2(g) Si3N4(s)＋6CO(g)，则平衡常数可表示为K＝；该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，D正确。]
9．用O2将HCl转化为Cl2的反应为4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。在恒温恒容条件下测得反应过程中c(Cl2)的实验数据如表。下列说法错误的是(　　)
t/min 0 2 4 6
c(Cl2)/(10－3 mol·L－1) 0 1.8 3.7 5.4
A．2～6 min用Cl2表示的化学反应速率为0.9 mol·L－1·min－1
B．当容器内气体的平均摩尔质量不变时，可说明反应达到化学平衡状态
C．化学平衡常数：K(200 ℃)>K(400 ℃)
D．增大压强，可以提高HCl的平衡转化率
A　[2～6 min c(Cl2)由1.8×10－3 mol·L－1增大到5.4×10－3 mol·L－1，则有v(Cl2)＝＝9×10－4 mol·L－1·min－1，A错误；恒温恒容时，平衡建立过程中，混合气体的总质量不变，气体的总物质的量不断变化，则气体的平均摩尔质量不断变化，当容器内气体的平均摩尔质量不变时，该反应达到化学平衡状态，B正确；该反应的ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，则平衡常数：K(200 ℃)>K(400 ℃)，C正确；该反应的正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，则HCl的平衡转化率增大，D正确。]
10.T ℃时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：
A(g)＋B(g)C(s)　ΔH<0，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是(　　)
A．T ℃时，该反应的平衡常数值为4
B．c点没有达到平衡，此时反应向逆反应方向进行
C．若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于T ℃
D．T ℃时，直线cd上的点均为平衡状态
C　[根据平衡常数的表达式并结合图中曲线可知，K＝＝，故A错误；c点没有达到平衡，如果达到平衡，应向d点移动，A、B的浓度降低，说明平衡向正反应方向移动，故B错误；如果c点达到平衡，此时的平衡常数小于T ℃时的平衡常数，说明平衡向逆反应方向移动，即温度升高，故C正确；T ℃时，平衡常数不变，曲线上各点位于平衡状态，其他点温度不同，不是平衡状态，故D错误。]
11．常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，固体杂质不参与反应。
第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；
第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。
下列判断错误的是(　　)
A．增加c(CO)，平衡正向移动，反应的平衡常数不变
B．第一阶段，在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度，选50 ℃
C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较高
D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)
D　[A项，因平衡常数大小只与温度有关，与浓度无关，所以反应的平衡常数不变，错误；B项，第一阶段，50 ℃时，Ni(CO)4为气态，易于分离，有利于Ni(CO)4的生成，正确；C项，第二阶段，230 ℃制得高纯镍的反应方程式Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数K1＝＝5×104，所以Ni(CO)4分解率较高，正确；D项，因反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，再根据该反应的化学计量数可知，该反应达到平衡时，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，错误。]
12．已知在400 ℃时，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K＝0.5。
(1)在400 ℃时，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′＝ (填数值)。
(2)400 ℃时，在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol，则此时反应v正(N2) v逆(N2)(填“>”“<”“＝”或“不确定”)。
(3)若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡 (填“向左”“向右”或“不”)移动；使用催化剂 (填“增大”“减小”或“不改变”)反应的ΔH。
解析：　(1)平衡常数的值与化学方程式的书写有关，根据平衡常数的定义可得K′＝＝2。
(2)引入浓度商Q，Q＝＝＝＝K，说明此时已达化学平衡状态，即v正(N2)＝v逆(N2)。
(3)恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，使总体积增大。
答案：　(1)2　(2)＝　(3)向左　不改变
13．将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
(1)实验2条件下平衡常数K＝ 。
(2)实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b的值 (填具体值或取值范围)。
(3)实验4，若900 ℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1 mol，则此时v正 v逆(填“<”“>”或“＝”)。
解析：　(1)实验2条件下，平衡时CO的物质的量为1.6 mol，则：
　　　 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
2 1 0 0
0.4 0.4 0.4 0.4
1.6 0.6 0.4 0.4
故900 ℃时，K＝＝＝≈0.17。
(2)由于CO与H2O(g)的化学计量数都为1，所以当两者物质的量相等时，二者转化率相等。要使CO的转化率大于水蒸气的转化率，则增大水蒸气的物质的量，即a/b的值小于1。
(3)由上面的分析可知，900 ℃时，该反应的平衡常数为0.17。实验4中，在900 ℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1 mol，则此时Q＝1，Q>K，故反应向逆反应方向进行，所以v正答案：　(1)(或0.17)　(2)<1(填0