第46讲 化学平衡状态与化学平衡常数
[复习目标] 1.理解化学反应的可逆性，能利用图像、数据等描述化学平衡的建立过程。2.理解化学平衡的含义，并能根据反应情况判断可逆反应是否达到平衡。3.知道化学平衡常数的含义及其表示方法，能通过化学平衡常数进行有关计算。
考点一 可逆反应、化学平衡状态
1.可逆反应
在同一条件下，既可以向 进行，同时又能向 进行的化学反应。
2.化学平衡状态
(1)概念
在一定条件下的 反应体系中，当正、逆反应速率 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，表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。
(2)建立过程
绘制“反应速率-时间”图像，表示从正反应开始建立化学平衡状态的过程。
(3)平衡特征
1.Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O为可逆反应( )
2.化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等( )
3.化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等( )
4.一定条件下反应N2+3H22NH3达到平衡时，3v正(H2)=2v逆(NH3)( )
5.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( )
一、可逆反应的特征
1.一定条件下，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0二、化学平衡状态的判断方法
2.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C(s)+CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是 。
(4)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是 。
(5)能说明5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)达到平衡状态的是 。
3.若上述题目中的(1)~(3)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？
(1) 。(2) 。
(3) 。
4.(2024·吉林模拟预测)反应Ⅰ可用于在国际空间站中处理二氧化碳，同时伴有副反应Ⅱ发生。
主反应Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1
副反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
一定条件下反应Ⅰ中存在v正=k1·c4·c，v逆=k2·c2·c，相应的速率与温度关系如图所示。反应Ⅰ的平衡常数K= (用含k1，k2的代数式表示)；图中A、B、C、D四个点中，能表示反应已达到平衡状态的是 。
化学平衡状态的判断方法
（1）动态标志：v正=v逆≠0
①同种物质：生成速率等于消耗速率。
②不同物质：必须标明是“正”“逆”的反应速率关系。如aA+bBcC+dD，=时，反应达到平衡状态。
（2）静态标志：各种“变量”不变
①各物质的质量、物质的量或物质的量浓度不变。
②各物质的百分含量（物质的量分数、质量分数等）不变。
③温度（绝热体系）、压强（化学方程式两边气体体积不相等）或颜色（某组分有颜色）不变。
考点二 化学平衡常数
1.概念
在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，即化学平衡常数，用符号 表示。
2.表达式
对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，K= (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入化学平衡常数表达式中)。
[应用举例]
写出下列反应的平衡常数表达式：
(1)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) K= 。
(2)Cr2(aq)+H2O(l)2Cr(aq)+2H+(aq) K= 。
3.影响化学平衡常数的因素
K通常情况下只受 影响，与反应物或生成物的浓度变化、压强变化、是否使用催化剂无关。
4.平衡常数的意义及应用
(1)判断可逆反应进行的程度
K <10-5 10-5~105 >105
反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全
(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=。
QQ=K，反应处于 状态；
Q>K，反应向 反应方向进行。
(3)判断可逆反应的热效应
5.平衡转化率及相关公式
(1)平衡转化率
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，达到平衡时反应物A的转化率α(A)=×100%=×100%=×100%。
(2)产率=×100%。
(3)平衡时混合物中组分的百分含量=×100%。
1.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式为K=( )
2.平衡常数发生变化，化学平衡一定发生移动( )
3.化学平衡发生移动，平衡常数一定发生变化( )
4.平衡常数K越大，表示反应进行得越快( )
5.反应A(g)+B(g)C(g)达到平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数增大( )
一、化学平衡常数与化学方程式的关系
1.请写出下列反应的平衡常数，并找出K1和K2、K3的关系。
①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) K1
②N2(g)+H2(g)NH3(g) K2
③2NH3(g)N2(g)+3H2(g) K3
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
2.已知下列反应的平衡常数：
①H2(g)+S(s)H2S(g) K1；
②S(s)+O2(g)SO2(g) K2；
则反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数K= (用K1和K2表示)。
（1）正、逆反应的化学平衡常数互为倒数。
（2）若化学方程式中各物质的化学计量数都变成n倍或倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。
（3）两化学方程式相加（减）得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积（商）。
二、平衡常数的简单计算
3.CH4—CO2催化反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247 kJ·mol-1。某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为 。
4.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
化学反应 平衡常数 温度/℃
500 800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) K2 1.0 2.50
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) K3
(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3= (用K1、K2表示)。
(2)反应③的ΔH (填“>”或“<”)0。
(3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正 (填“>”“=”或“<”)v逆。
5.H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L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= (保留三位有效数字)。
(2)在620 K时重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2 (填“>”“<”或“=”，下同)α1，该反应的ΔH 0。
1.[2024·安徽，17(3)]一定温度和压强下，反应ⅰC2H6(g)C2H4(g)+H2(g) Kx1
反应ⅱ C2H6(g)+H2(g)2CH4(g) Kx2 (Kx2远大于Kx1)(Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)
①仅发生反应ⅰ时，C2H6的平衡转化率为25.0%，计算Kx1= 。
②同时发生反应ⅰ和ⅱ时。与仅发生反应ⅰ相比，C2H4的平衡产率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
2.[2024·湖北，17(2)]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)
已知Kp=(pCO)n、K=()n(n是CO的化学计量系数)。反应Ⅰ、Ⅱ的lg K与温度的关系曲线见图。
①反应BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)在1 585 K的Kp= Pa3。
②保持1 320 K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，重新建立平衡后pCO= Pa。
答案精析
考点一
整合必备知识
1.正反应方向 逆反应方向
2.(1)可逆 相等 (3)可逆反应 动态平衡 v正 v逆 质量或浓度
易错辨析
1.× 2.√ 3.× 4.× 5.×
提升关键能力
1.D
2.(1)①③④⑦ (2)⑤⑦ (3)①②③④⑦ (4)①②③
(5)②④⑦
3.(1)②③④⑦ (2)⑤⑦ (3)②③④⑦
4. C
考点二
整合必备知识
1.K
2.
应用举例
(1)c(CO2) (2)
3.温度
4.(2)正 平衡 逆 (3)吸热 放热 放热 吸热
易错辨析
1.× 2.√ 3.× 4.× 5.×
提升关键能力
1.K1=，K2=，
K3=。K2=，K3=。
2.
3.
4.(1)K1·K2 (2)< (3)>
5.(1)2.5 0.002 85 (2)> >
解析 设转化的H2S的物质的量为x mol，
H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)
初始/mol 0.40 0.10 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol 0.40-x 0.10-x x x
反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则=0.02，x=0.01。
(1)H2S的平衡转化率α1=×100%=2.5%。钢瓶的体积为2.5 L，则平衡时各物质的浓度分别为c(H2S)=0.156 mol·L-1，c(CO2)=0.036 mol·L-1，c(COS)=c(H2O)=0.004 mol·L-1，则K=≈0.002 85。
(2)根据题目提供的数据可知温度由610 K升高到620 K时，化学反应达到平衡后水的物质的量分数由0.02变为0.03，所以H2S的转化率增大，α2>α1；根据题意可知，升高温度，化学平衡向正反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故ΔH>0。
练真题 明考向
1.① ②增大
2.①1016 ②105 105
解析 ①反应Ⅰ+反应Ⅱ得BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)，则其平衡常数K=KⅠ×KⅡ=()3；由图可知，1 585 K时KⅠ=102.5，KⅡ=10-1.5，即()3=102.5×10-1.5=10，所以=10×(105 Pa)3=1016 Pa3，则Kp==1016 Pa3。②由图可知，1 320 K时反应Ⅰ的KⅠ=100=1，即KⅠ=()2=1，所以=(105 Pa)2，即pCO=105 Pa；若将容器体积压缩到原来的，由于温度不变、平衡常数不变，重新建立平衡后pCO不变，即pCO=105 Pa。(共95张PPT)
化学
大
一
轮
复
习
第十章 第46讲
化学平衡状态与化学平衡常数
复习目标
1.理解化学反应的可逆性，能利用图像、数据等描述化学平衡的建立过程。
2.理解化学平衡的含义，并能根据反应情况判断可逆反应是否达到平衡。
3.知道化学平衡常数的含义及其表示方法，能通过化学平衡常数进行有关计算。
内容索引
考点一 可逆反应、化学平衡状态
考点二 化学平衡常数
课时精练
练真题 明考向
考点一
可逆反应、化学平衡状态
1.可逆反应
在同一条件下，既可以向 进行，同时又能向 进行的化学反应。
2.化学平衡状态
(1)概念
在一定条件下的 反应体系中，当正、逆反应速率 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，表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。
整合必备知识
正反应方向
逆反应方向
可逆
相等
(2)建立过程
绘制“反应速率-时间”图像，表示从正反应开始建立化学平衡状态的过程。
(3)平衡特征
可逆反应
动态平衡
v正
v逆
质量或浓度
1.Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O为可逆反应( )
2.化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等( )
3.化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等
( )
4.一定条件下反应N2+3H2 2NH3达到平衡时，3v正(H2)=2v逆(NH3)
( )
5.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
( )
×
√
×
×
×
提升关键能力
一、可逆反应的特征
1.一定条件下，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0√
反应物的平衡浓度之比为1∶3，与反应的化学计量数之比相等，则转化浓度之比亦为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)
=3∶2，B不正确；
由可逆反应的特点可知0二、化学平衡状态的判断方法
2.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C(s)+CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是 。
(4)能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是 。
(5)能说明5CO(g)+I2O5(s) 5CO2(g)+I2(s)达到平衡状态的是 。
①③④⑦
⑤⑦
①②③④⑦
①②③
②④⑦
3.若上述题目中的(1)~(3)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？
(1) 。
(2) 。
(3) 。
②③④⑦
⑤⑦
②③④⑦
4.(2024·吉林模拟预测)反应Ⅰ可用于在国际空间站中处理二氧化碳，同时伴有副反应Ⅱ发生。
主反应Ⅰ.CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH1
副反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2
一定条件下反应Ⅰ中存在v正=k1·c4·c，v逆=
k2·c2·c，相应的速率与温度关系如
图所示。反应Ⅰ的平衡常数K= (用含k1，k2的代数式表示)；图中A、B、C、D四个点中，能表示反应已达到平衡状态的是 。
C
反应Ⅰ的平衡常数K= ，且平衡时v正(H2)=v逆(H2)=2v逆(H2O)，可得k1·c4(H2)·c(CO2)
=2k2·c2(H2O)·c(CH4)，整理得：=
=K；曲线上升速度较快的为v正(H2)，在平衡时，应有v正(H2)=v逆(H2)
=2v逆(H2O)，在C点v正(H2)=2v逆(H2O)，则能表示反应已达到平衡状态的是C。
化学平衡状态的判断方法
(1)动态标志：v正=v逆≠0
①同种物质：生成速率等于消耗速率。
②不同物质：必须标明是“正”“逆”的反应速率关系。如aA+bB cC+dD，=时，反应达到平衡状态。
(2)静态标志：各种“变量”不变
①各物质的质量、物质的量或物质的量浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③温度(绝热体系)、压强(化学方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
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考点二
化学平衡常数
1.概念
在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，即化学平衡常数，用符号 表示。
2.表达式
对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，当在一定温度下达
到平衡时，K= (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入化学平衡常数表达式中)。
整合必备知识
K
[应用举例]
写出下列反应的平衡常数表达式：
(1)CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) K= 。
(2)Cr2(aq)+H2O(l) 2Cr(aq)+2H+(aq) K= 。
c(CO2)
3.影响化学平衡常数的因素
K通常情况下只受 影响，与反应物或生成物的浓度变化、压强变化、是否使用催化剂无关。
4.平衡常数的意义及应用
(1)判断可逆反应进行的程度
K <10-5 10-5~105 >105
反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全
温度
(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=
。
QQ=K，反应处于 状态；
Q>K，反应向 反应方向进行。
正
平衡
逆
(3)判断可逆反应的热效应
吸热
吸热
放热
放热
5.平衡转化率及相关公式
(1)平衡转化率
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，达到平衡时反应物A的转化率α(A)=×100%=×100%=×100%。
(2)产率=×100%。
(3)平衡时混合物中组分的百分含量=×100%。
1.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式为K=
( )
2.平衡常数发生变化，化学平衡一定发生移动( )
3.化学平衡发生移动，平衡常数一定发生变化( )
4.平衡常数K越大，表示反应进行得越快( )
5.反应A(g)+B(g) C(g)达到平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数增大( )
×
√
×
×
×
提升关键能力
一、化学平衡常数与化学方程式的关系
1.请写出下列反应的平衡常数，并找出K1和K2、K3的关系。
①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) K1
②N2(g)+H2(g) NH3(g) K2
③2NH3(g) N2(g)+3H2(g) K3
答案 K1=，K2=，K3=。K2=，K3=。
2.已知下列反应的平衡常数：
①H2(g)+S(s) H2S(g) K1；
②S(s)+O2(g) SO2(g) K2；
则反应H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常数K= (用K1和K2表示)。
(1)正、逆反应的化学平衡常数互为倒数。
(2)若化学方程式中各物质的化学计量数都变成n倍或倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。
(3)两化学方程式相加(减)得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积(商)。
二、平衡常数的简单计算
3.CH4—CO2催化反应为CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247 kJ·
mol-1。某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及
催化剂进行反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为 。
CH4(g)+CO2(g) ===2CO(g)+2H2(g)
起始浓度/(mol·L-1) 1 0.5 0 0
转化浓度/(mol·L-1) 0.25 0.25 0.5 0.5
平衡浓度/(mol·L-1) 0.75 0.25 0.5 0.5
K===。
4.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
化学反应 平衡常数 温度/℃
500 800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) K1 2.5 0.15
②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) K2 1.0 2.50
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g) K3
(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3= (用K1、K2表示)。
化学反应 平衡常数 温度/℃
500 800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) K1 2.5 0.15
②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) K2 1.0 2.50
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g) K3
K1·K2
K1=，K2=，K3=，K3=K1·K2。
(2)反应③的ΔH (填“>”或“<”)0。
化学反应 平衡常数 温度/℃
500 800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) K1 2.5 0.15
②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) K2 1.0 2.50
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g) K3
<
根据K3=K1·K2，500 ℃、800 ℃时，反应③的平衡常数分别为2.5、0.375；升温，K减小，平衡左移，正反应为放热反应，所以ΔH<0。
(3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正 (填“>”“=”或“<”)v逆。
化学反应 平衡常数 温度/℃
500 800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) K1 2.5 0.15
②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) K2 1.0 2.50
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g) K3
>
500 ℃时，K3=2.5，Q==≈0.88v逆。
5.H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L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= (保留三位有效数字)。
2.5
0.002 85
设转化的H2S的物质的量为x mol，
H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)
初始/mol 0.40 0.10 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol 0.40-x 0.10-x x x
反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则=0.02，x=0.01。
H2S的平衡转化率α1=×100%=2.5%。钢瓶的体积为2.5 L，则平衡时各物质的浓度分别为c(H2S)=0.156 mol·L-1，c(CO2)=0.036 mol·L-1，c(COS)=c(H2O)=0.004 mol·L-1，则K=≈0.002 85。
(2)在620 K时重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2 (填“>”“<”或“=”，下同)α1，该反应的ΔH 0。
>
>
根据题目提供的数据可知温度由610 K升高到620 K时，化学反应达到平衡后水的物质的量分数由0.02变为0.03，所以H2S的转化率增大，α2>α1；根据题意可知，升高温度，化学平衡向正反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故ΔH>0。
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LIANZHENTI MINGKAOXIANG
练真题 明考向
1.[2024·安徽，17(3)]一定温度和压强下，反应ⅰC2H6(g) C2H4(g)+
H2(g) Kx1
反应ⅱ C2H6(g)+H2(g) 2CH4(g) Kx2 (Kx2远大于Kx1)(Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)
①仅发生反应ⅰ时，C2H6的平衡转化率为25.0%，计算Kx1= 。
若仅发生反应ⅰ，设初始时C2H6的物质的量为1 mol，则：
C2H6(g) C2H4(g)+ H2(g)
起始量/mol 1 0 0
转化量/mol 0.25 0.25 0.25
平衡量/mol 0.75 0.25 0.25
平衡时气体总物质的量为1.25 mol，C2H6、C2H4、H2物质的量分数分别为x(C2H6)==0.6，x(C2H4)=x(H2)==0.2，则Kx1=
==。
②同时发生反应ⅰ和ⅱ时。与仅发生反应ⅰ相比，C2H4的平衡产率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
增大
只发生反应ⅰ时，随着反应进行，体系内气体总物质的量增大，压强增大；反应ⅱ为反应前后气体体积不变的反应，由题干信息知，Kx2远大于Kx1，C2H6同时发生反应ⅰ和ⅱ时，反应ⅱ进行程度远大于反应ⅰ，且反应ⅱ会消耗反应ⅰ生成的H2，使反应ⅰ的化学平衡正向移动，C2H4的平衡产率增大。
2.[2024·湖北，17(2)]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)
已知Kp=(pCO)n、K=()n(n是CO的化学计量系
数)。反应Ⅰ、Ⅱ的lg K与温度的关系曲线见图。
①反应BaCO3(s)+4C(s) BaC2(s)+3CO(g)在
1 585 K的Kp= Pa3。
1016
反应Ⅰ+反应Ⅱ得BaCO3(s)+4C(s) BaC2(s)+
3CO(g)，则其平衡常数K=KⅠ×KⅡ=()3；由图可知，1 585 K时KⅠ=102.5，KⅡ=10-1.5，即()3=
102.5×10-1.5=10，所以=10×(105 Pa)3=1016 Pa3，则Kp==1016 Pa3。
②保持1 320 K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，重新建立平衡后pCO= Pa。
105
105
由图可知，1 320 K时反应Ⅰ的KⅠ=100=1，即KⅠ=()2=1，所以=
(105 Pa)2，即pCO=105 Pa；若将容器体积压缩到原来的，由于温度不变、平衡常数不变，重新建立平衡后pCO不变，即pCO=105 Pa。
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KESHIJINGLIAN
课时精练
对一对
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题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A A C D A B D C
题号 9 10 11 12 13 14
答案 C C B D C D
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15.
(1)放热 (2)< (3)2.7
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16.
(1)2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-3 854 kJ·mol-1
(2)①190 ②> (3)ad (4)58.8%
(5)①甲 反应Ⅰ平衡曲线为N，恒压时充入水蒸气，Qp增大
②(+2x)
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-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是
A.Z为0.3 mol·L-1
B.Y2为0.4 mol·L-1
C.X2为0.2 mol·L-1
D.Z为0.4 mol·L-1
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若X2完全转化为Z，则X2、Y2、Z的浓度分别是0 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1；若Z完全转化为X2、Y2，则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2 mol·
L-1、0.4 mol·L-1、0 mol·L-1；反应为可逆反应，反应物不能完全转化，所以015
16
2.一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1。下列有关该反应的叙述正确的是
A.达到平衡状态时，正、逆反应速率相等
B.达到平衡状态时，SO2和O2的浓度都为0
C.若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2，则达平衡时放出的热量为196.6 kJ
D.若反应达到平衡状态后，2 min时生成a mol SO3，则4 min时生成2a mol
SO3
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该反应为可逆反应，达到平衡状态时，反应物不能完全转化为生成物，所以SO2和O2的浓度不等于0，B错误；
因为是可逆反应，所以消耗的SO2的物质的量小于2 mol、消耗O2的物质的量小于1 mol，放出的热量小于196.6 kJ，C错误；
反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不变，2~4 min三氧化硫的物质的量不变，为a mol，D错误。
15
16
3.(2024·安徽六安模拟预测)氮、硫的氧化物无害化、再利用具有重要意义，可利用下面反应进行氮、硫的氧化物再利用：NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH=-83.6 kJ mol-1。下列说法正确的是
A.NO2、SO2体积比保持不变可用来判定平衡状态
B.加压可加快反应速率，使平衡时SO3产量提高
C.恒容条件下，投料物质的量比为1∶1，若NO2平衡转化率为60%，则
平衡常数为2.25
D.NO可直接用NaOH溶液吸收，制取NaNO2
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两者初始投料比不确定，不能确定NO2、SO2体积比是否为变量，其保持不变不可用来判定是否达到平衡状态，A错误；
反应为气体分子数不变的反应，加压可加快反应速率，但不会使平衡时SO3产量提高，B错误；
恒容条件下，投料物质的量比为1∶1，假设投料均为1 mol，若NO2平衡转化率为60%，消耗二氧化氮、二氧化硫各0.6 mol，平衡时剩余二氧化氮、二氧化
硫各0.4 mol，生成三氧化硫、一氧化氮各0.6 mol，则平衡常数为=2.25，C正确；
NO和NaOH溶液不反应，不可直接用NaOH溶液吸收，D错误。
15
16
4.一定温度下，在恒容密闭容器中充入CO和H2，发生反应：2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g) ΔH<0。下列图像符合实际且t0时达到平衡状态的是
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该反应中气体总质量、容器容积为定值，则密度始终不变，故A不符合题意；
初始时CH3OH(g)的体积分数应该为0，故B不符合题意；
2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)为气体体积减小的反应，混合气体总质量为定值，则建立平衡过程中混合气体的平均摩尔质量逐渐增大，反应过程中压强逐渐减小，当压强不再变化，t0时，表明达到平衡状态，故C不符合题意、D符合题意。
15
16
5.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 ΔH1<0；
2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K2 ΔH2<0。
则反应4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数是
A. B.2K1-K2
C. D.-K2
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2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1= ；2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g) K2=；4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+
Cl2(g) K==××=。
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6.(2024·安徽模拟预测)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)+CO(g) MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0，该反应在某密闭容器中达到平衡。下列分析正确的是
A.恒温恒容时，再充入一定量CO气体，达到新平衡时增大
B.恒容时，升高温度，混合气体的平均相对分子质量增大
C.恒温恒容时，分离出部分MgO可提高MgSO4的转化率
D.恒温时，压缩体积，增大压强，平衡逆向移动，平衡常数减小
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恒温恒容时，再充入一定量CO气体，平衡正向移动，二氧化碳、二氧化硫的量增大，因为平衡常数不变，所以达到新平衡时=减小，故A错误；
容积不变时，正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO2、SO2的相对分子质量比CO大，因此混合气体的平均相对分子质量增大，故B正确；
MgO为固体，固体量的改变对平衡没有影响，平衡不移动，故C错误；
平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，故D错误。
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7.(2024·杭州模拟预测)汽车尾气脱硝脱碳的主要反应：2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)，该反应为放热反应。在一定温度、体积固定为2 L的密闭容器中，某兴趣小组模拟该反应，用传感器测得该反应在不同时刻的NO和CO浓度如表所示：
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时间/s 0 1 2 3 4
c(NO)/(mol·L-1) 9.50×10-3 4.50×10-3 2.50×10-3 1.50×10-3 1.50×10-3
c(CO)/(mol·L-1) 9.00×10-3 4.00×10-3 2.00×10-3 1.00×10-3 1.00×10-3
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下列说法不正确的是
A.前2 s内的化学反应速率v(N2)=1.75×10-3 mol·L-1·s-1
B.升高温度时，正反应速率和逆反应速率均增大
C.当密闭容器中气体压强不再发生变化时，反应达到平衡状态
D.当反应达到平衡时，密闭容器中气体浓度c(NO)∶c(CO)∶c(N2)∶c(CO2)
=2∶2∶1∶2
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前2 s内Δc(CO)=(9.00×10-3-2.00×10-3) mol·L-1=7.00×10-3 mol·L-1，则Δc(N2)=3.5×10-3 mol·L-1，v(N2)===1.75×10-3mol·L-1·
s-1，故A正确；
升高温度时，由于增大了活化分子百分数，正、逆反应速率均增大，故B正确；
温度不变，容器的容积不变，随反应进行气体物质的量减小，压强减小，当容器内气体的压强不再发生变化时，该反应达到平衡状态，故C正确；
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当反应达到平衡时，密闭容器中气体浓度c(NO)∶c(CO)∶c(N2)∶c(CO2)
=2∶2∶1∶2，不能说明各组分浓度不变，不能说明达到平衡状态，故D错误。
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8.(2024·山东模拟预测)向刚性密闭容器中加入1 mol C2H5OH(g)和一定量的H2O(g)，发生反应：C2H5OH(g)+3H2O(g) 2CO2(g)+6H2(g) ΔH>0。不同温度下，C2H5OH的平衡转化率随起始n(H2O)的变化如图所示。下列说法错误的是
A.温度：T1>T2
B.A、B、C点对应的平衡常数：KA=KC>KB
C.A、B、C点对应的气体的平均摩尔质量：
MAD.A、B点对应的压强：pA>pB
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由ΔH>0可知正反应吸热，n(H2O)相同时，C2H5OH的平衡转化率αA>αB，说明T1温度更高，A正确；
正反应吸热，温度升高K增大，由T1>T2可知KA=KC>KB，B正确；
A点转化率大于C点是由于H2O的物质的量增加造成，A、C两点H2O的物质的量关系未知，无法判断A、C对应的气体平均摩尔质量，C错误；
容器体积一定，A点温度高且正反应程度大，气体的物质的量大，故压强pA>pB，D正确。
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9.(2024·安徽黄山模拟)SCl2可用作有机合成的氯化剂，在体积为V L的密闭容器中充入0.2 mol SCl2(g)，发生反应：2SCl2(g) S2Cl2(g)+Cl2(g)。图中所示曲线分别表示反应在a min时和平衡时SCl2的转化率与温度的关系。下列说法正确的是
A.2SCl2(g) S2Cl2(g)+Cl2(g)的ΔH<0
B.当容器中气体密度恒定不变时，反应达到平衡状态
C.55 ℃时，向体积为0.5V L的容器中充入0.2 mol SCl2(g)，
a min时SCl2(g)的转化率大于50%
D.82 ℃时，起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1 mol，此时v逆>v正
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由图可知，温度升高，平衡时SCl2的转化率增大，可知该反应为吸热反应，ΔH>0，A错误；
该反应在恒容密闭容器中进行，V不变，气体总质量不变，即密度恒定不变，所以当容器中气体密度恒
定不变时，不能确定该反应是否达到平衡状态，B错误；
由图可知，55 ℃时，在体积为V L的密闭容器中充入0.2 mol SCl2(g)，a min时SCl2(g)的转化率等于50%，但反应未达到平衡，若体积缩小为0.5V L，则气体浓度增大，反应速率加快，所以a min时SCl2(g)的转化率大于50%，C正确；
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由图可知，82 ℃时SCl2(g)的平衡转化率为90%，得出三段式：
2SCl2(g) S2Cl2(g)+Cl2(g)
始/(mol·L-1) 0 0
变/(mol·L-1)
平/(mol·L-1)
平衡常数K==，在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1 mol，此时
浓度商Q=115
16
10.一定温度下，向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196 kJ·mol-1。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的，下列说法错误的是
A.当容器内气体的压强不变时说明该反应达到化学平衡状态
B.SO2的转化率为90%
C.达到平衡时反应放出的热量为196 kJ
D.此温度下该反应的平衡常数K=20 250
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该反应是一个恒容条件下的化学反应，反应前后气体物质的量不相等，故压强不变，说明反应达到了化学平衡状态，A项正确；
设反应的SO2的物质的量为2x mol，列三段式：
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
起始/mol 0.4 0.2 0
转化/mol 2x x 2x
平衡/mol 0.4-2x 0.2-x 2x
则=，解得x=0.18，所以SO2的转化率为90%，B项正确；
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参与反应的SO2为0.36 mol，根据热化学方程式可求得放出的热量为35.28 kJ，C项错误。
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11.在1 L恒温恒容的密闭容器中投入一定量N2O5，发生反应：
反应1：N2O5(g)===N2O4(g)+O2(g) ΔH=+28.4 kJ·mol-1
反应2：N2O4(g) 2NO2(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
现有下列情况：①混合气体的密度保持不变；②气体压强保持不变；③气体的平均摩尔质量保持不变；④保持不变；⑤O2的物质的量保持不变；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)=1∶2。能表明反应2一定达到平衡状态的是
A.①②③⑤ B.②③④⑥
C.①③⑤⑥ D.②③④⑤
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①反应中各物质均为气体，混合气体的总质量不变，且反应在恒容条件下进行，则混合气体的密度始终不变，故不能据此判断反应2是否达到平衡，错误；
②反应2的平衡建立过程中，气体总物质的量不断变化，则气体压强不断变化，当气体压强保持不变时，反应2达到平衡状态，正确；
③平衡建立过程中，混合气体的总质量不变，但其总物质的量不断变化，故当气体的平均摩尔质量保持不变时，反应2达到平衡状态，正确；
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④保持不变，则c(NO2)、c(N2O4)均保持不变，反应2达到平衡状态，正确；
⑤反应1是不可逆反应，O2的物质的量始终保持不变，不能据此判断反应2是否达到平衡，错误；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)=1∶2，正、逆反应速率相等，反应2达到平衡状态，正确。
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12.(2024·南宁统考一模)一定温度下向容器中加入M发生反应如下：
①M—→P，②M—→Q，③P Q。反应体系中M、P、Q的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.反应①的活化能大于反应②
B.t1时，反应③已达平衡
C.该温度下，反应③的平衡常数小于1
D.t2时，c(Q)=c0-c(P)
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由图可知，0~t1时间段，M同时生成P和Q，但生成物中P多Q少，说明反应①容易发生，活化能较反应②的低，A错误；
t1后，P在减少，Q在增加，反应③并未达到平衡，B错误；
反应③的平衡常数K=，由图知，平衡时，Q的浓度大于P的浓度，故K>1，C错误；
根据反应可知，M转化为P和Q，P转化为Q，所以t2时，c(Q)=c0-c(P)，D正确。
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13.(2025·保定模拟)在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表所示。下列说法不正确的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B.25 ℃时，反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5
C.80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1，则此时v正>v逆
D.80 ℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L-1
温度/℃ 25 80 230
平衡常数 5×104 2 1.9×10-5
√
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1
2
3
4
5
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答案
温度升高，平衡常数减小，故正反应为放热反应，A项正确；
25 ℃时，逆反应的平衡常数K'===2×10-5，B项正确；
80 ℃时，若Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1，则Q===8>
K，v正80 ℃达到平衡时，若n(CO)=0.3 mol，c(CO)=1 mol·L-1，故c[Ni(CO)4]=
K·c4(CO)=2×14 mol·L-1=2 mol·L-1，D项正确。
15
16
14.(2025·成都一模)已知：Cl2(g)+SO2(g) SO2Cl2(g) ΔH<0。不同温度下，向恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测得体系达平衡时Δn(Δn=n起始-n平衡，n起始为体系初始时气体混合物的总物质的量，n平衡为体系平衡时气体混合物的总物质的量)随的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.T3B.b、c点，Cl2(g)的转化率相等
C.T3时，若n=2x mol，则平衡常数K=
D.a、b点中，a点对应的SO2Cl2的物质的量分数更大
1
2
3
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5
6
7
8
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12
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答案
√
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1
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4
5
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7
8
9
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答案
ΔH<0，反应放热，且该反应为气体体积减小的反应，当温度降低，平衡向正反应方向移动，Δn变大，故T3>T2>T1，A错误；
b、c点温度不同，对应Cl2(g)的转化率不相等，B错误；
题中没有给出容器容积，无法计算平衡常数，C错误；
在a、b点中，a点按照1∶1投入SO2(g)和Cl2(g)，二者比值等于反应的化学计量数之比，对应的SO2Cl2的物质的量分数最大，D正确。
15
16
15.已知：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH。
(1)经测定不同温度下该反应的平衡常数如下表：
1
2
3
4
5
6
7
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答案
温度/℃ 250 300 350
K 2.041 0.270 0.012
该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
放热
根据数据可知，随着温度的升高，平衡常数减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应。
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答案
温度/℃ 250 300 350
K 2.041 0.270 0.012
(2)250 ℃时，某时刻测得该反应的c(CO)=0.4 mol·L-1、c(H2)=0.4 mol·L-1、c(CH3OH)=0.8 mol·L-1，则此时v正 (填“>”“=”或“<”)v逆。
<
对于某时刻，浓度商Q===12.5，大于250 ℃的平衡常数，反应逆向进行，正反应速率小于逆反应速率。
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答案
温度/℃ 250 300 350
K 2.041 0.270 0.012
(3)某温度下，在体积固定的2 L密闭容器中将1 mol CO和2 mol H2混合，使反应达到平衡，实验测得平衡时与起始时的气体压强比值为0.7，则该反应的平衡常数为 (结果保留1位小数)。
2.7
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答案
同温同体积的情况下，压强之比等于物质的量之比，平衡时与起始时的气体压强比值为0.7，起始的物质的量为1 mol+2 mol=3 mol，则平衡时的物质的量为3 mol×0.7=2.1 mol。设CO转化的物质的量为x mol，列三段式：
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始/mol 1 2 0
转化/mol x 2x x
平衡/mol 1-x 2-2x x
1-x+2-2x+x=2.1，得x=0.45；体积为2 L，则有K==≈2.7。
14
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16.(2022·福建，13)异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注。其主要反应如下：
Ⅰ.C3H8O(g) C3H6(g)+H2O(g) ΔH1=+52 kJ·mol-1
Ⅱ.2C3H6(g) C6H12(g) ΔH2=-97 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)已知2C3H8O(g)+9O2(g)===6CO2(g)+8H2O(g) ΔH=-3 750 kJ·mol-1，则C3H6(g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为__________________
。
1
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答案
2C3H6(g)+9O2(g)
===6CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-3 854 kJ·mol-1
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答案
设Ⅲ.2C3H8O(g)+9O2(g) ===6CO2(g)+8H2O(g) ΔH=-3 750 kJ·mol-1，根据盖斯定律Ⅲ-2×Ⅰ得2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-3 854 kJ·
mol-1。
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(2)在1 350 ℃下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表：
1
2
3
4
5
6
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答案
反应时间/μs6 0 4 8 12 t 20
H2O浓度/ppm 0 2 440 3 200 3 600 4 000 4 100
①4~8 μs内，v(C3H8O)= ppm·μs-1；
190
4~8 μs内，v(H2O)= ppm·μs-1=190 ppm·μs-1，则v(C3H8O)=v(H2O)
=190 ppm·μs-1。
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答案
反应时间/μs6 0 4 8 12 t 20
H2O浓度/ppm 0 2 440 3 200 3 600 4 000 4 100
②t (填“>”“<”或“=”)16。
>
0~4 μs、4~8 μs、8~12 μs，Δc(H2O)逐渐减小，说明反应速率减小，8~12 μs内，Δc(H2O)=400 ppm，12~t μs内，Δc(H2O)=400 ppm，则t-12>4，即t>16。
14
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(3)在恒温刚性密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是 (填字母)。
a.H2O(g)的分压不变
b.混合气体密度不变
c.n(C3H6)=2n(C6H12)
d.v正(H2O)=v逆(C3H8O)
1
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答案
ad
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答案
H2O(g)的分压不变，则反应Ⅰ、Ⅱ各组分分压不变，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡，a正确；
反应物和生成物均为气体，混合气体的总质量不变，刚性密闭容器体积不变，则混合气体密度不变，不能作为反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据，b错误；
当n(C3H6)=2n(C6H12)时，反应不一定达到平衡，不能作为反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据，c错误；
v正(H2O)=v逆(C3H8O)，说明正、逆反应速率相等，反应Ⅰ达平衡，各组分分压不变，C3H6的分压不变，说明反应Ⅱ也达平衡，d正确。
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(4)在一定条件下，若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，则丙烯的产率为 。
1
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答案
58.8%
设C3H8O的物质的量为1 mol，因为反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，反应Ⅰ生成了1 mol×98%=0.98 mol C3H6，反应Ⅱ消耗了40% C3H6，则达平衡时C3H6的物质的量为0.98 mol×(1-40%)=0.588 mol，所以丙烯的产率为×100%=58.8%。
14
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(5)如图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时lg Qp与温度的关系曲线。[已知：对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，任意时刻Qp=，式中p(X)表示物质X的分压]
1
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答案
①在350 ℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，反应Ⅰ的状态最有可能对应图中的 (填“甲”“乙”或“丙”)点，判断依据是___________
。
甲
反应Ⅰ平衡
曲线为N，恒压时充入水蒸气，Qp增大
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答案
反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应，反应Ⅱ为气体体积减小的放热反应，则升高温度，反应Ⅰ正向移动，Qp逐渐增大，反应Ⅱ逆向移动，Qp逐渐减小，即反应Ⅰ的平衡曲线为N，反应Ⅱ
的平衡曲线为M；在350 ℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，对于反应Ⅰ而言，使得Qp>Kp，即lg Qp增大，反应Ⅰ的状态最有可能对应图中的甲。
14
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②350 ℃时，在密闭容器中加入一定量的C3H8O，体系达到平衡后，测得C6H12的分压为x MPa，则水蒸气的分压为 MPa(用含x的代数式表示)。
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答案
(+2x)
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答案
由图可知，350 ℃时达平衡后，反应Ⅱ的lg Qp=0，则350 ℃时反应Ⅱ的Kp=Qp=1，设水蒸气的平衡分压为a MPa，则反应Ⅱ的C3H6起始分压为
a MPa，对反应Ⅱ列三段式有
2C3H6(g) C6H12(g)
起始/MPa a 0
变化/MPa 2x x
平衡/MPa a-2x x
Kp==1，解得a=+2x。
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16第十章 第46练 化学平衡状态与化学平衡常数
分值：100分
(选择题1~6题，每小题5分，7~14题，每小题6分，共78分)
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-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是( )
A.Z为0.3 mol·L-1
B.Y2为0.4 mol·L-1
C.X2为0.2 mol·L-1
D.Z为0.4 mol·L-1
2.一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1。下列有关该反应的叙述正确的是( )
A.达到平衡状态时，正、逆反应速率相等
B.达到平衡状态时，SO2和O2的浓度都为0
C.若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2，则达平衡时放出的热量为196.6 kJ
D.若反应达到平衡状态后，2 min时生成a mol SO3，则4 min时生成2a mol SO3
3.(2024·安徽六安模拟预测)氮、硫的氧化物无害化、再利用具有重要意义，可利用下面反应进行氮、硫的氧化物再利用：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-83.6 kJ mol-1。下列说法正确的是( )
A.NO2、SO2体积比保持不变可用来判定平衡状态
B.加压可加快反应速率，使平衡时SO3产量提高
C.恒容条件下，投料物质的量比为1∶1，若NO2平衡转化率为60%，则平衡常数为2.25
D.NO可直接用NaOH溶液吸收，制取NaNO2
4.一定温度下，在恒容密闭容器中充入CO和H2，发生反应：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH<0。下列图像符合实际且t0时达到平衡状态的是( )
5.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 ΔH1<0；
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH2<0。
则反应4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数是( )
A. B.2K1-K2
C. D.-K2
6.(2024·安徽模拟预测)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0，该反应在某密闭容器中达到平衡。下列分析正确的是( )
A.恒温恒容时，再充入一定量CO气体，达到新平衡时增大
B.恒容时，升高温度，混合气体的平均相对分子质量增大
C.恒温恒容时，分离出部分MgO可提高MgSO4的转化率
D.恒温时，压缩体积，增大压强，平衡逆向移动，平衡常数减小
7.(2024·杭州模拟预测)汽车尾气脱硝脱碳的主要反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，该反应为放热反应。在一定温度、体积固定为2 L的密闭容器中，某兴趣小组模拟该反应，用传感器测得该反应在不同时刻的NO和CO浓度如表所示：
时间/s 0 1 2 3 4
c(NO)/(mol·L-1) 9.50×10-3 4.50×10-3 2.50×10-3 1.50×10-3 1.50×10-3
c(CO)/(mol·L-1) 9.00×10-3 4.00×10-3 2.00×10-3 1.00×10-3 1.00×10-3
下列说法不正确的是( )
A.前2 s内的化学反应速率v(N2)=1.75×10-3 mol·L-1·s-1
B.升高温度时，正反应速率和逆反应速率均增大
C.当密闭容器中气体压强不再发生变化时，反应达到平衡状态
D.当反应达到平衡时，密闭容器中气体浓度c(NO)∶c(CO)∶c(N2)∶c(CO2)=2∶2∶1∶2
8.(2024·山东模拟预测)向刚性密闭容器中加入1 mol C2H5OH(g)和一定量的H2O(g)，发生反应：C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) ΔH>0。不同温度下，C2H5OH的平衡转化率随起始n(H2O)的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.温度：T1>T2
B.A、B、C点对应的平衡常数：KA=KC>KB
C.A、B、C点对应的气体的平均摩尔质量：MAD.A、B点对应的压强：pA>pB
9.(2024·安徽黄山模拟)SCl2可用作有机合成的氯化剂，在体积为V L的密闭容器中充入0.2 mol SCl2(g)，发生反应：2SCl2(g)S2Cl2(g)+Cl2(g)。图中所示曲线分别表示反应在a min时和平衡时SCl2的转化率与温度的关系。下列说法正确的是( )
A.2SCl2(g)S2Cl2(g)+Cl2(g)的ΔH<0
B.当容器中气体密度恒定不变时，反应达到平衡状态
C.55 ℃时，向体积为0.5V L的容器中充入0.2 mol SCl2(g)，a min时SCl2(g)的转化率大于50%
D.82 ℃时，起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1 mol，此时v逆>v正
10.一定温度下，向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196 kJ·mol-1。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的，下列说法错误的是( )
A.当容器内气体的压强不变时说明该反应达到化学平衡状态
B.SO2的转化率为90%
C.达到平衡时反应放出的热量为196 kJ
D.此温度下该反应的平衡常数K=20 250
11.在1 L恒温恒容的密闭容器中投入一定量N2O5，发生反应：
反应1：N2O5(g) ===N2O4(g)+O2(g) ΔH=+28.4 kJ·mol-1
反应2：N2O4(g)2NO2(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
现有下列情况：①混合气体的密度保持不变；②气体压强保持不变；③气体的平均摩尔质量保持不变；④保持不变；⑤O2的物质的量保持不变；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)=1∶2。能表明反应2一定达到平衡状态的是( )
A.①②③⑤ B.②③④⑥
C.①③⑤⑥ D.②③④⑤
12.(2024·南宁统考一模)一定温度下向容器中加入M发生反应如下：①M—→P，②M—→Q，③PQ。反应体系中M、P、Q的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应①的活化能大于反应②
B.t1时，反应③已达平衡
C.该温度下，反应③的平衡常数小于1
D.t2时，c(Q)=c0-c(P)
13.(2025·保定模拟)在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表所示。下列说法不正确的是( )
温度/℃ 25 80 230
平衡常数 5×104 2 1.9×10-5
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B.25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5
C.80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1，则此时v正>v逆
D.80 ℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L-1
14.(2025·成都一模)已知：Cl2(g)+SO2(g)SO2Cl2(g) ΔH<0。不同温度下，向恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测得体系达平衡时Δn(Δn=n起始-n平衡，n起始为体系初始时气体混合物的总物质的量，n平衡为体系平衡时气体混合物的总物质的量)随的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.T3B.b、c点，Cl2(g)的转化率相等
C.T3时，若n=2x mol，则平衡常数K=
D.a、b点中，a点对应的SO2Cl2的物质的量分数更大
15.(6分)已知：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。
(1)经测定不同温度下该反应的平衡常数如下表：
温度/℃ 250 300 350
K 2.041 0.270 0.012
该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)250 ℃时，某时刻测得该反应的c(CO)=0.4 mol·L-1、c(H2)=0.4 mol·L-1、c(CH3OH)=0.8 mol·L-1，则此时v正 (填“>”“=”或“<”)v逆。
(3)某温度下，在体积固定的2 L密闭容器中将1 mol CO和2 mol H2混合，使反应达到平衡，实验测得平衡时与起始时的气体压强比值为0.7，则该反应的平衡常数为 (结果保留1位小数)。
16.(16分)(2022·福建，13)异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注。其主要反应如下：
Ⅰ.C3H8O(g)C3H6(g)+H2O(g) ΔH1=+52 kJ·mol-1
Ⅱ.2C3H6(g)C6H12(g) ΔH2=-97 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)已知2C3H8O(g)+9O2(g)===6CO2(g)+8H2O(g) ΔH=-3 750 kJ·mol-1，则C3H6(g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为 。
(2)在1 350 ℃下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表：
反应时间/μs 0 4 8 12 t 20
H2O浓度/ppm 0 2 440 3 200 3 600 4 000 4 100
①4~8 μs内，v(C3H8O)= ppm·μs-1；②t (填“>”“<”或“=”)16。
(3)在恒温刚性密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是 (填字母)。
a.H2O(g)的分压不变
b.混合气体密度不变
c.n(C3H6)=2n(C6H12)
d.v正(H2O)=v逆(C3H8O)
(4)在一定条件下，若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，则丙烯的产率为 。
(5)如图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时lg Qp与温度的关系曲线。[已知：对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，任意时刻Qp=，式中p(X)表示物质X的分压]
①在350 ℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，反应Ⅰ的状态最有可能对应图中的 (填“甲”“乙”或“丙”)点，判断依据是 。
②350 ℃时，在密闭容器中加入一定量的C3H8O，体系达到平衡后，测得C6H12的分压为x MPa，则水蒸气的分压为 MPa(用含x的代数式表示)。
答案精析
1.A 2.A
3.C [两者初始投料比不确定，不能确定NO2、SO2体积比是否为变量，其保持不变不可用来判定是否达到平衡状态，A错误；反应为气体分子数不变的反应，加压可加快反应速率，但不会使平衡时SO3产量提高，B错误；恒容条件下，投料物质的量比为1∶1，假设投料均为1 mol，若NO2平衡转化率为60%，消耗二氧化氮、二氧化硫各0.6 mol，平衡时剩余二氧化氮、二氧化硫各0.4 mol，生成三氧化硫、一氧化氮各0.6 mol，则平衡常数为=2.25，C正确；NO和NaOH溶液不反应，不可直接用NaOH溶液吸收，D错误。]
4.D 5.A 6.B
7.D [前2 s内Δc(CO)=(9.00×10-3-2.00×10-3) mol·L-1=7.00×10-3 mol·L-1，则Δc(N2)=3.5×10-3 mol·L-1，v(N2)===1.75×10-3mol·L-1·s-1，故A正确；升高温度时，由于增大了活化分子百分数，正、逆反应速率均增大，故B正确；温度不变，容器的容积不变，随反应进行气体物质的量减小，压强减小，当容器内气体的压强不再发生变化时，该反应达到平衡状态，故C正确；当反应达到平衡时，密闭容器中气体浓度c(NO)∶c(CO)∶c(N2)∶c(CO2)=2∶2∶1∶2，不能说明各组分浓度不变，不能说明达到平衡状态，故D错误。]
8.C [由ΔH>0可知正反应吸热，n(H2O)相同时，C2H5OH的平衡转化率αA>αB，说明T1温度更高，A正确；正反应吸热，温度升高K增大，由T1>T2可知KA=KC>KB，B正确；A点转化率大于C点是由于H2O的物质的量增加造成，A、C两点H2O的物质的量关系未知，无法判断A、C对应的气体平均摩尔质量，C错误；容器体积一定，A点温度高且正反应程度大，气体的物质的量大，故压强pA>pB，D正确。]
9.C
10.C [该反应是一个恒容条件下的化学反应，反应前后气体物质的量不相等，故压强不变，说明反应达到了化学平衡状态，A项正确；设反应的SO2的物质的量为2x mol，列三段式：
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始/mol 0.4 0.2 0
转化/mol 2x x 2x
平衡/mol 0.4-2x 0.2-x 2x
则=，解得x=0.18，所以SO2的转化率为90%，B项正确；参与反应的SO2为0.36 mol，根据热化学方程式可求得放出的热量为35.28 kJ，C项错误。]
11.B
12.D [由图可知，0~t1时间段，M同时生成P和Q，但生成物中P多Q少，说明反应①容易发生，活化能较反应②的低，A错误；t1后，P在减少，Q在增加，反应③并未达到平衡，B错误；反应③的平衡常数K=，由图知，平衡时，Q的浓度大于P的浓度，故K>1，C错误；根据反应可知，M转化为P和Q，P转化为Q，所以t2时，c(Q)=c0-c(P)，D正确。]
13.C [温度升高，平衡常数减小，故正反应为放热反应，A项正确；25 ℃时，逆反应的平衡常数K'===2×10-5，B项正确；80 ℃时，若Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1，则Q===8>K，v正14.D [ΔH<0，反应放热，且该反应为气体体积减小的反应，当温度降低，平衡向正反应方向移动，Δn变大，故T3>T2>T1，A错误；b、c点温度不同，对应Cl2(g)的转化率不相等，B错误；题中没有给出容器容积，无法计算平衡常数，C错误；在a、b点中，a点按照1∶1投入SO2(g)和Cl2(g)，二者比值等于反应的化学计量数之比，对应的SO2Cl2的物质的量分数最大，D正确。]
15.(1)放热 (2)< (3)2.7
16.(1)2C3H6(g)+9O2(g)6CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-3 854 kJ·mol-1 (2)①190 ②> (3)ad (4)58.8%
(5)①甲 反应Ⅰ平衡曲线为N，恒压时充入水蒸气，Qp增大
②(+2x)
解析 (1)设Ⅲ.2C3H8O(g)+9O2(g)6CO2(g)+8H2O(g) ΔH=-3 750 kJ·mol-1，根据盖斯定律Ⅲ-2×Ⅰ得2C3H6(g)+9O2(g)6CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-3 854 kJ·mol-1。(2)①4~8 μs内，v(H2O)= ppm·μs-1=190 ppm·μs-1，则v(C3H8O)=v(H2O)=190 ppm·μs-1。②0~4 μs、4~8 μs、8~12 μs，Δc(H2O)逐渐减小，说明反应速率减小，8~12 μs内，Δc(H2O)=400 ppm，12~t μs内，Δc(H2O)=400 ppm，则t-12>4，即t>16。(3)H2O(g)的分压不变，则反应Ⅰ、Ⅱ 各组分分压不变，反应Ⅰ、Ⅱ 均达到平衡，a正确；反应物和生成物均为气体，混合气体的总质量不变，刚性密闭容器体积不变，则混合气体密度不变，不能作为反应Ⅰ、Ⅱ 均达到平衡的判据，b错误；当n(C3H6)=2n(C6H12)时，反应不一定达到平衡，不能作为反应Ⅰ、Ⅱ 均达到平衡的判据，c错误；v正(H2O)=v逆(C3H8O)，说明正、逆反应速率相等，反应Ⅰ达平衡，各组分分压不变，C3H6的分压不变，说明反应Ⅱ也达平衡，d正确。(4)设C3H8O的物质的量为1 mol，因为反应Ⅰ、Ⅱ 的转化率分别为98%和40%，反应Ⅰ生成了1 mol×98%=0.98 mol C3H6，反应Ⅱ消耗了40% C3H6，则达平衡时C3H6的物质的量为0.98 mol×(1-40%)=0.588 mol，所以丙烯的产率为×100%=58.8%。(5)①反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应，反应Ⅱ为气体体积减小的放热反应，则升高温度，反应Ⅰ正向移动，Qp逐渐增大，反应Ⅱ逆向移动，Qp逐渐减小，即反应Ⅰ的平衡曲线为N，反应Ⅱ的平衡曲线为M；在350 ℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，对于反应Ⅰ而言，使得Qp>Kp，即lg Qp增大，反应Ⅰ的状态最有可能对应图中的甲。②由图可知，350 ℃时达平衡后，反应Ⅱ的lg Qp=0，则350 ℃时反应Ⅱ的Kp=Qp=1，设水蒸气的平衡分压为a MPa，则反应Ⅱ的C3H6起始分压为 a MPa，对反应Ⅱ列三段式有
2C3H6(g)C6H12(g)
起始/MPa a 0
变化/MPa 2x x
平衡/MPa a-2x x
Kp==1，解得a=+2x。
