(全国通用)高考化学大一轮复习讲义 专题7 化学反应速率与化学平

第2讲化学反应的方向和限度

[考纲要求] 1.了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变之间的关系。2.能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。3.了解可逆反应的定义。4.理解化学平衡的定义。5.理解化学平衡常数的定义。

考点一化学反应进行的方向

1．自发过程

(1)含义

在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。

(2)特点

①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。

②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。

2．自发反应

在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。

3．判断化学反应方向的依据

(1)焓变与反应方向

研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。

(2)熵变与反应方向

①研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。

②熵和熵变的含义

a．熵的含义

熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号S表示。

同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。

b．熵变的含义

熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。

(3)综合判断反应方向的依据

①ΔH－TΔS<0，反应能自发进行。

②ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态。

③ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。

深度思考

1．能自发进行的反应一定能实际发生吗？

答案不一定，化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势，并不能说明在该条件下反应一定能实际发生，还要考虑化学反应的快慢问题。

2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行()

(2)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响()

答案(1)√(2)√

题组一焓变与自发反应

1．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是()

A．所有的放热反应都是自发进行的

B．所有的自发反应都是放热的

C．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素

D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据

答案 C

题组二熵变与自发反应

2．下列过程属于熵增加的是()

A．一定条件下，水由气态变成液态

B．高温高压条件下使石墨转变成金刚石

C．4NO2(g)＋O2(g)===2N2O5 (g)

D．固态碘升华

答案 D

3．下列反应中，熵显著增加的反应是()

A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)

B．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

C．C(s)＋O2(g)===CO2(g)

D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)

答案 B

解析反应中若生成气体或气体的量增加，都会使混乱度增大，熵增加。

题组三复合判据的应用

4．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝74.9 kJ·mol－1。下列说法中正确的是()

A．该反应中熵变小于0，焓变大于0

B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行

C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行

D．判断反应能否自发进行需要根据ΔH与ΔS综合考虑

答案 D

5．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿，现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？

已知：在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol －1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1。

答案会自发变成灰锡，不能再继续使用。

解析ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1×10－3－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)×10－3≈－0.38 kJ·mol－1<0，能自发进行。

考点二 可逆反应与化学平衡状态

1．可逆反应

(1)定义

在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。

(2)特点

①二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。

②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。

(3)表示

在方程式中用“”表示。

2．化学平衡状态

(1)概念

一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。

(2)化学平衡的建立

(3)平衡特点

深度思考

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)2H2O 通电点燃2H2↑＋O2↑为可逆反应(×)

(2)二次电池的充、放电为可逆反应(×)

(3)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化(√)

(4)化学反应达到化学平衡状态的正逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。(√)

(5)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度(√)

(6)化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变(√)

2．向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2(g)＋O2(g)催化剂

加热2SO3(g)ΔH＝－

Q kJ·mol－1(Q＞0)，充分反应后生成SO3的物质的量______2 mol(填“<”、“>”或“＝”，下同)，SO2的物质的量______0 mol，转化率______100%，反应放出的热量________ Q kJ。

答案<><<

题组一极端假设，界定范围，突破判断

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 mol·L－1

答案 D

解析平衡浓度之比为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，Z生成表示正反应速率且vY(生成)∶vZ(生成)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0

2．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，各物质的浓度有可能是()

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

答案 A

极端假设法确定各物质浓度范围

上述题目2可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。

假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)

起始浓度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2

改变浓度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2

终态浓度(mol·L－1) 0 0.2 0.4

假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)

起始浓度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2

改变浓度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2

终态浓度(mol·L－1) 0.2 0.4 0

平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，Z∈(0,0.4)。

题组二审准题干，关注特点，判断标志

3．在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应

(甲)2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)

(乙)H2(g)＋I2(g)2HI(g)

现有下列状态：

①反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于系数之比

②反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比

③速率之比等于系数之比的状态

④浓度之比等于系数之比的状态

⑤百分含量之比等于系数之比的状态

⑥混合气体的颜色不再改变的状态

⑦混合气体的密度不再改变的状态

⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

⑨体系温度不再改变的状态

⑩压强不再改变的状态

?反应物的浓度不再改变的状态

?反应物或生成物的百分含量不再改变的状态

其中能表明(甲)达到化学平衡状态的是__________；

能表明(乙)达到化学平衡状态的是__________；

能表明(甲)、(乙)都达到化学平衡状态的是__________。

答案②⑥⑧⑨⑩??②⑥⑨??②⑥⑨??

4．在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：(甲)2X(g)Y(g)＋Z(s)(乙)A(s)

＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时

①混合气体的密度

②反应容器中生成物的百分含量

③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比

④混合气体的压强

⑤混合气体的平均相对分子质量

⑥混合气体的总物质的量

其中能表明(甲)达到化学平衡状态是________；

能表明(乙)达到化学平衡状态是________。

答案①②③④⑤⑥①②③⑤

5．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()

A．体系的体积不再发生变化

B．v正(CO)＝v逆(H2O)

C．生成n mol CO的同时生成n mol H2

D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键

答案 C

解析不论反应是否达到平衡状态，生成n mol CO的同时都会生成n mol H2。

规避“2”个易失分点

1．注意两审

一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；二审反应特点：(1)全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；(2)是有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。

2．不能作为“标志”的四种情况

(1)反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。

(2)恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。

(3)全是气体参加体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。

(4)全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。

考点三 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，用符号K 表示。

2．表达式

对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，

K ＝cp (C )·cq (D )cm (A )·cn (B )

(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。 3．意义

(1)K 值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。

(2)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 深度思考

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度( )

(2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数( )

(3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动( )

(4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化( )

答案 (1)× (2)× (3)× (4)√

2．对于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) K1

2NH3(g)N2(g)＋3H2(g) K2

试分别写出平衡常数表达式，并判断其关系_____________________________。

答案 K1＝c2(NH3)c (N2)·c3(H2)

K2＝c3(H2)·c (N2)c2(NH3)

K1＝1K2

3．化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数是增大还是减小？

答案 温度升高化学平衡常数的变化要视反应而定，若正反应是吸热反应，则温度升高K 值增大，反之则减小。

4．对于一个可逆反应，化学计量数扩大或缩小，化学平衡常数表达式是否改变？是什么关系？转化率是否相同？试举例说明。

答案 对于一个可逆反应，化学计量数不一样，化学平衡常数表达式也不一样，但对应物质的转化率相同。例如：

①aA(g)＋bB(g)cC(g) K1＝cc (C )ca (A )·cb (B )

②naA(g)＋nbB(g)ncC(g)

K2＝cnc (C )cna (A )·cnb (B )

＝Kn 1或K1＝n K2 无论①还是②，A 或B 的转化率是相同的。

题组一 化学平衡常数及其影响因素

1．温度为T ℃时，在体积为10 L 的真空容器中通入1.00 mol 氢气和1.00 mol 碘蒸气，20 min 后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020 mol ·L －1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：

①H2(g)＋I2(g)2HI(g)

②2H2(g)＋2I2(g)4HI(g)

下列说法正确的是( )

A ．反应速率用HI 表示时，v(HI)＝0.008 mol ·L －1·min －1

B ．两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同

C ．氢气在两个反应方程式中的转化率不同

D ．第二个反应中，增大压强平衡向生成HI 的方向移动

答案 A

解析 H2(g)＋I2(g)2HI(g)

初始浓度

(mol ·L －1) 0.100 0.100 0

平衡浓度

(mol ·L －1) 0.020 0.020 0.160

转化浓度

(mol ·L －1) 0.080 0.080 0.160

所以，v(HI)＝0.160 mol ·L －1÷20 min ＝0.008 mol ·L －1·min －1，A 正确；K ①＝c2(HI )c (H2)·c (I2)

＝64，而K ②＝c4(HI )c2(H2)·c2(I2)

＝K2①＝642＝4 096，故选项B 错；两个化学方程式表示的是一个反应，反应达到平衡时，氢气的浓度相同，故其转化率相同，C 错；两个反应相同，只是表达形式不同，压强的改变对平衡的移动没有影响，D 错。

2．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K 。则下列说法正确的是( )

A ．反应①的平衡常数K1＝c (CO2)·c (Cu )c (CO )·c (CuO )

B ．反应③的平衡常数K ＝K1K2

C ．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值

D ．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小

答案 B

解析 在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A 错误；由于反应③

＝反应①－反应②，因此平衡常数K ＝K1K2，B 正确；反应③中，温度升高，H2浓度减小，则平

衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH<0，C 错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D 错误。 题组二 化学平衡常数及其应用

3．某温度下，某反应达平衡时平衡常数K ＝c (CO )·c (H2O )c (CO2)·c (H2)

。恒容时，温度升高，H2的浓度减小。下列说法正确的是( )

A ．该反应的焓变为正值

B ．恒温恒容下，增大压强，H2的浓度一定减小

C ．升高温度，逆反应速率减小

D ．该反应的化学方程式为CO ＋H2O CO2＋H2

答案 A

解析 由化学平衡常数的表达式可知该反应的方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，温度升高，H2的浓度减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH ＞0，A 项正确、D 项错误；恒温恒容下，因该反应为等体积反应，故增大压强对该反应的平衡无影响，H2的浓度不变，B 项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，C 项错误。

借助平衡常数可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态

对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：

cc (C )·cd (D )ca (A )·cb (B )

＝Q ，称为浓度商。 Q ????? v 逆＝K 反应处于化学平衡状态，v 正＝v 逆>K 反应向逆反应方向进行，v 正

考点四 有关化学平衡的计算

1．分析三个量：即起始量、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)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。

3．计算方法：三段式法

化学平衡计算模式：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 ，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)K ＝(px V )p ·(qx V )q

(a －mx V )m ·(b －nx V )n

(2)c 平(A)＝a －mx V (mol ·L －1)。

(3)α(A)平＝mx a ×100%，α(A)∶α(B)＝mx a ∶nx b ＝mb na 。

(4)φ(A)＝a －mx a ＋b ＋(p ＋q －m －n )x

×100%。 (5)p (平)p (始)＝a ＋b ＋(p ＋q －m －n )x a ＋b

。 (6)ρ(混)＝a ·M (A )＋b ·M (B )V

(g ·L －1)。 (7)M ＝a ·M (A )＋b ·M (B )a ＋b ＋(p ＋q －m －n )x

(g ·mol －1)。

题组一 有关转化率的计算及判断

1．已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g) ΔH>0，请回答下列问题：

(1)在某温度下，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)若反应温度升高，M 的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)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 ＝________。

(4)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)增大 (3)6 (4)41%

解析 (1) M(g) ＋ N(g) P(g)＋ Q(g)

始态mol ·L －1 1 2.4 0 0

变化量mol ·L －1 1×60% 1×60%

因此N 的转化率为1 mol ·L －1×60%2.4 mol ·L －1

×100%＝25%。 (2)由于该反应的ΔH>0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M 的转化率增大。

(3)根据(1)可求出各平衡浓度：

c(M)＝0.4 mol ·L －1 c(N)＝1.8 mol ·L －1

c(P)＝0.6 mol ·L －1 c(Q)＝0.6 mol ·L －1

因此化学平衡常数K ＝c (P )·c (Q )c (M )·c (N )＝0.6×0.60.4×1.8＝12

由于温度不变，因此K 不变，新状态达到平衡后

c(P)＝2 mol ·L －1 c(Q)＝2 mol ·L －1

c(M)＝2 mol ·L －1 c(N)＝(a －2) mol ·L －1

K ＝c (P )·c (Q )c (M )·c (N )＝2×22×(a －2)

＝12 解得a ＝6。

(4)设M 的转化率为x ，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为

c(M)＝b(1－x) mol ·L －1 c(N)＝b(1－x) mol ·L －1

c(P)＝bx mol ·L －1 c(Q)＝bx mol ·L －1

K ＝c (P )·c (Q )c (M )·c (N )＝bx ·bx b (1－x )·b (1－x )

＝12 解得x≈41%。

题组二 化学平衡常数、转化率的相互换算

2．SO2常用于制硫酸，其中一步重要的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH ＜0。若向一个2 L 的密闭容器中充入0.4 mol SO2、0.2 mol O2和0.4 mol SO3，发生上述反应。 请回答下列问题：

(1)当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是________(填字母)。

A ．c(SO2)＝0.3 mol ·L －1、c(O2)＝0.15 mol ·L －1

B ．c(SO3)＝0.4 mol ·L －1

C ．c(O2)＝0.2 mol ·L －1、c(SO2)＝0.4 mol ·L －1

D ．c(SO3)＝0.3 mol ·L －1

(2)任选上述一种可能的情况，计算达到平衡时的平衡常数为________。

(3)某温度时，将4 mol SO2和2 mol O2通入2 L 密闭容器中，10 min 时反应达到平衡，SO2的转化率为80%，则0～10 min 内的平均反应速率v(O2)＝________，该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数K ＝________。

答案 (1)AD (2)2027(或180) (3)0.08 mol ·L －1·min －1 80

解析 (1) 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

起始浓度(mol ·L －1) 0.2 0.1 0.2

正向进行到底(mol ·L －1) 0 0 0.4

逆向进行到底(mol ·L －1) 0.4 0.2 0

由此可知，A 、D 项可能。

(2) 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

起始浓度(mol ·L －1) 0.2 0.1 0.2

转化浓度(mol ·L －1) 0.1 0.05 0.1

平衡浓度(mol ·L －1) 0.3 0.15 0.1

可得A 项中K1＝0.120.32×0.15＝2027，同理可得出选项D 中K2＝0.320.12×0.05＝180。

(3)v(SO2)＝3.2 mol 2 L ·10 min ＝0.16 mol ·

L －1·min －1，换算出v(O2)＝0.08 mol ·L －1·mi n －1。 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

起始浓度(mol ·L －1) 2 1 0

转化浓度(mol ·L －1) 1.6 0.8 1.6

平衡浓度(mol ·L －1) 0.4 0.2 1.6

可得K ＝ 1.620.42×0.2＝80。

探究高考 明确考向

全国卷Ⅰ、Ⅱ高考题调研

1．(2014·新课标全国卷Ⅱ，26)在容积为1.00 L 的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。

回答下列问题：

(1)反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0～60 s 时段，反应速率v(N2O4)为__________________ mol ·L －1·s －1；反应的平衡常数K1为________________。

(2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T ，c(N2O4)以0.002 0 mol ·L －1·s －1的平均速率降低，经10 s 又达到平衡。

①T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

②列式计算温度T 时反应的平衡常数K2________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)温度T 时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是________________________________________________________________________。 答案 (1)大于 0.001 0 0.36 mol ·L －1

(2)①大于 反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高

②平衡时，c(NO2)＝0.120 mol ·L －1＋0.002 0 mol ·L －1×10 s×2＝0.160 mol ·L －1

c(N2O4)＝0.040 mol ·L －1－0.002 0 mol ·L －1·s －1×10 s ＝0.020 mol ·L －1

K2＝(0.160 mol ·L －1)20.020 mol ·L －1

＝1.28 mol ·L －1 (3)逆反应 将反应容器的容积减小一半，即增大压强，当其他条件不变时，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即向逆反应方向移动

解析 (1)由题意及图示知，在 1.00 L 的容器中，通入0.100 mol 的N2O4，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高混合气体的颜色变深，说明反应向生成NO2的方向移动，即向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应，即ΔH>0；由图示知60 s 时该反应达到平衡，

消耗N2O4为0.100 mol ·L －1－0.040 mol ·L －1＝0.060 mol ·L －1，根据v ＝Δc Δt 可知：v(N2O4)＝

0.060 mol ·L －160 s

＝0.001 0 mol ·L －1·s －1；求平衡常数可利用三段式： N2O4(g)

2NO2(g) 起始量/(mol ·L －1) 0.100 0

转化量/(mol ·L －1) 0.060 0.120

平衡量/(mol ·L －1) 0.040 0.120

K1＝c2(NO2)c (N2O4)＝(0.12 mol ·L －1)20.04 mol ·L －1

＝0.36 mol ·L －1。 (2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T ，c(N2O4)降低，说明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，温度升高，向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，故T>100 ℃；由c(N2O4)以0.002 0 mol ·L －1·s －1的平均速率降低，经10 s 又达到平衡，可知此时消耗N2O4 0.002 0 mol ·L －1·s －1×10 s ＝0.020 mol ·L －1，

由三段式：

N2O4(g)2NO2(g)

起始量/(mol ·L －1) 0.040 0.120

转化量/(mol ·L －1) 0.020 0.040

平衡量/(mol ·L －1) 0.020 0.160

K2＝c2(NO2)c (N2O4)＝(0.160 mol ·L －1)20.020 mol ·L －1

＝1.28 mol ·L －1。 (3)温度T 时反应达到平衡后，将反应容器的容积减小一半，压强增大，平衡会向气体体积减小的方向移动，该反应逆反应为气体体积减小的反应，故平衡向逆反应方向移动。

2．[2014·新课标全国卷Ⅰ，28(3)]已知：C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH ＝－45.5 kJ ·mol －1。

乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。

下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH2O ∶nC2H4＝1∶1)。

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A 点的平衡常数Kp ＝________________________________________________________________________ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。

②图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

③气相直接水合法常用的工艺条件为磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃、压强6.9 MPa ，nH2O ∶nC2H4＝0.6∶1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有________________________、________________________。

答案 ①p (C2H5OH )p (C2H4)·p (H2O )＝20%np

2n －20%n (80%np 2n －20%n

)2＝20×180802×7.85 MPa ＝0.07(MPa)－1 ②p4>p3>p2>p1 反应分子数减少，相同温度下，压强增大，乙烯转化率提高

③将产物乙醇液化移去 增加nH2O ∶nC2H4比

解析 ①Kp ＝p (C2H5OH )p (C2H4)·p (H2O )

＝20%np 2n －20%n (80%np 2n －20%n

)2＝20×180

802×7.85 MPa ＝0.07(MPa)－1

②C2H4(g)＋

H2O(g)C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率提高，所以p4>p3>p2>p1。 ③依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可以增大H2O 与C2H4的比例，将乙醇及时分离出去等。 3．(2013·新课标全国卷Ⅱ，28)在1.0 L 密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：

A(g)B(g)＋C(g) ΔH ＝＋85.1 kJ ·mol －1

回答下列问题：

(1)欲提高A 的平衡转化率，应采取的措施为

__________。

(2)由总压强p 和起始压强p0计算反应物A 的转化率α(A)的表达式为__________。平衡时A 的转化率为__________，列式并计算反应的平衡常数K________。

(3)①由总压强p 和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n 总和反应物A 的物质的量n(A)，n(总)＝________ mol ，n(A)

＝

________ mol 。

②下表为反应物分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是________________，

由此规律推出反应在12 h 时反应物的浓度c(A)为__________ mol ·L －1。 答案 (1)升高温度、降低压强 (2)(p

p0－1)×100% 94.1%

A(g) B(g) ＋ C(g) 起始浓度 (mol ·L －1) 0.10 0 0 平衡浓度 (mol ·L －1)0.10×(1－94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1% K ＝(0.094 1)20.005 9≈1.5

(3)①0.10×p p0 0.10×(2－p

p0) ②0.051 达到平衡前每间隔4 h ，c(A)减少约一半 0.013 解析 通过分析表格中数据，根据压强之比等于物质的量之比入手解决相关问题。

(1)要提高A 的转化率，应通过改变条件使平衡正向移动，可以从浓度、温度、压强三个方面考虑，可从容器中分离出B 、C 或扩大容器的体积(降低压强)或升高温度。

(2)相同条件下，在密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比，设反应后气体的总物质的量为x ，则有p p0＝x 0.10 mol ，故x ＝0.10p

p0 mol ，而气体的物质的量的增加量等于消耗的A 的物

质的量，故A 的转化率为(0.10p

p0－0.10)mol

0.10 mol ×100%＝(p

p0－1)×100%，将表中的数据代入公式中可得平衡时A 的转化率为(9.53×100 kPa

4.91×100 kPa －1)×100%≈94.1%；根据化学方程式列出平衡三段式，注意三段式中使用的都是浓度，即可求得平衡常数。

(3)结合(2)的解析可知n(A)＝0.10 mol －(0.10p p0－0.10) mol ＝0.10×(2－p

p0) mol ；根据表中的数据，可知a ＝0.10×(2－7.31×100 kPa

4.91×100 kPa ) mol ·L －1≈0.051 mol ·L －1，通过表中的数据可知，在达到平衡前每间隔4 h ，A 的浓度减少约一半，故反应在12 h 时，A 的浓度为0.5×0.026 mol ·L －1＝0.013 mol ·L －1。

各省市高考题调研 1．(2014·江苏，15改编)一定温度下，在三个体积均为1.0 L 的恒容密闭容器中发生反应：

下列说法正确的是( )

A ．该反应的正反应为吸热反应

B ．达到平衡时，容器Ⅰ中的CH3OH 体积分数比容器Ⅱ中的小

C ．容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长

D ．若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.15 mol 、CH3OCH3 0.15 mol 和H2O 0.10 mol ，则反应将向正反应方向进行 答案 D

解析 A 项，根据表格中数据，容器Ⅰ和容器Ⅲ中起始物质的量都是0.20 mol ，温度在387 ℃时，达到平衡时CH3OCH3的物质的量为0.080 mol ，而温度在207 ℃时，达到平衡时CH3OCH3的物质的量为0.090 mol ，说明该反应的正反应为放热反应，错误；B 项，由于该反应是一个反应前后气体体积相等的反应，因此容器Ⅰ和容器Ⅱ的平衡为等效平衡，故CH3OH 的体积分数一样大，错误；C 项，容器Ⅰ的温度高，反应速率快，达到平衡所需时间短，错误；D 项，容器Ⅰ中的K ＝0.08020.0402＝4，而此时的Q ＝0.15×0.10

0.152≈0.67，因此Q

＋N(g)，所得实验数据如下表：

A ．实验①中，若5 min 时测得n(M)＝0.050 mol ，则0至5 min 时间内，用N 表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10－2 mol ·L －1·min －1

B ．实验②中，该反应的平衡常数K ＝2.0

C ．实验③中，达到平衡时，X 的转化率为60%

D ．实验④中，达到平衡时，b ＞0.060

答案 C

解析 A 项，根据方程式可知在5 min 内反应生成的n(N)等于生成的n(M)，则v(N)＝0.050 mol 10 L×5 min

＝1×10－3 mol ·L －1·min －1，该项错误；B 项，根据表格中数据可知平衡时c(X)＝0.002 mol ·L －1、c(Y)＝0.032 mol ·L －1、c(N)＝c(M)＝0.008 mol ·L －1，则平衡常数K ＝c (M )·c (N )c (X )·c (Y )＝0.008×0.0080.002×0.032＝1.0，该项错误；C 项，因该反应在800 ℃时平衡常数为1.0，设反应中转化的X

的物质的量为x ，则有(0.20－x)×(0.30－x)＝x ·x ，故x ＝0.12 mol ，X 的转化率为0.12 mol 0.20 mol ×100%

＝60%，该项正确；假设在900 ℃时，该反应的平衡常数也为1.0，根据实验④中的数据可知b ＝0.060，由①中数据可知在700 ℃时平衡常数约为2.6，结合800 ℃时平衡常数为1.0可知，温度越高，该平衡常数越小，平衡逆向移动，故b<0.060，该项错误。

3. (2013·安徽理综，11)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

该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x 的值，重新达到平衡后，纵坐标y 随x 变化趋势合理的是( )

答案 A

解析 由于此反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，混合气体质量增加，密度增大，A 正确；当增加CO 的物质的量时，相当于增大体系的压强，CO 的转化率减小，CO2与CO 的物质的量之比减小，B 错误；平衡常数只与温度有关，与SO2的浓度无关，C 错误；MgSO4为固体，增加其质量对平衡无影响，所以CO 的转化率不变，D 错误。

4．(2013·四川理综，6)在一定温度下，将气体X 和气体Y 各0.16 mol 充入10 L 恒容密闭容器

中，发生反应X(g)＋Y(g)2Z(g) ΔH ＜0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表：

下列说法正确的是(

A．反应前2 min的平均速率v(Z)＝2.0×10－3mol·L－1·min－1 B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)＞v(正) C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44

D．其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大答案 C

解析根据表格中的数据，列出平衡三段式，逐项分析。

A项根据表中的数据可求得在前2 min内生成Z为0.08 mol，故v(Z)＝0.08 mol

10 L×2 min＝4×10－3 mol·L －1·min－1；B项由于该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，v(逆)

项根据平衡常数的表达式K＝c2(Z)

c(X)·c(Y)＝

0.0122

0.01×0.01＝1.44；D项因该反应前后气体化学计量数和

相等，其他条件不变时，再充入0.2 mol Z，达到平衡时，其作用效果相当于保持Z的物质的量不变，缩小容器的体积，X的体积分数不变。

5．(2014·广东理综，31)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。

①1/4CaSO4(s)＋CO(g)1/4CaS(s)＋CO2(g)ΔH1＝－47.3 kJ·mol－1

②CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH2＝＋210.5 kJ·mol－1

③CO(g)1/2C(s)＋1/2CO2(g)

ΔH3＝－86.2 kJ·mol－1

(1)反应2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝____________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。

(2)反应①～③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线如图所示，结合各反应的ΔH，归纳lgK-T曲线变化规律：

a)________________________________________________________________________；

b)________________________________________________________________________。

(3)向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应①于900 ℃达到平衡，c平衡(CO)＝8.0×10－5 mol·L－1，计算CO的转化率(忽略副反应，结果保留两位有效数字)。

(4)为减少副产物，获得更纯净的CO2，可在初始燃料中适量加入________。

(5)以反应①中生成的CaS为原料，在一定条件下经原子利用率100%的高温反应，可再生CaSO4，该反应的化学方程式为________________________；在一定条件下，CO2可与对二甲苯反应，在其苯环上引入一个羧基，产物的结构简式为________________。

答案(1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3

(2)随着温度的升高，放热反应的lgK随温度的升高而减小，吸热反应的lgK随温度的升高而增大同为放热反应，ΔH越大，lgK随温度变化的变化值越小

(3)由图像可知，当反应①在900 ℃时，lgK＝2，即平衡常数K＝100。设起始时CO的浓度为a mol·L－1，转化量为x mol·L－1。

1/4CaSO4(s)＋CO(g)1/4CaS(s)＋CO2(g)

起始量mol ·L －1

a 0 转化量mol ·L －1

x x 平衡量mol ·L －1

8.0×10－5 x 根据：K ＝x 8.0×10－5

＝100，解得x ＝8.0×10－3。 根据：a －x ＝8.0×10－5，解得a ＝8.08×10－3。

所以CO 的转化率＝8.0×10－38.08×10－3

×100%≈99% (4)二氧化碳(或CO2)

(5)CaS ＋2O2=====高温CaSO4

解析 (1)利用盖斯定律可以计算出所给反应的焓变，要学会利用所给化学方程式中化学计量数和反应物、中间产物的关系进行解答。根据盖斯定律，由①×4＋②＋③×2可得目标热化学方程式，故有ΔH ＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。

(2)该图像只标明反应①的变化趋势，由于反应①是放热反应，可得出“随着温度升高，放热反应的lgK 随温度的升高而减小，吸热反应的lgK 随温度的升高而增大”的结论；由于所给三个热化学方程式中有两个是放热反应，一个是吸热反应，而给出的图像中有两条变化趋势相同，因此可判断曲线Ⅰ代表反应③，曲线Ⅱ代表反应②，通过反应①和反应③曲线相对关系，可得出“同为放热反应，ΔH 越大，lgK 随温度变化的变化值越小”的结论。

(3)由图像可知，当反应①在900 ℃时，lgK ＝2，即平衡常数K ＝100。设起始时CO 的浓度为a mol ·L －1，转化量为x mol ·L －1。

1/4CaSO4(s)＋CO(g)1/4CaS(s)＋CO2(g)

起始量mol ·L －1

a 0 转化量mol ·L －1

x x 平衡量mol ·L －1

8.0×10－5 x 根据：K ＝x 8.0×10－5

＝100，解得x ＝8.0×10－3。 根据：a －x ＝8.0×10－5，解得a ＝8.08×10－3。

所以CO 的转化率＝8.0×10－38.08×10－3

×100%≈99%。 (4)要获得更纯净的二氧化碳，必须减少二氧化硫的量，通过反应②的分析可知，当二氧化碳浓度增大时，可使平衡向左移动，所以可在初始燃料(CO)中加入适量二氧化碳，减少二氧化硫的产生，获得更纯净的二氧化碳。

(5)本小题首先确定三点：一是反应物为CaS ；二是生成物为CaSO4；三是原子利用率为100%。

所以另一种反应物为O2，反应方程式为CaS ＋2O2=====高温CaSO4；通过分析题给信息可知，生成

物为反应物在苯环上引入羧基而得，所以生成物的结构简式为。

6．[2014·北京理综，26(2)]，2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO 的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如图)。

①比较p1、p2的大小关系：________。

②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是___________________________________。 答案 ①p1

②减小

解析 反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的正反应为气体总分子数减小的反应，在温度相同时，增大压强，平衡正向移动，NO 的平衡转化率增大，结合NO 的平衡转化率与压强的变化曲线可知， p1

7．[2014·重庆理综，11(3)]储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：

在某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，其起始

浓度为a mol ·L －1，平衡时苯的浓度为b mol ·L －1，该反应的平衡常数K ＝________。 答案 27b4a －b

mol3·L －3 解析 达到平衡时，H2的浓度为苯的3倍，即H2浓度为3b mol ·L －1，环己烷的浓度为(a －

b) mol ·L －1，反应的平衡常数为K ＝c (苯)·c3(H2)c (环己烷)＝b mol ·L －1×(3b mol ·L －1)3(a －b ) mol ·L －1＝27b4a －b

mol3·L －3。

8．[2014·山东理综，29(1)(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 ΔH1<0(Ⅰ)

2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH2<0(Ⅱ)

(1)4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K ＝____________(用K1、K2表示)。

(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2 L 恒容密闭容器中加入0.2 mol NO 和0.1 mol Cl2，10 min 时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min 内v(ClNO)＝7.5×10－3 mol ·L －1·min －1，则平衡后n(Cl2)＝________ mol ，NO 的转化率α1＝________。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO 的转化率α2____α1(填“>”“<”或“＝”)，平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小，可采取的措施是

________________________________________________________________________。 答案 (1)K21/K2

(2)2.5×10－2 75% > 不变 升高温度

解析 (1)观察题给的三个方程式可知，题目所求的方程式可由(Ⅰ)×2－(Ⅱ)得到，故该反应的

平衡常数K ＝K21K2。

(2)由题给数据可知，n(ClNO)＝7.5×10－3mol ·L －1·min －1×10 min×2 L ＝0.15 mol 。

2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)

起始物质的量/mol 0.2 0.1 0

10 min 内转化的物质的量/mol 0.15 0.075 0.15

平衡物质的量/mol 0.05 0.025 0.15

故n(Cl2)＝0.025 mol ；

NO 的转化率α1＝0.15 mol 0.2 mol ×100%＝75%。

其他条件保持不变，由恒容条件(2 L)改为恒压条件，因该反应是气体分子数减小的反应，平衡正向移动，NO 的转化率增大，即α2>α1；平衡常数只是温度的函数，故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变；要使平衡常数减小，平衡应逆向移动，因为反应(Ⅱ)是放热反应，故应升高温度。

9．[2014·福建理综，24(3)]已知t ℃时，反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常数K ＝0.25。

①t ℃时，反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)＝______。

②若在1 L 密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO ，t ℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x ＝________。

答案 ①4∶1 ②0.05

解析 ①根据该反应的K ＝c(CO2)/c(CO)＝0.25，可知反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)＝4∶1。 ②根据反应：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)

初始物质的量/mol 0.02 x 0 0

变化物质的量/mol 0.01 0.01 0.01 0.01

平衡物质的量/mol 0.01 x －0.01 0.01 0.01

根据化学平衡常数可知：K ＝0.01/(x －0.01)＝0.25，解得x ＝0.05。

练出高分

1．下列说法正确的是( )

A ．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的

B ．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小

C ．常温下，反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0

D ．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH>0

答案 C

解析 反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的。若ΔH<0，ΔS>0，则一定自发，若ΔH>0，ΔS<0，则一定不能自发，若ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，反应能否自发，和温度有关，A 、B 错误；C 项中反应的ΔS>0，若ΔH<0，则一定能自发，现常温下不能自发，说明ΔH>0，正确；D 项中反应的ΔS<0，能自发，说明ΔH<0，错误。

2．一定条件下，在密闭恒容容器中，能表示反应X(g)＋2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是( )

①X 、Y 、Z 的物质的量之比为1∶2∶2 ②X 、Y 、Z 的浓度不再发生变化 ③容器中的压强不再发生变化 ④单位时间内生成n mol Z ，同时生成2n mol Y

A ．①②

B ．①④

C ．②③

D ．③④

答案 C

解析 X 、Y 、Z 的物质的量之比等于化学计量数之比，不能作为反应达到平衡状态的标志，①错；X 、Y 、Z 的浓度保持不变可以作为反应达到平衡状态的标志，②对；该反应为反应前后气体分子数不相等的反应，密闭容器中压强保持不变可以作为反应达到平衡状态的标志，③对；单位时间内生成n mol Z ，同时生成n mol Y 时正、逆反应速率相等，④错。

3．最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应：2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g) ΔH ＞0，如果反应的平衡常数K 值变大，则下列说法错误的是( )

A ．一定向正反应方向移动

B ．在平衡移动时正反应速率先增大后减小

C ．改变的外界条件是升温

D ．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大

答案 D

4．反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，700 ℃时平衡常数为1.47,900 ℃时平衡常数为2.15。下列说法正确的是( )

A ．升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小

B ．该反应的化学平衡常数表达式为K ＝c (FeO )·c (CO )c (Fe )·c (CO2)

C ．该反应的正反应是吸热反应

D ．增大CO2浓度，平衡常数增大

答案 C

解析 A 项，升温，正、逆反应速率均增大，不正确；B 项，该化学平衡常数表达式为K ＝c (CO )c (CO2)

；C 项，升温，平衡常数增大，表明平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应，故正确；D 项，增大反应物浓度，平衡常数不变，故不正确。

5．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)，已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表：

下列说法不正确的是( )

A ．上述生成Ni(CO)4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 ．在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

答案 C

解析 温度升高，平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，A 正确；Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)为题给反应的逆反应，相同温度下两个反应的平衡常数互为倒数关

系，B 正确；C 项中该时刻Q ＝c[Ni (CO )4]c4(CO )

＝8＞K ，反应逆向进行，v 逆＞v 正，C 错误；D 项中CO 的平衡浓度为1 mol ·L －1，由K ＝2可计算出Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol ·L －1。

6．将2 mol X 和2 mol Y 充入2 L 密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋aQ(g)。2 min 时达到平衡，生成0.8 mol Z ，测得Q 的浓度为0.4 mol ·L －1，下列叙述错误的是( )

A ．a 的值为2

B ．平衡时X 的浓度为0.8 mol ·L －1

C ．Y 的转化率为60%

D ．反应速率v(Y)＝0.2 mol ·L －1·min －1

答案 D

解析 生成Q 的物质的量为0.8 mol ，a ＝2，A 正确；

X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋2Q(g)

n(始)(mol) 2 2 0 0

n(变)(mol) 0.4 1.2 0.8 0.8

n(2 min)(mol) 1.6 0.8 0.8 0.8

X 的平衡浓度为0.8 mol ·L －1，Y 的转化率为60%，B 、C 项正确；v(Y)＝0.3 mol ·L －1·min －1，D 项错误。

7.T ℃时，在V L 恒容密闭容器中加入足量的TaS2(s)和1 mol I2(g)，发生反应TaS2(s)＋

2I2(g)TaI4(g)＋S2(g) ΔH ＞0。t min 时生成0.1 mol TaI4。下列说法中正确的是( )

A ．0～t min 内，v(I2)＝0.1Vt mol · L －1·min －1

B ．若T ℃时反应的平衡常数K ＝1，则平衡时I2的转化率为23

C ．图中制备TaS2晶体过程中循环使用的物质是S2(g)

D ．图中T1端得到纯净TaS2晶体，则温度T1＞T2

答案 B

解析 A 选项，Δc(I2)＝2Δc(TaI4)＝2×0.1 mol V L ，错误；B 选项，依据三段式进行计算：

TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g) 始态(mol ·L －1)

1V 0 0 反应的量(mol ·L －1)

2x x x 平衡(mol ·L －1)

1V －2x x x K ＝x2(1V －2x )2

＝1，x ＝13V ，B 选项正确；TaS2(s)＋2I2(g)

TaI4(g)＋S2(g) ΔH ＞0，右端升高温度平衡右移，生成气体TaI4，在左端降低温度反应逆向进行，生成纯净的TaS2(s)，循环利用的是I2(g)，C 、D 选项错误。

8．已知A(g)＋

830 ℃时，向一个2 L 的密闭容器中充入0.2 mol 的A 和0.8 mol 的B ，反应初始4 s 内A 的平

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