高中化学第二单元 化学反应的方向与限度第3课时学案及答案

这是一份高中化学第二单元 化学反应的方向与限度第3课时学案及答案，共15页。

第3课时　化学平衡常数
[核心素养发展目标]　1.证据推理：通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。2.模型认知：构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。
一、化学平衡常数
1．化学平衡状态时的浓度数据分析
(1)NO2、N2O4的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g)N2O4(g)。在25 ℃时，如果用不同起始浓度的NO2或N2O4进行反应，平衡后得到以下实验数据。请根据表中已知数据填写空格：
起始浓度/(mol·L－1)
平衡浓度/(mol·L－1)
平衡浓度关系
c(NO2)
c(N2O4)
c(NO2)
c(N2O4)


2.00×10－2
0
6.32×10－3
6.84×10－3
1.08
1.71×102
3.00×10－2
0
8.00×10－3
1.10×10－2
1.38
1.72×102
0
2.00×10－2
9.46×10－3
1.52×10－2
1.61
1.70×102
0
0.100
2.28×10－2
8.86×10－2
3.89
1.70×102

(2)数据分析
分析25 ℃时反应体系2NO2(g)N2O4(g)中各物质的浓度数据，我们可以发现以下规律：
①无论该反应从正向进行还是从逆向进行，平衡时只要温度一定，的值近似相等。
②无论反应物或生成物的浓度如何改变，平衡时只要温度一定，的值近似相等。
2．化学平衡常数的概念与表达式
(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定值，我们把这个定值称为该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号K表示。
(2)表达式
对于一般的可逆反应，aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，当在一定温度下达到平衡时，K＝。
3．比较表中K值的相对大小，说明平衡常数的意义
已知：25 ℃时，卤化氢生成反应的平衡常数：
化学方程式
平衡常数K
F2＋H22HF
6.5×1095
Cl2＋H22HCl
2.57×1033
Br2＋H22HBr
1.91×1019
I2＋H22HI
8.67×102

平衡常数的大小能说明反应进行的程度(也叫反应的限度)。
K值越大，表示反应进行得越完全，当K>105时，该反应进行得基本完全了。
K值越小，表示反应进行得越不完全，当K<10－5时，该反应很难发生。
4．化学平衡常数的影响因素
(1)内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。
(2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。
已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0的平衡常数与温度的关系如下：
T/K
373
473
573
673
773
K
3.35×109
1.00×107
2.45×105
1.88×104
2.99×103

①放热反应，温度升高，K值减小；
②吸热反应，温度升高，K值增大。

(1)浓度、温度变化时，平衡常数都会改变(　　)
(2)K值越大，表明可逆反应正向进行的程度越大(　　)
(3)K值越大，该可逆反应的速率越快(　　)
(4)在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响(　　)
(5)K值越大，反应越容易进行(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×

1．写出下表中各反应的平衡常数表达式：
化学方程式
平衡常数表达式
2NO2(g)N2O4(g)
K＝
3Fe(s)＋4H2O(g)
Fe3O4(s)＋4H2(g)
K＝
Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrO
K＝
结合上表回答下列问题：
(1)书写化学平衡常数表达式有哪些注意事项？
提示　①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体、纯液体和水溶液中水的浓度。
②化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。
(2)结合平衡常数表达式分析，平衡常数的大小与正向反应进行的程度有何关系？
提示　对于一个具体的反应，平衡常数越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全。
2．已知在一定温度下，下列各反应的焓变和平衡常数如下：
①C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH1　K1
②CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH2　K2
③C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH3　K3
则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3＝_______________________________，K1、K2、K3三者关系为K3＝________。
答案　ΔH1＋ΔH2　K1·K2
解析　如果化学方程式相加(或减)，则总热化学方程式的焓变应为两热化学方程式的焓变之和(或差)，而平衡常数则为两化学方程式平衡常数的乘积(或商)。

1．下列关于化学平衡常数的叙述正确的是(　　)
A．化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关
B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变
C．化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值
D．温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数
答案　D
2．对于下列反应，其反应过程的能量变化示意图如下：

编号
反应
平衡常数
反应热
反应①
A(g)B(g)＋C(g)
K1
ΔH1
反应②
B(g)＋C(g)D(g)
K2
ΔH2
反应③
A(g)D(g)
K3
ΔH3

下列说法正确的是(　　)
A．K3＝K1＋K2
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快
D．增大压强，K1减小，K2增大，K3不变
答案　B
解析　K3＝，K1＝，K2＝，则K3＝K1·K2，A错误；根据盖斯定律可知，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，B正确；加催化剂，反应①的活化能降低，反应速率加快，C错误；增大压强，对化学平衡常数无影响，则K1、K2、K3不变，D错误。

(1)化学平衡常数表达式书写注意事项
①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体、纯液体或水溶液中水的浓度。
②化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。
(2)已知两反应的平衡常数分别为K1、K2
①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。
②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。
二、化学平衡常数的有关计算
1．平衡转化率
(1)含义：平衡时已转化了的某反应物的量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值。
(2)表达式
对于可逆反应：aA＋bBcC＋dD
αA＝×100%＝
×100%
αA＝×100%＝
×100%
注意　平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。
2．计算模型——三段式法
　　　　　　　　aA(g) ＋ bB(g)  cC(g)＋dD(g)
c(初)/(mol·L－1) n1 n2 0 0
Δc/(mol·L－1) x x x x
c(平)/(mol·L－1) n1－x n2－x x x
3．计算思路
(1)巧设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。
(2)确定三个量：根据反应物、生成物及变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按2中“模式”列表。
(3)解题设问题：明确“始”“转”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，得出题目答案。

反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 mol·L－1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，计算：
(1)在该温度下，此反应的平衡常数。
(2)若相同条件下，SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L－1，NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L－1，则SO2(g)、NO2(g)的转化率变为多少？
(3)对比(1)与(2)中的数据，增大SO2的浓度，SO2与NO2的平衡转化率如何变化？
(4)试想，增大NO2的浓度，SO2与NO2的平衡转化率又如何变化？
提示　(1)当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，所以SO2(g)的变化浓度为1 mol·L－1。
SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)
起始浓度/(mol·L－1) 2 2 0 0
变化浓度/(mol·L－1) 1 1 1 1
平衡浓度/(mol·L－1) 1 1 1 1
反应的平衡常数K＝＝1。
(2)相同条件下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L－1，NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L－1，设SO2(g)的变化浓度为x mol·L－1，则

SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)
起始浓度/(mol·L－1) 3 2 0 0
变化浓度/(mol·L－1) x x x x
平衡浓度/(mol·L－1) 3－x 2－x x x
平衡常数K＝＝1，解得x＝1.2，则SO2(g)的转化率为×100%＝40%，NO2(g)的转化率为×100%＝60%。
(3)由数据知：增大SO2的浓度，可提高NO2的平衡转化率，但其本身的平衡转化率降低。
(4)同理：增大NO2的浓度，SO2的平衡转化率升高，NO2的平衡转化率降低。

(1)在一定温度下，一个具体的化学反应，只有一个平衡常数，但不同反应物的平衡转化率可能不同。
(2)多种反应物参加反应时，可通过增加一种反应物的浓度来提高另一种反应物的平衡转化率，而其本身的平衡转化率会降低。

1．(2020·永州高二检测)已知某温度下可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)，反应物的初始浓度分别为c始(M)＝1 mol·L－1，c始(N)＝2.4 mol·L－1；达到平衡后，M的平衡转化率为60%，则此时平衡常数K的数值为(　　)
A．0.25 B．0.5 C．1 D．2
答案　B
解析　Δc(M)＝1 mol·L－1×60%＝0.6 mol·L－1
　　　　　　　 M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)
起始/(mol·L－1) 1 2.4 0 0
转化/(mol·L－1) 0.6 0.6 0.6 0.6
平衡/(mol·L－1) 0.4 1.8 0.6 0.6
K＝＝＝0.5。
2．在恒容密闭容器中，CO与H2发生反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＜0，达到平衡后，若只改变某一条件，下列示意图正确的是(　　)


答案　B
3．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H2O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H2O的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2______(填“>”“<”或“＝”同)α1。
(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填字母)。
A．H2S B．CO2 C．COS D．N2
答案　(1)2.5　0.002 85　(2)>　(3)B
解析　对于该反应设转化的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H2O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H2O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。


题组一　化学平衡常数及影响因素
1．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是(　　)
①平衡常数K只与反应本身及温度有关　②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K　③加入催化剂不改变平衡常数K　④平衡常数K只与温度有关，与反应的本身及浓度、压强无关
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
答案　D
解析　平衡常数K是一个温度常数，只与反应本身及温度有关，催化剂不能改变化学平衡，故加入催化剂不改变平衡常数K。
2．(2021·河北沧州市高二期末)下列平衡常数的表达式书写错误的是(　　)
A．SO2(g)＋O2(g)SO3(g)　K＝
B．PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)　K＝
C．3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)　K＝
D．Cr2O(aq)＋H2O(l)2CrO(aq)＋2H＋(aq)　K＝
答案　A
解析　A项，该反应平衡常数表达式为K＝，错误；B、C、D项均符合平衡常数的定义，正确。
3．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是①H2＋F22HF　K＝1047；②H2＋Cl22HCl　K＝1017；③H2＋Br22HBr　K＝109；④H2＋I22HI　K＝1。比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是(　　)
A．①②③④ B．④②③①
C．①④③② D．无法确定
答案　A
解析　化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。
4．下列有关平衡常数的说法中，正确的是(　　)
A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大
B．反应：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，增加c(N2O4)，该反应的平衡常数增大
C．对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等
D．平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
答案　D
解析　改变条件，反应物的转化率增大，若温度不变，则平衡常数不变，A项错误；增加c(N2O4)，温度不变，K不变，B项错误；对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数互为倒数，C项错误；CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常数表达式为K＝，D项正确。
题组二　平衡常数之间的关系
5．已知下列反应的平衡常数：H2(g)＋S(s)H2S(g)　K1；S(s)＋O2(g)SO2(g)　K2。则反应H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数为(　　)
A．K1＋K2 B．K1－K2
C．K1·K2 D.
答案　D
解析　在反应中应注意S为固体，与平衡常数无关，则K1＝，K2＝。则反应H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数为＝。
6．(2020·河北张家口一中高二月考)某温度时N2＋3H22NH3的平衡常数K＝a，则此温度下NH3H2＋N2的平衡常数为(　　)
A. B. C. D．a2
答案　A
解析　某温度时，N2＋3H22NH3的平衡常数K＝a，则该温度下，2NH3N2＋3H2的平衡常数K1＝，NH3H2＋N2的平衡常数K2＝＝。
题组三　平衡常数和平衡转化率的相关计算
7．将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L－1。则此条件下的平衡常数K为(　　)
A．4 B．0.25 C．0.4 D．0.2
答案　A
解析　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
初始/mol 4 2 0
转化/mol 2 1 2
平衡/mol 2 1 2
平衡时c(SO2)＝0.5 mol·L－1，c(O2)＝0.25 mol·L－1，c(SO3)＝0.5 mol·L－1，
K＝＝4。
8．(2020·成都高二质检)可逆反应：2A(g)＋3B(g)4C(g)＋D(g)，已知起始浓度c(A)＝4 mol·L－1，
c(B)＝3 mol·L－1，C、D浓度均等于0，反应开始2 s后达到平衡状态，此时D的平衡浓度为0.5 mol·L－1，则下列说法不正确的是(　　)
A．反应速率v(C)＝1 mol·L－1·s－1
B．C的平衡浓度为4 mol·L－1
C．A的转化率为25%
D．B的平衡浓度为1.5 mol·L－1
答案　B
解析　从开始到平衡，转化的D的浓度为0.5 mol·L－1，运用三段式：
　　　　　　　 2A(g)＋3B(g)4C(g)＋D(g)
c(起始)/(mol·L－1) 4 3 0 0
c(转化)/(mol·L－1) 1 1.5 2 0.5
c(平衡)/(mol·L－1) 3 1.5 2 0.5
A项，v(C)＝＝1 mol·L－1·s－1，正确；B项，C的平衡浓度为2 mol·L－1，错误；C项，A的转化率为×100%＝25%，正确；D项，B的平衡浓度为1.5 mol·L－1，正确。
9．在773 K时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝9，若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率是(　　)
A．60% B．50% C．75% D．25%
答案　C
解析　设达到平衡时CO转化的浓度为x mol·L－1，则平衡时c(CO)＝c(H2O)＝(0.020－x)mol·
L－1，c(CO2)＝c(H2)＝x mol·L－1。K＝＝＝9，解得x＝0.015，则CO的转化率为×100%＝75%。
10．在某密闭容器中把CO和H2O的混合物加热到800 ℃，存在平衡CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，且平衡常数K＝1。若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O的混合物并加热到800 ℃，则平衡时CO的转化率为(　　)
A．40% B．50%
C．60% D．83.3%
答案　B
解析　设CO的转化量为x mol。则：
　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
n始/mol 1 1 0 0
n变/mol x x x x
n平/mol 1－x 1－x x x
由K＝知：
＝1，解得：x＝0.5。
则平衡时CO的转化率为50%。

11．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．氢气在两个化学方程式中的转化率不同
D．第二个反应中，增大压强，K增大
答案　A
解析　　　　　　　　　H2(g) ＋ I2(g)2HI(g)
初始浓度/(mol·L－1) 0.100 0.100 0
转化浓度/(mol·L－1) 0.080 0.080 0.160
平衡浓度/(mol·L－1) 0.020 0.020 0.160
所以，v(HI)＝＝0.008 mol·L－1·min－1，A正确；K①＝＝64，而K②＝＝K＝642＝4 096，B错；两个化学方程式表示的是同一个反应，反应达到平衡时，氢气的浓度相同，故其转化率相同，C错；压强大小对化学平衡常数没有影响，D错。
12．(2020·襄阳高二检测)某温度下，H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如表所示。
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)/(mol·L－1)
0.010
0.020
0.020
c(CO2)/(mol·L－1)
0.010
0.010
0.020

下列判断不正确的是(　　)
A．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%
B．平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%
C．平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol·L－1
D．平衡常数的表达式为K＝
答案　C
解析　设甲容器中氢气和二氧化碳的转化率为x，则有＝，解得x＝60%。乙容器在甲容器的基础上c(H2)增大了一倍，故乙中CO2的转化率大于60%，A正确；丙容器中H2和CO2的浓度是甲容器中H2和CO2的浓度的2倍，但所给反应是反应前后气体分子数不变的反应，故平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%，B正确；平衡时，甲中c(CO2)是0.004 mol·L－1，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.008 mol·L－1，故C错误；根据平衡常数表达式的书写方式，可知D正确。
13.工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH>0，在一定条件下，向容积为1 L的密闭容器中充入1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)，测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间变化曲线如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．达平衡时，CH4(g)的转化率为75%
B．0～10 min内，v(CO)＝0.075 mol·L－1·min－1
C．该反应的化学平衡常数K＝0.187 5
D．当CH4(g)的消耗速率与H2O(g)的消耗速率相等时，反应达到平衡
答案　C
解析　根据题干图像可知，反应进行到10 min时达到平衡状态，氢气和水蒸气的平衡浓度均是0.75 mol·L－1，因此消耗水蒸气的浓度是1 mol·L－1－0.75 mol·L－1＝0.25 mol·L－1，则：
　　　　 CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
起始浓度/(mol·L－1) 1 1 0 0
转化浓度/(mol·L－1) 0.25 0.25 0.25 0.75
平衡浓度/(mol·L－1) 0.75 0.75 0.25 0.75
所以达平衡时，CH4(g)的转化率为×100%＝25%，A不正确；0～10 min内，v(CO)＝＝0.025 mol·L－1·min－1，B不正确；该反应的化学平衡常数K＝＝＝0.187 5，C正确；CH4(g)的消耗与H2O(g)的消耗反应方向相同，无法判断反应是否达到平衡状态，D不正确。
14．相同温度下，体积相等的两个恒容密闭容器中发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.6 kJ·mol－1，实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示：
容器
编号
起始时各物质物质的量/mol
达到平衡时能量的变化
N2
H2
NH3
①
1
3
0
放出热量：27.78 kJ
②
0.9
2.7
0.2
放出热量：Q kJ

下列叙述错误的是(　　)
A．容器①②中反应的平衡常数相等
B．平衡时，容器①中NH3的体积分数为
C．容器①达到平衡时，混合气体的密度是同温同压下H2密度的5倍
D．容器②中平衡常数K＝
答案　D
15．下列反应在210 ℃时达到平衡：
①PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)　ΔH1＞0　K1＝1
②CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)　ΔH2＜0　K2＝5×104
③COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)　ΔH3＞0　K3
(1)根据反应①的平衡常数K的表达式，平衡时下列等式必定成立的是________(填字母)。
A．c(PCl5)＝c(PCl3)＝c(Cl2)的值为1
B．c(PCl5)＝c(PCl3)·c(Cl2)的值为1
C．c(PCl5)＝c(PCl3)·c(Cl2)
(2)反应②和反应③的平衡常数表达式________(填“相同”或“不同”)，K3＝________。
(3)降低Cl2浓度，反应③的平衡常数K3将________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
(4)升高温度，反应①的平衡常数K1将________。
答案　(1)C　(2)不同　2×10－5　(3)不变　(4)增大
解析　(1)反应①K1＝＝1，故c(PCl5)＝c(PCl3)·c(Cl2)，但其值不一定等于1，故选C。
(2)反应②③互为逆反应，所以K2与K3不同，K3＝＝2×10－5。
(3)平衡常数只随温度变化而变化，故Cl2浓度改变，K3不变。
(4)由于ΔH1＞0，温度升高，K1增大。
16．在一定温度下，将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：
CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)。
(1)该反应的化学平衡常数表达式K＝__________。
(2)已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K1＝0.5，则该温度下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2＝________，反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K3＝__________。
(3)已知在1 000 ℃时，该反应的平衡常数K4＝1.0，则该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
答案　(1)　(2)2　　(3)吸热　
解析　(1)根据化学平衡常数的概念：
K＝。
(2)K2＝＝＝＝2，
K3＝＝＝＝。
(3)由于升高温度，该反应的平衡常数增大，故该反应为吸热反应。
17．三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：
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。

(1)343 K时反应的平衡转化率α＝________%。平衡常数K343 K＝________(保留2位小数)。
(2)在343 K下，要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有____________________、____________________、________________。
(3)比较a、b处反应速率大小：va____________(填“大于”“小于”或“等于”)vb。反应速率v＝v正－v逆＝，k正、k逆分别为正向、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的＝________(保留1位小数)。
答案　(1)22　0.02　(2)缩小反应容器容积　改良催化剂　提高反应物的浓度　(3)大于　1.3
解析　(1)利用“先拐先平数值大”可知，a点所在曲线是343 K时SiHCl3的转化率变化曲线，由题图可知，343 K下SiHCl3的平衡转化率为22%；假设起始时c(SiHCl3)＝1 mol·L－1，采用“三段式”可知平衡时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的浓度分别为0.78 mol·L－1、0.11 mol·L－1、0.11 mol·L－1，故反应的平衡常数K343 K＝≈0.02。
(2)要缩短达到平衡的时间，则需要加快反应速率，所以可采取改良催化剂、缩小反应容器容积或增大反应物的浓度等措施。
(3)a、b两点处容器内各物质浓度相同，但a点温度高，故a点反应速率大；在343 K时，＝K343 K＝0.02，而a点SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1，故＝＝0.02×64≈1.3。