高考化学一轮复习第8章化学反应速率与化学平衡第40讲化学平衡常数化学反应的方向与调控学案

这是一份高考化学一轮复习第8章化学反应速率与化学平衡第40讲化学平衡常数化学反应的方向与调控学案，共27页。

1．能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算。
2．能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
3．知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。
4．认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。
考点一 化学平衡常数
1．概念
对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，当该反应在一定温度下达到化学平衡时，K＝ eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B)) (固体和纯液体物质的浓度视为常数，通常不列入化学平衡常数表达式中)。
例如，①C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式K＝ eq \(□,\s\up1(1)) __________________________________________________________________。
②Fe3＋(aq)＋3H2O(l)⇌Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)的平衡常数表达式K＝ eq \(□,\s\up1(2)) ___________________________________________________________________。
2．意义及影响因素
(1)通常，K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度 eq \(□,\s\up1(3)) __________，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率 eq \(□,\s\up1(4)) ____________；反之，K越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率 eq \(□,\s\up1(5)) ________。
(2)通常情况下，K只受 eq \(□,\s\up1(6)) ________影响，与物质的浓度、压强变化无关。
3．应用
(1)判断化学反应可能进行的程度。
(2)判断化学平衡移动的方向。
对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的 eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B)) 称为浓度商，常用Q表示，即浓度商：Q＝ eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B)) 。
(3)判断可逆反应的反应热。
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) eq \f(c(CO)·c(H2),c(H2O)) eq \(□,\s\up1(2)) eq \f(c3(H＋),c(Fe3＋)) eq \(□,\s\up1(3)) 越大
eq \(□,\s\up1(4)) 越大 eq \(□,\s\up1(5)) 越小 eq \(□,\s\up1(6)) 温度
一、化学平衡常数表达式及其关系
1．请写出下列反应的平衡常数，并找出K1和K2、K3的关系。
(1)N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) K1
(2) eq \f(1,2) N2(g)＋ eq \f(3,2) H2(g)⇌NH3(g) K2
(3)2NH3(g)⇌N2(g)＋3H2(g) K3


答案：K1＝ eq \f(c2(NH3),c(N2)·c3(H2)) ，K2＝ eq \f(c(NH3),c\s\up6(\f(1,2))(N2)·c\s\up6(\f(3,2))(H2)) ，
K3＝ eq \f(c(N2)·c3(H2),c2(NH3)) 。K2＝K eq \s\up6(\f(1,2)) 1，K3＝ eq \f(1,K1) 。
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。
①2NO2(g)＋NaCl(s)⇌NaNO3(s)＋ClNO(g) K1
②2NO(g)＋Cl2(g)⇌2ClNO(g) K2
(1)反应①的平衡常数表达式为K1＝____________________________。
(2)4NO2(g)＋2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。
答案：(1) eq \f(c(ClNO),c2(NO2)) (2) eq \f(K eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ,K2)
二、化学平衡常数的应用
3．在一定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)。该反应的化学平衡常数(K)和温度(T)的关系见下表。
(1)该反应的平衡常数表达式为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关系式：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 ml CO、5 ml H2O，反应达到平衡后，化学平衡常数K________1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(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，扩大容器的容积，平衡______________________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。
(6)若1 200 ℃时，在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O 的浓度分别为2 ml·L－1、2 ml·L－1、4 ml·L－1、4 ml·L－1，则此时反应____________________(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
答案：(1) eq \f(c(CO)·c(H2O),c(CO2)·c(H2)) (2)吸热 (3)700 ℃
(4)等于 (5)不 (6)向逆反应方向进行
考点二 速率常数、化学平衡常数及Kp的有关计算
1．化学平衡常数的计算步骤
(1)写出有关可逆反应的化学方程式，写出平衡常数表达式。
(2)利用“三段式”，确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。
(3)将平衡浓度代入平衡常数表达式。
(4)注意单位的统一。
2．常用的四个公式
3.压强平衡常数(Kp)
[注意] 混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和。
[示例] 一定温度和催化剂条件下，将1 ml N2和3 ml H2充入压强为p0的恒压容器中，测得平衡时N2的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(Kp)。
[解析]
平衡时p(N2)＝ eq \f(0.5,3) p0、p(H2)＝ eq \f(1.5,3) p0、p(NH3)＝ eq \f(1,3) p0，Kp＝ eq \f(p2(NH3),p(N2)·p3(H2)) ＝ eq \f((\f(1,3)p0)2,\f(0.5,3)p0×(\f(1.5,3)p0)3) ＝ eq \f(16,3p eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ) 。
[答案] eq \f(16,3p eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) )
4．厘清平衡常数与速率常数的关系
对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)，若速率方程为v正＝k正·cm (A)·cn(B)、v逆＝k逆·cp (C)，式中的k称为速率常数，当化学反应达到平衡时，v正＝v逆，即k正·cm(A)·cn(B)＝k逆·cp (C)，化学平衡常数K＝k正/k逆。
[特别提醒]
一个化学反应的速率方程是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，速率方程中浓度的方次与化学方程式中各物质的化学计量数并无确定关系。
一、平衡常数与转化率的相关计算
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 ml·L－1，c(N)＝2.4 ml·L－1。回答下列问题。
(1)若达到平衡后，M的转化率为60%，则N的平衡浓度是________，平衡常数K为________。
(2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 ml·L－1，c(N)＝a ml·L－1，达到平衡后，c(P)＝2 ml·L－1，则M的转化率为________，N的起始浓度为________。
解析：(1)
N的平衡浓度为1.8 ml·L－1，平衡常数K＝ eq \f(0.6×0.6,0.4×1.8) ＝ eq \f(1,2) 。
(2)
α(M)＝ eq \f(2 ml·L－1,4 ml·L－1) ×100%＝50%，温度不变，平衡常数不变，K＝ eq \f(2×2,2×(a－2)) ＝ eq \f(1,2) ，解得a＝6，即反应物N的起始浓度为6 ml·L－1。
答案：(1)1.8 ml·L－1 eq \f(1,2) (2)50% 6 ml·L－1
2．用测压法在刚性密闭容器中探究T ℃时4NO(g)⇌N2(g)＋2NO2(g)的分解反应，现将一定量的NO充入该密闭容器中，测得体系的总压强随时间的变化见下表。
(1)20 min时，NO的转化率α＝________%。
(2)T ℃时，该反应的压强平衡常数Kp＝________MPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数)。
解析：在恒温恒容条件下，压强之比等于气体的物质的量之比，因此可以直接用压强代替物质的量计算。
某时刻时，容器中的总压强为(15.00－4x＋x＋2x) MPa＝(15.00－x) MPa。
(1)20 min时，15.00－x＝13.20，解得x＝1.80，NO的转化率α＝ eq \f(4×1.80 MPa,15.00 MPa) ×100%＝48%。(2)平衡时，15.00－x＝12.50，解得x＝2.50，NO、N2、NO2的压强分别为5.00 MPa、2.50 MPa、5.00 MPa，Kp＝ eq \f(p(N2)·p2(NO2),p4(NO)) ＝ eq \f(2.50 MPa×(5.00 MPa)2,(5.00 MPa)4) ＝0.1 MPa－1。
答案：(1)48 (2)0.1
二、平衡常数与速率常数的关系及应用
3．(2024·潮州月考)2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)的反应历程如下：
反应Ⅰ 2NO(g)⇌N2O2(g)(快) ΔH1<0
v1正＝k1正·c2(NO)，v1逆＝k1逆·c(N2O2)；
反应Ⅱ N2O2(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)(慢) ΔH2<0 v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆·c2(NO2)。
(1)一定条件下，反应2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数K＝____________(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。反应 Ⅰ 的活化能EⅠ________(填“>”“<”或“＝”)反应Ⅱ的活化能EⅡ。
(2)已知反应速率常数k随温度的升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数________(填“大于”“小于”或“等于”)k2逆增大的倍数。
解析：(1)反应达到平衡状态时，v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以v1正·v2正＝v1逆·v2逆，即k1正·c2(NO)·k2正·c(N2O2)·c(O2)＝k1逆·c(N2O2)·k2逆·c2(NO2)，K＝ eq \f(c2(NO2),c2(NO)·c(O2)) ＝ eq \f(k1正·k2正,k1逆·k2逆) ；因为决定2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)速率的是反应Ⅱ，所以反应Ⅰ的活化能EⅠ＜反应Ⅱ的活化能EⅡ。
答案：(1) eq \f(k1正·k2正,k1逆·k2逆) < (2)小于
4．肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，反应原理可表示为Mb(aq)＋O2(g)⇌MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为K＝ eq \f(c(MbO2),c(Mb)·p(O2)) 。在37 ℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如下图所示[α＝ eq \f(生成的c(MbO2),初始的c(Mb)) ×100%]。研究表明正反应速率v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，逆反应速率v逆＝k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。
(1)平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K＝________(用含有k正、k逆的式子表示)。
(2)图中c点时，上述反应的平衡常数K＝__________kPa－1。若k逆＝60 s－1，则速率常数k正＝________s－1·kPa－1。
解析：(1)可逆反应达到平衡状态时，v正＝v逆，所以k正·c(Mb)·p(O2)＝k逆·c(MbO2)，平衡常数K＝ eq \f(c(MbO2),c(Mb)·p(O2)) ＝ eq \f(k正,k逆) 。(2)c点时，p(O2)＝4.50 kPa，肌红蛋白的结合度α＝90%，代入平衡常数表达式中可得K＝ eq \f(c(MbO2),c(Mb)·p(O2)) ＝ eq \f(0.9,4.50×(1－0.9)) kPa－1＝2 kPa－1；K＝ eq \f(k正,k逆) ，k正＝K·k逆＝2 kPa－1×60 s－1＝120 s－1·kPa－1。
答案：(1) eq \f(k正,k逆) (2)2 120
考点三 化学反应的方向与调控
1．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。
2．化学反应方向的判断
(1)熵和熵变的含义。
①熵的含义：
熵是度量一个体系 eq \(□,\s\up1(1)) ________________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) eq \(□,\s\up1(2)) ________S(l) eq \(□,\s\up1(3)) ________S(s)。
②熵变的含义：
熵变是反应前后体系 eq \(□,\s\up1(4)) ________________，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应 eq \(□,\s\up1(5)) ________________。
(2)判断化学反应方向的判据(ΔG＝ΔH－TΔS)。
当ΔG<0时，反应 eq \(□,\s\up1(6)) ______自发进行；
当ΔG＝0时，反应处于 eq \(□,\s\up1(7)) ________状态；
当ΔG＞0时，反应 eq \(□,\s\up1(8)) ________自发进行。
3．化学反应的调控
(1)化工生产适宜条件选择的一般原则。
(2)工业合成氨反应的适宜条件。
①原理分析：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·ml－1。
②实际选择。
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) 混乱程度 eq \(□,\s\up1(2)) ＞ eq \(□,\s\up1(3)) ＞ eq \(□,\s\up1(4)) 熵的变化
eq \(□,\s\up1(5)) 自发进行 eq \(□,\s\up1(6)) 能 eq \(□,\s\up1(7)) 平衡 eq \(□,\s\up1(8)) 不能 eq \(□,\s\up1(9)) 增大反应物浓度
eq \(□,\s\up1(10)) 高温 eq \(□,\s\up1(11)) 高压 eq \(□,\s\up1(12)) 增大反应物浓度、减小生成物浓度 eq \(□,\s\up1(13)) 低温 eq \(□,\s\up1(14)) 高压 eq \(□,\s\up1(15)) 无影响
[易错秒判]
(1)其他条件不变，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向( )
(2)焓变和熵变都与反应自发性有关，因此均可单独作为判断反应能否自发进行的判据( )
(3)某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应( )
(4)合成氨选择在400～500 ℃进行的原因之一是催化剂在500 ℃左右时的活性最大 ( )
(5)反应SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)只能在高温下自发进行，该反应的ΔH>0( )
(6)过程自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程发生的速率( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)×
1．(2022·新高考辽宁卷)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·ml－1 ΔS＝－200 J·K－1·ml－1。
合成氨反应在常温下________(填“能”或“不能”)自发。
解析：对于合成氨反应，常温下，ΔG＝ΔH－TΔS＝－92.4 kJ·ml－1－298 K×(－0.2 kJ·K－1·ml－1)＝－32.8 kJ·ml－1<0，故合成氨反应在常温下能自发进行。
答案：能
2．实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)===CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－11.9 kJ·ml－1。判断该反应的自发性并说明理由：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：任何温度下都能自发，该反应的ΔH<0、ΔS>0，ΔG＝ΔH－TΔS＜0恒成立
3．(2024·东莞高三专题训练)CO2催化加氢制取甲醇的研究，对于环境、能源问题都具有重要的意义。反应如下：
反应i CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1 ＝－58 kJ·ml－1；
反应ii CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)
ΔH2＝＋42 kJ·ml－1。
下列说法不正确的是( )
A．增大氢气浓度能提高二氧化碳的转化率
B．增大压强，有利于反应向生成甲醇的方向进行，反应i的平衡常数增大
C．升高温度，生成甲醇的速率增大，反应ii的限度同时增大
D．选用理想的催化剂可以提高甲醇在最终产物中的比例
解析：选B。增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，所以有利于反应i向生成甲醇的方向进行，但是平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故B错误。
1．(2023·新高考湖南卷)向一恒容密闭容器中加入1 ml CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x＝ eq \f(n(CH4),n(H2O)) ]随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A．x1B．反应速率：vb正C．点a、b、c对应的平衡常数：KaD．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
解析：选B。a→b温度升高，CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应；温度相同时，H2O(g)越多，CH4的平衡转化率越高，但x越小，故x1vc正。结合分析可知，A项正确，B项错误；该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数增大，故平衡常数Ka2. (2022·新高考江苏卷)用尿素水解生成的NH3催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)＋O2(g)＋4NO(g)⇌4N2(g)＋6H2O(g)，下列说法正确的是( )
A．上述反应的ΔS＜0
B．上述反应的平衡常数K＝
eq \f(c4(N2)·c6(H2O),c4(NH3)·c(O2)·c4(NO))
C．上述反应中消耗1 ml NH3，转移电子的数目为2×6.02×1023
D．实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
解析：选B。A．由化学方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即熵增的反应，ΔS＞0，故A错误；B．由化学方程式可知，该反应的平衡常数K＝ eq \f(c4(N2)·c6(H2O),c4(NH3)·c(O2)·c4(NO)) ，故B正确；C．由化学方程式可知，每消耗4 ml NH3，转移12 ml电子，故反应中消耗 1 ml NH3，转移电子的数目为3×6.02×1023，故C错误；D．实际应用中，加入尿素的量过多时，尿素水解生成的 NH3过量，柴油机车辆排放的尾气中NH3的量增大，对空气污染程度增大，故D错误。
3．(2022·新高考重庆卷)两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1：NH4HCO3(s)⇌ NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) p1＝3.6×104 Pa
反应2：2NaHCO3(s)⇌ Na2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g) p2＝4×103 Pa
该温度下，刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是( )
A．反应2的平衡常数为4×106 Pa2
B．通入NH3，再次平衡后总压强增大
C．平衡后总压强为4.36×105 Pa
D．缩小体积，再次平衡后总压强不变
解析：选B。A．反应2的平衡常数为Kp2＝p(CO2)·p(H2O)＝p2× eq \f(1,2) ×p2× eq \f(1,2) ＝4×106 Pa2，A正确；B．温度不变，平衡常数不变，再次达平衡后，容器内各气体分压不变，总压强不变，B错误；C．Kp2＝4×106 Pa2，p(CO2)＝p(H2O)＝2×103 Pa，Kp1＝p(NH3)·p(CO2)·p(H2O)＝(1.2×104)3 Pa3，p(NH3)＝ eq \f((1.2×104)3,4×106) Pa＝4.32×105 Pa，所以总压强为p(NH3)＋p(CO2)＋p(H2O)＝4.36×105 Pa，C正确；D．平衡后，缩小体积，平衡逆向移动，温度不变，平衡常数不变，再次平衡后总压强不变，D正确。
4．(2023·新高考辽宁卷)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：SO2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)⇌SO3(g) ΔH＝－98.9 kJ·ml－1。设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe。用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
解析：设SO2的起始分压为2x，结合题中信息可得：
Kp＝ eq \f(p(SO3),p(SO2)·p\s\up6(\f(1,2))(O2)) ＝ eq \f(2xαe, 2x(1－αe)·p\s\up6(\f(1,2))) ＝ eq \f(αe, (1－αe)·p\s\up6(\f(1,2))) 。
答案： eq \f(αe, (1－αe)·p\s\up6(\f(1,2)))
5．(2023·高考全国乙卷)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
(1)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s)⇌Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。平衡时p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO3－) )T的关系如下图所示。660 K时，该反应的平衡总压p总＝________kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝________(kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)⇌2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，平衡时p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(O2) )＝__________(用p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO3) )、p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO2) )表示)。在929 K时，p总＝84.6 kPa、p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO3) )＝35.7 kPa，则p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO2) )＝________kPa，Kp(Ⅱ)＝____________kPa(列出计算式)。
解析：(1)由反应(Ⅰ)可知，平衡体系中p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO2) )＝p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO3) )，由题图可知，660 K时，该反应的平衡总压p总＝1.5×2 kPa ＝3.0 kPa，Kp(Ⅰ)＝p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO2) )·p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO3) )＝1.52(kPa)2＝2.25(kPa)2。由题图可知，随反应温度升高，p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO3) )增大，故Kp(Ⅰ)增大。(2)综合2FeSO4(s)⇌Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)、2SO3(g)⇌2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)可知，平衡时的 eq \f(p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO2) )－p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO3) ),2) 为反应(Ⅱ)生成的SO2的分压，而反应(Ⅱ)中SO2和O2的化学计量数之比为2∶1，故p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(O2) )＝ eq \f(1,2) × eq \f(p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO2) )－p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO3) ),2) ＝ eq \f(p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO2) )－p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO3) ),4) ，p总＝p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO3) )＋p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO2) )＋p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(O2) )＝35.7 kPa＋p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO2) )＋ eq \f(p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO2) )－35.7 kPa,4) ＝84.6 kPa，故p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO2) )＝46.26 kPa，p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(O2) )＝2.64 kPa，Kp(Ⅱ)＝ eq \f(p2 eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO2) )·p eq \s\d5( eq \a\vs4\al(O2) ),p2 eq \s\d5( eq \a\vs4\al(SO3) )) ＝ eq \f(46.262×2.64,35.72) kPa。
答案：(1)3.0 2.25 增大
(2) eq \f(p\a\vs4\al( eq \s\d5(SO2))－p\a\vs4\al( eq \s\d5(SO3)),4) 46.26 eq \f(46.262×2.64,35.72)
课时跟踪练
[基础巩固]
1．CH4消除NO2的反应为CH4(g)＋2NO2(g)⇌N2(g)＋2H2O(g)＋CO2(g) ΔH<0。下列说法正确的是( )
A．正反应的活化能大于逆反应的活化能
B．平衡时，升高温度，v正增大，v逆减小
C．平衡常数K＝ eq \f(c(CH4)·c2(NO2),c(N2)·c2(H2O)·c(CO2))
D．该反应在任何温度下都可自发进行
解析：选D。A．该反应为放热反应，正反应的活化能小于逆反应的活化能，故A错误；B．平衡时，升高温度，正、逆反应速率均增大，故B错误；C．由化学方程式可知，平衡常数K＝ eq \f(c(N2)·c2(H2O)·c(CO2),c(CH4)·c2(NO2)) ，故C错误；D．该反应为气体分子数增加的反应，ΔS＞0，且ΔH＜0，故ΔH－TΔS＜0，该反应在任何温度下都可自发进行，故D正确。
2．哈伯法合成氨：N2(g)＋3H2(g) eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d8(催化剂)) 2NH3(g)，新研制的催化剂可使该反应在常温、常压下进行。下列有关哈伯法合成氨反应的说法正确的是( )
A．若该反应能自发进行，则ΔH>0
B．选用高效催化剂，可降低该反应的ΔH
C．其他条件不变，增大起始n(N2)∶n(H2)的比值，可提高H2的平衡转化率
D．提高体系的压强可增大反应的化学平衡常数
解析：选C。A．该反应为熵减反应，若该反应能自发进行，则ΔH<0，故A错误；B．催化剂不能改变反应的ΔH，故B错误；C．其他条件不变，增大起始n(N2)∶n(H2)的比值，相当于氢气量不变时，增加氮气的用量，平衡正向移动，可提高H2的平衡转化率，故C正确；D．化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故D错误。
3．开发 CO2催化加氢合成甲醇技术是有效利用 CO2资源，实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.01 kJ·ml－1。下列有关说法正确的是( )
A．增大体系的压强，平衡逆向移动
B．升高反应温度有利于提高H2的平衡转化率
C．平衡后再通入适量 CO2，平衡正向移动，CO2的转化率增大
D．加入合适的催化剂，能提高单位时间内 CH3OH的产量
解析：选D。A．该反应是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，故A错误；B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，H2的平衡转化率减小，故B错误；C．平衡后再通入适量 CO2，c(CO2)增大，平衡虽正向移动，但 CO2的转化率减小，故C错误；D．加入合适的催化剂，能降低反应的活化能，增大反应速率，提高单位时间内 CH3OH的产量，故D正确。
4．焦炭常用于冶炼工业。已知反应①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)，反应②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)，反应①②的反应趋势与温度的关系如下图所示。下列说法错误的是( )
A．反应②的ΔS＜0，ΔH＜0
B．983 K是反应趋势变化的转折点
C．L1对应反应①
D．当温度低于983 K时，过量焦炭的氧化产物以CO2为主
解析：选C。A项，反应②为反应前后气体分子数减小的反应，ΔS＜0，燃烧反应属于放热反应，ΔH＜0，A正确；B项，ΔG越小，说明反应的趋势越大，983 K时两反应的ΔG相等，所以983 K是反应趋势变化的转折点，B正确；C项，反应①的ΔS＞0，ΔG和T成反比，所以斜率小于0，L2对应反应①，C错误；D项，当温度低于983 K时，L1的ΔG更小，所以以反应②为主，产物以CO2为主，D正确。
5．(2024·广州高三阶段训练)甲酸甲酯水解的化学方程式为HCOOCH3(l)＋H2O(l)⇌HCOOH(l)＋CH3OH(l) ΔH＞0。在一定温度下，甲酸甲酯转化率随反应时间(t)的变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．微热可促进甲酸甲酯水解
B．反应过程中，CH3OH起催化作用
C．50 min时，n(HCOOH)＝0.239 ml
D．该反应的平衡常数K≈0.143
解析：选B。A．甲酸甲酯的水解为吸热反应，微热，温度升高，平衡正向移动，促进其水解，A正确；B．CH3OH为生成物，B错误；C．50 min时，甲酸甲酯的转化率为22.9%，n(HCOOH)＝1.00×22.9%＋0.01＝0.239 ml，C正确；D．设甲酸甲酯水解平衡时的体积为V L，列“三段式”：
K＝ eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.25,V)))×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.76,V))),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.76,V)))×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1.75,V)))) ≈0.143，D正确。
6．向一容积可变的密闭容器中充入等物质的量的A、B，发生反应：2A(g)＋2B(g)⇌3C(s)＋4D(g)，在不同压强下，该反应的平衡常数随温度变化见下表。下列判断正确的是( )
A．c＞a，g＞f
B．正反应是放热反应
C．2.0 MPa、800 ℃时，A的转化率最小
D．1.5 MPa、300 ℃时，B的转化率为50%
解析：选D。A．平衡常数只与温度相关，温度不变，K不变，所以g＝f，故A错误；B．由表格中的数据可知，平衡常数随温度升高而增大，升高温度，平衡正向移动，故该反应的正反应是吸热反应，故B错误；C．因为正反应为吸热反应，所以相同压强、800 ℃时，A的转化率最大，而反应前后气体的分子数相等，所以800 ℃时，三种压强下A的转化率相同，故C错误；D．1.5 MPa、300 ℃时，平衡常数b＝16，设起始充入的n(A)＝n(B)＝1 ml，平衡时体积为V L，B的物质的量的变化量为x ml，达平衡时，A、B、D的物质的量分别为(1－x)ml、(1－x)ml、2x ml，可得K＝ eq \f((\f(2x,V))4,(\f(1－x,V))2·(\f(1－x,V))2) ＝16，解得x＝0.5，故B的转化率为 eq \f(0.5 ml,1 ml) ×100%＝50%，故D正确。
7.我国在H2和CO合成CH3OH的研究中取得重大突破。向某密闭容器中，按物质的量为2∶1的比例充入H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)⇌CH3OH(g) ΔH。测得不同压强下CH3OH(g)的平衡体积分数随温度变化关系如上图所示。下列说法错误的是( )
A．p1>p2
B．该反应的焓变ΔH>0
C．N点时对应该反应的Kp＝ eq \f(25,2p eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) )
D．M、N两点使用不同催化剂时，正反应速率可能相等
解析：选B。A．该反应为气体分子数减小的反应，同一温度下，压强越大，平衡正向进行的程度越大，CH3OH(g)的平衡体积分数越高，结合题图可知，p1>p2，A项正确；B．温度升高，CH3OH(g)的平衡体积分数减小，说明该反应为放热反应，ΔH<0，B项错误；C．N点时对应该反应的平衡常数与M点相同，设起始充入2 ml H2和1 ml CO，达到平衡时消耗x ml CO，列“三段式”：
M点CH3OH(g)的平衡体积分数即物质的量分数为40%，故 eq \f(x,2－2x＋1－x＋x) ＝0.4，解得x＝ eq \f(2,3) ，平衡时总物质的量为3 ml－2× eq \f(2,3) ml＝ eq \f(5,3) ml，p(H2)＝ eq \f(2,5) p2，p(CO)＝ eq \f(1,5) p2，p(CH3OH)＝ eq \f(2,5) p2，该反应的Kp＝ eq \f(p(CH3OH),p2(H2)·p(CO)) ＝ eq \f(\f(2,5)p2,(\f(2,5)p2)2×\f(1,5)p2) ＝ eq \f(25,2p eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ) ，C项正确；D．M、N两点使用不同催化剂时，催化剂活性不同，速率不同，压强也不同，正反应速率可能相等，D项正确。
8．在密闭容器中发生反应：2A(g)＋B(g)⇌2C(g)，往密闭容器中以n(A)∶n(B)＝2∶1的比例通入两种反应物，15 min后A在四种不同温度下的转化率见下表，且T1A．该反应是吸热反应
B．T温度时(T2C．T3温度下，在15 min后继续进行反应，A的转化率变大
D．T4温度反应15 min后，若c(B)＝0.5 ml·L－1，则T4温度时的平衡常数是4.5
解析：选D。A．15 min后A在四种不同温度下的转化率为单位时间内的转化率，该转化率与速率有关，根据表格数据可知，随着温度升高，速率增大，T1、T2温度下15 min时未达平衡，T3、T4温度下15 min时反应已经达到平衡，为平衡转化率，平衡转化率随温度升高而减小，故该反应为放热反应，A错误；B．由A中分析和表格数据可知，T温度时(T2由题意知，0.4c＝0.5，解得c＝ eq \f(5,4) ，K＝ eq \f(c2(C),c2(A)·c(B)) ＝ eq \f((1.2×\f(5,4))2,(0.8×\f(5,4))2×0.4×\f(5,4)) ＝4.5，D正确。
9．(2024·汕头金禧中学高三阶段训练)试运用所学知识，研究CO等气体的性质，请回答下列问题：
生产水煤气过程中有以下反应：
①C(s)＋CO2(g)⇌2CO(g) ΔH1；
②CO(g)＋H2O(g) ⇌ H2(g)＋CO2(g) ΔH2；
③C(s)＋ H2O(g) ⇌CO(g)＋ H2(g) ΔH3。
(1)反应③的平衡常数表达式为K＝__________________________；
上述反应中ΔH1、ΔH2、ΔH3之间的关系为ΔH3＝____________。
(2)在一定容积的密闭容器中，进行反应②，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填字母)。
A．容器中压强不变
B．混合气体中 c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O)
D．c(CO2)＝c(CO)
(3)不同温度下反应②的平衡常数如下表所示，ΔH2________ 0(填“<”或“>”)。
在500 ℃时，把等物质的量浓度的CO和H2O(g)充入反应容器，达到平衡时c(CO)＝0.005 ml/L、c(H2)＝0.015 ml/L，则CO的平衡转化率为________。
(4)对于反应2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH<0，当温度为T1、T2时，平衡体系中N2O4的体积分数随压强变化曲线如下图所示。则T1________T2(填“>”或“<”)；增大压强，平衡________(填“正”或“逆”)向移动；B、C两点的平衡常数B________C(填“>”或“<”)。
解析：(1)反应③的平衡常数表达式为K＝ eq \f(c(CO)·c(H2),c(H2O)) ；根据盖斯定律，反应③＝反应①＋反应②，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2。
(2)A．反应前后气体分子数不变，说明压强始终保持不变，不能判断反应是否达到平衡状态，故A错误；B．反应过程中CO不断减少，当c(CO)不变时，说明反应达到平衡状态，故B正确；C．v正(H2)＝v逆(H2O)，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；D．反应进行中某时刻c(CO2)可能恰好等于c(CO)，不能说明反应达到平衡状态，故D错误。
(3)升高温度，化学平衡常数减小，说明平衡逆向移动，ΔH2＜0；达到平衡时c(CO)＝0.005 ml/L、c(H2)＝0.015 ml/L，参与反应的CO与生成的H2的物质的量相等，故CO的平衡转化率为 eq \f(0.015 ml,0.005 ml＋0.015 ml) ×100%＝75%。
(4)该反应的正反应是放热反应，相同压强下，由C到A，四氧化二氮的体积分数增大，平衡正向移动，故T1＜T2；该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动；该反应的正反应是放热反应，温度越高，平衡常数越小，故B、C两点的平衡常数B＞C。
答案：(1) eq \f(c(CO)·c(H2),c(H2O)) ΔH1＋ΔH2
(2)BC (3)< 75% (4)< 正 >
[素养提升]
10.(2024·梅州段考)某温度下，发生反应N2(g)＋2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·ml－1，N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图所示。下列说法正确的是( )
A．将1 ml N2和3 ml H2置于1 L密闭容器中发生反应，放出的热量小于92.4 kJ
B．平衡状态由A到B时，平衡常数K(A)C．上述反应在达到平衡后，增大压强，NH3的产率减小
D．反应建立平衡后分离出部分NH3时，浓度商Q大于平衡常数K
解析：选A。A．该反应为可逆反应，加入的1 ml N2和3 ml H2 不可能完全反应生成2 ml NH3，所以反应放出的热量小于92.4 kJ，A正确；B．从状态A到状态B，改变的是压强，温度未发生变化，所以平衡常数不变，K(A)＝K(B)，B错误；C．该反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，NH3的产率增大，C错误；D．反应建立平衡后分离出部分NH3时，生成物的浓度减小，所以浓度商Q小于平衡常数K，D错误。
11．工业上以硫(S)与CH4为原料制备CS2，在500 ℃以上发生反应：4S(g)＋CH4(g)⇌CS2(g)＋2H2S(g) ΔH。在2 L密闭容器中充入1 ml CH4(g)和4 ml S(g)，发生上述反应，测得平衡体系中硫蒸气的体积分数和温度的关系见下表。下列说法错误的是( )
A．在580 ℃达到平衡时，CH4的转化率为70%
B．该反应660 ℃的平衡常数Kc＝0.25
C．上述反应的正反应为吸热反应
D．起始充入1 ml CS2和2 ml H2S，620 ℃平衡时w(S)＝0.420
解析：选C。A．根据反应列“三段式”：
由表中数据可知，580 ℃时w(S)＝ eq \f(4－4x,5－2x) ＝0.333，解得x≈0.7，α(CH4)＝ eq \f(0.7 ml,1 ml) ×100%＝70%，A项正确；B．660 ℃时，w(S)＝ eq \f(4－4x,5－2x) ＝0.500，解得x＝0.5，平衡时n(S)＝2 ml、n(CH4)＝0.5 ml、n(CS2)＝0.5 ml、n(H2S)＝1.0 ml，c(S)＝1 ml·L－1、c(CH4)＝0.25 ml·L－1、c(CS2)＝0.25 ml·L－1、c(H2S)＝0.5 ml·L－1，故Kc＝ eq \f(c(CS2)·c2(H2S),c4(S)·c(CH4)) ＝0.25，B项正确；C．由题表数据可知，随着温度的升高硫蒸气的体积分数增大，说明升高温度，平衡逆向移动，故正反应为放热反应，C项错误；D．恒温恒容条件下，在2 L容器中充入1 ml CS2和2 ml H2S等效于充入 1 ml CH4和4 ml S，D项正确。
12．25 ℃，向40 mL 0.05 ml/L的FeCl3溶液中加入10 mL 0.15 ml/L的KSCN溶液，发生反应Fe3＋＋3SCN－⇌Fe(SCN)3，混合溶液中 c(Fe3＋)随反应时间(t)的变化如下图所示(混合溶液的体积变化和盐类的水解影响可忽略不计)。下列说法正确的是( )
A．在该反应过程中，A点的正反应速率小于B点的逆反应速率
B．E点对应的坐标为(0，0.04)
C．该反应的平衡常数K＝ eq \f(0.04－m,m(3m－0.09))
D．t4 min时向溶液中加入50 mL 0.1 ml/L KCl溶液，平衡不移动
解析：选B。A．由题图可知，A点反应物浓度大于B点反应物浓度，A和B两点均没有达到平衡状态，在该反应过程中，A点的正反应速率大于B点的逆反应速率，A错误；B．混合后Fe3＋的浓度为0.04 ml/L，因此E点坐标为(0，0.04)，B正确；C．由题图可知，平衡时Fe3＋的浓度为m ml/L，Fe(SCN)3的浓度为(0.04－m) ml/L，SCN－的浓度为0.01 L×0.15 ml/L÷0.05 L－3×(0.04－m) ml/L＝(3m－0.09) ml/L，该反应的平衡常数K＝ eq \f(0.04－m,m(3m－0.09)3) ，C错误；D．t4 min时向溶液中加入50 mL 0.1 ml/L KCl溶液，溶液总体积增大一倍，反应物和生成物浓度均减小一半，根据Q与K的关系可知，平衡逆向移动，D错误。
13．硫酸工业中，将SO2氧化为SO3是生产工艺中的重要环节。温度为T1条件下，在三个容积均为1 L 的恒容密闭容器中仅发生反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH<0。实验测得v正＝k正·c2(SO2)·c(O2)，v逆＝k逆·c2(SO3)。
已知：k正、k逆为速率常数，仅受温度的影响。
下列说法错误的是( )
A．达到平衡时，平衡常数和速率常数的关系：K＝ eq \f(k正,k逆)
B．若容器Ⅱ中达到平衡时 eq \f(c(SO3),c(SO2)) ＝1，则x＝0.85
C．容器Ⅲ中达到平衡时，c(O2)<0.25 ml·L－1
D．当温度升高为T2时，k正、k逆分别增大m倍和n倍，则m解析：选C。A．平衡时，v正＝v逆，平衡常数K＝ eq \f(c2(SO3),c2(SO2)·c(O2)) ＝ eq \f(k正,k逆) ，A项正确；B．根据容器Ⅰ中测得的数据可知，在该温度下，该反应的平衡常数K＝1.25，若容器Ⅱ中达到平衡时 eq \f(c(SO3),c(SO2)) ＝1，K＝ eq \f(c2(SO3),c2(SO2)·c(O2)) ＝ eq \f(1,c(O2)) ＝1.25，c(O2)＝0.8 ml·L－1，列“三段式”：
0．5－2×(x－0.8)＝0.3＋2×(x－0.8)，解得x＝0.85，B项正确；C．容器Ⅲ中Q＝ eq \f(c2(SO3),c2(SO2)·c(O2)) ＝ eq \f(0.22,0.32×0.25) ≈1.78>K，此时反应向逆反应方向进行，达到平衡时c(O2)>0.25 ml·L－1，C项错误；D．该反应的ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，k逆增大的幅度更大，故n>m，D项正确。
14．一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题。
(1)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体受热时部分分解为 BaCl2(s)、Pt(s)和 Cl2(g)，t ℃时平衡常数K′p＝1.0×106 Pa－2。氯铂酸钡固体受热分解时的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)在某一特制的恒容密闭容器中加入过量BaPtCl6，抽真空后，用一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。t ℃时，碘蒸气的初始压强为10.0 kPa。t ℃时，反应Cl2(g)＋I2(g)⇌2ICl(g) ΔH＜0达到平衡时，测得容器中总压强为 16.0 kPa。
①p(I2)＝________kPa。
②下列关于反应Cl2(g)＋I2(g)⇌2ICl(g) ΔH＜0的说法正确的是________(填字母)。
a.该反应的平衡常数表达式为 eq \f(c(Cl2)·c(I2),c2(ICl))
b.该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和
c.加入合适的催化剂，ΔH的值保持不变
(3)—定温度下，恒容密闭容器中，发生如下反应：
反应1 I2(g)⇌2I(g) ΔH1 Kp1＝200；
反应2 Cl2(g)＋I2(g)⇌2ICl(g) ΔH2 Kp2；
反应3 ICl(g)⇌I(g)＋Cl(g) ΔH3 Kp3；
反应4 Cl2(g)⇌2Cl(g) ΔH4 Kp4。
①ΔH1＝____________(用含ΔH2、ΔH3、ΔH4的代数式表示)。
②T ℃时，向1 L恒容密闭容器中充入1 ml I2(g)和1 ml Cl2(g)，只发生反应1和反应2，实验测得起始时总压强为300 kPa；反应达到平衡后，总压强为330 kPa，ICl的物质的量分数为20%。Kp是以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数。反应在T ℃达到平衡时，c(I2)＝___________________________ml·L－1，
Cl2的转化率为________，Kp2＝________(保留三位有效数字)。
解析：(1)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体受热时部分分解为BaCl2(s)、Pt(s)和Cl2(g)，t ℃时平衡常数K′p＝1.0×106 Pa－2，说明该反应为可逆反应，根据氧化还原反应原理可得，氯铂酸钡固体受热分解时的化学方程式为BaPtCl6 eq \(,\s\up7(△)) BaCl2＋Pt＋2Cl2↑。
(2)①t ℃时反应BaPtCl6(s) eq \(,\s\up7(△)) BaCl2(s)＋Pt(s)＋2Cl2(g)的平衡常数K′p＝1.0×106 Pa－2，故平衡时p(Cl2)＝1.0 kPa，抽真空后，通入碘蒸气，发生反应Cl2(g)＋I2(g)⇌2ICl(g)，反应消耗Cl2，导致剩余BaPtCl6不断分解，p(Cl2) 始终为1.0 kPa，设起始到平衡共消耗了分压为x kPa 的I2(g)，列“三段式”：
平衡时，测得容器中总压强为16.0 kPa，故(10.0－x＋1.0＋2x) kPa＝16.0 kPa，解得x＝5.0 kPa，故平衡时 p(I2)＝10.0 kPa－5.0 kPa＝5.0 kPa。②a.该反应的平衡常数表达式为K＝ eq \f(c2(ICl),c(Cl2)·c(I2)) ，选项a错误；b.Cl2(g)＋I2(g)⇌2ICl(g)为放热反应，故该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和，选项b正确；c.催化剂能改变反应的活化能，但不能改变反应的焓变，故ΔH的值保持不变，选项c正确。
(3)①根据盖斯定律，由反应2＋反应3×2－反应4得反应1：I2(g)⇌2I(g) ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH4。②T ℃时，向1 L恒容密闭容器中充入1 ml I2(g)和1 ml Cl2(g)，只发生反应1和反应2，实验测得起始时总压强为300 kPa；反应达到平衡后，总压强为330 kPa，反应2为气体体积不变的反应，总压增大是由于反应1为气体体积增大的反应，根据总压变化可知，气体总物质的量增加 eq \f(330 kPa－300 kPa,300 kPa) ×100%＝10%，设氯气减少的物质的量为x ml，列“三段式”(假设反应分步进行)：
eq \f(2x,1－x＋0.8－x＋2x＋0.4) ×100%＝20%，解得x＝0.22，平衡时c(I2)＝0.58 ml·L－1，Cl2的转化率为 eq \f(0.22 ml,1 ml) ×100%＝22%；反应2达到平衡时，Cl2、I2、ICl的浓度分别为0.78 ml·L－1、0.58 ml·L－1、0.44 ml·L－1，Kp2＝ eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.44,2.2)×330 kPa))\s\up12(2),\f(0.58,2.2)×330 kPa×\f(0.78,2.2)×330 kPa) ≈0.428。
答案：(1)BaPtCl6 eq \(,\s\up7(△)) BaCl2＋Pt＋2Cl2↑
(2)①5.0 ②bc
(3)①ΔH2＋2ΔH3－ΔH4 ②0.58 22% 0.428K
<10－5
10－5～105
>105
反应程度
很难进行
反应可逆
反应基本完全
T/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
项目
公式
备注
反应物的转化率
eq \f(n(转化),n(起始)) ×100%＝ eq \f(c(转化),c(起始)) ×100%
①平衡量可以是物质的量、气体的体积
生成物的产率
eq \f(实际产量,理论产量) ×100%
平衡时混合物组分的百分含量
eq \f(某组分的平衡量,平衡时各物质的总量) ×100%
②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数
某组分的体积分数
eq \f(某组分的物质的量,混合气体总的物质的量) ×100%
反应时间/min
0
10
20
30
40
总压强/MPa
15.00
14.02
13.20
12.50
12.50
条件
原则
从化学反应速率分析
既不能过大，又不能太小
从化学平衡移动分析
既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性
从原料的利用率分析
增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
从实际生产能力分析
如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的活性分析
注意催化剂的活性对温度的限制
对合成氨反应的影响
影响因素
浓度
温度
压强
催化剂
增大合成氨的反应速率
eq \(□,\s\up1(9)) ________
eq \(□,\s\up1(10)) __
eq \(□,\s\up1(11)) __
使用
提高平衡混合物中氨的含量
eq \(□,\s\up1(12)) _______
eq \(□,\s\up1(13)) __
eq \(□,\s\up1(14)) __
eq \(□,\s\up1(15)) ____
温度
压强
投料比
催化剂
提高转化率
400～
500 ℃
10 MPa～
30 MPa
eq \f(n(N2),n(H2)) ＝ eq \f(1,2.8)
铁触媒
循环操作
组分
初始物质的量/ml
HCOOCH3
1.00
H2O
1.99
HCOOH
0.01
CH3OH
0.52
温度/℃
压强/MPa
1.0
1.5
2.0
300
a
b
16
516
c
64
d
800
160
f
g
温度
T1
T2
T3
T4
转化率
10%
70%
70%
60%
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
温度/℃
560
580
600
620
640
660
w(S)
0.286
0.333
0.378
0.420
0.462
0.500
容器
编号
起始浓度/(ml·L－1)
平衡浓度/(ml·L－1)
c(SO2)
c(O2)
c(SO3)
c(O2)
Ⅰ
0.6
0.3
0
0.2
Ⅱ
0.5
x
0.3
Ⅲ
0.3
0.25
0.2