2020届高考化学二轮复习化学平衡常数化学反应进行方向学案

【知识精讲】
一、体系构建

二、化学平衡常数及应用
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＝(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)。
易错提醒：化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系
(1)正、逆反应的平衡常数互为倒数。
(2)若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。
(3)两方程式相加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。
(4)关于H2O的浓度问题①稀水溶液中进行的反应，虽然H2O参与反应，但是H2O只作为溶剂，不能代入平衡常数表达式。如NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl的平衡常数表达式为K＝。②H2O的状态不是液态而是气态时，则需要代入平衡常数表达式。
(5)代入平衡常数表达式的是平衡浓度，而不是任意时刻的浓度，更不能将物质的量代入。
(6)同一化学反应，可以用不同的化学方程式表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数表达式及相应的平衡常数。因此，要注意使用与化学方程式相对应的平衡常数。
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。
4．应用
(1)判断、比较可逆反应进行的程度
一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：
K值
正反应进行的程度
平衡时生成物浓度
平衡时反应物浓度
反应物转化率
越大
越大
越大
越小
越高
越小
越小
越小
越大
越低
(2)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向
对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，浓度商Qc＝，则将浓度商和平衡常数作比较可判断可逆反应所处的状态。

(3)判断可逆反应的热效应


(4)计算平衡体系中的相关量
根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的浓度、转化率等。
三、有关化学平衡的计算——三段式计算模式
1．分析三个量：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起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。
　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始量(mol/L) a b 0 0
变化量(mol/L) mx nx px qx
平衡量(mol/L) a－mx b－nx px qx
(1)平衡常数：K＝。
(2)转化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。
(3)百分含量：φ(A)＝×100%。
(4)平衡前后的压强之比：
＝。
(5)平均摩尔质量：M＝ g/mol。
名师助学：有关化学平衡计算的注意事项
(1)注意反应物和生成物的浓度关系
反应物：c(平)＝c(始)－c(变)；
生成物：c(平)＝c(始)＋c(变)。
(2)利用ρ混＝和Mr＝计算时要注意m总应为气体的总质量，V应为反应容器的体积，n总应为气体的总物质的量。
(3)起始浓度、平衡浓度不一定符合化学计量数之比，但物质之间是按化学计量数之比反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。
(4)凡是气体的压强变化、密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能进行相关计算。
四、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。
【典题精练】
考点1、考查化学平衡常数及影响因素
例1．某温度下2 L密闭容器中3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如表所示，下列说法正确的是(　　)

A.该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝
B．其他条件不变，升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH<0
C．其他条件不变，使用催化剂，正、逆反应速率和平衡常数均增大，平衡不移动
D．其他条件不变，当密闭容器中混合气体密度不变时，表明反应已达到平衡
解析：该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝，A错误；升高温度，若W的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则此反应ΔH<0，B正确；使用催化剂，平衡常数不变，C错误；混合气体密度一直不变，不能说明反应已达到平衡，D错误。
答案：B
易错提醒：(1)催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会改变平衡常数的大小。(2)一般K>105时，认为该反应基本进行完全；K<10－5时，一般认为该反应很难进行；而K在10－5～105反应被认为是典型的可逆反应。
考点2、考查化学平衡常数的应用
例2．一定温度下，在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)

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
解析：A．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，A选项错误。B.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，B选项错误。C.容器Ⅰ的温度高，反应速率快，达到平衡所用的时间短，C选项错误。D.容器Ⅰ中的K＝＝4，而此时的Qc＝≈0.67，因此Qc 答案：D
考点3、考查化学平衡常数的计算
例3．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，向体积为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．达到平衡时，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＝0.1875
D．当CH4(g)的消耗速率与H2(g)的消耗速率相等时，反应到达平衡
解析：由图可知，10 min时反应到达平衡，平衡时水蒸气、氢气的浓度均为0.75 mol·L－1，则：
　　　　　　 CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
开始(mol·L－1): 1 1 0 0
转化(mol·L－1): 0.25 0.25 0.25 0.75
平衡(mol·L－1): 0.75 0.75 0.25 0.75
平衡时甲烷转化率＝×100%＝25%，故A项错误；0～10 min内，v(CO)＝＝0.025 mol·L－1·min－1，故B项错误；平衡常数K＝＝＝0.1875，故C项正确；同一物质的消耗速率与其生成速率相等时，反应到达平衡，由方程式可知当CH4(g)的消耗速率与H2(g)的消耗速率为1∶3时，反应到达平衡，故D项错误。
答案：C
反思归纳：有关化学平衡计算的“3”点说明
(1)有关化学平衡的常见计算是化学平衡常数、物质的平衡浓度和平衡转化率之间的相关计算。
(2)在进行有关化学平衡的“三段式”计算时，要注意各物质的起始量、转化量和平衡量三者单位的统一。
(3)凡是气体的压强变化、密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能进行相关计算。
考点4、考查另类平衡常数的计算
例4.一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH＝＋173 kJ·mol－1，若压强为p kPa，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题：

(1)650 ℃时CO2的平衡转化率为________。
(2)t1 ℃时平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是_________________________________________。
解析:(1)650 ℃时，平衡时CO2的体积分数为60%，设其物质的量为0.6 mol，则平衡时CO的物质的量为0.4 mol，起始时CO2的物质的量为0.6 mol＋×0.4 mol＝0.8 mol，故CO2的平衡转化率为×100%＝25%。(2)t1 ℃时，平衡时CO与CO2的体积分数相等，其平衡分压均为0.5p kPa，则此时的平衡常数为Kp＝＝0.5p。
答案:(1)25%　(2)0.5p　不　Qp＝Kp
方法技巧：
1.Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。
2.计算技巧：第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度；第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数；第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)；第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。
考点5、考查化学反应进行方向的判断
例5．下列说法不正确的是(　　)
A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应
B．在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大
C．一个反应能否自发进行取决于反应放热还是吸热
D．一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关
解析：本题考查焓变与熵变对反应方向的共同影响。焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是唯一因素，焓值减小有利于反应自发进行，即多数的自发反应都是放热反应，A选项正确；熵是描述体系混乱度的物理量，熵值越大，体系混乱度越大，在同一条件下，不同物质的熵值不同，B选项正确；实验证明大多数自发进行的反应是放热反应，也有一些吸热反应能自发进行，如NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋37.70 kJ/mol，C选项错误；焓变与熵变对反应方向有着共同影响，焓减小有利于反应自发进行，熵增大有利于反应自发进行，D选项正确。
答案：C
易错提醒：
1．反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响，复合判据ΔH－TΔS<0的反应不一定能够实际发生，只是指出了在该条件下化学反应自发进行的趋势，还要考虑化学反应的快慢问题。
2．焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
ΔH
ΔS
ΔH－TΔS
反应情况
－
＋
永远是负值
在任何温度下过程均自发进行
＋
－
永远是正值
在任何温度下过程均非自发进行
＋
＋
低温为正高温为负
低温时非自发，高温时自发
－
－
低温为负高温为正
低温时自发，高温时非自发
【名校新题】
1．（2019·河南高三开学考试）水煤气的主要成分为CO和H2，工业上常利用CH4和H2O来制备水煤气，原理为CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g） △H>0。对于该反应的下列判断正确的是（ ）
A．△S<0 B．在热力学上趋势很大
C．任何温度下均能自发进行 D．在ΔG<0时能自发进行
【答案】D
【解析】A.该反应为气体物质的量增大的熵增反应，A项错误；B.该反应为吸热反应，在热力学上趋势不大，B项错误；C.该反应的△H＞0，△S＞0，所以在高温下才能自发进行，C项错误，D.根据△G=△H-T△S，在△G<0时反应能自发进行，D项正确。故选D。
2．（2019·云南元江哈尼族彝族傣族自治县民族中学高三开学考试）下列反应在常温下均为非自发反应，在高温下仍为非自发反应的是
A．Ag2O(s)===2Ag(s)＋O2(g)
B．Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g)
C．N2O4(g)===2NO2(g)
D．6C(s)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)
【答案】D
【解析】A. Ag2O(s)===2Ag(s)＋O2(g) 反应的△H＞0、△S＞0，高温下△H-T△S＜0，反应能自发进行，故A错误；B. Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g) 反应的△H＞0、△S＞0，高温下△H-T△S＜0，反应能自发进行，故B错误；C. N2O4(g)===2NO2(g) 反应的△H＜0、△S＞0，任何情况下△H-T△S＜0，反应均能自发进行，故C错误；
D. 6C(s)＋6H2O(l)===C6H12O6(s) 反应的△H＜0、△S＜0，高温下△H-T△S＞0，反应不能自发进行，故D正确；答案选D。
3．（2019·陕西高考模拟）下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是（　　）
A．1mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）]
B．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行
C．2KClO3（s）＝2KCl（s）+3CO2（g）△H＞0能否自发进行与温度有关
D．常温下，反应C（s）+CO2（g）＝2CO（g）不能自发进行，则该反应的△H＞0
【答案】B
【解析】A、物质聚集状态不同熵值不同，气体S＞液体S＞固体S，1mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）]，故A说法正确；B、反应的自发性由焓变和熵变共同决定，当△G＝△H﹣T△S＜0时反应能自发进行，△G＞0时反应不能自发进行。焓变小于零的反应为放热反应，△H＜0，若△S＜0，高温下可以使△G＞0，反应不能自发进行；焓变大于零的反应为吸热反应，△H＞0，若△S＞0，高温下可以使△G＜0，反应可自发进行，故B说法错误；C、△H＞0、△S＞0，则在高温下△H﹣T△S＜0可以成立，反应可自发进行，故反应能否自发进行与温度有关，故C说法正确；D、常温下，反应C（s）+CO2（g）＝2CO（g）反应不能自发进行，则△H﹣T△S＞0，因为△S＞0的反应，则△H＞0，故D说法正确。
4．（2019·阜新市海州高级中学高三月考）已知气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。一定条件下，下列反应不能自发进行的是(   )
A．2O3(g)=3O2(g) ΔH<0
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH<0
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
【答案】B
【解析】A．△H＜0，△S＞0，根据△G=△H-T·△S可知，任何温度下都能满足△H-T·△S＜0，反应可自发进行，故A能自发；B．△H＞0，△S＜0，任何温度下都满足△G=△H-T·△S＞0，反应不能自发进行，故B不能自发进行；C．△H＜0，△S＜0，在较低温度下，可满足△H-T·△S＜0，反应可自发进行，故C在较低温度下能自发；D．△H＞0，△S＞0，在较高温度下，可满足△H-T·△S＜0，反应可自发进行，故D在较高温度下能自发。答案选B。
5．（2019·上海市鲁迅中学高三单元测试）只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是
A．K值不变，平衡可能移动 B．K值变化，平衡一定移动
C．平衡移动，K值可能不变 D．平衡移动，K值一定变化
【答案】D
【解析】A、平衡常数只与温度有关系，温度不变平衡也可能发生移动，则K值不变，平衡可能移动，A正确；B、K值变化，说明反应的温度一定发生了变化，因此平衡一定移动，B正确；C、平衡移动，温度可能不变，因此K值可能不变，C正确；D、平衡移动，温度可能不变，因此K值不一定变化，D不正确，答案选D。
6．（2019·河南高三开学考试）热还原法制备MgO材料的原理为MgSO4（s）+CO（g）MgO（s）+SO2（g）+CO2（g） △H>0，T℃时，在一恒容密闭容器中加入一定量的MgSO4（s）和CO（g），一段时间后达到平衡状态。下列说法正确的是（ ）
A．活化能：E正>E逆
B．其他条件不变，加入催化剂，△H减小
C．其他条件不变，降低温度，化学平衡常数增大
D．其他条件不变，向容器中通入Ar（g），平衡逆向移动
【答案】A
【解析】A.该反应为吸热反应，正反应的活化能大于逆反应的活化能，A项正确；
B.催化剂不改变反应的ΔH，B项错误；C.其他条件不变，降低温度，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，C项错误；D.其他条件不变，向容器中通入Ar（g），由于容器体积不变，所以各物质浓度都不变，平衡不移动，D项错误。故选A。
7．（2019·重庆高三开学考试）N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生如下反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)　ΔH ＞0。T1温度时，向密闭容器中通入N2O5气体，部分实验数据见下表，下列说法正确的是
时间/s
0
500
1 000
1 500
c(N2O5)/mol·L－1
5.00
3.50
2.50
2.50
A．500 s内NO2的生成速率为3.00×10－3 mol·L－1·s－1
B．T1温度下该反应平衡时N2O5的转化率为50%
C．达平衡后其他条件不变，将容器体积压缩到原来的，c(N2O5)<5.00 mol·L－1
D．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，则K1 【答案】B
【解析】A. 500 s内N2O5分解速率为=3.00×10－3 mol·L－1·s－1，因同一反应中，各物质表示的化学反应速率之比等于参加反应的化学计量数之比，则NO2的生成速率==6.00×10－3 mol·L－1·s－1，A项错误；B. 根据表格数据可知，反应达到平衡N2O5的物质的量浓度为2.50mol/L，故其转化率为=50%，B项正确；C. 体积压缩到原来的1/2，假设平衡不移动，N2O5的浓度为5mol·L－1，压强增大，平衡向逆反应方向移动，N2O5浓度增大，即大于5mol·L－1，C项错误；D. 此反应是吸热反应，降低温度，平衡向逆反应方向移动，即K1>K2，D项错误；答案选B。
8．（2019·天津高考模拟）在3种不同条件下，分别向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应： 。相关条件和数据见下表：
实验编号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
反应温度/℃
700
700
750
达平衡时间/min
40
5
30
n(D)平衡/mol
1.5
1.5
1
化学平衡常数
K1
K2
K3

下列说法正确的是（ ）
A．实验Ⅲ达平衡后，恒温下再向容器中通入1molA和1molD，平衡不移动
B．升高温度能加快反应速率的原理是降低了活化能，使活化分子百分数提高
C．实验Ⅲ达平衡后容器内的压强是实验Ⅰ的0.9倍
D．K3>K2>K1
【答案】A
【解析】A．容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA和1mol B，发生反应：2A(g)+B(g)⇌2D(g)，实验III中，平衡时n(D)=1mol，则n(A)=1mol，n(B)=0.5mol，因此c(D)=0.5mol/L，c(A)=0.5mol/L，c(B)=0.25mol/L，750℃的平衡常数K===4，温度不变，则平衡常数不变，实验Ⅲ达平衡后，恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D，则此时容器中c(A)=1mol/L，c(B)=0.25mol/L，c(D)=1mol/L，此时浓度商QC==4=K，则平衡不发生移动，故A正确；B．升高温度不能降低反应的活化能，但能使部分非活化分子吸收热量而变为活化分子，即增大了活化分子百分数，增大活化分子的有效碰撞机会，化学反应速率加快，故B错误；
C．根据理想气体状态方程PV=nRT可知，在相同体积的容器中，PIII：PI=nIIITIII:nITI。反应起始时向容器中充入2mol A和1mol B，实验III达平衡时，n(D)=1mol，根据反应方程式，则平衡时n(A)=1mol，n(B)=0.5mol。实验I达平衡时，n(D)=1.5mol，根据反应方程式，n(A)=0.5mol，n(B)=0.25mol，则实验III达平衡后容器内的压强与实验I达平衡后容器内的压强之比=≠0.9，故C错误；D．反应为2A(g)+B(g)⇌2D(g)，比较实验I和III，温度升高，平衡时D的量减少，化学平衡向逆反应方向移动，则K3＜K1，温度相同，平衡常数相同，则K1=K2，综上，则平衡常数的关系为：K3＜K2=K1，故D错误；答案选A。
9．（2019·北京高考模拟）乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下（起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1 mol，容器体积为1 L）。

下列分析不正确的是
A．乙烯气相直接水合反应的∆H＜0
B．图中压强的大小关系为：p1＞p2＞p3
C．图中a点对应的平衡常数K ＝
D．达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b
【答案】B
【解析】依据图像分析，在同一个压强下，随着温度的升高，乙烯平衡转化率降低，不利于平衡向正反应方向进行，可知该反应正方向为放热反应；根据C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)可知，该反应是气体分子数减小的体系，再结合平衡常数表达式及压强与温度对速率与平衡的影响作答。A. 根据上述分析可知，乙烯气相直接水合反应为放热反应，即∆H＜0，A项正确；B. 由方程式C2H4(g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)可知该反应的正反应是气体分子数减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是：p1< p2< p3< p4，B项错误；C. 根据图示可知，起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1 mol，容器体积为1 L，a点乙烯的平衡转化率为20%，则转化的乙烯的物质的量浓度为0.2mol/L，则: C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)
开始(mol/L) 1 1 0
转化(mol/L) 0.2 0.2 0.2
平衡(mol/L) 0.8 0.8 0.2
所以K==，C项正确；
D. 增大压强，化学反应速率会加快，则反应达到平衡的时间会缩短，由上述分析可知，p2 < p3，因此达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b，D项正确；答案选B。
10．（2019·天津静海一中高三期末）CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1molCO和2molH2的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如下图1和图2。下列叙述不正确的是

A．该反应的ΔH<0
B．在500℃条件下达平衡时CO 的转化率为60%
C．平衡常数K1(3000C)＜K2(5000C)
D．图2中达化学平衡的点为c、d、e
【答案】C
【解析】根据图1，随着温度升高，甲醇的物质的量减小，根据勒夏特列原理，该反应为放热反应，根据图2，当反应达到平衡时，甲醇的物质的量最大，依据化学平衡移动的定义，推出c、d、e达到平衡；A、根据图1，300℃时，甲醇物质的量为0.8mol，500℃时甲醇物质的量为0.6mol，升高温度，向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，该反应为放热反应，即△H<0，故A说法正确；B、500℃时甲醇的物质的量为0.6mol，则消耗CO的物质的量为0.6mol，即CO的转化率为0.6mol/1mol×100%=60%，故B说法正确；C、化学平衡常数只受温度的影响，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，即化学平衡常数减小，即K1(300℃)>K2(500℃)，故C说法错误；
D、a到c反应向正反应方向进行，还没有达到平衡，当达到平衡时，甲醇的物质的量最多，即c、d、e为化学平衡点，故D说法正确；
11．（2019·辽宁高考模拟）温度为T℃时，向V L的密闭容器中充入一定量的A和B，发生的反应为A(g)＋B(g)C(s)＋xD(g)　ΔH＞0，容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如表所示。下列说法不正确的是

A．前10 min的平均反应速率v(D)＝0.3 mol·L－1·min－1
B．该反应的平衡常数表达式为K＝c(C)c2(D)/[c(A)c(B)]
C．若达到平衡时保持温度不变，压缩容器体积，平衡不移动
D．反应至15 min时，改变的条件可以是降低温度
【答案】B
【解析】A．由表格数据可知，10min时到达平衡，平衡时D的浓度变化量为3mol/L，故v(D)= 3/10=0.3mol/(L·min)；A正确； B．由表格数据可知，平衡时A、D的浓度变化量分别为1.5mol/L、3mol/L，故1：x=1.5:3，所以x=2；可逆反应A(g)＋B(g)C(s)＋2D(g) 的平衡常数表达式K＝，B错误；C. 可逆反应A(g)＋B(g)C(s)＋2D(g)，反应前后气体体积不发生改变，因此若达到平衡时保持温度不变，压缩容器体积，平衡不移动，C正确；D. 由表格数据可知，改变条件瞬间，反应混合物的浓度不变，后来浓度增大，平衡向逆反应移动，该反应正反应为吸热反应，故改变条件应是降低温度，故D正确；正确选项B。
12．（2019·山西大同一中高三开学考试）在恒温、恒容条件下发生下列反应：2X2O5 (g) 4XO2(g) +O2(g) △H>0，T温度下的部分实验数据为：
t/s
0
50
100
150
c(X2O5) mol/L
4.00
2.50
2.00
2.00
下列说法错误的是
A．T温度下的平衡数为K=64 (mol/L)3，100s时转化率为50%
B．50s 内 X2O5分解速率为 0.03 mol/ (L•s)
C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，则Kl>K2
D．若只将恒容改为恒压，其它条件都不变，则平衡时X2O5的转化率和平衡常数都不变
【答案】D
【解析】A．由表中数据可知，100s时处于平衡状态，平衡时c(X2O5)=2mol/L，则：
               2X2O5(g)═4XO2(g)+O2(g)
起始浓度(mol/L)：4         0         0
变化浓度(mol/L)：2          4         1
平衡浓度(mol/L)：2         4         1
T温度下平衡常数K===64(mol/L)3，100s时转化率为×100%=50%，故A正确；B.50s内X2O5浓度变化量为(4-2.5)mol/L=1.5mol/L，50s内X2O5分解速率==0.03mol/(L·s)，故B正确；C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若温度T1＞T2，正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，则K1＞K2，故C正确；D．恒容条件下，随反应进行容器内压强增大，若只将恒容改为恒压，其它条件都不变，等效为在原平衡基础上减小压强，平衡正向移动，平衡时X2O5的转化率增大，平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，故D错误；故选D。
19．（2019·山东高考模拟）甲醇是重要的化工原料，在有机合成中具有广泛应用。
I．(1)用甲醇制取甲胺的反应为 △H
已知该反应中相关化学键的键能数据如下：
共价键
C―O
H―O
N―H
C―N
键能／kJ·mol-1
351
463
393
293
则该反应的△H=__________kJ·mol-1
Ⅱ．一定条件下，将2mol CO和6mol H2通入2L密闭容器中发生如下反应
主反应： △H<0 Ⅰ
副反应： △H<0 Ⅱ
反应到t min时，达到平衡状态。平衡时CH3OH的体积分数φ(CH3OH)如图所示：

(2)图中a___b(填“大于”或“小于”)。图中Y轴表示温度，其理由是__________
(3)若反应II的平衡常数K值变小．则下列说法中正确的是___________(填序号)。
A．平衡均向正反应方向移动
B．平衡移动的原因是升高了温度
C．达到新平衡后，φ(CH3OH)减小
D．容器中φ(CH3OCH3)增大
(4)平衡时，M点CH3OH的体积分数为12.5％，c(CH3OCH3)=0.1mol·L-1，则此时CO的转化率为________；用H2表示I的反应速率为______mol·L-1·min-1。反应Ⅱ的平衡常数K=___________(用分数表示)
【答案】(1)-12 (2)小于 随着Y值的增加，CH3OH的体积分数φ（CH3OH）减小，平衡逆向移动，故Y表示温度 (3)BC (4)56%
【解析】I．(1)设C-H的键能为x，反应CH3OH(g)+NH3(g)═CH3NH2(g)+H2O(g)的△H=反应物总键能-生成物总键能=(3x+351+463+393×3-3x-293-393×2-463×2)kJ/mol=-12kJ/mol，故答案为：-12；
Ⅱ．(2)根据图示信息：X轴上a点的数值比b点小，随着Y值的增加，CH3OH的体积分数φ(CH3OH)减小，平衡逆向移动，故Y表示温度，故答案为：小于；随着Y值的增加，CH3OH的体积分数φ(CH3OH)减小，平衡逆向移动，故Y表示温度；
(3) 反应II为放热反应，若反应II的平衡常数K值变小，说明平衡逆向移动，温度升高。A．反应II为放热反应，若反应II的平衡常数K值变小，说明平衡逆向移动，故A错误； B．平衡常数只与温度有关，反应II为放热反应，若反应II的平衡常数K值变小，说明平衡逆向移动，故B正确；C．温度升高，CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H<0，平衡逆向移动，达到新平衡后，φ(CH3OH)减小，故C正确；D．，平衡逆向移动，导致CO(g)+2H2(g) ⇌ CH3OH(g) △H<0，平衡逆向移动，容器中气体的总物质的量增大，容器中φ(CH3OCH3)减小，故D错误；故答案为：BC；
(4)平衡时，c(CH3OCH3)=0.1mol·L-1，则n(CH3OCH3)=0.2mol，根据，分解的CH3OH为0.4mol，生成的水为0.2mol，设CO的转化量是x。
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)；
初始量（mol）： 2 6 0
变化量（mol）： x 2x x
平衡量（mol）：2-x 6-2x x-0.4
平衡时，CH3OH的体积分数为12.5%，则×100%=12.5%，解得x=1.12 mol ，所以CO的转化率为×100%=56%，用H2表示I的反应速率== mol·L-1·min-1；反应Ⅱ的平衡常数K==，故答案为：56%；；。
20．（2019·山东师范大学附中高考模拟）肌红蛋白(Mb)是由肽链和血红素辅基组成的可结合氧的蛋白，广泛存在于肌肉中。肌红蛋白结合氧的反应为：Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)。肌红蛋白的结合度(即转化率α与氧气分压p(O2)密切相关，37℃时，反应达平衡时测得的一组实验数据如图所示。回答下列问题：

(1)37℃时，上述反应的平衡常数K=___________kPa－1(气体和溶液中的溶质分别用分压和物质的量浓度表达)；
(2)平衡时，肌红蛋白的结合度α=___________[用含p(O2)和K的代数式表示]；37℃时，若空气中氧气分压为20.0kPa，人正常呼吸时α的最大值为___________%结果保留2位小数)；
(3)一般情况下，高烧患者体内MbO2的浓度会比其健康时___________(填“高”或“低”)；在温度不变的条件下，游客在高山山顶时体内MbO2的浓度比其在山下时___________(填“高”或“低”)；
(4)上述反应的正反应速率v正=k正C(Mb)p(O2)，逆反应速率v逆=k逆C(MbO2)。k正和k逆分别是正向和逆向反应的速率常数。37℃时，上图中坐标为(1.00，50.0)的点对应的反应状态为向___________进行(填“左”或“右”)，此时v正︰v逆=___________(填数值)。
【答案】(1)2 (2) 97.56 (3)低 低 (4)右 2
【解析】(1)反应Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)的平衡常数表达式K=。图中，37℃、肌红蛋白结合度为50%时，c(Mb)=c(MbO2)、p(O2)=0.5kPa，求得K=2kPa－1。
(2)平衡时，肌红蛋白的结合度α，则，代入K表达式得α=；37℃时，将K=2kPa－1、p(O2)=20.0kPa代入，得到α最大值为97.56%。
(3)高烧患者体温超过37℃，血液中O2浓度降低，MbO2浓度会比健康时低；高山山顶O2分压比地面低，使Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)左移，MbO2浓度也会降低。
(4)当上述反应达到化学平衡时，有υ正=υ逆，即k正c(Mb)·p(O2)=k逆c(MbO2)。得 ＝K。
图中点(1.00，50.0)不在曲线上，37℃时不是化学平衡状态。此时c(Mb)=c(MbO2)、p(O2)=1.00kPa，得Q=1kPa－1