第16讲 化学平衡-2022年高考化学一轮复习名师精讲练

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第16讲 化学平衡
【知识梳理】
一、化学平衡状态
1．化学平衡状态：化学平衡状态：在一定条件下，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组成成分浓度、含量保持保持一定而不变的状态，叫做化学平衡状态。
2．化学平衡的特点：
（1）动：化学平衡是一种动态平衡，即υ正＝υ逆≠0）。υ正＝υ逆≠0是可逆反应达到平衡状态的本质。
（2）定：条件不变时，反应物与生成物浓度、百分组成保持不变（或反应物与生成物的含量保持一定）。这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要特征。
（3）变：任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的。影响平衡的外界条件改变，平衡状态即被破坏，发生平衡移动。
温馨提示：①可逆反应不能进行到底，即反应过程中反应物、生成物，不能全部转化为生成物(反应物)。②化学平衡的建立与反应的途径无关：对于可逆反应，不管从正反应开始(只投入反应物)，还是从逆反应开始(只投入生成物)，或从正逆反应开始(同时投入反应物和生成物)，在一定条件下都能达到v(正)＝v(逆)状态。
3.化学平衡的标志
(1)一个可逆反应达到平衡状态的最根本标志是υ(正)＝υ(逆)。运用速率标志要注意:正逆反应速率相等是指用同一种物质表示的反应速率.若一个可逆反应的正逆反应速率是分别用两种不同物质表示时,则当这两者的速率之比应等于这两种物质的化学计量数之比时才标志着化学平衡了。
(2)υ(正)＝υ(逆)其必然结果是反应混合物各组分的含量保持不变，所以，各组分的浓度或含量不再随时间而改变也一定标志着化学平衡了。
（3）如果一个可逆反应达到平衡状态，则整个反应体系的物理参数，如总压强、总体积、总物质的量以及气体的平均分子量和密度等肯定都要保持定值，不会再随时间而改变。但反过来，在一定条件下，这些物理参数若保持不变的可逆反应，不一定就达到了化学平衡，要作具体分析。如：aA(g)+bB(g) Cc(g)+dD(g) ，若a+b＝c+d , 由于反应前后气体分子数始终不发生改变,使反应体系的总压、平均分子量等参量在任何时刻都保持不变,这种情况下这些物理参量不能作为化学平衡态的标志。
例题1、下列说法正确的是 。
①可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在容积固定的密闭容器中，单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，能说明该反应已达到平衡状态
②可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在容积固定的密闭容器中，单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO，能说明该反应已达到平衡状态
③可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在容积固定的密闭容器中，用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态，能说明该反应已达到平衡状态
④可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在容积固定的密闭容器中，混合气体的颜色、密度、压强、平均相对分子质量不再改变，能说明该反应已达到平衡状态
⑤一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)，混合气体的密度、压强、总物质的量、B的物质的量浓度、混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态，能表明该反应已达到平衡状态
⑥如下图示能说明反应N2O4(g) 2NO2(g)达到平衡状态

⑦反应SO2(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋S(l)ΔH<0在恒容的密闭容器中进行，平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变
⑧反应2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g) 2N2(g)＋3H2O(g)ΔH<0在恒容密闭容器中进行，单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为1∶2时，反应达到平衡
⑨密闭容器中混合气体的密度不变，说明分解反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)已经达到化学平衡
⑩2v正(H2)＝3v逆(NH3)能说明反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)已达到平衡状态
⑪在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)＋yH2(g) MHx＋2y(s)　ΔH＜0达到化学平衡，容器内气体压强保持不变
⑫由可逆反应X2＋3Y22Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线可知，t1时，只有正方向反应

二、化学平衡常数
1. 定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，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，该常数就是该反应的化学平衡常数。对于可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，化学平衡常数K＝。
2．影响因素：K的大小与物质的浓度、压强等无关，只随温度的变化而变化。
3. 意义：一定温度下，平衡常数K越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；平衡常数K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。一般认为，K>105时，反应进行得就基本完全了。
4.应用：
(1) 在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物的浓度商Qc与Kc比较大小来判断。当Qc>kc，υ(正)<υ(逆),未达平衡，反应逆向进行；当Qcυ(逆),未达平衡，反应正向进行；当Qc=kc，υ(正)=υ(逆),达到平衡，平衡不移动。
（2）利用化学平衡常数随温度的变化判断反应的热效应，若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
（3）如果某个反应可以表示为两个或多个反应的总和，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。如已知：2H2O(g)2H2(g)+O2(g) K1，2CO2(g)2CO(g)+O2 K2 ， 则CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
例题2、(1) 用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应[2HCl(g)＋O2H2O(g)＋Cl2(g)　ΔH]具有更好的催化活性，
①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl～T曲线如下图：

则总反应的ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是________。
②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应αHCl～T曲线的示意图，并简要说明理由_________ 。
③下列措施中，有利于提高αHCl的有________。
A．增大n(HCl) B．增大n(O2) C．使用更好的催化剂 D．移去H2O
（2）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2③CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)ΔH3，回答下列问题：
①反应①的化学平衡常数K表达式为________；图中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________(填曲线标记字母)，其判断理由是________。

②合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是________________________________；图中的压强由大到小为________，其判断理由是________________。

（3）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
①正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1，已知：②C4H10(g)+O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3-242 kJ·mol-1，反应①的ΔH1为________ kJ·mol-1。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_____________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。
A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．降低压强

②丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。
③图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。
三、化学平衡的移动
1．定义：可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。
2.化学平衡移动实质：化学平衡移动是由于浓度、温度、压强的变化使可逆反应从一种平衡状态变为另一平衡状态的过程。平衡移动的实质因为条件的变化打破了正反应、逆反应速率相等的关系。υ(正) ＞υ(逆)，正向移动；υ(正)<υ(逆)，平衡逆向移动。

3．勒夏特列原理（化学平衡移动原理）：如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。对可逆反应：mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)

4．勒夏特列原理（化学平衡移动原理）的应用：
（1）调控反应：根据影响化学反应速率和平衡的条件以及化学平衡移动原理，可调控工业反应使之效益最大化。如合成氨工业中加入催化剂提高反应速率，温度控制在500 ℃左右，既考虑了反应速率又兼顾了催化剂的活性的最佳温度，充入过量N2以提高H2的转化率等。
（2）判物质状态：由压强的改变，根据平衡移动的方向，可以判断反应物或生成物的状态。
（3）判化学计量数：由压强的改变，根据平衡移动的方向，可以判断方程式中某气体物质的计量数或反应物和生成物之间的计量数的大小关系。
（4）判ΔH符号：由温度的改变，根据化学平衡移动的方向，可以判断正反应或逆反应是吸热反应还是放热反应。
5. 合成氨适宜条件的选择
（1）选择依据：从提高反应速率的角度分析，提高反应温度、使用催化剂、适当提高氮氢比；从平衡移动的角度分析，降低温度、提高压强和适时分离反应产物氨；从实际生产的角度分析，温度和压强要与生产实际相适应。
（2）选择原则：能加快反应速率；提高原料的利用率；提高单位时间内的产量；对设备条件要求不能太高。
（3）合成氨的适宜条件：使用催化剂；适宜的压强：2×107～5×107Pa；适宜的温度：500℃左右；及时分离出氨和及时补充氮气和氢气。
例题3、(1)CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H＋)的变化如图所示。

①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应： 。
②由图可知，溶液酸性增大，CrO的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为 。
③升高温度，溶液中CrO的平衡转化率减小，则该反应的ΔH 0(填“大于”“小于”或“等于”)。
（2）Bodensteins研究了下列反应：2HI(g) H2(g)＋I2(g)。在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为 。
②上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为 (以K和k正表示)。若k正＝0.002 7 min－1，在t＝40 min时，v正＝ min－1。
③由上述实验数据计算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为 (填字母)。

（3）随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)，已知H2的体积分数随温度的升高而增加。若温度从300 ℃升至400 ℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。(选填“增大”“减小”或“不变”)
v正
v逆
平衡常数K
转化率α








相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表，则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为____________。

c(CO2)/ (mol·L－1)
c(H2)/ (mol·L－1)
c(CH4)/ (mol·L－1)
c(H2O)/ (mol·L－1)
Ⅰ
a
b
c
d
Ⅱ
m
n
x
y
【课时练习】
1．硫酸工业的重要反应之一：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)下列叙述不正确的是（ ）
A．其他条件不变，升高温度可增大SO3的生成速率
B．使用合适的催化剂，是为了增大化学反应速率
C．该反应达到化学平衡状态时，SO2可100%转化为SO3
D．该反应达到化学平衡状态时，SO3的浓度不再改变
2．可逆反应：2NO2(g) ⇌2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成2nmolNO2的同时生成2nmolNO；②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2；③用NO2，NO，O2表示的反应速率的比为2：2：1的状态；④混合气体的压强不再改变的状态；⑤混合气体的密度不再改变的状态；⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态；⑦混合气体的颜色不再改变的状态
A．①②④⑤⑥⑦
B．①②③④⑤⑦
C．①②④⑥⑦
D．全部
3．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．打开汽水瓶有气泡从溶液中冒出
B．黄绿色的氯水光照后颜色变浅
C．FeCl3＋3KSCNFe（SCN）3＋3KCl平衡体系中加入少量铁粉，溶液颜色变浅
D．2NO2（g）N2O4（g）平衡体系中，加压缩小体积后颜色加深
4．下图所示为工业合成氨的流程图。有关说法错误的是

A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率
C．步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率
D．产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂
5．K2Cr2O7溶液中存在平衡：(橙色)+H2O⇌2(黄色)+2H+，用K2Cr2O7溶液进行下列实验：

下列说法正确的是
A．①中溶液变黄，③中溶液橙色加深
B．②中被C2H5OH氧化
C．若向④中加入70％H2SO4溶液至过量，溶液变为绿色
D．K2Cr2O7在碱性条件下的氧化性比酸性条件更强
6．一定压强下，向10 L密闭容器中充入1 mol S2Cl2和1 mol Cl2，发生反应S2Cl2(g)＋Cl2(g) 2SCl2(g)。Cl2与SCl2的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示，以下说法中不正确的是（ ）

A．正反应的活化能大于逆反应的活化能
B．达到平衡后再加热，平衡向逆反应方向移动
C．A、B、C、D四点对应状态下，达到平衡状态的为B、D
D．一定温度下，在恒容密闭容器中，达到平衡后缩小容器体积，重新达到平衡后，Cl2的平衡转化率不变
7．臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为：2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)△H<0，若反应在恒容密闭容器中进行，如表由该反应相关图象作出的判断正确的是（ ）
A．甲图中改变的反应条件为升温
B．乙图中温度T2>T1，纵坐标可代表NO2的百分含量
C．丙图为充入稀有气体时速率变化
D．丁图中a、b、c三点只有b点已经达到平衡状态
8．T ℃时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)C(s)　ΔH<0，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是(　　)

A．T ℃时，该反应的平衡常数值为4
B．c点没有达到平衡，此时反应向逆向进行
C．若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于T ℃
D．T ℃时，直线cd上的点均为平衡状态
9．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是(　　)

A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
10．利用天然气水蒸气重整制备H2的反应为 每次只改变一种条件(X)，其它条件不变，CH4的平衡转化率随X的变化趋势如图所示。下列说法正确的是

A．某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2 mol/L，= 25%，则K=3
B．X为投料比时，的变化趋势为曲线N
C．X为压强时，的变化趋势为曲线M
D．X为温度时，的变化趋势为曲线N
11．在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法不正确的是（ ）

A．反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的ΔH<0
B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率
C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率
D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K＞2000
12．一定条件下，将NO(g)和O2(g)按物质的量之比2∶1充入反应容器，发生反应：2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)。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下图所示。下列说法正确的是

A．p1 < p2
B．其他条件不变，温度升高，该反应的反应限度增大
C．400℃、p1条件下，O2的平衡转化率为20%
D．400℃时，该反应的化学平衡常数的数值为10/9
13．氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。
(1)用活性炭还原NO的有关反应为：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，T℃时，各物质起始浓度及10 min和20 min各物质平衡浓度如表所示：
浓度mol/L
时间min
NO

N2

CO2

0
10
0
0
10
5
2.5
2.5
20
2
4
0.25
①在10min时，若只改变某一条件使平衡发生移动，20min时重新达到平衡，则改变的条件是____。
②在20min时，保持温度和容器体积不变再充入NO和N2，使二者的浓度均增加至原来的两倍，此时反应v正___v逆（填“＞”“＜”或“＝”）。
(2)工业上由N2、H2来制备NH3。不同温度下，向三个相同的容器中投入相同的反应物进行反应，测得不同温度时平衡混合物中NH3的物质的量分数随压强增大而变化如图所示。

①M点的v正_______Q点的v正（填“＞”“＜”或“＝”）。
②图中三条曲线对应的温度分别为T1、T2、T3，其中温度最高的是____。
③恒温恒容条件下，能说明反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的是____（填选项字母）
A．2v(N2)＝v(NH3) B．c2(NH3)/[c(N2)c3(H2)]保持不变
C．反应器中的压强不再发生变化 D．3 molH－H键断裂的同时，有2molN－H键断裂
(3)NO2存在如下平衡：2NO2(g)N2O4(g) △H＜0，在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与各自的分压（分压＝总压×物质的量分数）有如下关系： v(NO2)＝k1·p2(NO2)，v(N2O4)＝k2·p(N2O4)，相应的速率与其分压关系如图所示。

一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp（压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算）间的关系是k1＝____；在上图标出点中，指出能表示反应达到平衡状态的点是______。
14．含氮化合物对环境、生产和人类生命活动等具有很大的影响。请按要求回答下列问题：
(1)利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除工厂废气中的NO、NO2，反应机理如图所示。A包含物质为H2O和________(填化学式)。

(2)已知：
4NH3(g)＋6NO(g)＝5N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1
4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(g) ΔH2＝－b kJ·mol－1
则反应4NH3(g)＋3O2(g)＝2N2(g)＋6H2O(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
(3)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为CH4(g)＋NH3(g)HCN(g)＋3H2(g)　ΔH＞0。

①其他条件一定，达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图所示。则X可以是________(填字母)。
a．温度　　 b．压强　 c．催化剂　　 d．
②在一定温度下，向2 L密闭容器中加入 n mol CH4和2 mol NH3，平衡时NH3体积分数随n变化的关系如下图所示。a点时，CH4的转化率为_______%；平衡常数：K(a)____K(b)(填“＞”“＝”或“＜”)。

(4)肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为Mb(aq)＋O2(g) MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为K＝。在37 ℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如图所示。[α＝×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)。试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K=________。已知k逆＝60 s－1，则速率常数k正=________s－1。

15．以氯化氢为原料通过直接氧化法可以制取氯气，反应方程式为：4HCl(g)＋O2(g)⇌ 2Cl2(g)＋2H2O(g) 。
(1)该法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)⇌CuCl(s)＋Cl2(g) ΔH1＝83 kJ·mol-1
CuCl(s)＋O2(g)⇌CuO(s)＋Cl2(g) ΔH2＝－20 kJ·mol-1
CuO(s)＋2HCl(g)=CuCl2(s)＋H2O(g) ΔH3＝－121 kJ·mol-1
①总反应4HCl(g)＋O2(g)⇌2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝____kJ·mol-1。
②有利于提高总反应平衡产率的条件有______。
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
(2)恒温恒压下，可以说明总反应4HCl(g)＋O2(g)⇌2Cl2(g)＋2H2O(g)达到平衡的是___。
A．压强不变
B．氯气的体积分数保持不变
C．每生成2个H—O的同时，有4个H—Cl生成
D．反应速率v正(O2)∶v逆(H2O)＝1∶2
E．各组分的物质的量浓度都相等

(3)密闭容器中充入HCl和O2进行反应，c(HCl)随时间t的变化曲线如图1，保持其他条件不变，t2时升温，t3时重新达平衡，画出t2—t4时c(Cl2)随时间t的变化曲线____。
(4)在刚性容器中，进料浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时，HCl平衡转化率随温度变化的关系如图2：
①其中曲线①代表的c(HCl) ∶c(O2)是__________，原因__________。
②设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=4∶1的数据计算K(400℃)＝____(列出计算式，不必算出结果)。
16．丙烯(C3H6)是石油化工行业重要的有机原料之一，主要用于生产聚丙烯、二氯乙烯、异丙烯等产品。
(1)丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH=___kJ/mol。

①为了同时提高反应速率和反应物的平衡转化率，可采取的措施是___。
②目前在丙烷脱氢制丙烯时常加入适量的O2，让其同时发生下列反应：
2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g) ΔH=-235kJ/mol，通入O2的目的是___。
(2)以C4H8和C2H4为原料发生烯烃歧化反应C4H8+C2H42C3H6(g) ΔH>0。
①某温度下，上述反应中，正反应速率为v正=k正c(C4H8)c(C2H4)、逆反应速率为v逆=k逆c2(C3H6)，其中k正、k逆为速率常数，该反应使用WO3/SiO2为催化剂，下列说法中正确的是___。
A．催化剂参与了歧化反应，但不改变反应历程
B．催化剂使k正和k逆增大相同的倍数
C．催化剂降低了烯烃歧化反应的活化能，增大了活化分子百分数
D．速率常数的大小与反应历程无关系
②已知t1min时达到平衡状态，测得此时容器中n(C4H8)=amol，n(C2H4)=2amol，n(C3H6)=bmol且平衡时C3H6的体积分数为25%。再往容器内通入等物质的量的C4H8和C2H4，在新平衡中C3H6的体积分数___25%。(填“>”、“<”、“=”)
(3)工业上可用丙烯加成法制备1，2—二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)，主要副产物为3—氯乙烯(CH2=CHCH2Cl)，反应原理为
Ⅰ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g)
Ⅱ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)。在催化剂作用下发生反应I、Ⅱ，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。

①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，即v=，则前120min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)=___kPa•min-1。
②该温度下，若平衡时HCl的体积分数为12.5%，反应Ⅰ的平衡常数Kp=__kPa-1。(Kp为以分压表示的平衡常数，保留小数点后2位。)

参考答案
例题1、①⑧⑨⑩⑪
【解析】单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，能说明反应达到平衡，①正确；单位时间内生成n mol O2必生成2n mol NO，不能说明反应达到平衡状态，②错误；无论达到平衡与否，用各物质表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比，③错误；气体体积固定、质量反应前后守恒，密度始终不变，④错误；该反应前后气体物质的量相等，所以混合气体的总物质的量不变不一定平衡，⑤错误；无论是否平衡，反应的ΔH都不变，⑥错误；反应前后气体分子数不等，平衡前容器内压强逐渐变小，⑦错误；NO与N2的化学计量数之比为1∶2，当两者消耗的量为1∶2时表示v正＝v逆，说明已达平衡，⑧正确；该反应为有固体参与的非等体反应，且容器体积不变，所以压强、密度均可作标志，⑨正确；当v正＝v逆时，表明反应已达平衡状态，＝，说明正、逆反应速率相等，⑩正确；该反应属于气体的物质的量减小的反应，平衡时气体的物质的量不变，压强不变，⑪正确；根据v－t图像，对于该可逆反应t1时刻正、逆反应都在进行，⑫错误。
例题2、(1)①＜　K(A)　②见下图

增大压强，平衡右移，αHCl增大，相同温度下，HCl的平衡转化率比之前的大③BD　
（2）①K＝　a　反应①为放热反应，升高温度使其平衡向逆反应方向移动，平衡常数K应减小 ②减小　由图可知，压强恒定时，随着温度的升高，α(CO)减小　p3＞p2＞p1　温度恒定时，反应①为气体分子数减小的反应，加压使平衡向正反应方向移动，α(CO)增大，而反应③为气体分子数不变的反应，加压对其平衡无影响，故增大压强时，有利于α(CO)增大
（3）①+43 Kj/mol < AD ②原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯转化率下降 ③590℃前升高温度，反应①平衡正向移动；升高温度时，反应速率加快，单位时间产生丁烯更多，更高温度则有更多的C4H10裂解导致产率降低
【解析】(1)①结合题中αHCl～T图像可知，随着温度升高，αHCl降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正反应方向为放热反应，即ΔH＜0；A、B两点A点温度低，平衡常数K(A)大。②结合可逆反应2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g)的特点，增大压强平衡向右移动，αHCl增大，则相同温度下，HCl的平衡转化率比增压前的大，曲线如答案中图示所示。③有利于提高αHCl，则采取措施应使平衡2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g)正向移动。A项，增大n(HCl)，则c(HCl)增大，虽平衡正向移动，但αHCl减小，错误；B项，增大n(O2)即增大反应物的浓度，D项，移去H2O即减小生成物的浓度，均能使平衡正向移动，两项都正确；C项，使用更好的催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡移动，错误。（2）①根据化学平衡常数的概念可写出反应①K的表达式；反应①是放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数K减小，因此曲线a符合。②由图可知，压强不变时，随着温度的升高，α(CO)减小；反应③为气体分子数不变的反应，加压对其平衡无影响；反应①为气体分子数减小的反应，加压使α(CO)增大；由图可知，固定温度(如530 K)时，p1→p2→p3，α(CO)增大，因此综合分析可知p3＞p2＞p1。（3）①根据盖斯定律，用②式-③式可得①式，因此△H1=△H2-△H3=-199 kj/mol +242 kj/mol =+43kj/mol。由a图可以看出，温度相同时，由0.1MPa变化到xMPa，丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，所以x的压强更小，x<0.1。由于反应①为吸热反应，所以温度升高时，平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，因此A正确、B错误。反应①正向进行时体积增大，加压时平衡逆向移动，丁烯的平衡产率减小，因此C错误，D正确。正确答案：+43kj/mol、小于、AD。②一方面H2可以活化催化剂，同时作为反应①的产物，他也会促使平衡逆向移动，从而减少平衡体系中的丁烯的含量。正确答案：原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯转化率下降。③590℃之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，同时由于反应①是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过590℃时，由于丁烷高温会裂解生成短链烃类，所以参加反应①的丁烷也就相应减少。正确答案：590℃前升高温度，反应①平衡正向移动、升高温度时，反应速率加快，单位时间产生丁烯更多、更高温度则有更多的C4H10裂解导致产率降低。
例题3、（1）①2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O　②增大　1.0×1014　③小于
（2）①　②k正/K　1.95×10－3　③A点、E点
（3）
v正
v逆
平衡常数K
转化率α
增大
增大
减小
减小
＝
【解析】（1）①由图可知，随着溶液酸性增大，溶液中c(Cr2O)逐渐增大，说明CrO逐渐转化为Cr2O，则CrO的平衡转化率逐渐增大，其反应的离子方程式为2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O；②由图中A点数据，可知：c(Cr2O)＝0.25 mol·L－1、c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1，则进一步可知c(CrO)＝1.0 mol·L－1－2×0.25 mol·L－1＝0.5 mol·L－1，根据平衡常数的定义可计算出该转化反应的平衡常数为1.0×1014；③升高温度，溶液中CrO的平衡转化率减小，说明化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，即该反应的ΔH小于0。（2）①2HI(g) H2 (g)＋I2 (g)是反应前后气体物质的量不变的反应。反应后x(HI)＝0.784，则x(H2)＝x(I2)＝0.108，K＝＝＝。②到达平衡时，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k逆x(H2)x(I2)，k逆＝k正·＝k正/K，在t＝40 min时，x(HI)＝0.85，v正＝k正x2(HI)＝0.002 7 min－1×(0.85)2＝1.95×10－3 min－1。③原平衡时，x(HI)为0.784，x(H2)为0.108，二者图中纵坐标均约为1．6(因为平衡时v正＝v逆)，升高温度，正、逆反应速率均加快，对应两点在1.6上面， 升高温度，平衡向正反应方向移动，x(HI)减小(A点符合)，x(H2)增大(E点符合)。（3）H2的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应。升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，反应物的转化率减小。相同温度时平衡常数不变，则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为＝ 。

课时练习
1．C【解析】A. 其他条件不变，升高温度，可以增大活化分子的百分数，增大SO3的生成速率，A正确；
B. 催化剂降低活化能，增大活化分子的百分数，所以使用合适的催化剂，是为了增大化学反应速率，B正确；
C. 该反应为可逆反应，反应不能进行到底，达到化学平衡状态时，SO2不可能100%转化为SO3，C错误；
D. 当反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，SO3的浓度不再改变，D正确；
故答案为：C。
2．C【解析】分析：可逆反应达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等，体系中各种变量保持不变。
详解：①单位时间内生成2nmolNO2的同时生成2nmolNO，说明正反应速率和逆反应速率相等；
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2，说明正反应速率和逆反应速率相等；
③用NO2，NO，O2表示的反应速率的比为2：2：1的状态，不能说明正反应速率和逆反应速率相等；
④在恒温恒容条件下，混合气体的压强不再改变的状态，可以说明反应混合物中各组分的浓度保持不变；
⑤该体系中气体的总质量和总体积保持不变，故混合气体的密度一直不变，无法判断是否达到平衡；
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态，说明反应反应混合物中各组分的浓度保持不变；
⑦混合气体中只有二氧化氮是有色气体，故当混合气体颜色不再改变时，表明反应混合物中各组分的浓度保持不变。
综上所述，可能证明达到平衡状态的有①②④⑥⑦，C正确，本题选C。
3．D【解析】A．汽水瓶内存在反应：CO2+H2OH2CO3,打开汽水瓶，瓶内压强减小，平衡逆向移动，有气体冒出，符合勒夏特列原理，A正确；
B．黄绿色的氯水中存在反应：Cl2+H2OHClO+HCl, HClO光照后分解，平衡正向移动，Cl2 减少，颜色变浅，符合勒夏特列原理，B正确；
C．FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl平衡体系中加入少量铁粉，铁粉和铁离子反应，平衡逆向移动，溶液颜色变浅，符合勒夏特列原理，C正确；
D．对于反应2NO2(g)N2O4(g)，加压缩小体积，浓度增大，颜色加深，不符合勒夏特列原理，D错误；
答案选D。
4．C【解析】A项：合成氨使用含铁催化剂，为防止催化剂中毒，须将原料“净化”处理，A项正确；
B项：步骤②中“加压”，可增大氮气、氢气浓度，加快合成氨反应速率又能使平衡右移，提高原料转化率，B项正确；
C项：合成氨反应放热，步骤③使用较高温度不利于提高原料转化率，同时使用催化剂也不能使平衡移动，步骤④、⑤能有利于提高原料的转化率，故C项错误；
D项：产品液氨可用酸吸收生成铵态氮肥。液氨汽化时会吸收大量热，可用作制冷剂，D项正确。
本题选C。
5．C【解析】A．①在平衡体系中加入酸，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，离子浓度增大，橙色加深，③在平衡体系中加入碱，氢氧根离子消耗氢离子，氢离子浓度减小，平衡正向移动，溶液变黄，A错误；
B．②中氧化乙醇，被乙醇还原为绿色的Cr3+， B错误；
C．若向④溶液中加入70%的硫酸至过量，溶液为酸性，可以氧化乙醇，溶液变绿色，C正确；
D．②是酸性条件，④是碱性条件，酸性条件下K2Cr2O7氧化乙醇，而碱性条件不能，说明酸性条件下氧化性更强，D错误；
故选C。
6．A【解析】根据反应S2Cl2 (g) +Cl2 (g)2SCl2 (g)可知，用氯气的消耗速率表示正反应速率和用SCl2的消耗速率表示逆反应速率，二者之比为1：2时转化为用同一种物质表示的正逆反应速率相等，达到平衡状态，由图像可知B、D点时的正逆反应速率之比为1：2，达到平衡状态；B、D点为平衡点，由图中数据可知，B、D点的状态对应的温度为250℃，300℃时，SCl2的消耗速率大于氯气的消耗速率的2倍，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH2＜0。
A. 正反应的活化能是发生反应所需要的能量，逆反应的活化能是反应中又释放出的能量，正反应的活化能减去逆反应的活化能就等于总反应的吸热放热量，由分析可知ΔH＜0，正反应为放热反应，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能，故A错误；
B. 由分析可知ΔH＜0，正反应为放热反应，加热后平衡向逆反应方向移动，故B正确；
C. 根据反应S2Cl2 (g) +Cl2 (g)2SCl2 (g)可知，用氯气的消耗速率表示正反应速率和用SCl2的消耗速率表示逆反应速率，二者之比为1：2时转化为用同一种物质表示的正逆反应速率相等，达到平衡状态，由图像可知B、D点时的正逆反应速率之比为1：2，达到平衡状态；B、D点为平衡点，故C正确；
D. 根据反应S2Cl2 (g) +Cl2 (g)2SCl2 (g)反应物和产物都是气体，且反应物和产物的系数相等，所以改变压强不改变平衡移动，缩小容器体积，重新达到平衡后，Cl2的平衡转化率不变，故D正确；
答案选A。
7．A【解析】A. 甲图正、逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向进行，则改变的反应条件为升高温度，A正确；
B. 乙图中T2曲线先达到平衡状态，则温度T2＞T1，升高温度平衡向逆反应方向进行，NO2的百分含量增大，则纵坐标不能代表NO2的百分含量，B错误；
C. 充入稀有气体时反应物浓度不变，反应速率不变，C错误；
D. 升高温度，平衡逆向移动，K正减小、K逆增大，曲线表示平衡常数与温度的关系，曲线上各点都是平衡点，D错误；
答案选A。
8．C【解析】A、根据平衡常数的表达式并结合图中曲线可知，K=1/[c(A)×c(B)]=1/4，故A错误；
B、c点没有达到平衡，如果达到平衡，应向d点移动，A、B的浓度降低，说明平衡向正反应方向移动，故B错误；
C、如果c点达到平衡，此时的平衡常数小于T℃时的平衡常数，说明平衡向逆反应方向移动，即升高温度，故C正确；
D、平衡常数只受温度的影响，与浓度、压强无关，因此曲线ab是平衡线，故D错误；
答案选C。
9．D【解析】由题意可知，反应SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)是一个反应前后体积不变的可逆反应，由于容器恒容，结合图象可知反应速率先增大再减小，因为只要开始反应，反应物浓度就要降低，正反应速率应该降低，但此时正反应速率却是升高的，这说明此时温度的影响是主要的，由于容器是绝热的，因此该反应是放热反应，从而导致容器内温度升高反应速率加快，而在c点之后，正反应速率降低，而温度是升高的，说明浓度是主要因素。
A．化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡，故A错误；
B．a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，则a点反应物的浓度大于b点反应物的浓度，故B错误；
C．根据分析，从a到c正反应速率增大，c点之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，故C错误；
D．随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多。Δt1＝Δt2时，a～b段平均速率小于b～c段的平均速率，则b～c段SO2的转化率较大，故D正确；
答案选D。
10．B【解析】A．某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2 mol/L，= 25%，则平衡后CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度分别为：0.15mol/L、0.15mol/L、0.05mol/L、0.15mol/L，则平衡常数K=，A选项错误；
B．X为投料比时，投料比增大，减小，即的变化趋势为曲线N，B选项正确；
C．X为压强时，加压平衡逆向移动，减小，则的变化趋势为曲线N，C选项错误；
D．X为温度时，升高温度平衡正向移动，增大，则的变化趋势为曲线M，D选项错误；
答案选B。
11．C【解析】A．根据图知，升高温度NO转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，则正反应为放热反应，△H＜0，故A正确；
B．图中X点在该温度下没有达到平衡状态，此点反应正向移动，所以延长时间能提高NO转化率，故B正确；
C．Y点为该温度下的平衡点，增大反应物O2浓度，平衡正向移动，从而提高NO转化率，故C错误；
D．设消耗的c(O2)＝xmol/L，根据方程式知，消耗的c(NO)＝2c(O2)＝2xmol/L，NO的转化率为50%，则c起始(NO)＝4xmol/L，平衡时c(NO)＝2xmol/L、c(NO2)＝2xmol/L，c(O2)＝(5.0×10−4-x)mol/L，化学平衡常数K＝＝＞2000，故D正确；
故答案选C。
12．A【解析】A．2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)是正方向体积减小的反应，增大压强平衡正移，则NO的转化率会增大，由图可知，相同温度下，p2时NO的转化率大，则p2时压强大，即p1< p2，故A正确；
B．由图象可知，随着温度的升高，NO的转化率减小，说明升高温度，平衡逆向移动，该反应的反应限度减小，故B错误；
C．根据图像，400℃、p1条件下，NO的平衡转化率为40%，将NO(g)和O2(g)按物质的量之比2∶1充入反应容器，则O2的平衡转化率也为40%，故C错误；
D．该反应为气体的体积发生变化的反应，根据平衡常数K=，而c=，因此K=与气体的物质的量和容器的体积有关，题中均未提供，因此无法计算400℃时，该反应的化学平衡常数K，故D错误；
答案选A。
13．(1) ①分离出了产物CO2(或减小CO2的浓度) ②＞（2）①＞②T3③BC(3)2k2·Kp；BD
【解析】 (1) ①根据表中数据，10min改变条件后，到20min，重新达到平衡，NO的浓度减少3mol·L－1，N2的浓度增加了1.5mol·L－1，符合化学计量数之比，CO2的浓度理应增加，现在CO2的浓度减少了2.25mol·L－1，说明10min改变的条件是分离出了产物CO2(或减小CO2的浓度)；
②根据表中的数据，此温度下，该反应的平衡常数；20min时，保持温度和容器的体积不变充入NO和N2，浓度增加为原来的两倍，c(NO)=4mol·L－1，c(N2)=8mol·L－1，则此时的浓度商；Qc小于K，平衡正向移动，则v正＞v逆；
(2) 合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)△H＜0；
①Q、M两点在同一等温曲线上，但是M点压强高；其他条件一定时，压强越大，化学反应速率越大，因此M点的正反应速率大，则M点的v正＞Q点的v正
②合成氨反应是正向气体体积减小的放热反应，其他条件一定时，温度升高能使化学平衡逆向移动，则NH3的含量越小，根据图像可知，T1、T2、T3中温度最高的是T3；
③A．2v(N2)＝v(NH3)，不能说明正反应速率等于逆反应速率，因此不能判断该反应是否达到平衡，A不符合题意；
B．是该反应的化学平衡常数的表达式，其值不变，说明该反应达到了最大限度，故反应达到了平衡，B符合题意；
C．在恒温恒容条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，合成氨反应正反应是气体分子数减小的反应，若压强不变，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡，C符合题意；
D．H－H键断开表示的是正反应速率，N－H键断裂表示逆反应速率；若反应达到平衡，断开3molH－H键的同时，应该有6molN－H键断裂，现只有2molN－H键断裂，说明反应未达到平衡，D不符合题意；
答案选BC；
(3)NO2的消耗速率表示的是正反应速率；N2O4的消耗速率表示的是逆反应速率；当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，用不同的物质表示时，其数值之比等于计量数之比，则v(NO2)=2v(N2O4)；根据关系式，有 k1·p2(NO2)= 2k2·p(N2O4)，，该反应的平衡常数，联立两式，可得k1=2k2·Kp；
达到平衡时，v(NO2)=2v(N2O4)，B、D两点表示的速率恰好满足，因此达到平衡的点为BD。
14．（1）N2（2）- (3)①bd②25；=（4）2；120
【解析】 (1)由图示有方程：[(NH4)2(NO2)]2++NO=[(NH4)(HNO2)]++A+H+，根据原子守恒，可得A为N2+H2O；
(2)已知：①4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)△H1=-a kJ/mol
②4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H2=-b kJ/mol
根据盖斯定律，将×(2×①+3×②)可得：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-kJ/mol；
(3)①图象趋势为平衡时NH3转化率随外界条件X增大而减小。
a．该反应是吸热反应，温度升高平衡正向移动，NH3转化率随温度的升高而增大，与图形不符，a错误；
b．该反应是气体体积增大的反应，增大压强，化学平衡逆向移动，NH3转化率随压强增大而减小，与图形符合，b正确；
c．催化剂能同等倍数的影响正、逆反应速率，因此对化学平衡移动无影响，c错误；
d．越大，代表氨气的量越大，有利于正反应，但是氨气的转化率却随着氨气的增多而减小，与图形相符合，d正确；
故合理选项是bd；
②a点时，n(CH4)=2 mol，n(NH3)=2 mol，设转化CH4的物质的量为x，根据反应方程式CH4(g)＋NH3(g)HCN(g)＋3H2(g)中物质反应转化关系可知：平衡时产生HCN的物质的量为x mol，H2的物质的量为3x mol，则平衡时剩余CH4(g)与NH3(g)的物质的量都是(2-x) mol，由于平衡时NH3体积分数为30%，所以=30%，解得x=0.5 mol，所以CH4的转化率=×100%=25%；a点和b点温度相同，这两点的化学平衡常数也相同，即K(a)=K(b)；
(4)已知正反应速率v正=k正•c(Mb)•p(O2)，逆反应速率v逆=k逆•c(MbO2)，平衡时，v正=v逆，则k正•c(Mb)•p(O2)= k逆•c(MbO2)，=K；由图可知：c点时，p(O2)=4.5 kPa，α＝×100%=90%，则生成的c(MbO2)=0.9c(Mb)初始，平衡时的c(Mb)=0.1c(Mb)初始，则K==2 kPa-1；已知k逆=60 s-1，又K==2，则速率常数k正=K·k逆=120 s-1•kPa-1。
15．①（1）-116②AD（2）BD（3）(4)①1∶1；温度不变，增大氧气浓度，HCl的平衡转化率增大②
【解析】 (1)①i．CuCl2(s) ⇌CuCl(s)+ Cl2(g) △H1=83 kJ•mol-1，ii．CuCl(s)+ O2(g) ⇌CuO(s)+ Cl2(g) △H2=－20 kJ•mol-1，iii．CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) △H3=－121 kJ•mol-1，根据盖斯定律，(i+ii+iii)×2可得：4HCl(g)+O2(g) ⇌2Cl2(g)+2H2O(g) △H=[(83kJ•mol-1)+( －20kJ•mol-1)+( －121kJ•mol-1)]×2=－116kJ•mol-1，故答案为：－116；
②总反应为4HCl(g)+O2(g) ⇌2Cl2(g)+2H2O(g) △H=－116kJ•mol-1，由勒夏特列原理可知，为了提高平衡产率，即平衡需要正向移动，低温和高压符合条件，故答案为：AD；
(2) A．恒温恒压下，压强始终不变，不能判断是平衡状态，故A错误；B．氯气的体积分数保持不变，说明反应达到了平衡状态，故B正确；C．根据方程式4HCl(g)＋O2(g)⇌ 2Cl2(g)＋2H2O(g)，生成2个H—O，即生成1个水分子，4个H—Cl生成，即生成4个HCl分子，因此每生成2个H—O的同时，有4个H—Cl生成，说明正、逆反应速率不相等，不是平衡状态，故C错误；D．反应速率v正(O2)∶v逆(H2O)＝1∶2，表示正逆反应速率相等，是平衡状态，故D正确；E．各组分的物质的量浓度都相等，不能说明各组分的物质的量浓度是否不变，不能判断是平衡状态，故E错误；故答案为：BD；
(3)根据 4HCl(g)＋O2(g)⇌ 2Cl2(g)＋2H2O(g) △H=－116kJ•mol-1，结合图1可知，起始时c(HCl)=0.4mol/L，平衡时，c(HCl)=0.1mol/L，则平衡时c(Cl2)= 0.15mol/L，保持其他条件不变，t2时升温，平衡逆向移动，达到新平衡时c(Cl2)减小，t2—t4时c(Cl2)随时间t的变化曲线大致为，故答案为：；
(4)①根据图象，温度一定时，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)越小，即增大氧气浓度，HCl的转化率增大，所以进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1时，HCl的转化率在1∶1、4∶1、7∶1中最大，为最上边曲线①，曲线③代表的c(HCl) ∶c(O2)是7∶1，故答案为：1∶1；温度不变，增大氧气浓度，HCl的平衡转化率增大；
②400℃时，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=4∶1的HCl转化率为76%，

化学平衡常数K==，故答案为：。
16．（1）+124.2①升高温度②丙烷直接裂解是吸热反应，通入足量O2可提供裂解所需的能量，并保持热平衡(2)①BCD②>(3)①0.09 ②0.21
【解析】 (1)据图可知i：C3H8(g)=CH4(g)+C2H2(g)+H2(g)△H1=156.6kJ•mol-1
ii：C3H6(g)=CH4(g)+C2H2(g)△H2=32.4kJ•mol-1
根据盖斯定律由i-ii可得C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g)的△H=+124.2kJ/mol；
①该反应焓变大于0，为吸热反应，所以升高温度既可以提高反应速率也可以提高反应物的平衡转化率；而催化剂虽然能增大反应速率，但不改变平衡转化率，加压可以提高反应速率，但平衡逆向移动，转化率减小；加入一定量的C3H8也可以提高反应速率，但同时也会增大压强，反应物的转化率会减小，综上所述可行的方法为升高温度；
②丙烷直接裂解是吸热反应，通入足量O2与丙烷反应会放出热量，可提供裂解所需的能量，并保持热平衡；
(2)①A．催化剂会改变反应历程，从而降低反应的活化能，提高反应速率，故A错误；
B．催化剂可以加快反应速率，但不影响平衡状态，即催化剂对正逆反应速率的影响是一致的，故B正确；
C．催化剂可以降低反应的活化能，从而使能量较低的分子也成为活化分子，增大了活化分子的百分数，故C正确；
D．反应平衡时，v正=k正c(C4H8)c(C2H4)=v逆=k逆c2(C3H6)，所以，而平衡常数的大小与温度有关，所以速率常数的大小与温度有关，与反应历程无关，故D正确；
综上所述选BCD；
②平衡时C3H6的体积分数为25%，则容器内气体总物质的量为4b mol，所以有(a+2a+b)mol=4b mol，所以a=b；根据反应方程式可知，初始投料为n(C4H8)=1.5a mol，n(C2H4)=2.5amol，n(C4H8)：n(C4H8)<1:1，对于可逆反应，同一温度下，当投料比与计量数之比相等时生成物的体积分数最大，再往容器内通入等物质的量的C4H8和C2H4，使初始投料比更接近1:1，产物的体积分数增大，所以新平衡中C3H6的体积分数大于25%。
(3)①反应Ⅱ前后气体系数之和相同，反应I为气体减少的反应，所以压强的减小是由反应I引起的，且根据系数变化可知△p(CH2ClCHClCH3)与容器压强的变化相同，所以12min内△p(CH2ClCHClCH3)=(80-69.2)kPa=10.8kPa，则v(CH2ClCHClCH3)== 0.09 kPa•min-1；
②恒容密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比，等于体积之比；初始压强为80kPa，则不妨设初始投料为CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)各40mol，根据表格数据可知平衡时压强为57.6kPa，则气体的总物质的量为57.6mol；△n总=(80-57.6)mol=22.4mol，则反应I中生成的n(CH2ClCHClCH3)=22.4mol，消耗的nI(CH2=CHCH3)= nI(Cl2)=22.4mol；HCl的体积分数为12.5%，则n(HCl)=57.6mol×12.5%=7.2mol，根据反应II的方程式可知消耗的nII(CH2=CHCH3)= nII(Cl2)=7.2mol，所以平衡时n(CH2=CHCH3)= n(Cl2)=(40-22.4-7.2)mol=10.4mol；综上所述平衡时n(CH2ClCHClCH3)=22.4mol，n(CH2=CHCH3)= n(Cl2)=10.4mol，则p(CH2ClCHClCH3)=22.4kPa，p(CH2=CHCH3)= p(Cl2)=10.4kPa，所以Kp==0.21kPa-1。