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．正误判断，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)√

1．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

2．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。

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	在任何温度下均自发进行
+	－	永远是正值	在任何温度下均非自发进行
+	+	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

　　　　　　　　　　　　　　 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．正误判断，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<c₁<0.14 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生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v_Y(生成)∶v_Z(生成)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0<c₁<0.14 mol.L^－1。

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

题组二　审准题干，关注特点，判断标志

3．在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于系数之比，⑦某种气体的百分含量

(1)能说明2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)达到平衡状态的是________。

(2)能说明I₂(g)+H₂(g)2HI(g)达到平衡状态的是________。

(3)能说明2NO₂(g)N₂O₄(g)达到平衡状态的是________。

(4)能说明C(s)+CO₂(g)2CO(g)达到平衡状态的是________。

(5)能说明A(s)+2B(g)C(g)+D(g)达到平衡状态的是________。

(6)能说明NH₂COONH₄(s)2NH₃(g)+CO₂(g)达到平衡状态的是________。

(7)能说明5CO(g)+I₂O₅(s)5CO₂(g)+I₂(s)达到平衡状态的是________。

答案　(1)①③④⑦　(2)⑤⑦　(3)①③④⑤⑦

(4)①②③④⑦　(5)②④⑦　(6)①②③　(7)②④⑦

4．若上述题目改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？

答案　(1)②③④⑦　(2)⑤⑦　(3)②③④⑤⑦　(4)②③④⑦　(5)②④⑦　(6)②③　(7)②④⑦

1．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)。

2．规避“2”个易失分点

(1)化学平衡状态判断“三关注”

关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。

(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全是气体参加的体积不变的反应，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＝(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．正误判断，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＝，　K₂＝，　K₁＝

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＝

②naA(g)+nbB(g)ncC(g)

K₂＝＝K或K₁＝

无论①还是②，A或B的转化率是相同的。

5．书写下列化学平衡的平衡常数表达式。

(1)Cl₂+H₂OHCl+HClO

(2)C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g)

(3)CH₃COOH+C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅+H₂O

(4)CO+H₂OHCO+OH^－

(5)CaCO₃(s)CaO(s)+CO₂(g)

答案　(1)K＝

(2)K＝

(3)K＝

(4)K＝

(5)K＝[CO₂]

题组一　多个反应中平衡常数关系判断

1．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

2NO(g)+Cl₂(g)2ClNO(g)　K₂

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

答案　

解析　K₁＝，K₂＝，K＝，所以K＝。

2．已知：①CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)

②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)

③CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)

某温度下三个反应的平衡常数的值依次为K₁、K₂、K₃，则该温度下反应3CO(g)+3H₂(g)CH₃OCH₃(g)+CO₂(g)的化学平衡常数K为________________(用K₁、K₂、K₃表示)。

答案　K.K₂.K₃

解析　K₁＝

K₂＝

K₃＝

K＝

K₂.K₃＝

K＝

K.K₂.K₃＝＝K

题组二　平衡常数的影响因素及其应用

3．甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO₂来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

化学反应	平衡常数	温度/℃
500	800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)	K1	2.5 mol－2.L2	0.15 mol－2.L2
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)	K2	1.0	2.50
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)	K3

(1)据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₃＝________(用K₁、K₂表示)。

(2)反应③的ΔH________0(填“>”或“<”)。

(3)500 ℃时测得反应③在某时刻H₂(g)、CO₂(g)、CH₃OH(g)、H₂O(g)的浓度(mol.L^－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v_正________v_逆(填“>”、“＝”或“<”)。

答案　(1)K₁.K₂　(2)<　(3)>

解析　(1)K₁＝，

K₂＝，

K₃＝，

K₃＝K₁.K₂。

(2)根据K₃＝K₁.K_2,500 ℃、800 ℃时，反应③的平衡常数分别为2.5 mol^－2.L^2,0.375 mol^－2.L²；升温，K减小，平衡左移，正反应为放热反应，所以ΔH<0。Q＝<2.5 mol^－2.L²。所以v_正>v_逆。

4．在一个体积为2 L的真空密闭容器中加入0.5 mol CaCO₃，发生反应CaCO₃(s)CaO (s)+CO₂(g)，测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示，图中A表示CO₂的平衡浓度与温度的关系曲线，B表示不同温度下反应经过相同时间时CO₂的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题：

(1)该反应正反应为______热反应(填“吸”或“放”)，温度为T₅ ℃时，该反应耗时40 s达到平衡，则T₅℃时，该反应的平衡常数数值为________。

(2)如果该反应的平衡常数K值变大，该反应________(选填编号)。

a．一定向逆反应方向移动

b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小

c．一定向正反应方向移动

d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大

(3)请说明随温度的升高，曲线B向曲线A逼近的原因：

___________________________________。

(4)保持温度，体积不变，充入CO₂气体，则CaCO₃的质量________，CaO的质量________，CO₂的浓度________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(5)在T₅℃下，维持温度和容器体积不变，向上述平衡体系中再充入0.5 mol N₂，则最后平衡时容器中的CaCO₃的质量为________ g。

答案　(1)吸　 0.2　(2)bc　(3)随着温度升高，反应速率加快，达到平衡所需要的时间变短　(4)增大　减小　不变　(5)10

解析　(1)T₅ ℃时，[CO₂]＝0.20 mol.L^－1，

K＝[CO₂]＝0.20 mol.L^－1。

(2)K值增大，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。

(4)体积不变，增大[c(CO₂)]，平衡左移，CaCO₃质量增大，CaO质量减小，由于温度不变，K不变，所以c(CO₂)不变。

(5)保持体积、温度不变，充入N₂，平衡不移动，[c(CO₂)]仍等于0.20 mol.L^－1，其物质的量为0.4 mol，所以剩余CaCO₃的物质的量为0.5 mol－0.4 mol＝0.1 mol，其质量为10 g。

　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：

＝Q，称为浓度商。

Q

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)，设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＝。

(2)[A]_平＝ (mol.L^－1)。

(3)α(A)_平＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。

(4)φ(A)＝×100%。

(5)＝。

(6)(混)＝(g.L^－1)。

(7)＝(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×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：

[M]＝0.4 mol.L^－1　[N]＝1.8 mol.L^－1

[P]＝0.6 mol.L^－1　[Q]＝0.6 mol.L^－1

因此化学平衡常数K＝＝＝

由于温度不变，因此K不变，新状态达到平衡后

[P]＝2 mol.L^－1　[Q]＝2 mol.L^－1

[M]＝2 mol.L^－1　[N]＝(a－2) mol.L^－1

K＝＝＝

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

[M]＝b(1－x) mol.L^－1　[N]＝b(1－x) mol.L^－1

[P]＝bx mol.L^－1　[Q]＝bx mol.L^－1

K＝＝＝

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．[SO₂]＝0.3 mol.L^－1、[O₂]＝0.15 mol.L^－1

B．[SO₃]＝0.4 mol.L^－1

C．[O₂]＝0.2 mol.L^－1、[SO₂]＝0.4 mol.L^－1

D．[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) mol^－1.L(或180 mol^－1.L)　(3)0.08 mol.L^－1.min^－1　80 mol^－1.L

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＝＝ mol^－1.L，同理可得出选项D中K₂＝＝180 mol^－1.L。

(3)v(SO₂)＝＝0.16 mol.L^－1.min^－1，换算出v(O₂)＝0.08 mol.L^－1.min^－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＝＝80 mol^－1.L。

1．[2012.海南，15(3)]可逆反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)。判断该反应是否达到平衡的依据为__________(填正确选项前的字母)：

a．压强不随时间改变

b．气体的密度不随时间改变

c．c(A)不随时间改变

d．单位时间里生成C和D的物质的量相等

答案　c

2．[2012.山东理综，29(3)]一定温度下，反应N₂O₄(g)2NO₂(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N₂O₄充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。

答案　ad

解析　密度不变时为平衡状态，a对；对于给定的反应，ΔH一直保持不变，故不能说明反应达到平衡状态，b错；N₂O₄的正反应速率逐渐减小，最后保持不变，NO₂的反应速率应从零开始，逐渐增大，最后保持不变，c错；转化率一定时达到平衡，d对。

3．(2015.天津理综，6)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)+mY(g)3Z(g)，平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(　)

A．m＝2

B．两次平衡的平衡常数相同

C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1

D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol.L^－1

答案　D

解析　A项，由题意可知两种条件下X、Y、Z的初始物质的量不同，而最终平衡状态相同，则两种条件下建立的平衡为温度、容积不变时的等效平衡，故满足反应前后气态物质计量数之和相等，则1+m＝3，m＝2，正确；B项，温度不变，平衡常数不变，正确；C项，X、Y 的初始物质的量之比为1∶2，根据方程式可知参加反应的X、Y的物质的量之比也为1∶2，故X与Y的平衡转化率之比为1∶1，正确；D项，由方程式可知该反应中反应前后气体的物质的量不变，所以第二次平衡时气体的总物质的量为4 mol，则Z的物质的量为4 mol×10%＝0.4 mol，Z的浓度为0.4 mol÷2 L＝0.2 mol.L^－1，错误。

4．[2015.浙江理综，28(2)(3)(4)]乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

(2)维持体系总压p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝________(用α等符号表示)。

(3)工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1∶9)，控制反应温度600 ℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H₂以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实__________________________。

②控制反应温度为600 ℃的理由是________。

(4)某研究机构用CO₂代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯­二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸气工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO₂+H₂===CO+H₂O，CO₂+C===2CO。新工艺的特点有________(填编号)。

①CO₂与H₂反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移

②不用高温水蒸气，可降低能量消耗

③有利于减少积炭

④有利于CO₂资源利用

答案　(2)p mol.L^－1或 mol.L^－1

(3)①正反应方向气体分子数增加，加入水蒸气稀释，相当于起减压的效果

②600 ℃，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大

(4)①②③④

解析　(2)根据反应：

起始物质的量　　　　　　　　 n　　　　　　　 0　　　　　　 0

改变物质的量　 　　　　　　　　nα　 　　　　　　　　　　nα　 　　　　　　　　nα

平衡物质的量　　　　　　　　 (1－α)n　 　　　　　　　　nα　 　　　　　　　　nα

平衡时体积为(1+α)V

平衡常数K＝＝ mol.L^－1

另外利用分压也可以计算出：K_p＝p mol.L^－1

(3)①正反应方向气体分子数增加，掺入水蒸气作稀释剂，相当于降低反应体系的分压，平衡正向移动，可以提高平衡转化率；②由图可知，温度为600 ℃时，乙苯的平衡转化率较大，苯乙烯的选择性较高。

(4)①CO₂与H₂反应，H₂浓度减小，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移，正确；②不用高温水蒸气，可降低能量消耗，正确；③CO₂能与碳反应，生成CO，减少积炭，正确；④充分利用CO₂资源，正确。故选①②③④。

5．[2015.全国卷Ⅰ，28(4)]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)。

答案　①　②k_正/K　1.95×10^－3　③A点、E点

解析　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)。

6．(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，[NO₂]＝0.120 mol.L^－1+0.002 0 mol.L^－1×10 s×2＝0.160 mol.L^－1

[N₂O₄]＝0.040 mol.L^－1－0.002 0 mol.L^－1.s^－1×10 s＝0.020 mol.L^－1

K₂＝＝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＝可知：v(N₂O₄)＝＝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＝＝＝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＝＝＝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。

练出高分

1．对可逆反应N₂ (g)+3H₂(g)2NH₃(g)　ΔH＝－92.4 kJ.mol^－1，下列叙述正确的是(　)

A．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大

B．若单位时间内生成x mol N₂的同时，消耗2x mol NH₃，则反应达到平衡状态

C．达到化学平衡时，2v_正(H₂)＝3v_逆(NH₃)

D．加入催化剂，正反应速率增大，逆反应速率不变

答案　C

　解析　A项，达到化学平衡时，若增加容器体积即减小压强，正逆反应速率都减小，故A错误；B项，若单位时间内生成x mol N₂的同时，消耗2x mol NH₃，表示的都是逆反应速率，无法判断正逆反应速率是否相等，故B错误；C项，化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比，根据化学方程式可知2v_正(H₂)＝3v_正(NH₃)，3v_正(NH₃)＝3v_逆(NH₃)，所以2v_正(H₂)＝3v_逆(NH₃)，故C正确；D项，催化剂同等程度的改变正逆反应速率，所以加入催化剂，正反应速率增大，逆反应速率也同等程度增大，故D错误。

2．在恒容密闭容器中，可以作为2NO₂(g)2NO(g)+O₂(g)达到平衡状态的标志是①单位时间内生成n mol O₂的同时生成2n mol NO₂；②单位时间内生成n mol O₂的同时生成2n mol NO；③混合气体的颜色不再改变；④混合气体的密度不再改变的状态；⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态；⑥混合气体中NO与O₂的物质的量之比保持恒定；⑦混合气体中NO与NO₂的物质的量之比保持恒定(　)

A．①③⑤⑦　 　　　　　　　　　 B．②④⑤

C．①③④　 　　　　　　　　　　 D．①②③④⑤

答案　A

解析　①单位时间内生成n mol O₂的同时生成2n mol NO₂证明正逆反应速率相等，达到了平衡，故正确；②未体现正逆反应速率的关系，故错误；③混合气体的颜色不再改变，证明二氧化氮的浓度不随着时间的变化而变化，反应达到了平衡，故正确；④化学反应前后质量是守恒的，体积是不变的，混合气体的密度不变，故错误；⑤化学反应前后物质的量变化，质量守恒，所以混合气体的平均相对分子质量变化，当达到了平衡状态，不再变化，故正确；⑥如果反应开始只加入NO₂，混合气体中NO与O₂的物质的量之比保持恒定不能作为平衡的判断标志，故错误；⑦NO与NO₂的物质的量之比保持恒定，即它们的浓度保持恒定，证明化学反应的正逆反应速率相等，达到了平衡，故正确。故答案选A。

3．汽车净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO₂(g)+N₂(g)　ΔH<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是(　)

答案　B

解析　由于是绝热、恒容密闭体系，随着反应的进行，体系的温度升高，K不断减小，当K不变时，即温度保持不变，该反应达到平衡状态。

4．下列关于平衡常数的说法正确的是(　)

A．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度

B．在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值

C．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等无关

D．从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度

答案　D

解析　在平衡常数表达式中，反应物及生成物浓度均为达到化学平衡时的浓度；在温度一定时，对一个确定化学计量数的可逆反应，化学平衡常数是一个恒定值，其大小只与温度有关，与其他外界条件无关，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度。

5．可逆反应：2SO₂+O₂2SO₃达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O₂。下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商)(　)

A．Q不变，K变大，O₂转化率增大

B．Q不变，K变大，SO₂转化率减小

C．Q变小，K不变，O₂转化率减小

D．Q增大，K不变，SO₂转化率增大

答案　C

解析　当可逆反应2SO₂+O₂2SO₃达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O₂，平衡向右进行，但O₂转化率减小，浓度商Q变小，K不变。

6．化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：

2NO(g)N₂(g)+O₂(g)　K₁＝1×10³⁰；

2H₂(g)+O₂(g)2H₂O(g)　K₂＝2×10⁸¹ mol^－1.L；

2CO₂(g)2CO(g)+O₂(g)　K₃＝4×10^－92 mol.L^－1。

以下说法正确的是(　)

A．常温下，NO分解产生O₂的反应的平衡常数表达式为K₁＝[N₂][O₂]

B．常温下，水分解产生O₂，此时平衡常数的数值约为5×10^－80 mol.L^－1

C．常温下，NO、H₂O、CO₂三种化合物分解放出O₂的倾向由大到小的顺序为NO＞H₂O＞CO₂

D．以上说法都不正确

答案　C

解析　K₁的表达式应为K₁＝，A错误；常温下，水分解产生O₂，是H₂和O₂化合生成H₂O的逆反应，因此其平衡常数的数值应为K₂的倒数，数值为5×10^－82 mol.L^－1，B错误；由于三个反应都处在常温下，根据K值的大小可以得出三种化合物分解放出O₂的倾向由大到小的顺序为NO＞H₂O＞CO₂，C正确。

7．一定条件下合成乙烯：6H₂(g)+2CO₂(g)CH₂===CH₂(g)+4H₂O(g)；已知温度对CO₂的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法不正确的是(　)

A．生成乙烯的速率：v(M)有可能小于v(N)

B．平衡常数：K_M ＞K_N

C．当温度高于250 ℃，升高温度，平衡向逆反应方向移动，从而使催化剂的催化效率降低

D．若投料比n(H₂)∶n(CO₂)＝3∶1，则图中M点时，乙烯的体积分数为7.7%

答案　C

解析　升温，CO₂的平衡转化率减小，平衡左移，正反应为放热反应，所以K_M>K_N，B正确；A项，N点虽然催化剂的催化效率低于M点，但温度高，所以有可能v(N)>v(M)，正确；C项，催化剂的催化效率降低，是由于温度升高，催化剂的活性降低造成的，不是平衡移动造成的，错误；D项，M点CO₂的平衡转化率为50%，此时，乙烯的体积分数为

×100%≈7.7%。

8．O₃也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O₃可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：

反应①　O₃O₂+[O]　ΔH＞0　平衡常数为K₁；

反应②　[O]+O₃2O₂　ΔH＜0　平衡常数为K₂；

总反应：　2O₃3O₂　ΔH＜0　平衡常数为K。

下列叙述正确的是(　)

A．降低温度，K减小

B．K＝K₁+K₂

C．适当升温，可提高消毒效率

D．压强增大，K₂减小

答案　C

解析　A项，降温，总反应平衡右移，K增大，错误；B项，K₁＝、K₂＝、K＝＝K₁.K₂，错误；C项，升温，反应①右移，增大，提高消毒效率，正确；D项，对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，错误。

9．一定温度下(T₁＜T₂)，在三个体积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应：

CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)

容器编号	温度/℃	起始物质的量/mol	平衡物质的量/mol
CO	H2	CH3OH(g)
Ⅰ	T1	0.2	0.4	0.18
Ⅱ	T1	0.4	0.8
Ⅲ	T2	0.2	0.4	0.16

下列说法正确的是(　)

A．该反应的正反应为吸热反应

B．达平衡时，容器Ⅰ中CH₃OH(g)的体积分数比容器Ⅱ中的大

C．采取加压、增大c(H₂)、加入合适的催化剂等措施，都能提高CO的转化率

D．若起始时向容器Ⅰ中充入CO 0.2 mol、H₂ 0.2 mol、CH₃OH(g) 0.5 mol，反应将向正反应方向进行

答案　D

解析　A项，对比Ⅰ、Ⅲ数据，可知温度升高，CH₃OH的物质的量减小，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热反应，错误；B项，Ⅱ相对于Ⅰ是成比例的增加投料量，相当于加压，平衡向正反应方向移动，Ⅱ中CH₃OH的物质的量分数增大，错误；C项，催化剂不影响平衡移动，故不会提高CO的转化率，错误；D项，由Ⅰ中数据有：

　　　　　 CO(g)　+　2H₂(g)　　CH₃OH(g)

c始/mol.L^－1　 0.1　 　　　　0.2　 　　　　0

c变/mol.L^－1　 0.09　 　　　0.18　 　　　　0.09

c平/mol.L^－1　 0.01　 　　　0.02　 　　　　0.09

K＝＝＝22 500 mol.L^－1，Q＝＝＝250 mol^－2.L²<K，向正反应方向建立平衡，正确。

10．加热N₂O₅，依次发生的分解反应为①N₂O₅(g)N₂O₃(g)+O₂(g)，②N₂O₃(g)N₂O(g)+O₂(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N₂O₅，加热到t ℃，达到平衡状态后O₂为9 mol，N₂O₃为3.4 mol，则t ℃时反应①的平衡常数为(　)

A．10.7　 　　　　　　　　　　　 B．8.5　

C．9.6　 　　　　　　　　　　　　 D．10.2

答案　B

解析　　　N₂O₅(g)N₂O₃(g)　+　O₂(g)

起始/mol　 　　8　 　　　　0　 　　　　　0

平衡/mol　 　　8－x　 　　x　 　　　　　x

　　　　 N₂O₃(g)N₂O(g)+O₂(g)

起始/mol　 　　　x　 　　　0　 　　　0

平衡/mol　 　　x－y　 　　y　 　　　y

，则，

所以K(①)＝＝＝8.5 mol.L^－1，B正确。

11．恒温下，容积均为2 L的密闭容器M、N中，分别有以下两种起始投料建立的可逆反应3A(g)+2B(g)2C(g)+xD(s)的化学平衡状态，相关数据如下：

M：3 mol A、2 mol B,2 min达到平衡，生成D 1.2 mol，测得从反应开始到平衡C的速率为0.3 mol.L^－1.min^－1；N：2 mol C、y mol D，达到平衡时[A]＝0.6 mol.L^－1。下列结论中不正确的是(　)

A．x＝2

B．平衡时M中[A]＝0.6 mol.L^－1

C．y<0.8

D．M中B的转化率与N中C的转化率之和为1

答案　C

解析　M中n(D)＝1.2 mol

n(C)＝0.3 mol.L^－1.min^－1×2 min×2 L＝1.2 mol

所以x＝2。

　　　 3A(g)+2B(g)2C(g)+2D(s)

起始/mol　 3　 　　2　 　　　0　 　　0

转化/mol　 1.8　 　　1.2　 　　1.2　 　　1.2

平衡/mol　 1.2　 　　0.8　 　　1.2　 　　1.2

N中，平衡时n(A)＝1.2 mol。

　　　 3A(g)+2B(g)2C(g)+2D(s)

起始/mol　 0　 　　0　 　　　2　 　　y

转化/mol　 1.2 　　0.8　 　　0.8　 　0.8

平衡/mol　 1.2　 　0.8　 　1.2 　y－0.8

C项，因平衡时D不能完全转化，所以其物质的量一定大于0.8 mol，即y>0.8；D项，M中α(B)＝60%，N中α(C)＝40%，之和为1。

12．某温度下在2 L密闭容器中加入一定量A，发生以下化学反应：2A(g)B(g)+C(g)　ΔH＝－48.25 kJ.mol^－1

反应过程中B、A的浓度比与时间t有下图所示关系，若测得第15 min时c(B)＝1.6 mol.L^－1，下列结论正确的是(　)

A．该温度下此反应的平衡常数为3.2

B．A的初始物质的量为4 mol

C．反应到达平衡时，放出的热量是193 kJ

D．反应达平衡时，A的转化率为80%

答案　D

解析　根据c(B)＝1.6 mol.L^－1，n(B)＝3.2 mol，看图可推知n(A)＝1.6 mol，根据三步法计算可知

　　　 2A(g)B(g)+C(g)

开始/mol　 　x　 　　0　 　　0

变化/mol　 　6.4　 　3.2　 　3.2

平衡/mol　 　1.6　 　3.2　 　3.2

可以计算出x＝8 mol，B错误；K＝＝4，A错误；A的转化率为(8－1.6)/8＝80%，D正确；到达平衡时生成B为3.2 mol，放出的热量是3.2 mol×48.25 kJ.mol^－1＝154.4 kJ，C错误。

13．研究CO₂ 的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。

(1)现有反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)　ΔH<0。在850 ℃时，K＝1 mol^－2.L²。

①如果上述反应的平衡常数K值变大，该反应________(填标号)。

a．一定向正反应方向移动

b．在平衡移动过程中正反应速率先增大后减小

c．一定向逆反应方向移动

d．在平衡移动过程中逆反应速率先减小后增大

②若反应的容器容积为2.0 L，反应时间为4.0 min，容器内气体的物质的量减小了0.8 mol，在这段时间内CO₂ 的平均反应速率为________。

③在850 ℃时，若向1 L的密闭容器中同时充入3.0 mol CO₂(g)、1.0 mol H₂(g)、1.0 mol CH₃OH(g)和5 mol H₂O(g)，上述反应向________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。

(2)以二氧化钛表面覆盖Cu₂Al₂O₄ 为催化剂，可以将CO₂ 和CH₄ 直接转化成乙酸。

①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。

250-300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是__________________

________________________________________________________________________。

②为了提高该反应中 CO₂的转化率，可以采取的措施是

________________________________________________________________________。

答案　(1)①ad　②0.05 mol.L^－1.min^－1　③逆反应

(2)①温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低

②增大反应压强或增大CH₄的浓度(或其他合理答案)

解析　(1)①平衡常数只与温度有关，平衡常数K值增大，说明是对反应降低温度，故平衡向正反应方向移动，在移动过程中逆反应速率先减小后增大，即选a、d。②反应前后气体的物质的量差为2 mol，而容器内气体的物质的量减小了0.8 mol，可知反应的CO₂为0.4 mol，故CO₂的平均反应速率为0.05 mol.L^－1.min^－1。③依据Q＝，则有Q＝ mol^－2.L^－2>1 mol^－2.L^－2，平衡逆向移动。

(2)①温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低，乙酸的生成速率降低。②CO₂+CH₄===CH₃COOH，增大反应压强或增大CH₄的浓度，可提高该反应中CO₂的转化率。

14．为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl₄，以减少其对臭氧层的破坏。化学家研究在催化剂作用下，通过下列反应：CCl₄+H₂CHCl₃+HCl使CCl₄转化为重要的化工原料氯仿(CHCl₃)。此反应伴随有副反应，会生成CH₂Cl₂、CH₃Cl和CH₄ 等。已知CCl₄的沸点为77 ℃，CHCl₃的沸点为61.2 ℃。

(1)在密闭容器中，该反应达到平衡状态后，测得如下数据(假设不考虑副反应)。

实验序号	温度/℃	初始CCl4的浓度/mol.L－1	初始H2/mol.L－1的浓度	CCl4的平衡转化率
1	110	0.8	1.2	A
2	110	1	1	50%
3	100	1	1	B

①此反应的化学平衡常数表达式为________________，在110 ℃时平衡常数为________。

②实验1中，CCl₄的转化率A________50%(填“大于”“小于”或“等于”)。

③实验2中，10 h后达到平衡，H₂的平均反应速率为________________。

④实验3中，B的值________(填序号)。

A．等于50%　 　　　　　　　　　　 B．大于50%

C．小于50%　 　　　　　　　　　　 D．从本题资料无法判断

(2)120 ℃时，在相同条件的密闭容器中，分别进行H₂ 的初始浓度为2 mol.L^－1和4 mol.L^－1的实验，测得反应消耗CCl₄的百分率(x%)和生成物中CHCl₃的百分含量(y%)随时间(t)的变化关系如图(图中实线是消耗CCl₄的百分率变化曲线，虚线是产物中CHCl₃的百分含量变化曲线)。

①在图中的四条线中，表示H₂的起始浓度为2 mol.L^－1的实验消耗CCl₄的百分率变化曲线的是________(填序号)。

②根据上图曲线，氢气的起始浓度为________ mol.L^－1时，有利于提高CCl₄的平衡转化率和产物中CHCl₃的百分含量。你判断的依据是_______________________。

答案　(1)K＝　1　②大于

③0.05 mol.L^－1.h^－1　④D

(2)①c　②4　从图中可见，4 mol.L^－1的a、b曲线比2 mol.L^－1的c、d曲线的CCl₄的转化率和产物中CHCl₃的百分含量的数值都高

解析　(1)因CCl₄的沸点为77 ℃，CHCl₃的沸点为61.2 ℃，所以在110 ℃或100 ℃时反应中各物质的状态均为气态，其平衡常数K＝。110 ℃时，由实验2可知反应中各物质的平衡浓度均为0.5 mol.L^－1，代入表达式计算得平衡常数为1。实验1和实验2的反应温度相同，所以其平衡常数相同，利用平衡常数相等，可以求出实验1中CCl₄的平衡转化率为60%，大于50%。对于实验3，因温度不同，又不知该反应的热效应，所以无法判断转化率的大小。

(2)由图像可知，氢气的浓度越大反应速率越快，消耗CCl₄的百分率变化就越快，相反就比较慢，所以H₂的起始浓度为2 mol.L^－1时，消耗CCl₄的百分率变化曲线是c，CCl₄的平衡转化率和产物中CHCl₃的百分含量均得到提高的是a和b，此时氢气的浓度为4 mol.L^－1。