2024版高考总复习-化学二轮专题(新教材) 专题7　化学反应速率与化学平衡

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(1)化学反应速率及影响因素:河北卷(2022、2021),辽宁卷(2022、2021),广东卷(2022、2021),浙江卷(2023、2022、2021、2020),北京卷(2022、2021),海南卷(2022、2021)(2)化学平衡的移动及分析:山东卷(2023、2022、2021、2020),湖南卷(2023、2022、2021),湖北卷(2022、2021),广东卷(2023、2022、2021),北京卷(2023、2022、2021),浙江卷(2023、2022、2021、2020),海南卷(2022、2021),辽宁卷(2023、2022、2021),天津卷(2021)
(3)化学平衡常数和转化率:湖北卷(2023),山东卷(2023、2022、2021、2020),湖南卷(2023、2022、2021),广东卷(2022、2021),海南卷(2022、2021),河北卷(2022、2021),天津卷(2021、2020),重庆卷(2022、2021),北京卷(2021、2020),全国新课标卷(2023)(4)化学反应速率和平衡图像:湖北卷(2023),广东卷(2022、2021),湖南卷(2023、2022、2021),河北卷(2022、2021),辽宁卷(2022、2021),山东卷(2022、2021、2020),海南卷(2022、2021),江苏卷(2022、2021),北京卷(2022、2021),天津卷(2021),全国新课标卷(2023)
考点1化学反应速率及影响因素
要点1化学反应速率及影响因素课标指引:1.知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法;能进行化学反应速率的简单计算。　2.通过实验探究,了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
1.计算化学反应速率的两种方法 注意单位的规范书写(1)依据定义式计算:依据“ ”计算时一定要注意容器的容积或溶液的体积,不能盲目地把Δn当作Δc代入公式进行计算。(2)根据比例关系计算:对于反应“mA(g)+nB(g) ══ pC(g)+qD(g)”,不同物质的化学反应速率与化学计量数的关系:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。

2.外界条件对化学反应速率的影响及结果
微点拨“惰性气体”(非反应气体)对化学反应速率的影响
要点2化学反应速率常数及应用课标指引:1.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。　2.知道催化剂可以改变反应历程,对调控化学反应速率具有重要意义。1.速率常数(k)(1)速率常数(k)是指在给定温度下,反应物浓度皆为1 ml·L-1时的反应速率。(2)在相同的浓度条件下,可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。(3)速率常数是温度的函数,同一反应,温度不同,速率常数不同,温度相同,速率常数(k)相同。
浓度、压强不影响速率常数(k)
2.速率方程对于基元反应:aA(g)+bB(g) gG(g)+hH(g),则v(正)=k(正)ca(A)·cb(B)[其中k(正)为正反应的速率常数],v(逆)=k(逆)cg(G)·ch(H)[其中k(逆)为逆反应的速率常数]。
易错辨析1.升高温度时,不论正反应是吸热还是放热,正、逆反应的速率都增大。(　)2.碳酸钙与盐酸反应的过程中,再增加CaCO3固体,可以加快反应速率。(　)3.增大反应体系的压强,反应速率一定增大。(　　)4.对于反应2H2O2 ══ 2H2O+O2↑,加入MnO2或降低温度都能加快O2的生成速率。(　　)
升高温度,正反应速率和逆反应速率都增大,但增大的程度不同。
固体或纯液体物质量的改变,不影响化学反应速率。
在恒容情况下,在化学反应体系中加入不参与反应的气体,压强增大,而化学反应速率不变。
加入MnO2能加快O2的生成速率,降低温度会减慢O2的生成速率。
命题点1化学反应速率及计算典例1　(2022·辽宁卷,12)某温度下,在1 L恒容密闭容器中2.0 ml X发生反应:2X(s) Y(g)+2Z(g),有关数据如下表:
下列说法错误的是(　　)A.1 min时,Z的浓度大于0.20 ml·L-1B.2 min时,加入0.20 ml Z,此时v正(Z)解析 由题表可知,反应物浓度逐渐减小,产物Z的平均生成速率逐渐减小,则速率:v(0~1 min)>v(1~2 min),故1 min时Z的浓度大于0.20 ml·L-1,A正确。4 min时生成Z的浓度为c(Z)=0.15 ml·L-1·min-1×4 min=0.60 ml·L-1,6 min时生成Z的浓度为c(Z)=0.10 ml·L-1·min-1×6 min=0.60 ml·L-1,说明该反应在4 min时已达到平衡状态,此时平衡常数K=c(Y)·c2(Z)=0.30×0.602=0.108;2 min时,c(Y)=0.20 ml·L-1, c(Z)=0.40 ml·L-1,加入0.20 ml Z,此时浓度商Q=c(Y)·c2(Z)=0.20×0.602=0.072v逆(Z),B错误。X是固体,生成Y(g)和Z(g)的物质的量之比始终为1∶2,故Y的体积分数始终约为33.3%,C正确。5 min时反应处于平衡状态,此时生成0.60 ml Z同时消耗0.60 ml X,故此时X的物质的量为2.0 ml-0.60 ml=1.4 ml,D正确。
思路剖析解答本题的思路如下:
变式演练(2023·辽宁抚顺六校联考)一定温度下,在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应:2N2O5 4NO2+O2。在不同时刻测量放出的O2体积,换算成N2O5浓度如下表:
下列说法正确的是(　　)A.600~1 200 s,生成NO2的平均速率为5.0×10-4 ml·L-1·s-1B.反应2 220 s时,放出的O2体积为11.8 L(标准状况)C.反应达到平衡时,v正(N2O5)=2v逆(NO2)D.推测上表中的x为3 930
解析 在600~1 200 s内,Δc(N2O5)=(0.96-0.66) ml·L-1=0.3 ml·L-1,结合反应可知,该时间段内Δc(NO2)=2×0.3 ml·L-1=0.6 ml·L-1,故v(NO2)= =1.0×10-3 ml·L-1·s-1,A错误;反应2 220 s时,Δc(N2O5)=(1.40-0.35) ml·L-1 =1.05 ml·L-1,Δn(N2O5)=1.05 ml·L-1×0.1 L=0.105 ml,推知生成0.052 5 ml O2,在标准状况下的体积为0.052 5 ml×22.4 L·ml-1=1.176 L,B错误;反应达到平衡时,v(正)=v(逆),用不同物质表示该反应的速率时,其数值之比等于化学计量数之比,则有2v正(N2O5)=v逆(NO2),C错误;该反应经过1 110 s(600~1 710 s,1 710~2 820 s)c(N2O5)变为原来的 ,c(N2O5)由0.24 ml·L-1变为0.12 ml·L-1时,仍用时1 110 s,推测上表中的x为2 820+1 110=3 930,D正确。
命题点2影响化学反应速率的因素典例2　(2022·广东卷)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ对反应X ―→ 2Y的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则(　　)
A.无催化剂时,反应不能进行B.与催化剂Ⅰ相比,催化剂Ⅱ使反应活化能更低C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化D.使用催化剂Ⅰ时,0~2 min内,v(X)=1.0 ml·L-1·min-1
解析 无催化剂时,随反应进行,生成物浓度也在增加,说明反应也在进行,A错误;催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好,说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低,反应更快,B错误;使用催化剂Ⅱ时,在0~2 min内Y的浓度变化2.0 ml·L-1,a曲线表示的X的浓度变化2.0 ml·L-1,二者变化量之比不等于化学计量数之比,故a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化,C错误;使用催化剂Ⅰ时,在0~2 min内,Y的浓度变化4.0 ml·L-1,则v(Y)=2.0 ml·L-1·min-1,则有v(X)= v(Y)= ×2.0 ml·L-1·min-1=1.0 ml·L-1·min-1,D正确。
变式演练(2023·辽宁省教研联盟一模)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图,已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期。下列说法错误的是(　　)
A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大C.条件①,反应速率为0.012 ml·L-1·min-1D.条件②,降冰片烯起始浓度为3.0 ml·L-1时,半衰期为62.5 min
解析 对比曲线①②可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需要的时间更短,故反应速率越大,A正确;对比曲线①③可知,其他条件相同时,降冰片烯浓度①是③的两倍,所用时间①也是③的两倍,说明反应速率相等,故反应速率与降冰片烯浓度无关,B错误;条件①中Δc为3.0 ml·L-1,时间为
【思维建模】利用“变量控制法”分析外界条件对化学反应速率的影响
命题点3速率常数(k)及其应用典例3　(2022·河北卷,13改编)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为①X Y;②Y Z。反应①的速率v1=k1c(X),反应②的速率v2=k2c(Y),式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线,图乙为反应①和②的ln k- 曲线。下列说法正确的是(　　)
A.随c(X)的减小,反应①、②的速率均降低B.c(Y)达到最大值之前,体系中v(X)=v(Y)+v(Z)C.欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制反应时间D.温度低于T1时,总反应速率由反应①决定
解析 随c(X)的减小,c(Y)先增大后减小,c(Z)逐渐增大,故反应①的速率随c(X)的减小而减小,而反应②的速率先增大后减小,A错误;在Y的浓度达到最大值之前,单位时间内Δc(X)=Δc(Y)+Δc(Z),根据速率之比等于单位时间内各物质的浓度变化之比,则有v(X)=v(Y)+v(Z),B正确;由题图可知,随着增大(即T减小),k1、k2均减小,但k2减小幅度大于k1,即k2受温度影响较大,欲提高Y的产率,应使v1>v2,故应降低温度,C错误;由题图乙信息可知,降低温度,当温度低于T1时,k1>k2,v2减慢程度大,故总反应速率由反应②决定,D错误。
变式演练(2023·河北唐山一模)室温下,气体M、N、P、Q之间存在如下转化关系:①M N+P;②M N+Q,反应①的速率可表示为v1=k1c(M),反应②的速率可表示为v2=k2c(M)(k1、k2为速率常数),在容积为10 L的密闭容器中,反应体系中组分M、P的物质的量随时间的变化如下表所示:
下列说法正确的是(　　)A.0~3 min时间段内,Q的平均反应速率为0.15 ml·L-1·min-1B.反应开始后,体系中P和Q的浓度之比保持不变C.平衡时M生成Q的转化率为36%D.反应①的活化能比反应②的活化能低
解析 0~3 min内,Δn(M)=0.60 ml、Δn(P)=0.15 ml,则反应生成的n(Q)=0.60 ml-0.15 ml=0.45 ml,则Q的平均反应速率为 =0.015 ml·L-1·min-1,A错误;反应开始后,体系中P和Q的浓度变化量之比Δc(P)∶Δc(Q)=tv1∶tv2=k1c(M)∶k2c(M)=k1∶k2,由于k1、k2为定值,故反应开始后,体系中P和Q的浓度之比保持不变,B正确;由题表格数据可知,4 min反应达到平衡时,Δn(M)=0.64 ml、Δn(P)=0.16 ml,则反应生成的Q的物质的量为0.64 ml-0.16 ml=0.48 ml,故M生成Q的转化率为 ×100% =48%,C错误;反应①的反应速率慢于反应②,反应速率越快,活化能越小,则反应①的活化能比反应②的活化能高,D错误。
练真题·明考向1.(2022·浙江6月选考卷)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:2NH3(g) N2(g)+3H2(g),测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示,下列说法不正确的是(　　)
A.实验①,0~20 min,v(N2)=1.00×10-5 ml·L-1·min-1B.实验②,60 min时处于平衡状态,x≠0.40C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大
率,不影响化学平衡常数,实验③中氨气初始浓度与实验①相同,则实验③和①达到平衡时氨气浓度均为4.00×10-4 ml·L-1,而恒温恒容条件下,实验②相对于实验①为减小压强,平衡正向移动,故实验②中60 min时处于平衡状态,x<0.40,B正确;
实验①、实验②中0~20 min、20~40 min氨气浓度变化量都是4.00×10-4 ml·L-1,实验②中60 min时反应达到平衡状态,实验①和实验②催化剂表面积相同,实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍,实验①中60 min时反应未达到平衡状态,相同条件下,增加氨气浓度,反应速率并没有增大,C错误;对比实验①和③,氨气浓度相同,实验③中催化剂表面积大,实验③先达到平衡状态,实验③的反应速率大,说明相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大,D正确。
2.(2022·辽宁卷,18节选)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。(1)　　　　　(填“高”或“低”,下同)温有利于提高反应速率,　　　　温有利于提高平衡转化率,综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素,工业常采用400~500 ℃。 
(2)某合成氨速率方程为v=kcα(N2)cβ(H2)·cγ(NH3),根据表中数据,γ=　　　　　　　　。 
解析 (2)将实验1、3中数据分别代入合成氨的速率方程可得:①q=k·mα·nβ·pγ,③10q=k·mα·nβ·(0.1p)γ,综合两式可得γ=-1。
练易错·避陷阱3.(2023·浙江丽水、衢州一模)在密闭容器中发生反应2A(g) 2B(g)+C(g),其速率可表示为vp= 。在500 ℃,实验测得体系总压强数据如下表:
下列说法正确的是(　　)A.0~50 min,生成B的平均速率为1 kPa·min-1B.第80 min的瞬时速率小于第120 min的瞬时速率C.推测上表中的x为287.5D.反应到达平衡时2v正(A)=v逆(C)
解析 等温等容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,由表格数据可知,0~50 min,Δp=50 kPa,结合反应2A(g) 2B(g)+C(g),ΔpB=2Δp=100 kPa,则生成B的平均速率为v正(B)= =2 kPa·min-1,A错误;0~50 min, Δp=50 kPa,50~100 min,Δp=25 kPa,而100~200 min,Δp=18.75 kPa,速率越来越慢,第80 min的瞬时速率大于第120 min的瞬时速率,B错误;第一个50 min, Δp=50 kPa,第二个50 min,Δp=25 kPa,如果第三个50 min,Δp=12.5 kPa,此时x为275+12.5=287.5,第四个50 min,Δp=6.25 kPa,200 min时287.5+6.25=293.75,推测出x为287.5,C正确;达到平衡时v(正)=v(逆),用不同物质表示同一反应速率,速率之比等于化学计量数之比,则反应达到平衡时v正(A)=2v逆(C),D错误。
4.(2023·浙江宁波一模)研究反应2X Y+3Z的速率影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度(ml·L-1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.比较实验①②得出:增大反应物浓度,化学反应速率加快B.比较实验②④得出:升高温度,化学反应速率加快C.若实验②③只有一个条件不同,则实验③使用了催化剂D.在0~10 min之间,实验④的平均速率v(Y)=0.06 ml·L-1·min-1
解析 实验①②温度相同,但浓度不同,①浓度较大,可得出增大反应物浓度,化学反应速率加快,A正确;实验②④起始浓度相同,但温度不同,④反应速率较大,可得出温度升高,化学反应速率加快,B正确;实验②③温度、浓度相同,③反应速率较大,应该使用了催化剂,C正确;在0~10 min之间,实验④中X的浓度变化为0.60 ml·L-1,则
5.(2023·广东佛山一模)向1 L的恒容密闭容器中加入1 ml X和3 ml Y,发生反应X(g)+3Y(g) 2Z(g),X的转化率α随温度T的变化如图所示(不同温度下的转化率均为反应第10 min数据)。下列说法正确的是(　　)
A.a点的反应速率v(Z)=0.03 ml·L-1·min-1B.a、b、c点对应的v逆(Y)大小关系:b>c>aC.c点时,每消耗3 ml Y的同时,消耗2 ml ZD.若将容器容积扩大为原来的2倍,则c点对应温度下的α(X)增大
解析 a点X的转化率为30%,反应消耗0.3 ml X,同时生成0.6 ml Z,则有v(Z)= =0.06 ml·L-1·min-1,A错误;由题图可知,a、b两点10 min时未达到平衡,c点10 min时达到平衡,而温度越高,正、逆反应速率越快,故a、b、c点对应的v逆(Y)大小关系:c>b>a,B错误;c点时达到平衡,消耗3 ml Y的同时消耗2 ml Z,即正、逆反应速率相等,C正确;该反应的正反应是气体体积减小的反应,若将容器容积扩大为原来的2倍,即减小容器压强,平衡逆向移动,α(X)减小,故c点对应温度下的α(X)减小,D错误。
练预测·押考向6.某小组同学欲通过实验探究影响金属与酸反应速率的因素,进行下列实验。
下列说法不正确的是(　　)A.上述实验不能说明Na比Mg的金属活动性强B.上述实验能说明相同温度下,金属Na与酸反应比金属Mg与酸反应的速率慢C.金属Na、Mg与盐酸反应的速率与反应物的接触面积等因素有关D.向实验1所得溶液中通入HCl气体,会继续析出白色沉淀
解析 钠表面生成了白色固体,阻碍了钠和酸的反应,上述实验不能说明Na比Mg的金属活动性强,A正确;上述实验现象受浓盐酸与钠反应的影响,生成NaCl覆盖在钠的表面,影响反应速率,不能说明相同温度下,金属Na与酸反应比金属Mg与酸反应的速率慢,但可以说明反应的速率与反应物的性质、反应物的接触面积等因素有关,B错误、C正确;向实验1所得溶液中通入HCl气体,氯离子浓度增大,会继续析出白色沉淀,D正确。
7.已知反-2-丁烯转化为顺-2-丁烯反应如下,ln k=ln A- ,ln k(正)和ln k(逆)随温度变化的曲线如图。下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A.反-2-丁烯与顺-2-丁烯互为位置异构体B.温度变化对k(正)的影响程度小于对k(逆)的影响程度C.正反应的活化能大于逆反应的活化能D.顺-2-丁烯比反-2-丁烯稳定
解析 反-2-丁烯与顺-2-丁烯互为顺反异构体,A错误;由题图可知,ln k(正)的斜率更大,受温度影响更大,温度变化对k(正)的影响程度大于对k(逆)的影响程度,B错误;题图中曲线的斜率代表活化能,正反应的斜率更大,活化能更大,C正确;正反应的活化能更大,则反应为吸热反应,则生成物具有的总能量大于反应物具有的总能量,故反-2-丁烯比顺-2-丁烯稳定,D错误。
8.某酸性工业废水中含有K2Cr2O7,草酸(H2C2O4)能将其中的 转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:在25 ℃下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,作对比实验,完成以下实验设计表。
测得实验①和②溶液中的 浓度随时间变化关系如图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A.上述反应后草酸被氧化为CO2B.实验③中a和b如果是20和20,则反应速率③>②C.由曲线①可知,0~t1时间段反应速率v(Cr3+)= ml·L-1·min-1D.实验①和②的结果表明,其他条件相同时,pH越小,该反应速率越快
解析 H2C2O4中C元素为+3价,则被氧化后为+4价,生成CO2,A正确;实验③中a和b如果是20和20,则实验③中所用草酸浓度较大,反应速率更快,B正确;
考点2化学平衡及影响因素
要点1化学平衡状态与平衡移动课标指引:1.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。　2.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化。
1.判断化学平衡状态的方法
2.判断化学平衡移动方向的方法(1)依据勒夏特列原理判断 前提条件是可逆反应达到化学平衡状态通过比较改变外界条件时,平衡破坏瞬间的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
(2)根据离子积(Q)与平衡常数(K)的大小判断平衡移动的方向
要点2化工生产中反应条件的选择课标指引:1.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。　2.针对典型案例,能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。
1.化工生产中反应条件的选择方法(1)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,又要注意二者影响的矛盾性。(2)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。(3)从实际生产能力分析,如设备承受高温、高压能力等,注意催化剂的活性对温度的限制。
2.优化和选择化工生产的反应条件
易错辨析1.增大反应物的量平衡一定会正向移动。(　　)2.对于2NO2(g) N2O4(g)的平衡体系,压缩体积,增大压强,平衡正向移动,混合气体的颜色变浅。(　　)3.升高温度,化学平衡向吸热反应方向发生移动。(　　)
若反应物是固体或纯液体,增大反应物的量,对化学平衡无影响。
混合气体的颜色先变深再逐渐变浅。
对于吸热反应,升高温度,平衡正向移动。
4.工业合成氨的反应是ΔH<0、ΔS<0的反应,在任何温度下都可自发进行。(　　)5.合成氨反应选择在400~500 ℃进行的重要原因是催化剂在500 ℃左右时的活性最大。(　　)
工业合成氨的反应在低温下可以自发进行。
催化剂的活性受温度的限制。
命题点1化学平衡移动及分析典例1　(2023·广东卷)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g) P(g)。反应历程(如图)中,M为中间产物。其他条件相同时,下列说法不正确的是(　　)
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
解析 由题图可知,使用催化剂Ⅰ和Ⅱ,均存在四个能垒,故反应历程都分为4步进行,A正确;由题图可知,该反应是放热反应,平衡后升高温度,平衡逆向移动,R的浓度增大,B正确;使用Ⅱ时,R→M转化的活化能更大,反应速率比使用Ⅰ更慢,故反应体系达到平衡所需时间更长,C错误;使用Ⅰ时,中间产物M转化为P的活化能更大,反应比使用Ⅱ慢,故反应过程中M所能达到的最高浓度更大,D正确。
变式演练(2023·广东广州一模)恒容密闭容器中,以硫(S8)与CH4为原料制备CS2,S8受热分解成气态S2,发生反应2S2(g)+CH4(g) CS2(g)+2H2S(g)　ΔH。CH4的平衡转化率、S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.ΔH>0B.温度升高,S8分解率增大,S2体积分数增大C.向平衡体系中充入稀有气体,平衡向右移动D.其他条件相同,S2体积分数越大,CH4平衡转化率越小
解析 温度升高,CH4的平衡转化率降低,S2的体积分数升高,说明升高温度,平衡逆向移动,则该反应的正反应是放热反应,即ΔH<0,A错误;S8分解成S2需要吸收热量,S8(g) 4S2(g)　ΔH>0,升高温度,该平衡正向移动,S8分解率增大,则S2体积分数增大,B正确;恒温恒容体系中,通入稀有气体,原平衡体系中各气体浓度均未变化,则平衡不移动,C错误;其他条件不变时,S2体积分数增大,即c(S2)越大,则平衡正向进行的程度越大,CH4的平衡转化率越大,D错误。
【思维建模】解答化学平衡移动及分析类题目的思维模型
命题点2化工生产条件的分析及选择典例2　(2023·辽宁卷,18节选)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:
(1)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示,下列说法正确的是　　　　(填字母)。 
a.温度越高,反应速率越大b.α=0.88的曲线代表平衡转化率c.α越大,反应速率最大值对应温度越低d.可根据不同α下的最大速率,选择最佳生产温度
(2)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如下图所示,催化性能最佳的是　　　　　(填字母)。
解析 (1)该反应为放热反应。从图像看,随着温度升高,反应速率先增大后减小,a错误;随着温度升高,反应的转化率应逐渐减小,图像中曲线为不同温度下的等转化率下的反应速率曲线,b错误;由题图可知,转化率越高对应的反应速率最高的温度越低,c正确;结合图像的转化率与速率最高的温度可选取最佳生产温度,d正确。(2)结合图像可知,相对于a、b、c,d对应的催化剂随着温度的升高,SO2的转化率升高得快,达到一定温度后趋于平缓。
变式演练(2023·北京东城区一模)CH4/CO2催化重整的反应为①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)　ΔH1,其中积炭是导致催化剂失活的主要原因。产生积炭的反应有:②CH4(g) C(s)+2H2(g)　ΔH2=+74.6 kJ·ml-1③2CO(g) C(s)+CO2(g)　ΔH3=-172.5 kJ·ml-1
科研人员研究压强对催化剂活性的影响,在1 073 K时,将恒定组成的CO2、CH4混合气体,以恒定流速通过反应器,测得数据如图。
A.ΔH1=+247.1 kJ·ml-1B.压强越大,Ra降低越快,其主要原因是反应①平衡逆向移动C.保持其他条件不变,适当增大投料时 ,可减缓Ra的衰减D.研究表明“通入适量O2有利于重整反应”,因为O2能与C反应并放出热量
解析 根据盖斯定律,由反应②-③可得①,则有ΔH1=ΔH2-ΔH3=(+74.6 kJ·ml-1)-(-172.5 kJ·ml-1)=+247.1 kJ·ml-1,A正确;压强越大,Ra降低越快,说明催化剂活性降低越快,积炭越多,其主要原因是反应③为气体体积减小的反应,加压平衡正向移动,使得积炭增多,B错误;保持其他条件不变,适当增大投料时 ,增大CO2浓度,使反应③平衡逆向移动,减少积炭,可减缓Ra的衰减,C正确;通入适量O2,O2能与C反应并放出大量的热,可减少积炭减缓Ra的衰减,同时反应放热使得反应①正向移动,有利于重整反应,D正确。
练真题·明考向1.(2023·北京卷)下列事实能用平衡移动原理解释的是(　　)A.H2O2溶液中加入少量MnO2固体,促进H2O2分解B.密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体,受热后颜色加深C.铁钉放入浓硝酸中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体D.锌片与稀硫酸反应过程中,加入少量CuSO4固体,促进H2的产生
解析 MnO2作催化剂会催化H2O2分解,与平衡移动无关,A错误;NO2转化为N2O4的反应是放热反应,升温平衡逆向移动,NO2浓度增大,混合气体颜色加深,B正确;铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无关,C错误;加入硫酸铜以后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,D错误。
2.(2022·浙江6月选考卷)关于反应Cl2(g)+H2O(l) HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq)　ΔH<0,达到平衡后,下列说法不正确的是(　　)A.升高温度,氯水中的c(HClO)减小B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动,c(HClO)增大C.取氯水稀释, 增大D.取两份氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色,可以证明上述反应存在限度
解析 HClO受热易分解,升高温度,HClO分解,平衡正向移动,c(HClO)减小,A正确;氯水中加入少量醋酸钠固体,CH3COO-和H+结合生成CH3COOH,c(H+)减小,平衡正向移动,c(HClO)增大,B正确;氯水稀释,平衡正向移动,而c(HClO)和c(Cl-)均减小,但HClO本身存在电离平衡HClO H++ClO-,稀释促进了HClO的电离,使c(HClO)减少更多,故 增大,C正确;氯水中加AgNO3溶液产生白色沉淀,证明溶液中有Cl-,氯水中加淀粉KI溶液,溶液变蓝,证明溶液中有强氧化性物质,而Cl2和HClO都有强氧化性,不能证明反应物和生成物共存,即不能证明上述反应存在限度,D错误。
3.(2022·江苏卷)乙醇-水催化重整可获得H2。其主要反应为C2H5OH(g)+3H2O(g) ══ 2CO2(g)+6H2(g)　ΔH=+173.3 kJ·ml-1CO2(g)+H2(g) ══ CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41.2 kJ·ml-1
在1.0×105 Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)=1∶3时,若仅考虑上述反应,平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是(　　)A.图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化B.升高温度,平衡时CO的选择性增大C.一定温度下,增大 可提高乙醇平衡转化率D.一定温度下,加入CaO(s)或选用高效催化剂,均能提高平衡时H2产率
解析 两个反应均为吸热反应,升高温度均使平衡正向移动。根据信息可知,CO与CO2的选择性之和为100%,二者变化趋势相反,只有第二个反应生成CO,故升高温度,CO的选择性升高(曲线③),CO2的选择性降低(曲线①),表示氢气产率的应该是曲线②,A错误,B正确;增大乙醇与水的投料比,可提高水的平衡转化率,但乙醇的平衡转化率会降低,C错误;加CaO(s)能吸收CO2,促进第一个反应正向进行,第二个反应逆向进行,可以提高H2产率,但使用催化剂不能提高平衡时H2产率,D错误。
练易错·避陷阱4.(2023·天津十二区重点校联考)对于可逆反应2NO2(g) N2O4(g),下列说法错误的是(　　)A.当2v正(N2O4)=v逆(NO2)时,该反应达到平衡状态B.该反应在一定条件下能自发进行,则ΔH<0C.恒温恒容条件下,若混合气体的颜色保持不变,则该反应达到平衡状态D.恒温恒容条件下,达平衡状态后,再充入一定量的NO2,NO2转化率将减小
解析 v正(N2O4)代表正反应速率,v逆(NO2)代表逆反应速率,当2v正(N2O4)=v逆(NO2)时,正、逆反应速率之比等于其化学计量数之比,该反应达到平衡状态,A正确;该反应的ΔS<0,在一定条件下能自发进行,应满足ΔH-TΔS<0,推知ΔH<0,B正确;恒温恒容条件下,若混合气体的颜色保持不变,说明c(NO2)不变,则该反应达到平衡状态,C正确;恒温恒容条件下,达平衡状态后,再充入一定量的NO2,相当于增大压强,而增大压强,平衡正向移动,NO2的转化率增大,D错误。
5.(2023·辽宁沈阳一模)某温度下,恒容密闭容器内加入等物质的量H2和I2发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),v(正)=k(正)c(H2)·c(I2),k为速率常数。反应一段时间后达到平衡。下列说法中错误的是(　　)B.加入一定量HI,混合气体颜色变深C.加入一定量氩气,容器内压强增大,反应速率不变D.加入等物质的量的H2和I2,H2转化率不变
解析 若 =8.99,则有k正(308 K)>k正(298 K),k为速率常数,升高温度,k(正)原本就增大,故不能判断该反应是吸热反应还是放热反应,A错误;加入一定量HI(g),平衡逆向移动,I2浓度增大,混合气体颜色变深,B正确;加入一定量氩气,容器容积和各反应物的浓度不变,则反应速率不变,C正确;加入等物质的量的H2和I2相当于增大压强,该反应是气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,故H2转化率不变,D正确。
练预测·押考向6.利用NH3可以消除氮氧化物对环境的污染。除去NO的主要反应:4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(l)　ΔH<0。某研究小组将4 ml NH3和6 ml NO充入2 L密闭容器中,在有氧和无氧条件下,分别测得NO的转化率随温度变化的情况如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.在5 min内,温度由420 K升高到580 K,该段时间内反应速率v(NO)=0.342 ml·L-1·min-1B.相同条件下,O2的存在有利于NO的去除C.在有氧条件下,温度升高到580 K之后,NO转化率降低的原因可能是平衡逆向移动D.在无氧条件下,温度由420 K升高到580 K时,平衡逆向移动
解析 420 K时,NO的转化率为2%,此时消耗n(NO)=6 ml×2%=0.12 ml;580 K时NO的转化率为59%,此时消耗n(NO)=6 ml×59%=3.54 ml,此时段内消耗NO的物质的量为3.54 ml-0.12 ml=3.42 ml,则反应速率 0.342 ml·L-1·min-1,A正确;由题图示可知,相同条件下有O2存在的条件下,NO的转化率明显增大,故O2的存在有利于NO的去除,B正确;该反应为放热反应,580 K反应达到平衡后,温度升高,平衡逆向移动,NO的转化率降低,或者NH3在高温情况下被氧气氧化为NO,从而降低了NO的转化率,C正确;在无氧条件下,温度由420 K升高到580 K时,NO的转化率略有增大,此时可能是温度升高反应速率加快,使得NO的转化率略有增大,但平衡不可能逆向移动,D错误。
7.草酸二甲酯[(COOCH3)2]催化加氢制乙二醇的反应体系中,发生的主要反应为反应Ⅰ:(COOCH3)2(g)+2H2(g) CH3OOCCH2OH(g)+CH3OH(g)　ΔH1<0反应Ⅱ:(COOCH3)2(g)+4H2(g) HOCH2CH2OH(g)+2CH3OH(g)　ΔH2<0压强一定的条件下,将(COOCH3)2、H2按一定比例、流速通过装有催化剂的反应管,测得(COOCH3)2的转化率及CH3OOCCH2OH、HOCH2CH2OH的选择性 与温度的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.曲线B表示HOCH2CH2OH的选择性随温度变化B.190~198 ℃范围内,温度升高,(COOCH3)2的平衡转化率增大C.190~198 ℃范围内,温度升高, 逐渐减小D.192 ℃时,其他条件一定,加快气体的流速可以提高(COOCH3)2的转化率
解析 曲线A上CH3OOCCH2OH选择性为50%时,曲线C表示HOCH2CH2OH的选择性恰好为50%,则曲线C表示HOCH2CH2OH的选择性随温度变化,A错误;两反应均为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,190~198 ℃范围内,温度升高,(COOCH3)2的平衡转化率减小,B错误;190~198 ℃范围内,温度升高,反应Ⅱ的选择性增大,升高温度,对于放热反应,平衡逆向移动,每减少2 ml CH3OH,只减少1 ml HOCH2CH2OH,HOCH2CH2OH减小的幅度小于CH3OH,故 逐渐减小,C正确;192 ℃时,其他条件一定,加快气体的流速,反应物(COOCH3)2转化率降低,D错误。
考点3化学平衡常数和转化率
要点1化学平衡常数及应用课标指引:1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义。　2.能书写平衡常数表达式,能进行平衡常数的简单计算。
1.高考常考的三种化学平衡常数[以反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例]
2.结合化学方程式计算平衡常数(1)同一可逆反应中,K(正)·K(逆)=1,其中K(正)表示正反应平衡常数,K(逆)表示逆反应平衡常数。(2)若两个可逆反应的方程式相加,得到总反应方程式,如反应①+反应②=反应③,则总反应的平衡常数等于各分步反应的平衡常数之积,则有K3=K1·K2。(3)若两个可逆反应的方程式相减,得到总反应方程式,如反应①-反应②=反应③,则总反应的平衡常数等于各分步反应的平衡常数之商,则有
要点2转化率和产率的计算课标指引:1.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化。　2.能进行转化率、产率的简单计算。
1.掌握常考的四种计算关系变化量可以是物质的量或物质的量浓度
计算理论产量时,要注意过量计算
2.掌握常用的两个定量关系
易错辨析1.减小反应物的浓度,平衡逆向移动,化学平衡常数减小。(　　)2.化学平衡常数表达式中应含有参加反应的所有物质。(　　)3.化学平衡常数能体现可逆反应进行的程度。(　　)4.平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动。(　　)
K值只受温度影响,与物质的浓度、压强变化无关。
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。
K值越大,反应进行的程度越大。
平衡常数发生变化,说明温度发生改变,故化学平衡必定发生移动。
命题点1化学平衡常数及计算典例1　(2023·全国新课标卷,29节选)氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。在不同压强下,以两种不同组成进料,反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为
(1)图中压强由小到大的顺序为　　　　　,判断的依据是　  　。 (2)进料组成中含有惰性气体Ar的图是　　　　　。 (3)图2中,当p2=20 MPa、 =0.20时,氮气的转化率α=　　　　　。该温度时,反应 H2(g) NH3(g)的平衡常数Kp=　　　　　 (MPa)-1 (化为最简式)。 
该反应是气体体积减小的反应,相同温度下,增大压强,平衡正向移动,氨的摩尔分数增大
解析 (1)合成氨的反应为气体体积减小的反应,同一温度下,增大压强,平衡向生成氨的方向移动,氨的摩尔分数增大,故图中压强p1开始/ml0.250.750转化/mlx3x2x平衡/ml0.25-x0.75-3x2x
变式演练(2023·天津十二区重点校联考)利用反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)　ΔH<0可实现由CO2向C2H4的转化。在恒压密闭容器中,起始充入2 ml CO2(g)和6 ml H2(g)发生反应,该反应在不同的温度下达到平衡时,各组分的体积分数随温度的变化如图所示。
(1)图中表示CO2的体积分数随温度变化的曲线是　　　(填字母,从曲线“k”“l”“m”或“n”中选择)。 (2)A、B、C三点对应的化学平衡常数分别为 
KA、KB、KC,则三者从大到小的排列顺序为　　　　　　　　。 (3)C点反应达到平衡后,若平衡时总压为p,则平衡常数Kp=　　　　　　(列出计算式,以分压表示,气体分压=总压×气体的物质的量分数)。
解析 (1)该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则H2的体积分数随温度升高而增大,C2H4的体积分数随温度的升高而减小。起始充入2 ml CO2(g)和6 ml H2(g),反应中CO2和H2的转化量之比为1∶3,故过程中CO2和H2的体积分数之比也为1∶3,C2H4和H2O的体积分数之比为1∶4,结合图示可知表示H2和C2H4的体积分数随温度变化的曲线分别为k、n,表示CO2的体积分数随温度变化的曲线是l。(2)升高温度,平衡逆向移动,则化学平衡常数减小,A、B、C三点对应的化学平衡常数从大到小的顺序为KB>KA>KC。
(3)C点温度为357 ℃,反应达到平衡时:设CO2转化了2x ml,根据三段式:　　　　　2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)起始/ml2600转化/ml2x6xx4x平衡/ml2-2x6-6xx4x由题图可知,357 ℃时反应达平衡后,CO2和H2O的体积分数相等,2-2x=4x,解得x=容器中气体的总物质的量为(2-2x+6-6x+x+4x) ml=(8-3x) ml=7 ml,若平衡时总压为p,则
【思维建模】计算压强平衡常数(Kp)的思维模型在化学平衡体系中,用各气体物质的平衡分压替代平衡浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数(Kp),计算步骤如下:
命题点2平衡转化率和平衡浓度的计算典例2　(2022·海南卷,16节选)已知:CO2(g)+4H2(g) 2H2O(g)+CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图所示。
某研究小组模拟该反应,温度t下,向容积为10 L的抽空的密闭容器中通入0.1 ml CO2和0.4 ml H2,反应平衡后测得容器中n(CH4)=0.05 ml,则CO2的转化率为　　　　　　,反应温度t约为　　　　 ℃。 
解析 反应平衡后测得容器中n(CH4)=0.05 ml,列出“三段式”如下:　　　CO2(g)+4H2(g) 2H2O(g) + CH4(g)起始/ml0.10.400转化/ml0.050.20.10.05平衡/ml0.050.20.10.05
变式演练(2023·北京朝阳区一模)向容积为1 L的密闭容器中充入一定量CH3OH(g),发生反应:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH<0。
下列说法不正确的是(　　)A.T1>T2B.T1 ℃,该反应的平衡常数K=4C.Ⅱ中存在:c(CH3OH)+2c(CH3OCH3)=0.2 ml·L-1D.T1 ℃时,向该容器中充入物质的量均为0.2 ml的3种气体,反应将逆向进行
解析 结合表中数据列出T1 ℃温度时“三段式”:　　　2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)起始/ml0.400转化/ml0.320.160.16平衡/ml0.080.160.16
练真题·明考向1.(2022·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 Pa2B.通入NH3,再次平衡后,总压强增大C.平衡后总压强为4.36×105 PaD.缩小容积,再次平衡后总压强不变
2.(2022·湖南卷,16节选)在一定温度下,向容积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 ml H2O(g),起始压强为0.2 MPa时,发生下列反应生成水煤气:Ⅰ.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH1=+131.4 kJ·ml-1Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-41.1 kJ·ml-1(1)下列说法正确的是　　　　　。 A.平衡时向容器中充入惰性气体,反应Ⅰ的平衡逆向移动B.混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡C.平衡时H2的体积分数可能大于D.将炭块粉碎,可加快反应速率
(2)反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 ml。此时,整个体系　　　　　(填“吸收”或“放出”)热量　　　　　 kJ,反应Ⅰ的平衡常数Kp=　　　　　(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。 
解析 (2)反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,则消耗H2O(g)的物质的量为1 ml×50%=0.5 ml。CO的物质的量为0.1 ml,据O原子守恒可知,n(CO2)=0.2 ml,生成0.2 ml CO2时消耗0.2 ml CO,故反应Ⅰ实际生成0.3 ml CO。据热化学方程式可知,生成0.3 ml CO要吸收热量39.42 kJ,生成0.2 ml CO2要放出热量8.22 kJ,此时整个体系吸收热量为39.42 kJ-8.22 kJ=31.2 kJ。由H原子守恒可知,平衡时n(H2)=0.5 ml,n(CO)=0.1 ml,n(CO2)=0.2 ml,n(H2O)=0.5 ml,则平衡时气体的总物质的量为0.5 ml+0.1 ml+0.2 ml+0.5 ml=1.3 ml。在同温同体积条件下,气体的总压之比等于气体的总物质的量之比,则平衡体系的总压为0.2 MPa×1.3=0.26 MPa,故反应Ⅰ的平衡常数
练易错·避陷阱3.(2023·北京丰台区一模)下列三个化学反应焓变、平衡常数与温度的关系分别如下表所示。下列说法正确的是(　　)
A.1 173 K时,反应①起始c(CO2)=0.6 ml·L-1,平衡时c(CO2)约为0.4 ml·L-1B.反应②是吸热反应,ΔH2>0C.反应③达平衡后,升高温度或缩小反应容器的容积平衡逆向移动D.相同温度下,K3= ;ΔH3=ΔH2-ΔH1
解析 1 173 K时,反应①起始c(CO2)=0.6 ml·L-1,设CO2的转化量为x ml·L-1,列出三段式:　　　Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)起始/(ml·L-1)0.60转化/(ml·L-1)xx平衡/(ml·L-1)0.6-xx
4.(2023·广东深圳一模)恒容密闭容器中,n ml CO2与3n ml H2在不同温度下发生反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g),达到平衡时,各组分的物质的量浓度(c)随温度(T)变化如图所示:
下列说法正确的是(　　)A.该反应的平衡常数随温度升高而增大B.曲线Y表示c(C2H4)随温度的变化关系C.提高投料比[n(CO2)∶n(H2)],可提高H2的平衡转化率D.其他条件不变,2n ml CO2与6n ml H2在T1 ℃下反应,达到平衡时c(H2)解析 由题图可知,温度升高,H2的平衡浓度增大,说明平衡逆向移动,则该反应为放热反应,平衡常数随温度升高而减小,A错误;结合反应可知,Δc(C2H4)为Δc(H2O)的 ,则曲线Y表示c(H2O)随温度的变化关系,B错误;提高投料比[n(CO2)∶n(H2)],平衡正向移动,H2的平衡转化率增大,C正确;其他条件不变,2n ml CO2与6n ml H2在T1 ℃下反应,相当于增大压强,该反应是气体体积减小的反应,平衡正向移动,H2的浓度减小,当然仍大于n ml CO2与3n ml H2在T1 ℃下发生反应时H2的平衡浓度,D错误。
练预测·押考向5.氨气去除NO的反应原理为4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g)　ΔH<0,反应速率与浓度之间存在如下关系:v(正)=k(正)·c4(NH3)·c6(NO), v(逆)=k(逆)·c5(N2)·c6(H2O),k(正)、k(逆)为速率常数,只受温度影响。350 ℃时,在2 L恒容密闭容器中,通入0.45 ml NH3(g)和0.6 ml NO(g)发生反应,保持温度不变,5 min后反应达平衡,NO的转化率为50%。下列说法正确的是(　　)A.用NH3表示的化学反应速率为0.06 ml·L-1·min-1B.350 ℃时,该反应的平衡常数为0.5C.其他条件不变,往反应后的容器中再通入0.45 ml NH3(g)和0.6 ml NO(g),重新达平衡时NO的体积分数减小D.当温度改变为T ℃时,若k(正)=k(逆),则T<350
解析 由题意可列如下三段式:　　　　4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)起始/ml0.450.600转化/ml0.20.30.250.3平衡/ml0.250.30.250.3
6.我国科学家开发铜催化剂实现由N,N-二甲基甲酰胺[(CH3)2NCHO,简称DMF]制备三甲胺[N(CH3)3],反应方程式如下:(CH3)2NCHO(g)+2H2(g) N(CH3)3(g)+H2O(g)　ΔH=-144 kJ·ml-1。向容积相等的Ⅰ、Ⅱ两个恒容密闭容器中分别充入1 ml DMF(g)和2 ml H2(g)发生上述反应,其中一个容器中是绝热过程,另一个容器中是恒温过程。反应体系中压强随时间变化关系如图所示。
(1)容器Ⅰ中为　　　　　(填“绝热”或“恒温”)过程,判断的依据是　 　　　　　　　　　　 。 (2)若该反应是在恒温恒容的密闭容器中发生,以下能说明该反应达到化学平衡状态的是　　　　　(填字母)。 A.混合气体的密度不再发生改变B.反应容器中H2的质量分数不变C.2v正(H2)=v逆(H2O)D.平均相对分子质量不变E.该反应的焓变,即ΔH不变(3)n点时反应的平衡常数Kp=　　　　　　　　kPa-1(提示:用分压计算的平衡常数为Kp,分压=总压×物质的量分数)。 
容器Ⅰ中的压强比容器Ⅱ中的压强大
解析 (1)该反应是放热反应,若容器绝热,则反应过程中温度升高,不利于平衡正向移动;又知该反应的正反应是气体体积减小的反应,容器的压强大于恒温容器中平衡时的压强,题图中容器Ⅰ中的压强比容器Ⅱ中的压强大,则容器Ⅰ中为绝热过程。(2)该反应中气体总质量和总体积都不变,则混合气体的密度是定值,不能说明反应达到平衡,A错误;反应容器中H2的质量分数不变,其浓度不变,则该反应达到平衡,B正确;达到平衡时,v正(H2)=2v逆(H2O),C错误;该反应中气体平均相对分子质量增大,当混合气体平均相对分子质量不变时,则反应达到平衡,D正确;该反应的焓变是定值,ΔH不变,不能判断反应是否平衡,E错误。③n点反应达到平衡,此时体系压强为36 kPa,起始压强是48 kPa,设(CH3)2NCHO的转化量为x ml,根据已知条件列出三段式:
　　　(CH3)2NCHO(g) + 2H2(g) N(CH3)3(g)+H2O(g)起始/ml1200转化/mlx2xxx平衡/ml1-x2-2xxx
考点4化学反应速率和平衡图像
要点1速率-时间(v-t)图像及分析1.“渐变”类v-t图像及分析
2.“断点”类v-t图像及分析
3.“平台”类v-t图像及分析
要点2化学平衡图像及分析1.浓度(转化率、百分含量)-时间图像及分析C%指生成物的百分含量,B%指反应物的百分含量。
微点拨解题“秘钥”——“先拐先平,数值大”。即曲线先出现拐点的首先达到平衡,反应速率快,以此判断温度或压强的高低,再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。
2.转化率(或质量分数)与压强-温度图像(1)恒压线图像
微点拨表示两个外界条件同时变化时,反应物A的转化率变化情况,解决这类图像一般采用“定一议二”的方法,即把自变量(温度、压强)之一设为恒量,讨论另外两个变量的关系。
3.两类特殊图像(1)对于化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),M点前,表示从反应开始,v(正)>v(逆);M点为刚达到平衡点;M点后为平衡受温度的影响情况,即升高温度,A%增加或C%减少,平衡逆向移动,则有ΔH<0。
(2)对于化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),L线上所有的点都是平衡点。L线的上方(E点),A%大于此压强时平衡体系中A%,则E点满足v(正)>v(逆);同理L线的下方(F点)满足v(正)命题点1浓度(速率、转化率)-时间图像及分析典例1　(2023·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 随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.x1解析 加入1 ml CH4和一定量的H2O发生反应,增大n(H2O)时,x= 减小,但CH4的平衡转化率增大,结合图像知x1vc正,B错误;依据相同投料比时CH4转化率随温度变化曲线知,正反应为吸热反应,则温度升高,K值变大,故Ka变式演练(2023·湖南岳阳一模)在起始温度均为T ℃、容积均为10 L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入1 ml N2O和4 ml CO,发生反应N2O(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g)　ΔH<0。已知k(正)、k(逆)分别是正、逆反应速率常数,v(正)=k(正)·c(N2O)·c(CO),v(逆)=k(逆)·c(N2)·c(CO2),A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.曲线M表示B容器中N2O的转化率随时间的变化B.用CO的浓度变化表示曲线N在0~100 s内的反应速率为1×10-4 ml·L-1·s-1C.Q点v(正)大于P点v(逆)
解析 该反应是放热反应,B(绝热)容器中温度高于A(恒温),又起始加入反应物量相同,则相同时间内B中速率大,先达到平衡,故M线表示B容器中N2O的转化率随时间的变化,A正确;曲线N在0~100 s N2O转化率为10%,则消耗N2O为0.1 ml,同时消耗0.1 ml CO,则有v(CO)= =1×10-4 ml·L-1·s-1,B正确;P点和Q点N2O转化率相同且均未达平衡,即P点v(正)>v(逆),又Q点温度高于P点,则Q点v(正)>P点v(正),故Q点v(正)>P点v(逆),C正确;曲线N达到平衡时N2O转化率为25%,即消耗0.25 ml N2O和0.25 ml CO,则平衡时N2O为0.75 ml、CO为3.75 ml、N2为0.25 ml、CO2为0.25 ml,由于平衡时有v(正)=v(逆),则
命题点2温度(或压强)-时间图像及分析典例2　(2022·湖南卷,14改编)向容积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 ml X和1 ml Y发生反应:2X(g)+Y(g) Z(g)　ΔH,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.ΔH>0B.气体的总物质的量:na解析 甲容器在绝热条件下,随着反应的进行,压强先增大后减小,根据理想气体状态方程pV=nRT可知,刚开始压强增大的原因是容器内的温度升高,则上述反应放热,即ΔH<0,A错误。该反应为放热反应,图中a点和c点的压强相等,甲容器为绝热过程,乙容器为恒温过程,若两者气体物质的量相等,则甲容器压强大于乙容器压强,说明a点气体总物质的量小于c点时气体总物质的量,即na变式演练(2023·广东佛山一模)一定温度下,在刚性容器中加入等物质的量的H2(g)与NO(g)发生反应:2H2(g)+2NO(g) N2(g)+2H2O(g)　ΔH<0,测得H2(g)与H2O(g)的分压随时间变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.当气体密度不再变化时,反应达到平衡B.体系中气体总物质的量n初始∶n平衡=5∶4C.升高温度,反应速率:v(正)减小,v(逆)增大D.该反应的活化能:E(正)>E(逆)
解析 反应过程中气体总质量不变,容器容积不变,则气体密度保持不变,不能判断反应是否达到平衡,A错误;根据题意,列出三段式:　　2H2(g)+2NO(g) N2(g)+2H2O(g)　总压强起始/kPa2.5p0 2.5p0005p0变化/kPa2p0 2p0p02p0平衡/kPa0.5p0 0.5p0p02p04p0则体系中气体总物质的量:n初始∶n平衡=p初始∶p平衡=5p0∶4p0=5∶4,B正确;升高温度,正、逆反应速率都增大,C错误;该反应为放热反应,则正反应活化能小于逆反应活化能,D错误。
【思维建模】解答化学反应速率和平衡图像类题目的思维模型
练真题·明考向1.(2022·浙江1月选考卷)在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g) 3X(g), c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是(　　)
A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率C.在不同时刻都存在关系:2v(B)=3v(X)
D.维持温度、容积、反应物的起始量不变,向反应体系中加入催化剂,c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
解析 题图中可以得到单位时间内的浓度变化,反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到,从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率,A正确;b点处的切线的斜率是CO的瞬时速率,B正确;化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,则有3v(B)=2v(X),C错误;维持温度、容积不变,向反应体系中加入催化剂,平衡不移动,反应速率增大,达到新的平衡状态,平衡状态与原来的平衡状态相同,D正确。
2.(2021·重庆卷)甲异腈(CH3NC)在恒容密闭容器中发生异构化反应: CH3NC(g) ―→ CH3CN(g),反应过程中甲异腈浓度c随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。该反应的反应速率v与c的关系为v=kc,k为速率常数(常温下为常数),a点和b点反应速率相等,即v(a)=v(b)。下列说法错误的是(　　)
A.b~f段的平均反应速率为1.0×10-4 ml·L-1·min-1B.a点反应物的活化分子数多于d点C.T1>T2D.3v(d)=2v(e)
练易错·避陷阱3.(2023·河北沧州一模)T ℃时,向容积为2 L的刚性容器中充入1 ml CO2和一定量的H2发生反应:CO2(g)+2H2(g) HCHO(g)+H2O(g),达到平衡时,HCHO的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始 的关系如图所示。已知:初始加入2 ml H2时,容器内气体的总压强为1.2p kPa。下列说法错误的是(　　)A.5 min时反应到达c点,v(H2)=0.1 ml·L-1·min-1D.c点时,再加入CO2(g)和H2O(g),使二者分压均增大0.2p kPa,平衡不移动
4.(2023·江西上饶一模)利用天然气水蒸气重整制H2的反应为CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　ΔH>0,每次只改变一种条件(X),其他条件不变,CH4的平衡转化率(φ)随X的变化趋势如图所示。下列说法正确的是(　　)A.X为温度时,φ的变化趋势为曲线NB.X为压强时,φ的变化趋势为曲线M
解析 X为温度时,升高温度,平衡正向移动,CH4的平衡转化率φ增大,则φ的变化趋势为曲线M,A错误;X为压强时,增大压强,平衡逆向移动,CH4的平衡转化率φ减小,则φ的变化趋势为曲线N,B错误;X为投料比 时,增大CH4的物质的量,虽然平衡正向移动,但CH4的平衡转化率φ减小,则φ的变化趋势为曲线N,C错误;若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2 ml·L-1,φ=25%,则平衡时CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物质的量浓度分别为0.15 ml·L-1、0.15 ml·L-1、0.05 ml·L-1、0.15 ml·L-1, D正确。
练预测·押考向5.T ℃时,含等浓度的AgNO3与Fe(NO3)2的混合溶液中发生反应Fe2+(aq)+Ag+(aq) Fe3+(aq)+Ag(s)　ΔH<0,t1时刻,改变某一外界条件继续反应至t2(t2=4t1)时刻,溶液中c(Ag+)和c(Fe3+)随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
已知:T ℃时,该反应的化学平衡常数K=1。A.若t1时刻未改变外界条件,则此时该反应处于平衡状态B.若t2时刻反应达到平衡,则t1时刻改变的条件可能为升温C.若始终保持温度不变,则平均反应速率: 表示0~t1 s内Fe2+的平均反应速率, 表示0~t2 s内Fe2+的平均反应速率)D.0~t2 s内Ag+的平均反应速率为 ml·L-1·s-1
6.水煤气变换:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH<0是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:(1)将一定量的CO(g)和H2O(g)充入某恒容密闭容器中,测得在不同催化剂作用下,相同时间内CO的转化率与温度的变化如图1所示:点1~3中,达到平衡状态的点是　　　　　;降低水煤气变换反应活化能效果最差的催化剂是　　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。 
(2)对于反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),采用催化剂Ⅰ,在1 073 K和973 K时,在恒容密闭容器中充入等物质的量的CO(g)、H2O(g),CO的转化率随时间变化的结果如图2所示。
①下列能表示该反应达到化学平衡状态的是　　　　　(填字母)。 A.容器内压强不再变化B.容器内气体的密度不再变化C.混合气体的平均摩尔质量不再变化D.v正(CO)=v逆(CO2)
②973 K时CO的平衡转化率α=　　　　　%,1 073 K时该反应的平衡常数K=　　　　　(写成分数形式,下同)。 ③已知反应速率v=v(正)-v(逆)=k(正)x(CO)·x(H2O)-k(逆)x(CO2)·x(H2),k(正)、k(逆)分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算点a处的
解析 (1)从题图中可知,同等条件下,在催化剂Ⅰ的作用下,相同时间内CO的转化率是最高的,所以催化剂Ⅰ的催化效果是最好的,催化剂Ⅲ效果最差,速率最慢,所以降低活化能的效果最差;该反应在点3达到平衡状态。(2)①该反应为气体分子数不变的反应,故反应过程中,容器内压强始终不变,A项错误;恒容则容器容积不变,容器内气体的质量不变,故混合气体的密度始终不变,B项错误;气体的质量不变,气体的物质的量也不变,混合气体的平均摩尔质量也一直保持不变,C项错误;该反应过程中始终存在v正(CO)=v正(CO2),所以v正(CO2)=v逆(CO2)时,同一种物质的反应速率v(正)=v(逆),反应达到平衡状态,故D项正确。②该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,973 K时反应的平衡转化率是27%。设CO(g)、H2O(g)的浓度均为1 ml·L-1,由题图知,1 073 K时CO的平衡转化率为25%。由三段式可知:
　　　　　　　CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)起始/(ml·L-1)1100转化/(ml·L-1)0.250.250.250.25平衡/(ml·L-1)0.750.750.250.25
③由v=v(正)-v(逆)=k(正)x(CO)·x(H2O)-k(逆)x(CO2)·x(H2)可知v(正)=k(正)x(CO)·x(H2O);v(逆)=k(逆)x(CO2)·x(H2)。平衡时有v(正)=v(逆),即 ,点a处CO的转化率为20%。由三段式可知:　　　　　　CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)起始/(ml·L-1)1100转化/(ml·L-1)0.200.200.200.20a点/(ml·L-1)0.800.800.200.20
突破高考题型(七)化学反应原理综合题
高考指引:近几年,全国及各省市化学试题都考查了化学反应原理综合题,大多以工业生产、环境保护等为命题载体,考查点主要集中在反应热的计算和盖斯定律的应用、化学平衡图像及分析、化学平衡的计算、电化学及应用等,侧重考查考生的“理解与辨析能力”“分析与推测能力”“归纳与论证能力”等关键能力。
突破点1　反应热的计算
核心归纳1.化学反应原理综合题的考查角度
2.利用盖斯定律计算反应热的思维模型
3.利用键能(或活化能)计算反应热(1)反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能。(2)反应热ΔH=Ea(正反应)-Ea(逆反应)(Ea代表活化能)。
真题感悟1.(2022·海南卷,16节选)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环,其中涉及反应:CO2(g)+4H2(g) 2H2O(g)+CH4(g)。已知:电解液态水制备1 ml O2(g),电解反应的ΔH=+572 kJ·ml-1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH=　　　　　　 kJ·ml-1。 
解析 根据题意,写出电解反应的热化学方程式:2H2O(l) ══ 2H2(g)+O2(g)　ΔH=+572 kJ·ml-1,据此可得热化学方程式:2H2(g)+O2(g) ══ 2H2O(l)　ΔH=-572 kJ·ml-1,结合燃烧热的概念推知,H2(g)的燃烧热(焓)ΔH=-572 kJ·ml-1× =-286 kJ·ml-1。
2.(2021·江苏卷,18节选)CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为反应Ⅰ:CH4(g)+CO2(g) ══ 2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+246.5 kJ·ml-1反应Ⅱ:H2(g)+CO2(g) ══ CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41.2 kJ·ml-1反应Ⅲ:2CO(g) ══ CO2(g)+C(s)　ΔH=-172.5 kJ·ml-1在CH4与CO2重整体系中通入适量H2O(g),可减少C(s)的生成,反应3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g) ══ 4CO(g)+8H2(g)的ΔH=　　 　　　。 
+657.1 kJ·ml-1
解析 分析已知热化学方程式,根据盖斯定律,由反应Ⅰ×3-Ⅱ×2可得反应3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g) ══ 4CO(g)+8H2(g),则有ΔH=(+246.5 kJ·ml-1) ×3-(+41.2 kJ·ml-1)×2=+657.1 kJ·ml-1。
突破点2　化学平衡图像分析及最佳条件的选择
核心归纳1.化学平衡图像中信息加工处理的方法
2.化学平衡移动的定性分析与定量计算
3.化工生产中最佳反应条件的选择化工生产中反应条件的选择,除应考虑反应速率、反应限度等反应本身的因素外,还必须考虑生产成本,如动力设备要求、原料和能量的充分利用等。
真题感悟3.(2022·湖北卷,19节选)自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“CaO-Al-H2O”体系的发热原理,在隔热装置中进行了下表中的五组实验,测得相应实验体系的温度升高值(ΔT)随时间(t)的变化曲线,如图所示。
回答下列问题:(1)实验a中,4 min后ΔT基本不变,原因是  　。 (2)实验b中,ΔT的变化说明Al粉与H2O在该条件下　　　　　　　　(填“反应”或“不反应”)。实验c中,前3 min的ΔT有变化,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;3 min后ΔT基本不变,其原因是　　　　　　　　微粒的量有限。 
生成的Ca(OH)2覆盖在CaO的表面,阻止反应进行
Al和溶液中的OH-发生了反应　
突破点3　有关化学平衡的计算
核心归纳1.计算化学平衡常数和转化率的思维模型
2.速率常数(k)与平衡常数(K)之间的关系(1)建立关系的依据是达到平衡状态时,v(正)=v(逆)。(2)T ℃时,可逆反应:aA(g)+bB(g) gG(g)+hH(g), v(正)=k(正)ca(A)·cb(B),v(逆)=k(逆)cg(G)·ch(H)。达到平衡状态时v(正)=v(逆),则有k(正)ca(A)·cb(B)=k(逆)cg(G)·ch(H),故化学平衡常数
真题感悟4.(2023·湖北卷,19节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。(1)1 200 K时,假定体系内只有反应C40H12(g) C40H10(g)+H2(g)发生,反应过程中压强恒定为p0(即C40H12的初始压强),平衡转化率为α,该反应的平衡常数Kp为　　　 　　(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。 
两个反应的化学键变化相似,使得ΔH数值相近,ln K的斜率取决于ΔH,所以两条线几乎平行
解析 (1)起始C40H12为整体1,平衡转化率为α,列出三段式:　C40H12(g) C40H10(g)+H2(g)起始:100转化:ααα平衡:1-ααα
(2)因两个反应的化学键变化相似,使得ΔH数值相近,ln K的斜率取决于ΔH,所以两条线几乎平行。
5.(2022·广东卷,19节选)K2Cr2O7溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡:
25 ℃时,0.10 ml·L-1 K2Cr2O7溶液中 随pH的变化关系如图。当pH=9.0时,设 的平衡浓度分别为x、y、z ml·L-1,则x、y、z之间的关系式为　　　　　=0.10;计算溶液中 的平衡浓度　 　(结果保留两位有效数字)。 
6.0×10-4 ml·L-1
突破点4　电极反应式的书写及计算
核心归纳1.书写电极反应式的思维模型
2.电化学装置图的分析方法(1)判断物质类别:箭头一般指向生成物;箭尾一般指向反应物;(2)判断方向:电子、离子、电流;(3)判断电极反应:靠近电极的箭头曲线;(4)判断物质进出:箭头曲线指向装置——进物质;箭头曲线背离装置——出物质。
3.电化学计算的方法
真题感悟6.(2022·重庆卷,17节选)反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在工业上有重要应用,该反应可采用电化学方法实现,反应装置如图所示。
(1)固体电解质采用　　　　　　　　(填“氧离子导体”或“质子导体”)。 (2)阴极的电极反应式为　 。 (3)同温同压下,相同时间内,若进口Ⅰ处n(CO)∶n(H2O)=a∶b,出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍,则CO的转化率为　　　　(用a、b、y表示)。 
H2O+2e- ══ H2+O2-
解析 (2)电解时,阴极发生还原反应,电极反应式为H2O+2e- ══ H2+O2-。(3)根据题给信息,列出三段式:　　CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)起始/mlab00转化/mlxxxx平衡/mla-xb-xxx出口Ⅰ处气体为CO2,其物质的量为x ml,进口Ⅰ处的气体物质的量为(a+b) ml,则x=(a+b)y,CO的转化率为
7.(2022·河北卷,16节选)氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。(1)氢氧燃料电池中氢气在　　　　　(填“正”或“负”)极发生反应。 (2)在允许O2-自由迁移的固体电解质燃料电池中,CnH2n+2放电的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。 
CnH2n+2+(3n+1)O2--(6n+2)e- ══ nCO2↑+(n+1)H2O
解析 (2)在允许O2-自由迁移的固体电解质燃料电池中,CnH2n+2在负极发生氧化反应生成CO2和H2O。
(2023·辽宁辽阳一模)化学链燃烧(CLC)是利用载氧体(OC)将空气中的氧传输至燃料的新技术,CLC原理如图所示。已知:①Cu2Fe2O3(s)+O2(g) Cu2Fe2O5(s)　ΔH1<0②2C4H10(g)+13Cu2Fe2O5(s) 13Cu2Fe2O3(s)+8CO2(g)+10H2O(g)　ΔH2<0
(2)在密闭容器中加入足量的Cu2Fe2O5(s)、C4H10(g)和N2(g),在总压强保持96.8 kPa不变的条件下,仅发生反应②,测得在不同温度下C4H10的平衡转化率与起始投料比的关系如图所示。
便于回收纯净的CO2
①其他条件不变,x的值增大,C4H10的平衡转化率减小的原因是  　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②T1　　　　　(填“>”“<”或“=”)T2。 ③T2 ℃时,该反应的平衡常数Kp=　　　　　(只列计算式,不带单位,提示:分压=总压×气体物质的量分数)。 (3)一定温度下,在恒压密闭容器中充入足量的Cu2Fe2O5(s)、C4H10(g),仅发生反应②,达到平衡后,再充入少量C4H10(g),平衡　　　　　　(填“正向”“逆向”或“不”)移动,再次达到平衡时,丁烷的平衡转化率　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 
正反应是气体分子数增大的反应,总压强一定,随着x增大,N2分压减小,参与反应的气体分压增大,平衡向逆反应方向移动,C4H10的平衡转化率减小　
　　　 2C4H10(g)+13Cu2Fe2O5(s) 13Cu2Fe2O3(s)+8CO2(g)+10H2O(g)起始量/ml400变化量/ml2.49.612平衡量/ml1.69.612则平衡时气体总物质的量为1.6 ml+9.6 ml+12 ml+1 ml=24.2 ml,故
(3)一定温度下,在恒压密闭容器中充入足量的Cu2Fe2O5(s)、C4H10(g),仅发生反应②,达到平衡后,再充入少量C4H10(g),平衡正向移动,再次达到平衡时,反应在恒压密闭条件下进行,反应物一边只有丁烷一种气体,达等效平衡,丁烷的平衡转化率不变。