专题化学反应的方向和限度一、可逆反应与化学平衡状态1．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－1B．Y2为0.4 mol·L－1 C．X2为0.2 mol·L－1D．Z为0.4 mol·L－12．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________。
3．若上述题目改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？二、化学平衡常数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)CO2－3＋H2O⇌HCO－3＋OH－(5)CaCO3(s)⇌CaO(s)＋CO2(g)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)K12NO(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)。
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)。
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：(1)123312(2)反应③的ΔH ________0(填“>”或“<”)。
(3)500 ℃时测得反应③在某时刻H 2(g)、CO 2(g)、CH 3OH(g)、H 2O(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“<”)。
三、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：m A(g)＋n B(g)⇌p C(g)＋q D(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 。
m A(g) ＋ n B(g)⇌p C(g)＋q D(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＝ (3)α(A)平＝ (4)φ(A)＝ (5)p (平)p (始)＝ (6)ρ(混)＝(7)M ＝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)＝2mol·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________。
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－1C．[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＝________。
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________。
练出高分对可逆反应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．①③⑤⑦B．②④⑤C．①③④D．①②③④⑤3．汽车净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)催化剂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()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＝2×1081mol－1·L；2CO2(g)⇌2CO(g)＋O2(g)K3＝4×10－92mol·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－1C．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＞CO2D．以上说法都不正确7．一定条件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)催化剂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 NC．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%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①O3⇌O2＋[O]ΔH＞0平衡常数为K1；反应②[O]＋O3⇌2O2ΔH＜0平衡常数为K2；总反应：2O3⇌3O2ΔH＜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＋K2C．适当升温，可提高消毒效率D．压强增大，K2减小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)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)。