高中化学 第二章 第三节 化学平衡 第3课时 化学平衡常数教案高中化学教案

【第3课时 化学平衡常数】之小

船创作

1．知道化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。 2．能够利用化学平衡常数进行简单的计算。如计算物质的平衡浓度、转化率等。

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，这个常数就是该反应的化学平衡常数，用符号K 表示。

2．表达式

对于可逆反应：m A(g)＋n B(g)

p C(g)＋q D(g)

K ＝c p (C)·c q (D)c m (A)·c n (B)

。 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。

[新知探究]

1．写出反应①H 2(g)＋I 2(g)2HI(g)的平衡常数的表达式，K 1＝________，反应②

12H 2(g)＋1

2

I 2(g)HI(g)的平衡常数的表达式，K 2 ＝________；反应③2HI(g)

H 2(g)

＋I 2(g)的平衡常数的表达式，K 3 ＝________。

答案：c 2(HI)c (H 2)·c (I 2) c (HI)c 12

(H 2)·c 12

(I 2)

c (H 2)·c (I 2)

c 2(HI)

2．K 1 与K 2 、K 3有什么关系？若反应①的ΔH 1＜0，升高温度K 1 如何变化？向反应③

中通入H 2，平衡向哪个方向移动，达到平衡后(温度不变)，K 3如何变化？

答案：K 1＝K 2

2，K 1＝1K 3

；升高温度K 1减小；通入H 2，平衡向逆反应方向移动，K 3不变。

[名师点拨]

使用平衡常数的注意事项

(1)各物质的浓度指平衡时的物质的量浓度，指数为该物质的化学计量数。同一化学反应，由于化学方程式书写不同，平衡常数的表达式不同。

(2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看做“1”而不代入公式。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 ①若反应方向改变，则平衡常数改变。

②若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。

如N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)，K ＝a 则有：

2NH 3(g)

N 2(g)＋3H 2(g)，K ′＝1

a

。

12N 2(g)＋3

2H 2(g)NH 3(g)，K ″＝a 1

2

。

[对点演练]

1．在一定条件下，已达平衡的可逆反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，下列说法中正确

的是( )

A ．平衡时，此反应的平衡常数K 与各物质的浓度有如下关系：K ＝c 2(C)

c 2(A)·c (B)

B ．改变条件后，该反应的平衡常数K 一定不变

C ．如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化

D ．若平衡时增加A 和B 的浓度，则平衡常数会减小

[解析] K 只随温度的改变而改变，除改变温度外，改变其他条件都不会引起平衡常数的改变。

[答案] A

[名师点拨]

(1)判断反应进行的程度

K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，即该反

应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。

(2)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)判断平衡移动方向

利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。

对于可逆反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)在任意状态下，生成物的浓度和反应

物的浓度之间的关系用Q＝c p(C)·c q(D)

c m(A)·c n(B)

表示，则：

当Q＝K时，反应处于平衡状态，v正＝v逆；

当Qv逆；

当Q>K时，反应向逆反应方向进行，v正

(4)计算转化率

依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。

[对点演练]

2．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示：

T/℃700 800 830 1 000 1 200

K0.6 0.9 1.0 1.7 2.6

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________________________________。

(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。此温度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)，充分反应，达到平衡时，CO2的转化率为________。

(4)在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L－1，c(H2)为1.5 mol·L－1，c(CO)为1 mol·L－1，c(H2O)为3 mol·L－1，则正、逆反应速率的比较为v正_____v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。

[解析] (2)温度越高，K值越大，说明升温平衡正向移动，正向为吸热反应。(3)由题意可得K＝1，查表可知温度为830 ℃，设反应了的CO2为x mol，则消耗掉的H2为x mol，

生成的CO 和H 2O 均是x mol(体积为V L)，K ＝1＝(x V )·(x V

)

(1－x V )·(1－x V

)，整理得x ＝0.5，则CO 2

的转化率为50%。(4)Q ＝

c (CO)·c (H 2O)c (CO 2)·c (H 2)＝1×3

2×1.5

＝1>0.9，所以v 正

[答案] (1)

c (CO)·c (H 2O)

c (CO 2)·c (H 2)

(2)吸热

(3)830 50% (4)<

[名师点拨]

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)，令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 ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫px V p ·⎝ ⎛⎭

⎪⎫qx V q ⎝ ⎛⎭⎪⎫a －mx V m ·⎝ ⎛⎭

⎪⎫b －nx V n 。

(2)c 平(A)＝

a －mx V mol·L －1

。 (3)α(A)平＝mx a

×100%。 (4)φ(A)＝

a －mx

a ＋

b ＋(p ＋q －m －n )x

×100%。

(5)

p (平)p (始)＝a ＋b ＋(p ＋q －m －n )x

a ＋b

。 (6)ρ(混)＝a ·M (A)＋b ·M (B)V

g·L －1

。

(7)M ＝

a ·M (A)＋

b ·M (B)a ＋b ＋(p ＋q －m －n )x

g·mol －1

。

[对点演练]

3．将等物质的量的CH 4和H 2O(g)充入1 L 恒容密闭反应器，发生反应：CH 4(g)＋H 2O(g) CO(g)＋3H 2(g)，某温度下反应达平衡，平衡常数K ＝27，此时测得CO 的物质的量为0.10 mol ，求CH 4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。

[解析] CH 4(g)＋H 2O(g)

CO(g)＋3H 2(g)

起始(mol·L －1

): c c 0 0 转化(mol·L －1

): 0.1 0.1 0.1 0.3 平衡(mol·L －1): c －0.1 c －0.1 0.1 0.3 K ＝0.1×(0.3)3(n －0.1)2＝27，c ＝0.11 mol·L －1。

转化率＝0.1 mol·L

－1

0.11 mol·L －1×100%＝91%。

[答案] 91%

1．下列关于平衡常数的说法中，正确的是( )

A ．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示，生成物浓度用平衡浓度表示

B ．化学平衡常数较大的可逆反应，所有反应物的转化率一定大

C ．可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度

D ．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关

解析：选C 平衡常数中的浓度都是平衡浓度，它仅受温度的影响，A 、D 错误；其大小可以描述反应的限度，C 正确；转化率不但受平衡常数的影响，而且还受自身起始浓度及其他物质浓度的影响，B 错误。

2．对于反应2A(g)＋B(s)

C(g)＋D(g) ΔH <0，下列有关说法正确的是( )

A ．升高体系温度，反应速率增大，平衡常数K 增大

B ．增加B 的量，平衡正向移动

C ．平衡常数表达式为K ＝

c (C)·c (D)

c 2(A)·c (B)

D ．改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变

解析：选D 该反应的正反应是放热反应，温度升高，K 减小，A 项错误；B 是固体，增加B 的量不影响反应速率，平衡不移动，B 项错误；B 是固体，其浓度是常数，平衡常数表达式中不能出现B 的浓度，C 项错误。

3．二氧化碳与氢气的反应可用下列3个化学方程式表示(K 表示平衡常数)： CO 2(g)＋H 2(g)CO(g)＋H 2O(g) K 1； CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g) K 2； 2CO 2(g)＋2H 2(g)

2CO(g)＋2H 2O(g) K 3。

下列表示K 1、K 2、K 3的关系正确的是( ) A ．K 1＋K 2＝K 3 B ．K 2＝K 2

3 C ．K 1·K 2＝1 D ．K 2

3＝K 1

解析：选C K 1＝c (CO)·c (H 2O)c (CO 2)·c (H 2)，K 2＝c (CO 2)·c (H 2)c (CO)·c (H 2O)，K 3＝c 2(CO)·c 2(H 2O)

c 2(CO 2)·c 2(H 2)

，故K 1与K 2

互为倒数，K 2

1＝K 3，C 项正确，A 、B 、D 项错误。

4．在高温、催化剂条件下，某反应达到平衡，平衡常数K ＝c (CO)·c (H 2O)

c (CO 2)·c (H 2)

。恒容时，

温度升高，H 2浓度减小。下列说法正确的是( )

A ．该反应的焓变为正值

B ．恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小

C ．升高温度，逆反应速率减小

D ．该反应的化学方程式为CO ＋H 2O

CO 2＋H 2

解析：选A 因为该可逆反应的化学平衡常数K ＝

c (CO)·c (H 2O)

c (CO 2)·c (H 2)

，可得出该反应的化学

方程式为 CO 2(g)＋H 2(g) CO(g)＋H 2O(g)，D 项错误；由于恒容时，温度升高，氢气浓

度减小，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，即焓变为正值，A 项正确；该反应为反应前后气体分子数不变的反应，恒温恒容下，如充入惰性气体使压强增大，H 2浓度不变，B 项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，C 项错误。

5．高炉炼铁中发生的基本反应之一如下： FeO(s)＋CO(g)

Fe(s)＋CO 2(g) ΔH >0

其平衡常数可表示为K ＝

c (CO 2)

c (CO)

，已知1 100℃时K ＝0.263。化学平衡常数只与温度有关，不随浓度和压强的变化而变化。

(1)温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO 2和CO 的体积比________，平衡常数K ________(以上均填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)1 100 ℃时测得高炉中c (CO 2)＝0.025 mol·L －1

、c (CO)＝0.1 mol·L －1

，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态：________(填“是”或“否”)，此时的化学反应速率

v 正________

v 逆(填“大于”“小于”或“等于”)，其原因是______________________________________。

解析：若生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值Q ＝K ，则可逆反应达到平衡状态；若Q K ，反应正在向左进行。

(1)FeO(s)＋CO(g)

Fe(s)＋CO 2(g) ΔH >0，正反应是吸热反应，升高温度，平衡

向吸热反应方向移动，即平衡正向移动，

c (CO 2)c (CO)增大，则V (CO 2)

V (CO)

增大，平衡常数增大。 (2)1 100 ℃时测得高炉中c (CO 2)＝0.025 mol·L

－1

，c (CO)＝0.1 mol·L

－1

，Q c ＝

0.025 mol·L

－1

0.1 mol·L

－1＝0.25v 逆。

答案：(1)增大 增大

(2)否 大于 0.025 mol·L

－1

0.1 mol·L

－1＝0.25<0.263

一、选择题

1．已知下列反应的平衡常数：①H 2(g)＋S(s)H 2S(g)，K 1；②S(s)＋O 2(g)

SO 2(g)，K 2；则反应H 2(g)＋SO 2(g)O 2(g)＋H 2S(g)的平衡常数是( )

A ．K 1＋K 2

B ．K 1－K 2

C ．K 1×K 2 D.K 1

K 2

解析：选D K 1＝

c (H 2S)c (H 2)，K 2＝c (SO 2)c (O 2)，第三个反应的平衡常数K 3＝c (H 2S)·c (O 2)c (H 2)·c (SO 2)＝c (H 2S)

c (H 2)

×

1c (SO 2)c (O 2)

＝K 1×1K 2＝K 1

K 2。

2．已知830℃时，反应CO(g)＋H 2O(g)H 2(g)＋CO 2(g)的平衡常数K ＝1，将各物质按

表中的物质的量(单位：mol)投入恒容容器中，则开始时反应逆向进行的是( )

选项

A B C D n (CO 2) 3 1 0 1 n (H 2) 2 1 0 1 n (CO) 1 2 3 0.5 n (H 2O)

5

2

3

2

解析：选 A Q c (A)＝2×31×5＝1.2，Q c (B)＝1×12×2＝0.25，Q c (C)＝0，Q c (D)＝1×1

2×0.5

＝1。

Q c (B)、Q c (C)均小于平衡常数1，所以B 、C 两种情况下反应正向进行；Q c (D)＝1，反应处于

平衡状态；Q c (A)大于1，反应逆向进行。

3．在1 100 ℃时，一定容积的密闭容器中发生反应：FeO(s)＋CO(g)

Fe(s)＋CO 2(g)

ΔH ＝a kJ·mol －1

(a >0)，该温度下K ＝0.263，下列有关该反应的说法正确的是( )

A ．达到化学平衡状态时，若c (CO)＝0.100 mol·L －1

，则c (CO 2)＝0.026 3 mol·L －1

B ．若要提高CO 的转化率，则可以加入过量FeO

C ．若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡状态

D ．若生成56 g Fe ，则吸收的热量小于a kJ 解析：选A 1 100 ℃时反应的平衡常数K ＝

c (CO 2)

c (CO)

＝0.263，故达到平衡时，若c (CO)＝0.100 mol·L －1

，则 c (CO 2)＝0.026 3 mol·L －1

，A 正确；加入FeO 对平衡移动无影响，B 错误；因反应前后气体的物质的量不变，故反应过程中，容器内压强始终保持不变，C 错误；根据热化学方程式意义可知：若生成56 g Fe ，则吸收的热量为a kJ ，D 错误。

4．羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO 和H 2S 混合加热并达到下列平衡

CO(g)＋H 2S(g)

COS(g)＋H 2(g) K ＝0.1

反应前CO 物质的量为10 mol ，平衡后CO 物质的量为8 mol 。下列说法正确的是( ) A ．升高温度，H 2S 浓度增加，表明该反应是吸热反应 B ．通入CO 后，正反应速率逐渐增大 C ．反应前H 2S 物质的量为7 mol D ．CO 的平衡转化率为80%

解析：选C A 项，升高温度，H 2S 浓度增加，说明平衡逆向移动，则该反应是放热反应，

错误；B项，通入CO后，正反应速率瞬间增大，又逐渐减小，错误；C项，根据 CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g) K＝0.1 起始物质的量 10 mol n mol 0 0

变化物质的量 2 mol 2 mol 2 mol 2 mol

平衡物质的量 8 mol (n－2) mol 2 mol 2 mol

设该容器的体积为V，根据K＝0.1，列关系式得

2

V

×

2

V

8

V

×

n－2

V

＝0.1，解得n＝7，正确；D

项，根据上述数据CO的平衡转化率为2 mol

10 mol

×100%＝20%，错误。

5．[双选]在容积为2 L的密闭容器中进行反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，其他条件不变，在300 ℃和 500 ℃时，物质的量n(CH3OH)随着反应时间t的变化曲线如图所示，下列说法正确的是( )

A．该反应的ΔH＜0

B．其他条件不变，升高温度反应的平衡常数增大

C．300 ℃时，0～t1 min内CH3OH的平均生成速率为n1

2t1

mol·L－1·min－1

D．M点的反应体系从300 ℃升高到500 ℃，达到平衡时

n(H2)

n(CH3OH)

减小

解析：选AC 由图像可知，温度越高，平衡时CH3OH的物质的量越小，故升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小该反应正反应是放热反应，即ΔH＜0，A正确，B错误；

根据反应速率的计算公式及题给数据计算，300 ℃时，0～t1 min内v(CH3OH)＝Δc

Δt

＝

n1

2t1

mol·L－1·min－1，C正确；D项，温度升高，平衡向逆反应方向移动，H2的物质的量增大，

CH3OH的物质的量减小，故达到平衡时

n(H2)

n(CH3OH)

增大，错误。

6．汽车尾气净化中的一个反应如下：

NO(g)＋CO(g)1

2

N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.4 kJ·mol－1

在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是( )

解析：选C 该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，A项错误；同理，CO的转化率减小，B项错误；平衡常数只与温度有关，与物质的量无关，C项正确；增加N2的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D项错误。

7.

在密闭容器中，反应X2(g)＋Y2(g)2XY(g) ΔH＜0达到甲平衡，仅改变某一条件后，达到乙平衡。对此过程的分析正确的是( )

A．可能是减小了反应物的浓度，反应物X2转化率一定减小

B．可能是加入了催化剂，反应物X2的百分含量(X2%)将增大

C．可能是缩小了容器的体积，但该反应的平衡常数保持不变

D．可能是升高了温度，该反应的平衡常数一定减小

解析：选D 根据图像可知，乙达到平衡所用的时间比甲短，因此乙的反应速率比甲快，因此不可能减小了反应物的浓度，A错误；催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，XY的百分含量不变，B错误；该反应是一个体积不变的反应，故缩小容器的体积，平衡不移动，XY%不变，C错误；升高温度平衡向左移动，该反应的平衡常数减小，D正确。

8．如图所示表示两个常见的固氮反应：①N2＋3H22NH3和②N2＋O22NO的平衡常数的对数(lg K)与温度的关系，根据图中的数据判断下列说法正确的是( )

A．反应②为放热反应

B．常温下，反应①的反应速率很大，而反应②的反应速率很小

C．升高温度，反应①的反应速率增大，反应②的反应速率减小

D．在常温下，利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大

解析：选D 温度升高，反应②的lg K增大，说明反应②是吸热反应，A错误；K值的大小只表示反应进行的程度，与反应速率无关，B错误；不论反应是放热还是吸热，升高温度，反应速率均增大，C错误。

二、非选择题

9．工业合成氨N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示，据图回答下列问题：

(1)该反应通常用活性铁作催化剂，加活性铁会使图中B点升高还是降低________，理由是________________________________________________________________________。

(2)该反应平衡常数表达式为K＝__________，当浓度商Q______K(填“<” “>”或“＝”)时，反应向右进行。

(3)450 ℃时该反应的平衡常数________500 ℃时的平衡常数(填“<” “>”或“＝”)。

(4)一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高H2的转化率，可以采取的合理措施有________(填字母代号)。

a．高温高压 b．加入催化剂c．增加N2的浓度

d．增加H2的浓度e．分离出NH3

解析：(1)催化剂降低反应的活化能。(2)反应向右进行，说明Q

的平衡常数K 大。(4)高温使化学平衡逆向移动，H 2转化率降低，a 不合理；催化剂对平衡无影响，b 不合理；增加N 2的浓度可以提高H 2的转化率，c 可以；d 降低H 2的转化率；分离出NH 3，有利于平衡右移，e 可以。

答案：(1)降低 催化剂能降低反应活化能 (2)c 2(NH 3)

c (N 2)·c 3(H 2)

< (3)> (4)ce

10．在一定温度下，将3 mol CO 2和2 mol H 2混合于2 L 的密闭容器中，发生如下反应： CO 2(g)＋H 2(g)

CO(g)＋H 2O(g)。

(1)该反应的化学平衡常数表达式K ＝________。

(2)已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K 1＝0.5，则该温度下反应CO(g)＋H 2O(g) CO 2(g)＋H 2(g)的平衡常数K 2＝________，反应 12CO 2(g)＋12H 2(g)

12CO(g)＋1

2

H 2O(g)的平衡常数K 3＝________。

(3)已知在1 000 ℃时，该反应的平衡常数K 4＝1.0，则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(4)在1 000 ℃下，某时刻CO 2的物质的量为2 mol ，则此时v (正)________v (逆)(填“>”“＝”或“<”)。

解析：(1)根据化学平衡常数的概念

K ＝c (CO)·c (H 2O)

c (CO 2)·c (H 2)

。

(2)K 2＝

c (CO 2)·c (H 2)c (CO)·c (H 2O)＝1K 1＝1

0.5

＝2，

K 3＝c 12(CO)·c 12(H 2O)

c 12(CO 2)·c 12

(H 2)＝K 112＝0.5＝22。

(3)由于升高温度，该反应的平衡常数增大，故该反应为吸热反应。 (4) CO 2(g)＋H 2(g)

CO(g)＋H 2O(g)

起始/mol ： 3 2 0 0 变化/mol: 1 1 1 1 某时刻/mol: 2 1 1 1

所以c (CO)＝0.5 mol·L －1

，c (H 2O)＝0.5 mol·L －1

，c (CO 2)＝1 mol·L －1

，c (H 2)＝0.5 mol·L －1

，故Q c ＝0.5×0.51×0.5＝12

反应应向正反应方向进行，所以v (正)>v (逆)。 答案：(1)

c (CO)·c (H 2O)c (CO 2)·c (H 2) (2)2 2

2

(3)吸热 (4)>

[能力提升]

11．(Ⅰ)已知在448℃时，反应H 2(g)＋I 2(g)2HI(g)的平衡常数K 1为49，则该温

度下反应2HI(g)H 2(g)＋I 2(g)的平衡常数K 2为________；反应12H 2(g)＋

1

2

I 2(g)

HI(g)的平衡常数K 3为________。

(Ⅱ)在一定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO 2(g)＋H 2(g)CO(g)＋

H 2O(g)，其化学平衡常数K 和温度t 的关系如下表所示：

t /℃ 700 800 830 1 000 1 200 K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K ＝________。 (2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填字母)。 A ．容器中压强不变 B ．混合气体中c (CO)不变 C ．v 正(H 2)＝v 逆(H 2O) D ．c (CO 2)＝c (CO)

(4)某温度下，平衡浓度符合下式：c (CO 2)·c (H 2)＝c (CO)·c (H 2O)，试判断此时的温度为________℃。

(5)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c (CO 2)＝2 mol·L －1

、c (H 2)＝1.5 mol·L －1

、c (CO)＝1 mol·L －1

、c (H 2O)＝3 mol·L －1

，则下一时刻，反应向________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。

解析：(Ⅰ)第2个反应与第1个反应互为正、逆反应，平衡常数互为倒数关系，即K 2

＝1

K 1

；第3个反应的化学计量数与第1个相比，缩小为一半，则平衡常数K 3＝K 1。

(Ⅱ)(2)通过表中K 和温度t 的关系可知，温度越高，K 值越大，反应正向进行的程度越大，说明正反应为吸热反应。

(3)该反应为气体体积不变的反应，反应前后压强始终不变，A 不符合题意；混合气体中c (CO)不变，反应达到平衡状态，B 项符合题意；v 正(H 2)＝v 逆(H 2O)时，正、逆反应速率相

等，反应达到平衡状态，C 项符合题意；c (CO 2)＝c (CO)时，浓度不一定不再变化，反应不一定达到平衡状态，D 项不符合题意。

(4)当c (CO 2)·c (H 2)＝c (CO)·c (H 2O)时，K ＝1，此时温度由表中数据可知为830 ℃。 (5)判断反应进行的方向时，可根据Q c 与K 的大小关系判断，此时刻下，Q c ＝

c (CO)·c (H 2O)c (CO 2)·c (H 2)＝ 1 mol·L －1×3 mol·L －1

2 mol·L －1×1.5 mol·L －1

＝1>0.9，所以反应向逆反应方向进行。

答案：(Ⅰ)1

49 7

(Ⅱ)(1)

c (CO)·c (H 2O)

c (CO 2)·c (H 2)

(2)吸热 (3)BC (4)830 (5)逆反应

12．汽车尾气中的CO 、NO 2在一定条件下可以发生反应：4CO(g)＋2NO 2(g)

4CO 2(g)

＋N 2(g) ΔH ＝－1 200 kJ·mol －1

。在一定温度下，向容积固定为2 L 的密闭容器中充入一定量的CO 和NO 2，NO 2的物质的量随时间的变化曲线如图所示：

(1)0～10 min 内该反应的平均速率v (CO)＝________，从11 min 起其他条件不变，压缩容器的容积变为1 L ，则n (NO 2)的变化曲线可能为图中的________(填字母)。

(2)恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。 A ．容器内混合气体颜色不再变化 B ．容器内的压强保持不变 C ．2v 逆(NO 2)＝v 正(N 2)

D ．容器内混合气体密度保持不变

(3)对于该反应，温度不同(T 2>T 1)、其他条件相同时，下列图像表示正确的是________(填序号)。

解析：(1)0～10 min 内v (CO)＝2v (NO 2)＝(0.6－0.3)mol 2 L ×10 min ×2＝0.03 mol·L －1·min －1

。

从11 min 起压缩容器容积，压强增大，平衡正向移动，n (NO 2)应逐渐减小直至达到新的平衡。(2)混合气体颜色不再变化，说明各物质的浓度不变，可以说明达到平衡；反应前后气体分子总数不相等，因此压强保持不变，可以说明达到平衡；v 逆(NO 2)＝2v 正(N 2)才能说明达到平衡；反应体系中物质全部为气体，密度始终保持不变，不能说明达到平衡。(3)甲，温度升高，v 正、v 逆应该均出现突增，错误；乙，温度升高，平衡逆向移动，NO 2的转化率应该降低，正确；丙，温度不变时，增大压强，平衡正向移动，平衡时CO 的体积分数应该减小，错误。

答案：(1)0.03 mol·L －1

·min －1

d (2)CD (3)乙