2019届一轮复习鲁科版7-1化学反应的方向、限度教案 16页

第章　化学反应的方向、限度与速率 第1节　化学反应的方向、限度 考纲定位 全国卷5年考情 ‎1.了解化学平衡常数(K)的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。‎ ‎2.能正确计算反应的平衡转化率(α)。‎ ‎3.了解化学反应进行的方向判断。‎ ‎2017年：Ⅰ卷T28(3)；Ⅲ卷T28(4)‎ ‎2016年：Ⅰ卷T27(2)；Ⅱ卷T27(1、2)；Ⅲ卷T26(3)‎ ‎2015年：Ⅰ卷T28(4)；Ⅱ卷T27(2)‎ ‎2014年：Ⅰ卷T28(3)；Ⅱ卷T26(1、2)‎ ‎2013年：Ⅱ卷T28(2、3)‎ 考点1| 化学反应进行的方向 ‎(对应学生用书第131页)‎ ‎[考纲知识整合]‎ ‎1．自发过程 ‎(1)含义 在一定条件下，不需要借助于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，体系有从有序自发地转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。‎ ‎2．自发反应 在一定条件下无须外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。‎ 提醒：自发反应(过程)指的是在一定条件下自发进行的倾向而不一定发生，如燃烧反应是自发反应，但在常温下不一定燃烧。‎ ‎3．化学反应方向 ‎(1)三个判据 提醒：(1)熵：衡量体系混乱程度的物理量，符号为S，单位为J·mol－1·K－1。　(2)熵的大小：a.同种物质，由固态→液态→气态是一个熵增的过程，即S(g)＞S(l)＞S(s)。‎ b．气体分子数增大的反应的ΔS＞0。‎ ‎(2)一般规律 ‎①ΔH<0，ΔS>0的反应任何温度下都能自发进行；②ΔH>0，ΔS<0的反应任何温度下都不能自发进行；③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH<0，ΔS<0时低温下反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS>0时，高温下反应能自发进行。‎ 说明：对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的系数大小。‎ ‎[高考命题点突破]‎ 命题点　化学反应方向的判断 ‎1．下列说法正确的是________(填序号)。 ‎ ‎【导学号：95160190】‎ ‎(1)电解质溶解于水的ΔS＜0‎ ‎(2)碳、硫燃烧的ΔS＞0，ΔH＜0‎ ‎(3)CaCO3(s)加热分解的ΔS＜0，ΔH＞0‎ ‎(4)2AB(g)C(g)＋3D(g)的反应高温有利于自发进行，则反应的ΔH＞0‎ ‎(5)凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 ‎(6)－‎10 ℃‎的水结成冰，可用熵变的判据来解释反应的自发性 ‎(7)常温下，反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0‎ ‎(8)反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH>0‎ ‎【答案】　(2)(4)(7)‎ ‎2．(1)2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)。反应能够自发进行，则反应的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎(2)(2016·全国Ⅱ卷，改编)①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－515 kJ·mol－1‎ ‎②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)　ΔH＝－353 kJ·mol－1，上述①②反应在热力学上趋势均很大的原因是_____________________________，‎ 其中反应ΔS>0的是反应________。‎ ‎【答案】　(1)＜　(2)①②反应均为放热量大的反应　①‎ 考点2| 化学平衡常数及其相关计算 ‎(对应学生用书第132页)‎ ‎[考纲知识整合]‎ ‎1．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aA＋bBcC＋dD，K＝。‎ 实例 ‎①Cl2＋H2OHClO＋H＋＋Cl－‎ K＝。‎ ‎②C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　‎ K＝。‎ ‎③CO＋H2OHCO＋OH－‎ K＝。‎ ‎④CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)　K＝c(CO2)。‎ ‎(3)转化关系 ‎①对于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　K1‎ ‎2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)　K2‎ NH3(g)N2(g)＋H2(g)　K3‎ 则K1与K2的关系为K1·K2＝1，K2与K3的关系为K2＝K，K3与K1的关系为K1＝。‎ ‎ ②已知A＋B‎2C　K1，C＋DE　K2，则A＋B＋2D2E的K3＝K1·K(用K1、K2表示)。‎ ‎(4)意义：化学平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度。‎ K 正反应进行 的程度 平衡时生成 物浓度 平衡时反 应物浓度 反应物 转化率 越大 越大 越大 越小 越大 越小 越小 越小 越大 越小 提醒：一般地说，当K>105时，就认为反应基本进行完全了，当K<10－5时，认为反应很难进行。‎ ‎2．平衡常数的影响因素 对于确定的化学反应，平衡常数K只与温度有关，与浓度、压强无关。‎ ‎(1)对于吸热反应，升高温度，K值增大。‎ ‎(2)对于放热反应，升高温度，K值减小。‎ ‎3．平衡转化率 对于反应：aA＋bBcC＋dD中A(g)的平衡转化率可表示为：‎ α(A)＝×100%{c0(A)代表A的初始浓度，[A]代表A的平衡浓度}。‎ ‎[应用体验]‎ 正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(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。(　　)‎ ‎(5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度。 (　　)‎ ‎(6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热。(　　)‎ ‎(7)同一可逆反应的正、逆两向平衡常数互为倒数。(　　)‎ ‎(8)若反应物的转化率改变，化学平衡常数一定改变。(　　)‎ ‎【答案】　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√　(7)√　(8)×‎ ‎[高考命题点突破]‎ 命题点1　化学平衡的含义及影响因素 ‎1．利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)‎2Ac]溶液吸收CO，能达到保护环境和能源再利用的目的，反应方程式为Cu(NH3)‎2Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示：‎ 温度/℃‎ ‎15‎ ‎50‎ ‎100‎ 化学平衡常数 ‎5×104‎ ‎2‎ ‎1.9×10－5‎ 下列说法正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：95160191】‎ A．上述正反应为吸热反应 B．‎15 ℃‎时，反应[Cu(NH3)3]Ac·COCu(NH3)‎2Ac＋CO＋NH3的平衡常数为2×10－5‎ C．保持其他条件不变，减小压强，CO的转化率减小，化学平衡常数减小 D．醋酸二氨合铜溶液的浓度的改变使化学平衡常数也改变 B　[根据提供数据，温度降低，平衡常数增大，说明降低温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，A项错误；[Cu(NH3)3]Ac·COCu(NH3)‎2Ac＋CO＋NH3为Cu(NH3)‎2Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO的逆反应，两反应的平衡常数互为倒数，则[Cu(NH3)3]Ac·COCu(NH3)‎2Ac＋CO＋NH3的平衡常数K＝＝2×10－5，B项正确；减小压强，平衡逆向移动，CO的转化率降低，但平衡常数不改变，C项错误；浓度改变不影响平衡常数，D项错误。]‎ ‎2．(2018·武汉模拟)已知反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)的平衡常数和温度的关系如下：‎ 温度/℃‎ ‎700‎ ‎800‎ ‎830‎ ‎1 000‎ ‎1 200‎ 平衡常数 ‎1.7‎ ‎1.1‎ ‎1.0‎ ‎0.6‎ ‎0.4‎ 现有两个相同的‎2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ，在Ⅰ中充入1 mol A和1 mol B，在Ⅱ中充入1 mol C和1 mol D,‎800 ℃‎条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是(　　)‎ A．容器Ⅰ、Ⅱ中的压强相等 B．容器Ⅰ、Ⅱ中反应的平衡常数相同 C．该反应的正反应是放热反应 D．容器Ⅰ中A的浓度比容器Ⅱ中的小 C　[由题中平衡常数与温度的关系可得该反应的正反应是放热反应，C正确；由于反应体系是绝热体系，则容器Ⅰ达到平衡时的温度比容器Ⅱ高，故其平衡常数小，平衡时压强大，A、B错误；容器Ⅰ比容器Ⅱ温度高，故平衡时A的浓度容器Ⅰ大于容器Ⅱ，D错误。]‎ ‎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。‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)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 ‎(2)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：‎ ‎[CO2]/‎ ‎(mol·L－1)‎ ‎[H2]/‎ ‎(mol·L－1)‎ ‎[CH4]/‎ ‎(mol·L－1)‎ ‎[H2O]/‎ ‎(mol·L－1)‎ 平衡Ⅰ a b c d 平衡Ⅱ m n x y a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为________。‎ ‎【解析】　(1)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。‎ ‎(2)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＝。‎ ‎【答案】　(1)‎ v正 v逆 平衡常数K 转化率α 增大 增大 减小 减小 ‎(2)＝ ‎[易错防范]　化学平衡常数的3个误区 (1)化学平衡常数与物质状态的关系由于固体或纯液体的浓度视为常数1，所以在平衡常数表达式中不再写出。‎ (2)化学平衡常数与平衡移动的关系即使化学平衡发生移动，但只要温度不变，平衡常数就不会改变，利用此守恒可以计算恒定温度下再次平衡后的转化率等物理量，这也是定量化学的重要定律。‎ (3)若同一个反应的系数改变，化学平衡常数可能改变，但表示的意义不改变。‎ 命题点2　利用平衡常数判断反应方向 ‎4．(2017·渭南二模)某温度，将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为‎2 L的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。经过5 min后，反应达到平衡，此时转移电子6 mol。 ‎ ‎【导学号：95160192】‎ ‎(1)该反应的平衡常数为______，v(CH3OH)＝________mol·L－1·min－1。若保持体积不变，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此时v(正)________v(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)。此时平衡向________移动(填“左”或“右”)，平衡常数为________。‎ ‎(2)在其他条件不变的情况下，再增加2 mol CO与5 mol H2，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ ‎【解析】　(1)依据化学方程式知，转移4 mol电子消耗CO的物质的量为1 mol，此时转移6 mol电子，消耗的CO物质的量＝×1 mol＝1.5 mol ‎　　　　 CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)‎ 起始/(mol) 2 5 　 0‎ 变化/(mol) 1.5 3 　 1.5‎ 平衡/(mol) 0.5 2 　 1.5‎ 平衡浓度[CO]＝＝0.25 mol·L－1，‎ ‎[H2]＝＝1 mol·L－1，‎ ‎[CH3OH]＝＝0.75 mol·L－1，‎ 平衡常数K＝＝ L2·mol－2＝‎3 L2·mol－2；‎ ‎5 min内，v(CH3OH)＝＝0.15 mol·L－1·min－1。若保持体积不变，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此时浓度商Q＝＝‎1.2 L2·mol－2＜‎ ‎3 L‎2·mol－2‎ 说明平衡正向进行，此时v(正)＞v(逆)。‎ 此时温度不变，平衡常数不变仍为‎3 L2·mol－2。‎ ‎(2)在其他条件不变的情况下，再增加2 mol CO与5 mol H2，相当于增大压强，反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，是气体体积减小的反应，平衡正向移动，CO的转化率增大。‎ ‎【答案】　(1)‎3 L2·mol－2　0.15　＞　右　‎3 L2·mol－2　(2)增大 ‎[方法技巧]　利用K和Q判断反应方向 ‎(对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Q＝，有： 命题点3　“三段式”突破K、α的相关综合计算 ‎[典例导航]‎ ‎(2017·全国Ⅰ卷，节选)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入‎2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。‎ ‎(1)H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。‎ ‎(2)在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2______α1，该反应的ΔH______0。(填“>”“<”或“＝”)‎ ‎(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填标号)。‎ A．H2S　　　　　　　　B．CO2‎ C．COS D．N2‎ ‎[审题指导]　(1)一步：写方程式列三段式 ‎　　　　　 H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)‎ n(始)/mol 0.40 0.10 　0 　 0‎ Δn/mol x x 　 x 　 x n(平)/mol 0.40－x 0.10－x x 　 x 二步：列方程求未知量 ＝0.02‎ 解得：x＝0.01 mol 三步：明确问题规范答案 H2S的平衡转化率α1＝＝2.5%。‎ K＝＝≈2.8×10－3。‎ ‎(2)w(H2O)＝0.03＞0.02⇒升温平衡右移⇒ΔH＞0。‎ ‎(3)两种反应物，增大一种反应物，平衡右移，另一反应物转化率增大，自身转化率减小。增大生成物浓度，平衡左移，转化率减小。‎ ‎【答案】　(1)2.5　2.8×10－3　(2)＞　>　(3)B ‎(1)610 K时CO2的转化率为________，比H2S的转化率________。‎ ‎(2)610 K时，2H2S(g)＋2CO2(g)2COS(g)＋2H2O(g)的平衡常数K′约为________。‎ ‎(3)620 K时，化学平衡常数K约为________，比610 K时的平衡常数K________。‎ ‎【答案】　(1)10%　大　(2)7.8×10－6　(3)6.9×10－3　大 ‎[题后归纳]　“三段式”突破化学平衡的综合计算的方法 已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，经t s达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。‎ ‎　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)‎ 起始(mol·L－‎1 a b 0 0‎ 变化(mol·L－1 mx nx px qx 平衡(mol·L－‎1 a－mx b－nx px qx 相关计算：‎ ‎①平衡常数：K＝。‎ ‎②A的平衡转化率：α(A)平＝×100%。‎ ‎③A的物质的量分数(或气体A的体积分数)：‎ w(A)＝×100%。‎ ‎④v(A)＝。‎ ‎⑤混合气体的平均密度：混＝。‎ 注意：在求有关物理量时，一定注意是用“物质的量”还是用“物质的量浓度”代入计算。‎ ‎[对点训练]‎ ‎(2017·全国Ⅲ卷，节选)298 K时，将20 mL 3x mol·L－1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：‎ AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。‎ ‎(1)下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。‎ a．溶液的pH不再变化 b．v(I－)＝2v(AsO)‎ c．c(AsO)/c(AsO)不再变化 d．c(I－)＝y mol·L－1‎ ‎(2)tm时，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。‎ ‎(3)tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_______________________________________________。‎ ‎(4)若平衡时溶液的pH＝14，则该反应的平衡常数K为________。‎ ‎【解析】　(1)a对：溶液pH不变时，则c(OH－)也保持不变，反应处于平衡状态。‎ b错：根据反应方程式，始终存在速率关系：v(I－)＝2v(AsO)，反应不一定处于平衡状态。‎ c对：由于Na3AsO3总量一定，当c(AsO)/c(AsO)不再变化时，c(AsO)、c(AsO)也保持不变，反应建立平衡。‎ d错：由图可知，建立平衡时c(I－)＝‎2c(AsO)＝2y mol·L－1，因此c(I－)＝y mol·L－1时，反应没有建立平衡。‎ ‎(2)tm时，反应正向进行，故v正大于v逆。‎ ‎(3)由于tm时生成物AsO的浓度小于tn时AsO的浓度，因v逆的大小取决于生成物浓度的大小，故tm时的v逆小于tn时的v逆。‎ ‎(4)反应前，三种溶液混合后，c (Na3AsO3)＝3x mol·L－1×＝x mol·L－1，同理，c(I2)＝x mol·L－1，反应情况如下：‎ ‎　 　　　 AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)‎ 起始浓度/mol·L－1 　 x x 0 0‎ 平衡浓度/mol·L－1 x－y x－y　 1 y 2y K＝＝ (mol·L－1)－1。‎ ‎【答案】　(1)ac　(2)大于　(3)小于　tm时生成物浓度较低　(4) (mol·L－1)－1‎ ‎(2018·山东名校联考)已知合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。某温度下，若将1 mol N2和2.8 mol H2分别投入到初始体积为‎2 L的恒温恒容、恒温恒压和恒容绝热的三个密闭容器中，测得反应过程中三个容器(用a、b、c表示)内N2的转化率随时间的变化如图所示，请回答下列问题：‎ ‎(1)图中代表反应在恒容绝热容器中进行的曲线是________(用a、b、c表示)。‎ ‎(2)曲线a条件下该反应的平衡常数K＝________。‎ ‎(3)b容器中M点，v(正)________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。‎ ‎【解析】　(1)恒容绝热达到平衡时温度高，反应快，到达平衡的时间短，正向程度小，α(N2)小，进行的曲线为c。‎ ‎(2)达到平衡时恒温恒容比恒温恒压的压强小，N2‎ 的转化率小，a对应恒温恒压，b对应恒温恒容，但二者的温度相同，故二者的化学平衡常数相同。‎ ‎　　　　 N2(g)　＋　3H2(g)　　2NH3(g)‎ c始/(mol/L) 0.5 1.4 0‎ Δc/(mol/L) 0.5×80% 3×0.5×80% 2×0.5×80%‎ c平/(mol/L) 0.1 0.2 0.8‎ Kb＝ L2·mol－2＝‎800 L2·mol－2＝Ka。‎ ‎(3)b容器中M点，N2的转化率比平衡时大，反应向逆向进行，故M点v(正)＜v(逆)。‎ ‎【答案】　(1)c　(2)‎800 L2·mol－2　(3)小于 命题点4　Kp的有关计算 ‎5．(2015·四川高考)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：‎ 已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是(　　) 【导学号：95160193】‎ A．‎550 ℃‎时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动 B．‎650 ℃‎时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%‎ C．T ℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动 D．‎925 ℃‎时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p总 B　[A‎.550 ℃‎时，若充入惰性气体， v正、v逆均减小，由于保持了压强不变，相当于扩大了体积，平衡正向移动，A项错误。B.根据图示可知，在‎650 ℃‎时，CO的体积分数为40%，根据反应方程式：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，设开始加入1 mol CO2，反应掉了x mol CO2，则有：‎ C(s)＋CO2(g)2CO(g)‎ 始态：　　　　 1 mol　　　　　　 0‎ 变化： x mol 2x mol 平衡： (1－x)mol 2x mol 因此有：×100%＝40%，解得x＝0.25，则CO2的平衡转化率为×100%＝25%，故B项正确。C.因为是恒压体系，T ℃时，CO2、CO的体积分数均为50%，故充入等体积的CO2和CO，平衡不移动，C项错误。D‎.925 ℃‎时，CO的体积分数为96%，故Kp＝＝＝23.04p总，D项错误。]‎ ‎[题后拓展]　Kp的含义及有关计算 Kp含义：在化学平衡体系中，各气体物质的分压替代浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。单位与表达式有关。计算技巧：第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度；第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数；第三步，求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)；第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。‎ 命题点5　化学平衡常数与反应速率常数的关系 ‎6．(2015·全国Ⅰ卷，节选)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)。‎ ‎【解析】　(1)由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终x(HI)均为0.784，说明此时已达到了平衡状态。设HI的初始浓度为1 mol·L－1，则：　　　　　　 2HI(g)H2(g)＋I2(g)‎ 初始浓度/mol·L－1　　　 1　　　0　　　0‎ 转化浓度/mol·L－1 0.216 0.108 0.108‎ 平衡浓度/mol·L－1 0.784 0.108 0.108‎ K＝＝ ‎(2)建立平衡时，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k逆x(H2)·x(I2)，k逆＝k正。由于该反应前后气体分子数不变，故k逆＝k正＝k正＝。在40 min时，x(HI)＝0.85，则v正＝0.002 7 min－1×0.852≈1.95×10－3 min－1。‎ ‎(3)因2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH＞0，升高温度，v正、v逆均增大，且平衡向正反应方向移动，HI的物质的量分数减小，H2、I2的物质的量分数增大。因此，反应重新达到平衡后，相应的点分别应为A点和E点。‎ ‎【答案】　(1)　(2)k正/K　1.95×10－3　‎ ‎(3)A、E ‎7．无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋24.4 kJ·mol－1。 ‎ ‎【导学号：95160194】‎ 上述反应中，正反应速率v正＝k正·p(N2O4)，逆反应速率v逆＝k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为________(以k正、k逆表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa)，已知该条件下k正＝4.8×104 s－1，当N2O4分解10%时，v正＝________kPa·s－1。‎ ‎【解析】　上述反应中，正反应速率v正＝k正·p(N2O4)，逆反应速率v逆＝k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，平衡时，v正＝v逆，k正·p(N2O4)＝k逆·p2(NO2)，Kp为。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa)，已知该条件下k正＝4.8×104 s－1，当N2O4分解10%时，v正＝4.8×104 s－1×100 kPa×≈3.9×106 kPa·s－1。‎ ‎【答案】　　3.9×106 ‎