人教版高考化学一轮总复习第8章第2节第2课时化学平衡常数化学反应进行的方向课时学案

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第2课时　化学平衡常数　化学反应进行的方向
考试评价解读
核心素养达成
1.能书写化学平衡常数表达式，能进行化学平衡常数、转化率的简单计算。
2．能利用化学平衡常数判断化学反应是否达到化学平衡状态以及平衡移动的方向。
宏观辨识
与
微观探析
了解平衡图像及应用。了解反应的自发性和熵的定义及应用。
证据推理
与
模型认知
知道化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行计算。
变化观念
与
平衡思想
初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反应进行的方向。


化学平衡常数
[以练带忆]
1．只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述正确的是
(　　)
A．K值有变化，平衡一定移动
B．平衡向正反应方向移动时，K值一定增大
C．K值不变，平衡不可能移动
D．相同条件下，同一个反应其化学方程式的化学计量数增大2倍，K值也增大2倍
A　解析：K是温度的函数，K值变化，说明温度发生了改变，则平衡一定发生移动，A正确；若在其他条件不变时，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，有利于反应正向进行，平衡向右移动，但K只与温度有关，故K值不变，B错误；体系温度不变，则K值不变，但平衡可能发生移动，C错误；相同条件下，同一个反应，其化学方程式的化学计量数增大2倍，K值应变为原数值的平方，D错误。
2．1 000 K时反应C(s)＋2H2(g)CH4(g)的K＝8.28×107，当各气体物质的量浓度分别为H2 0.7 mol/L、CH4 0.2 mol/L时，上述反应(　　)
A．正向移动 B．逆向移动
C．达到平衡 D．不一定
A　解析：Q＝≈0.408，Qv逆，反应正向移动。
3．反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，700 ℃时平衡常数为1.47,900 ℃时平衡常数为2.15。下列说法正确的是(　　)
A．升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小
B．该反应的化学平衡常数表达式为K＝
C．该反应的正反应是吸热反应
D．增大CO2浓度，平衡常数增大
C　解析：A项，升温，正、逆反应速率均增大，故A不正确；B项，该化学平衡常数表达式为K＝，故B不正确；C项，升温，平衡常数增大，表明平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应，故C正确；D项，增大反应物浓度，平衡常数不变，故D不正确。
[练后梳理]
1．定义
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，称为化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号K表示。
2．表达式
对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝。

(1)固体物质和纯液体物质的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中。
(2)代入平衡常数表达式中的浓度是平衡浓度。
(3)化学平衡常数表达式与具体的化学方程式相对应，同一个化学反应，用不同的化学方程式表示时，其平衡常数表达式不同。
3．意义
平衡常数表明在一定条件下反应进行的程度。K越大，表示正反应进行的程度越大。
4．影响因素
(1)内因：反应物本身的性质。
(2)外因：K只受温度的影响，与浓度、压强、催化剂等外界因素无关。
5．K值与可逆反应进行程度的关系
K
＜10－5
10－5～105
＞105
反应程度
很难进行
反应可逆
反应可接近完全
6．化学平衡常数的应用
(1)判断平衡移动的方向
对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(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浓度商Q＝表示，则：Q
(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。

化学反应进行的方向
[以练带忆]
1．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是(　　)
A．所有的放热反应都是自发进行的
B．所有的自发反应都是放热的
C．焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素
D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据
C　解析：多数能自发进行的反应都是放热反应，但并不是所有能自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必定存在特例，所以只能说焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素，但不是唯一因素。
2．已知(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ/mol，下列说法中正确的是(　　)
A．该反应中熵变、焓变皆大于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能自发进行
D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
A　解析：该反应ΔH>0，反应物为固体，生成物中产生了气体，ΔS>0，该反应吸热，但熵值增大，可以自发进行，但这并不代表所有碳酸盐分解一定能自发进行，而反应是否能自发进行不能由ΔH或ΔS单独来判断，而应考虑用复合判据加以判断。
3．下列反应中，一定不能自发进行的是(　　)
A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH＝－78.03 kJ/mol　ΔS＝＋1 110 J/(mol·K)
B．CO(g)===C(石墨，s)＋O2(g)　ΔH＝＋110.5 kJ/mol　ΔS＝－89.36 J/(mol·K)
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)
ΔH＝－444.3 kJ/mol　ΔS＝－280.1 J/(mol·K)
D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋37.3 kJ/mol　ΔS＝＋184.0 J/(mol·K)
B　解析：A项，反应为放热的熵增加反应，一定能自发进行；B项，ΔH>0，ΔS<0，则ΔH－TΔS>0，一定不能自发进行；C项，焓变对反应的方向起决定性作用，ΔH－TΔS<0，在低温条件下反应能自发进行；D项，熵变对反应的方向起决定性作用，ΔH－TΔS<0，在一定条件下反应能自发进行。


[练后梳理]
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(体系对外部做功或放出热量)。
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。

自发反应(过程)指的是在一定条件下有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．化学反应方向的判据
(1)焓判据
放热过程中体系能量降低，ΔH<0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应方向不全面。
(2)熵判据
①熵：描述体系混乱程度的物理量，符号为S。熵值越大，体系混乱度越大。
②常见的熵增过程
a．气体的扩散；
b．不同状态的同一种物质：S(g)>S(l)>S(s)；
c．反应前无气体，反应后有气体产生的过程；
d．反应前后都有气体，但气体的物质的量增加的反应。
③熵判据：体系的混乱度增大，ΔS>0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变判断反应方向也不全面。
(3)复合判据
在温度、压强一定的条件下，化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的复合判据为ΔH－TΔS。
当ΔH－TΔS

焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
(1)ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行。
(2)ΔH>0、ΔS<0的反应在任何温度下都不能自发进行。
(3)ΔH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。

考点1　“三段式”突破K的综合计算
[抓本质·悟考法]
某温度下，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。
该反应的平衡常数为________，v(CH3OH)＝________mol/(L·min)。若保持体积不变，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此时v正____(填“＞”“＜”或“＝”)v逆。此时平衡向______(填“左”或“右”)移动，平衡常数为________。

【解题关键点】　此题考查了平衡常数的计算、平衡常数的影响因素及应用。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，可计算出转移6 mol电子时，消耗CO的物质的量，再用“三段式”法进行求解即可。
【易错失分点】　本题的失分点在于利用反应过程中转移的电子数计算反应的CO的物质的量，计算平衡常数时会误将物质的量代替浓度进行计算，另外，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，平衡移动，会误以为平衡常数随之改变。
[自主解答]
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解析：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的物质的量＝×1 mol＝1.5 mol
　　　　　CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始/mol　 2　　 　5　　　 　　0
转化/mol　　1.5　　　3　　　　　1.5
平衡/mol　　0.5　　　2　　　　　1.5
平衡浓度：c(CO)＝＝0.25 mol/L，
c(H2)＝＝1 mol/L，
c(CH3OH)＝＝0.75 mol/L，
平衡常数K＝＝＝3；
5 min内，v(CH3OH)＝＝0.15 mol/(L·min)。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＜3，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。
答案：3　0.15　＞　右　3
[多角度·突破练]
⊳角度1　化学平衡常数的单纯计算
1．(2020·邢台模拟)将1 mol N2O5置于2 L密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①2N2O5(g)2N2O4(g)＋O2(g)；②N2O4(g)2NO2(g)。达到平衡时，c(O2)＝0.2 mol/L，c(NO2)＝0.6 mol/L，则此温度下反应①的平衡常数为(　　)
A．3.2 B．0.2
C． D．
B　解析：N2O5分解得到N2O4，N2O4部分转化为NO2(g)，平衡时c(O2)＝0.2 mol/L，c(NO2)＝0.6 mol/L，则平衡时：c(N2O4)＝2c(O2)－c(NO2)＝2×0.2 mol/L－×0.6 mol/L＝0.1 mol/L，c(N2O5)＝－2c(O2)＝0.5 mol/L－0.2 mol/L×2＝0.1 mol/L，故反应①的平衡常数K＝＝＝0.2。
2．工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH>0，在一定条件下，向体积为1 L的密闭容器中充入 1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)，测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间变化曲线如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．达到平衡时，CH4(g)的转化率为75%
B．0～10 min内，v(CO)＝0.075 mol/(L·min)
C．该反应的化学平衡常数K＝0.187 5
D．当CH4(g)的消耗速率与H2(g)的消耗速率相等时，反应到达平衡
C　解析：由图可知，10 min时反应到达平衡，平衡时水蒸气、氢气的浓度均为0.75 mol/L，则：
CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
1 1 0 0
0.25 0.25 0.25 0.75
0.75 0.75 0.25 0.75
平衡时甲烷转化率＝×100%＝25%，故A项错误；0～10 min内，v(CO)＝＝0.025 mol/(L·min)，故B项错误；平衡常数K＝＝＝0.187 5，故C项正确；同一物质的消耗速率与其生成速率相等时，反应到达平衡状态，由方程式可知当CH4(g)的消耗速率与H2(g)的消耗速率为1∶3时，反应到达平衡，故D项错误。
3．(2020·天津模拟)T ℃时，向 2 L 恒容密闭容器中充入 1 mol PCl5，发生反应PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)。反应过程中c(Cl2)随时间变化的曲线如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．反应在 0～50 s 的平均速率 v(Cl2)＝1.2×10－3 mol/(L·s)
B．该温度下，反应的平衡常数值K＝0.025
C．保持其他条件不变，升高温度，若平衡时c(PCl3)＝0.11 mol/L，则该反应的ΔH＞0
D．反应达平衡后，再向容器中充入 1 mol PCl5，该温度下再达到平衡时，c(Cl2)＞0.2 mol/L
D　解析：由图可知，0～50 s，Δc(Cl2)＝0.06 mol/L，v(Cl2)＝＝1.2×10－3 mol/(L·s)，故A正确；
　 　　　　　 　PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)，
起始/(mol/L)　　　 0.5　　　 0　　　 0
转化/(mol/L)　　　 0.1　　　 0.1　　 0.1
平衡/(mol/L)　　　 0.4　　　 0.1　　　0.1
K＝＝＝0.025，故B正确；由B可知，平衡时 c(PCl3)＝0.1 mol/L，升高温度，平衡时 c(PCl3)＝0.11 mol/L，说明平衡正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH＞0，故C正确；反应达平衡后，再向容器中充入 1 mol PCl5，增大压强不利于平衡向正反应方向移动，与原平衡相比较，PCl5的转化率下降，则平衡时0.1 mol/L＜c(Cl2)＜0.2 mol/L，故D错误。

(1)在进行化学平衡的“三段式”计算时，要注意各物质的起始量、转化量和平衡量三者单位的统一。
(2)气体的压强变化、密度变化均可转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能进行相关计算。
⊳角度2　化学平衡常数与转化率相结合的计算
4．在一定温度下，反应H2(g)＋X2(g)HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于(　　)
A．5% B．17%
C．25% D．33%
B　解析：设氢气的转化浓度为x mol/L。
H2(g)＋X2(g)HX(g)
c始/(mol/L) 0 0 1
c变/(mol/L) x x 2x
c平/(mol/L) x x 1－2x
平衡常数K＝＝10，解得x＝，得出HX的分解率为＝≈17%。
5．某温度下，H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和 CO2(g)，其起始浓度如表所示：
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)/(mol/L)
0.010
0.020
0.020
c(CO2)/(mol/L)
0.010
0.010
0.020
下列判断不正确的是(　　)
A．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%
B．平衡时，甲和丙中H2的转化率均是60%
C．平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol/L
D．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢
C　解析：设平衡时甲中CO2的转化浓度为x mol/L，


H2(g) ＋ CO2(g)H2O(g)＋CO(g)
0.010 0.010　　 0　　 0
　　 x　　　 x　　　 x　　　 x
　　0.010－x　0.010－x　x　　 x
根据平衡常数表达式：K＝＝，解得x＝0.006，则甲中CO2的转化率为×100%＝60%，由于乙相对甲增大了c(H2)，因此CO2的转化率增大，A项正确；丙与甲为等效平衡，转化率相等，B项正确；平衡时甲中c(CO2)＝0.010 mol/L－0.006 mol/L＝0.004 mol/L，丙中CO2的平衡浓度是甲中的两倍为0.008 mol/L，C项错误；丙中反应物浓度最大，反应速率最快，甲中反应物浓度最小，反应速率最慢，D项正确。

掌握平衡计算中常见的四个公式
(1)反应物的转化率＝×100%＝×100%。
(2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率＝×100%。
(3)混合物组分的百分含量＝×100%。
(4)某组分的体积分数＝×100%。
考点2　压强平衡常数Kp的计算方法
[抓本质·悟考法]
一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH＝＋173 kJ/mol，若压强为p kPa，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题：

(1)650 ℃时CO2的平衡转化率为________。
(2)t1 ℃时平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是____________________________________________________________________。

【解题关键点】　①理解平衡常数Kp的含义；②根据方程式判断出气体物质为CO和CO2，由图中信息计算出平衡分压。
【易错失分点】　①无法根据图中气体的体积分数计算出CO和CO2的平衡分压；②忽略CO和CO2气体的化学计量数，算出错误的平衡常数Kp数值。
[自主解答]
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解析：(1)650 ℃时，平衡时CO2的体积分数为60%，设其物质的量为0.6 mol，则平衡时CO的物质的量为0.4 mol，起始时CO2的物质的量为 0.6 mol＋×0.4 mol＝0.8 mol，故CO2的平衡转化率为×100%＝25%。(2)t1 ℃时，平衡时CO与CO2的体积分数相等，其平衡分压均为0.5p kPa，则此时的平衡常数为Kp＝＝0.5p。t1 ℃时，n(CO)＝n(CO2)，再通入等物质的量的两气体，两者的平衡分压仍为 0.5p，则Qp＝Kp，平衡不移动。
答案：(1)25%　(2)0.5p　不　Qp＝Kp
[多角度·突破练]
⊳角度1　考查平衡常数Kp的计算
1．(2020·青岛模拟)(双选)氨基甲酸铵发生分解的化学方程式为H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。利用如下装置测定不同温度下该反应以分压表示的化学平衡常数Kp，实验步骤如下：
(Ⅰ)关闭K3，打开K1和K2，开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭K1；
(Ⅱ)关闭K2，缓慢开启K3至U形管两边液面相平并保持不变，读取压强数值。记录25 ℃、30 ℃下压强分别为12.0 kPa、17.1 kPa。下列说法错误的是(　　)

A．氨基甲酸铵分解反应的ΔH>0
B．该反应25 ℃时的化学平衡常数Kp＝2.56×1011 Pa3
C．步骤Ⅰ中测压仪数值未稳定即关闭K1，Kp测量值偏小
D．步骤Ⅱ中读数时U形管左侧液面偏高，Kp测量值偏小
CD　解析：温度升高气压增大，由反应可知，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，故A正确；25 ℃时，设CO2的压强为x Pa，则NH3的压强为 2x Pa，总压强为12.0 kPa，则p(CO2)＝＝4 000 Pa，p(NH3)＝2p(CO2)＝8 000 Pa，则Kp＝p(CO2)×p2(NH3)＝2.56×1011 Pa3，故B正确；步骤Ⅰ中测压仪数值未稳定即关闭K1，U形管左侧会残留空气，导致Kp测量值偏大，故C错误；步骤Ⅱ中读数时U形管左侧液面偏高，说明左侧压强偏小，则Kp测量值偏大，故D错误。
2．100 kPa时，反应2NO2(g)N2O4(g)中NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示。

100 kPa、25 ℃时，2NO2(g)N2O4(g)平衡体系中N2O4的物质的量分数为________，N2O4的分压p(N2O4)＝________kPa，列式计算平衡常数Kp＝________(Kp用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
解析：100 kPa、25 ℃时，NO2的平衡转化率为80%，设起始时NO2的浓度为a，则平衡时NO2的浓度为0.2a，N2O4的浓度为0.4a，故N2O4的物质的量分数为×100%≈66.7%。N2O4的分压p(N2O4)＝100 kPa×66.7%＝66.7 kPa。Kp＝＝≈0.06。
答案：66.7%　66.7　
＝≈0.06

压强平衡常数(Kp)的计算流程

⊳角度2　考查速率常数与平衡常数的关系
3．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。
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)。若将一定量的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。
解析：反应N2O4(g)2NO2(g)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＝＝。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。
答案：　3.9×106
4．随着氮氧化物对环境及人类活动影响的日趋严重，如何消除大气污染物中的氮氧化物成为人们关注的主要问题之一。利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l)　 ΔH＜0 已知该反应速率v正＝k正·c4(NH3)·c6 (NO)，v逆＝k逆·cx(N2)·cy(H2O)(k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K＝k正/k逆，则x＝________，y＝________。
解析：当反应达到平衡时有v正＝v逆，即k正·c4(NH3)·c6(NO)＝k逆·cx(N2)·cy(H2O)，变换可得＝，该反应的平衡常数K＝k正/k逆，平衡状态下K＝，所以x＝5，y＝0。
答案：5　0

速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下，可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，因平衡时v正＝v逆，
则k正·ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，＝＝K

1．(命题情境：平衡知识在生产、生活中的应用)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H2S混合加热并达到下列平衡：
CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)　K＝0.1
反应前CO的物质的量为10 mol，平衡后CO的物质的量为8 mol。下列说法正确的是(　　)
A．升高温度，H2S浓度增大，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H2S物质的量为7 mol
D．CO的平衡转化率为80%
C　解析：A项，升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，错误；B项，通入CO气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，向正反应方向建立新的平衡，正反应速率逐渐减小，错误；C项，设反应前H2S的物质的量为 n mol，容器的容积为V L，则
CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)
n(始)/mol　 10　　 n　　　 0　　　 0
n(转)/mol 2　　 2　　　 2　　　 2
n(平)/mol　 8　　 n－2　　 2　　　 2
K＝＝0.1，解得n＝7，正确；D项，CO的平衡转化率为×100%＝20%，错误。
2．(命题情境：平衡与能源利用的问题)氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，人类对氢能应用自200年前就产生了兴趣。从20世纪70年代以来，世界上许多国家和地区就广泛开展了氢能研究。科学家研究以太阳能为热源分解Fe3O4，最终循环分解水制H2，其中一步重要反应为2Fe3O4(s)6FeO(s)＋O2(g)　ΔH＝a kJ/mol。在一定压强下，Fe3O4的平衡转化率随温度变化的 α(Fe3O4)－T曲线如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)

A．a>0
B．压强p1>p2
C．升高温度，该反应的平衡常数增大
D．将体系中O2分离出去，能提高Fe3O4的转化率
B　解析：根据图像分析，压强一定，温度升高，Fe3O4的平衡转化率升高，该反应为吸热反应，ΔH>0，即a>0，A项正确；温度一定时，压强增大，平衡逆向移动，Fe3O4的平衡转化率降低，故p1 3．(命题情境：平衡与化工原料生产的问题)电石(主要成分为CaC2)是重要的基本化工原料，主要用于产生乙炔。已知2 000 ℃时，电石生产原理如下：
①CaO(s)＋C(s)Ca(g)＋CO(g)　ΔH1＝a kJ/mol　平衡常数K1
②Ca(g)＋2C(s)CaC2(s)　ΔH2＝b kJ/mol　平衡常数K2
以下说法不正确的是(　　)
A．反应①K1＝c(Ca)·c(CO)
B．反应Ca(g)＋C(s)CaC2(s)平衡常数K＝
C．2 000 ℃时增大压强，K1减小，K2增大
D．反应2CaO(s)＋CaC2(s)===3Ca(g)＋2CO(g)　ΔH＝(2a－b) kJ/mol
C　解析：A项，由CaO(s)＋C(s)Ca(g)＋CO(g)可知，K1＝c(Ca)·c(CO)，故A项正确；B项，Ca(g)＋2C(s)CaC2(s)与Ca(g)＋C(s)CaC2(s)的化学计量数为倍数关系，而K为指数关系，则反应Ca(g)＋C(s)CaC2(s)平衡常数K＝，故B项正确；C项，K与温度有关，则2 000 ℃时增大压强，K1、K2均不变，故C项错误；D项，由①CaO(s)＋C(s)Ca(g)＋CO(g)、②Ca(g)＋2C(s) CaC2(s)，结合盖斯定律可知①×2－②得到2CaO(s)＋CaC2(s)===3Ca(g)＋2CO(g)，其ΔH＝(2a－b) kJ/mol，故D项正确。
4．(命题情境：平衡与生命活动相联系的问题)肌红蛋白(Mb)是由肽链和血红素辅基组成的可结合氧的蛋白，广泛存在于肌肉中。肌红蛋白结合氧的反应为：Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)。肌红蛋白的结合度(即转化率)α与氧气分压p(O2)密切相关，37 ℃时，反应达平衡时测得的一组实验数据如图所示。回答下列问题：

(1)37 ℃时，上述反应的平衡常数K＝________(气体和溶液中的溶质分别用分压和物质的量浓度表达)；
(2)平衡时，肌红蛋白的结合度α＝________[用含p(O2)和K的代数式表示]；37 ℃时，若空气中氧气分压为20.0 kPa，人正常呼吸时α的最大值为________%(结果保留2位小数)；
(3)一般情况下，高烧患者体内MbO2的浓度会比其健康时________(填“高”或“低”)；在温度不变的条件下，游客在高山山顶时体内MbO2的浓度比其在山下时________(填“高”或“低”)；
(4)上述反应的正反应速率v正＝k正c(Mb)p(O2)，逆反应速率v逆＝k逆c(MbO2)。k正和k逆分别是正向和逆向反应的速率常数。37 ℃时，上图中坐标为(1.00,50.0)的点对应的反应状态为向________进行(填“左”或“右”)，此时v正∶v逆＝________(填数值)。
解析：(1)反应Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)的平衡常数表达式K＝。图中，37 ℃、肌红蛋白结合度为50%时，c(Mb)＝c(MbO2)、p(O2)＝0.5 kPa，求得K＝2。
(2)平衡时，肌红蛋白的结合度为α，则＝，代入K表达式得α＝；37 ℃时，将K＝2、p(O2)＝20.0 kPa代入，得到α最大值为97.56%。
(3)高烧患者体温超过37 ℃，血液中O2浓度降低，MbO2浓度会比健康时低；高山山顶O2分压比地面低，使Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)左移，MbO2浓度也会降低。
(4)当上述反应达到化学平衡时，有v正＝v逆，即k正c(Mb)p(O2)＝k逆c(MbO2)得＝ ＝K。图中点(1.00,50.0)不在曲线上，37 ℃时不是化学平衡状态。此时c(Mb)＝c(MbO2)、p(O2)＝1.00 kPa，得Q＝1 答案：(1)2　(2)　97.56　(3)低　低
(4)右　2