《2025年高中总复习优化设计高中化学》

[对点训练1]：在恒容密闭容器中，由$CO$合成甲醇：$CO(g)+2H_{2}(g)\rightleftharpoons CH_{3}OH(g)$，在其他条件不变的情况下研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是(D)


A.平衡常数$K=\frac{c(CH_{3}OH)}{c(CO)\cdot c(H_{2})}$
B.该反应在$T_{1}$时的平衡常数比$T_{2}$时的小
C.$CO$合成甲醇的反应为吸热反应
D.处于$A$点的反应体系从$T_{1}$变到$T_{2}$，达到平衡时$\frac{c(H_{2})}{c(CH_{3}OH)}$增大

答案： [对点训练1] D 解析 A项,因该反应中氢气前的化学计量数为2,则该反应的平衡常数的表达式为$K=\frac{c(CH_{3}OH)}{c(CO)\cdot c^{2}(H_{2})},$错误;B项,由图像可知,反应从$T_{2}$到$T_{1}$时,甲醇的物质的量增大,根据平衡常数和计算式可知$T_{1}$时的平衡常数比$T_{2}$时的大,错误;C项,由图像可知在$T_{2}$温度下反应先达到平衡,反应速率较$T_{1}$快,则有$T_{2}＞T_{1},$从图像的纵坐标分析可得温度降低,平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应,错误;D项,处于A点的反应体系从$T_{1}$变到$T_{2}$的过程中,平衡向逆反应方向移动,则$c(H_{2})$增大,而$c(CH_{3}OH)$减小,达到平衡时$\frac{c(H_{2})}{c(CH_{3}OH)}$应该增大,正确。

例2：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$CO_{2}$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表所示：

(1)根据表中信息推导出$K_{1}$、$K_{2}$与$K_{3}$之间的关系，则$K_{3}=$K_{1}·K_{2}(用$K_{1}$、$K_{2}$表示)。
(2)反应③的$\Delta H$＜(填“$＞$”或“$＜$”)0。
(3)$500^{\circ}C$时测得反应③在某时刻$H_{2}(g)$、$CO_{2}(g)$、$CH_{3}OH(g)$、$H_{2}O(g)$的浓度$(mol· L^{-1})$分别为$0.8$、$0.1$、$0.3$、$0.15$，则此时$v(正)$＞(填“$＞$”“$=$”或“$＜$”)$v(逆)$。

答案： 例2 答案$(1)K_{1}·K_{2} (2)$＜
(3)＞ 解析
(2)根据$K_{3}=K_{1}·K_{2},500℃、$800℃时,反应③的平衡常数分别为2.5、0.375;升温,K减小,平衡左移,正反应为放热反应,则有ΔH＜0。
(3)500℃时,K_{3}=2.5,此时Q=\frac{c(CH_{3}OH)· c(H_{2}O)}{c^{3}(H_{2})· c(CO_{2})}=\frac{0.3×0.15}{0.8^{3}×0.1}≈0.88＜K_{3},故反应正向进行,推知v(正)＞v(逆)。

[对点训练2]：在一定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：$CO_{2}(g)+H_{2}(g)\rightleftharpoons CO(g)+H_{2}O(g)$，其化学平衡常数$K$和温度$t$的关系如表：

回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为$K=$\frac{c(CO)· c(H_{2}O)}{c(CO_{2})· c(H_{2})}。
(2)该反应的正反应为吸热(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式：$3c(CO_{2})· c(H_{2}) = 5c(CO)· c(H_{2}O)$，试判断此时的温度为700℃。
(4)若$830^{\circ}C$时，向容器中充入$1molCO$、$5molH_{2}O$，反应达到平衡后，其化学平衡常数$K$等于(填“大于”“小于”或“等于”)1.0。
（5）$830^{\circ}C$时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的容积，平衡______（填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”）移动。
（6）若$1200^{\circ}C$时，在某时刻反应体系中$CO_{2}$、$H_{2}$、$CO$、$H_{2}O$的浓度分别为$2mol· L^{-1}$、$2mol· L^{-1}$、$4mol· L^{-1}$、$4mol· L^{-1}$，则此时上述反应______（填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。

答案： [对点训练2] 答案
(1)$\frac{c(CO)· c(H_{2}O)}{c(CO_{2})· c(H_{2})}$
(2)吸热
(3)700℃
(4)等于
(5)不
(6)向逆反应方向进行 解析
(1)根据化学方程式:CO_{2}(g)+H_{2}(g)\rightleftharpoons CO(g)+H_{2}O(g)可知,该反应的平衡常数表达式为K=\frac{c(CO)· c(H_{2}O)}{c(CO_{2})· c(H_{2})}。
(2)根据题干中的表格可知,随着温度的升高,平衡常数逐渐增大,说明该反应的正反应为吸热反应。
(3)某温度下,各物质的平衡浓度有如下关系:3c(CO_{2})·c(H_{2})=5c(CO)·c(H_{2}O),根据平衡常数表达式K=\frac{c(CO)· c(H_{2}O)}{c(CO_{2})· c(H_{2})}可知,K=\frac{3}{5}=0.6,平衡常数只与温度有关,温度一定,平衡常数为定值,所以此时对应的温度为700℃。
(4)化学平衡常数只与温度有关,与反应物和生成物的浓度无关,所以只要在830℃条件下,该反应平衡常数的数值都为1.0。
(5)830℃达到平衡,扩大容器容积的瞬间,反应物和生成物的浓度都减小相同的倍数,根据平衡常数表达式K=\frac{c(CO)· c(H_{2}O)}{c(CO_{2})· c(H_{2})}可知,反应物和生成物同时改变相同的倍数,Q=K,平衡不移动。
(6)1200℃时,Q=\frac{c(CO)· c(H_{2}O)}{c(CO_{2})· c(H_{2})},将各