《2025年资源库高中化学人教版》

例401 反应aM(g)+bN(g)⇌cP(g)+dQ(g)达到平衡时，M的体积分数φ(M)与反应条件的关系如图12-4-9所示。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是（ ）

答案： B
解析：可逆反应中，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变平衡，故A错误；由两个图像可知，同压同z时，M的体积分数随着温度升高而降低，即温度升高，平衡右移，故平衡时生成物Q的体积分数增加，B正确；650℃、z=2.0、压强为1.4 MPa时，φ(M)=30%，而其他条件相同，压强为2.1 MPa时，φ(M)=35%，即增大压强，平衡左移，故增大压强平衡时Q的体积分数减小，C错误；由图像可知，同温、同压时，z越大，M的体积分数越小，M的转化率提高，但Q的体积分数不一定增大，如加入N的物质的量较多，虽然有利于平衡右移，但Q的体积分数会减小，D错误。

典型4 化学平衡相关计算
例402 向2 L密闭容器中加入a mol气体A和b mol气体B，在一定条件下发生反应：xA(g)+yB(g)⇌pC(g)+qD(g)
已知：平均反应速率v_C=$\frac{1}{2}$v_A；反应2 min时A的浓度减少了$\frac{1}{3}$，B的物质的量减少了$\frac{a}{2}$ mol，有a mol D生成。
回答下列问题：
(1)反应2 min内，v_A=________，v_B=________。
(2)化学方程式中，x=________，y=________，p=________，q=________。
(3)反应平衡时，D为2a mol，则B的转化率为________。
(4)如果只升高反应温度，其他反应条件不变，平衡时D为1.5a mol，则该反应的ΔH________(填“＞”“＜”或“=”)0。
(5)如果其他条件不变，将容器的容积变为1 L，进行同样的实验，则与上述反应比较：
①反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”)，理由是________。
②平衡时反应物的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)，理由是________。

答案：
(1)$\frac{a}{12}$ mol·L⁻¹·min⁻¹ $\frac{a}{8}$ mol·L⁻¹·min⁻¹
(2)2 3 1 6
(3)$\frac{a}{b}×100\%$
(4)＜
(5)①增大 容积减小，反应物的浓度增大，因而使反应速率增大
②减小 容积减小，气体的压强增大，平衡向气体分子数减少的方向（即逆反应方向）移动，因而使反应物转化率减小
解析：
(1)反应2 min内，v_A=$\frac{\frac{a\ mol}{2\ L}×\frac{1}{3}}{2\ min}=\frac{a}{12}\ mol·L^{-1}·min^{-1}$，v_B=$\frac{\frac{a}{2}\ mol}{2\ L×2\ min}=\frac{a}{8}\ mol·L^{-1}·min^{-1}$。
(2)v_C=$\frac{1}{2}$v_A=$\frac{1}{2}×\frac{a}{12}\ mol·L^{-1}·min^{-1}=\frac{a}{24}\ mol·L^{-1}·min^{-1}$，v_D=$\frac{a\ mol}{2\ L×2\ min}=\frac{a}{4}\ mol·L^{-1}·min^{-1}$，则x:y:p:q=v_A:v_B:v_C:v_D=$\frac{a}{12}:\frac{a}{8}:\frac{a}{24}:\frac{a}{4}=2:3:1:6$。
(3)反应平衡时，D为2a mol，则
2A(g)+3B(g)⇌C(g)+6D(g)
起始量/mol a b 0 0
转化量/mol $\frac{2}{3}$a a $\frac{a}{3}$ 2a
则B的转化率为$\frac{a}{b}×100\%$。
(4)升高反应温度，平衡时，D由2a mol变为1.5a mol，说明升温使平衡逆向移动，所以正反应为放热反应。
(5)容器的容积由2 L变为1 L即增大了体系的压强。