第13讲 化学平衡常数-【暑假自学课】2025年新高二化学暑假提升精品讲义（苏教版2019）

第13讲 化学平衡常数 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点一 化学平衡常数 1．化学平衡常数表达式 对于可逆反应：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，在_______一定时，无论起始浓度如何，反应达到平衡后，各物质的物质的量浓度满足以下关系式： K = ______________ 该结果是一个常数，此常数称为化学平衡常数，简称平衡常数，用字母____表示。 固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为_______，其浓度不列入平衡常数表达式。 2．化学平衡常数的意义 【交流讨论】已知：25 ℃时，卤化氢生成反应的平衡常数如下表： 化学方程式 平衡常数K F2＋H22HF 6.5×1095 Cl2＋H22HCl 2.57×1033 Br2＋H22HBr 1.91×1019 I2＋H22HI 8.67×102 平衡常数的大小能说明反应进行的_______ (也叫反应的_______)。 K值越大，表示反应进行得越_______，当K>105时，该反应进行得基本完全了。 3．化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的_______。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受_______影响。 已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0的平衡常数与温度的关系如下： T/K 373 473 573 673 773 K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103 ①放热反应，温度升高，K值_______； ②吸热反应，温度升高，K值_______。 (3)写出下表中各反应的平衡常数表达式： 化学方程式 平衡常数表达式 2NO2(g)N2O4(g) 3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g) Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrO 【易错提醒】 (1)反应物和生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可以看做“1”而不代入公式。 (2)平衡常数K只受温度的影响，当温度不变时，K值不变。 知识点二 平衡转化率 1．平衡转化率的概念 某一反应的平衡转化率α等于该物质在反应中的___________（如物质的量、物质的量浓度等）与该物质__________的比值，可表示为： α = ×100% 2．平衡转化率的意义 反应的平衡转化率表示在一定_______和一定_______浓度下反应进行的限度。 【方法导引】 对于可逆反应：aA＋bBcC＋dD αA＝×100%＝×100% αA＝×100%＝×100% 平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。 【易错提醒】 (1)在一定温度下，一个具体的化学反应，只有一个平衡常数，但不同反应物的平衡转化率可能不同。 (2)多种反应物参加反应时，可通过增加一种反应物的浓度来提高另一种反应物的平衡转化率，而其本身的平衡转化率会降低。 知识点三 化学平衡常数有关的计算 1．计算模型——三段式法 　　　　　　 aA(g) ＋ bB(g)  cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) x y 0 0 Δc(mol·L－1) am bm cm dm c(平)(mol·L－1) x-am y-bm cm dm 2．解题思路 (1)设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 (2)确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按（1）中“模式”列表。 (3)解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 3．基本计算关系 (1)各物质的物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。 (2)反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (3)反应产物的产率＝×100%。 (4)平衡时B组分的体积分数＝平衡时B组分的物质的量分数＝×100%。 4．实例分析 850 K时，在一密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10－3 mol·L－1、 8.0×10－3 mol·L－1和4.4×10－2 mol·L－1。 （1）计算该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数。 （2）计算达平衡时SO2的转化率。 解答：SO3的初始浓度为0，所以SO3的变化浓度为4.4×10－2 mol·L－1，SO2和SO3的化学计量数都是2，因此SO2的变化浓度为4.4×10－2 mol·L－1，SO2的初始浓度为(6.0×10－3 mol·L－1+4.4×10－2 mol·L－1)= 5.0×10－2 mol·L－1。 (1)K = = = 6.72×103 (2) α(SO2) = = ×100%＝ 88% 教材习题07（P64） 一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于恒温、恒容的密闭容器中，发生反应 NO2(g)＋SO2(g)  SO3(g)＋NO(g)，测得反应达到平衡时NO2与SO2的体积比为1∶5， 则反应的平衡常数K=__________ 。 解题方法 该反应是一个分子数相等的反应，平衡时的各气体的体积比等于其物质的量浓度之比。设开始时NO2和SO2的物质的量浓度分别为1mol·L-1、2mol·L-1，NO2的变化浓度为x，为列三段式 NO2(g)＋SO2(g)  SO3(g)＋NO(g) c0/mol·L-1 1 2 0 0 Δc/mol·L-1 x x x x c平/mol·L-1 1- x 2- x x x 根据题意有 = ，解得x=0.75 平衡时各气体的浓度分别为0.25mol·L-1、1.25mol·L-1、0.75mol·L-1、0.75mol·L-1。 带入平衡常数表达式：K= = =1.8 【答案】 考点一 化学平衡常数 1．已知在一定温度下，下列各反应的焓变和平衡常数如下： ①C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH1　K1 ②CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH2　K2 ③C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH3　K3 则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3＝_________________________________，K1、K2、K3三者关系为K3＝________。 【易错提醒】 (1)化学平衡常数表达式书写注意事项 ①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体、纯液体或水溶液中水的浓度。 ②化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。 (2)已知两反应的平衡常数分别为K1、K2 ①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。 ②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 2．对于下列反应，其反应过程的能量变化如图所示： 编号 反应 平衡常数 反应热 反应① A(g)B(g)＋C(g) K1 ΔH1 反应② B(g)＋C(g)D(g) K2 ΔH2 反应③ A(g)D(g) K3 ΔH3 下列说法正确的是(　　) A．K3＝K1＋K2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快 D．增大压强，K1减小，K2增大，K3不变 3．化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，某些反应的平衡常数数值如下： 2NO(g)N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030 2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081 2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 下列说法正确的是(　　) A．常温下，反应2H2O(g)O2(g)＋2H2(g)的平衡常数为5×10－80 B．常温下，最易分解放出O2的是水 C．K3＝ D．以上都不正确 4．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 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________________。 (2)该反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应。 (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__________℃。该温度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)，充分反应，达到平衡时，CO2的转化率为__________。 考点二 平衡常数有关计算 1．在密闭容器中，给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热，在催化剂存在下发生反应：CO(g)＋H2O(g)  H2(g)＋CO2(g)。在500 ℃时，平衡常数K＝9。若反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率为(　　) A．25%　　　B．50%　　　C．75%　　　D．80% 【方法导引】用“三段式”进行化学平衡的计算要注意的问题： (1)变化量的比值一定等于化学方程式中的系数之比，但是达到平衡时各组分的量的比值不一定等于方程式中的系数之比。 (2)进行有关计算时，可用物质的量浓度，也可用物质的量。 2．将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g)，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则下列结论中不正确的是(　　) A．该温度下反应的化学平衡常数为 B．n值等于2 C．平衡时B的浓度为1 mol·L－1 D．平衡时B的转化率为50 % 3．硫的氧化物和氮的氧化物均是大气的主要污染物质。已知，在一定条件下，硫的氧化物和氮的氧化物可以反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 mol·L－1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，则在该温度下： (1)该温度下，此反应的平衡常数K=_________ (2)在上述温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L－1，NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L－1，达到化学平衡状态时，计算下列各物质的浓度及SO2和NO2的平衡转化率。 ①c(SO3)＝__________mol·L－1，c(SO2)＝__________mol·L－1。 ②α(SO2)＝__________，α(NO2)＝__________。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．了解化学平衡常数的概念，会写化学平衡常数的表达式。 2．了解平衡转化率的含义。 3．学会运用平衡常数进行相关的计算。 【学习重难点】 1．化学平衡常数的概念及意义； 2．化学平衡常数的有关计算。 1．下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是(　　) A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值 B．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变 C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关 D．由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度 2．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)  2CO(g)，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中能使K发生变化的是(　　) A．将C(s)的表面积增大 B．增大体系压强 C．升高体系温度 D．使用合适的催化剂 3．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)  Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是(　　) A．K＝ B．K＝ C．增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数减小 D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化 4．在密闭容器中，给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热，在催化剂存在下发生反应：CO(g)＋H2O(g)  H2(g)＋CO2(g)。在500 ℃时，平衡常数K＝9。若反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率为(　　) A．25%　　　B．50%　　　C．75%　　　D．80% 5．在1 000 K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)  NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.059，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应(　　) A．已达平衡状态 B．未达平衡状态，反应正向进行 C．未达平衡状态，反应逆向进行 D．无法确定 【答案】C 【解析】该反应的K＝0.059，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，其浓度商Q＝1>0.059，所以反应逆向进行。 6．在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)＝0.5 mol，下列说法不正确的是(　　) A．在该温度下，反应的平衡常数K＝1 B．平衡常数与反应温度无关 C．CO的平衡转化率为50 % D．平衡时n(H2O)＝0.5 mol 7．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 % 8．已知下列反应的平衡常数：①H2(g)＋S(s)  H2S(g)，K1；②S(s)＋O2(g)  SO2(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g)  O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是(　　) A．K1＋K2　　B．K1－K2　　C．K1×K2　　D． 9．某温度下，可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)的平衡常数为K，下列对K的说法正确的是(　　) A．K值越大，表明该反应越有利于C的生成，反应物的转化率越大 B．若缩小反应容器的容积，能使平衡正向移动，则K增大 C．温度越高，K一定越大 D．如果m＋n＝p，则K＝1 10．在一密闭容器中，用等物质的量的A和B发生如下反应：A(g)＋2B(g)  2C(g)，反应达到平衡时，若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为(　　) A．40 %　　B．50 %　　C．60 %　　D．70 % 11．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)，起始浓度如表所示： 起始浓度 甲 乙 丙 c(H2)/mol·L－1 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/mol·L－1 0.010 0.010 0.020 下列判断正确的是(　　) A．平衡时，乙中CO2的转化率小于60 % B．平衡时，甲中和丙中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－1 D．反应开始时，丙中的反应速率最快，乙中的反应速率最慢 12．已知可逆反应：M(g)＋N(g)  P(g)＋Q(g)，ΔH>0，请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c (M)＝1 mol·L－1，c (N)＝2.4 mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为60 %，此时N的转化率为__________。 (2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c (M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1，达到平衡后，c (P)＝2 mol·L－1，a＝__________。 (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c (M)＝c (N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为__________。 13．在一体积为1 L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，在850 ℃发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。CO和H2O浓度变化如图： (1)0～4 min的平均反应速率v(CO)＝______mol·L－1·min－1。 (2)850 ℃时，平衡常数K＝__________。 (3)850 ℃时，若向该容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O，则CO的平衡转化率为__________。 (4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是__________(填选项序号)。 a．v正(H2)＝v逆(H2O) b．c(CO2)＝c(CO) c．容器中气体密度不变 d．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第13讲 化学平衡常数 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点一 化学平衡常数 1．化学平衡常数表达式 对于可逆反应：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，在温度一定时，无论起始浓度如何，反应达到平衡后，各物质的物质的量浓度满足以下关系式： K = 该结果是一个常数，此常数称为化学平衡常数，简称平衡常数，用字母K表示。 固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式。 2．化学平衡常数的意义 【交流讨论】已知：25 ℃时，卤化氢生成反应的平衡常数如下表： 化学方程式 平衡常数K F2＋H22HF 6.5×1095 Cl2＋H22HCl 2.57×1033 Br2＋H22HBr 1.91×1019 I2＋H22HI 8.67×102 平衡常数的大小能说明反应进行的程度(也叫反应的限度)。 K值越大，表示反应进行得越完全，当K>105时，该反应进行得基本完全了。 3．化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。 已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0的平衡常数与温度的关系如下： T/K 373 473 573 673 773 K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103 ①放热反应，温度升高，K值减小； ②吸热反应，温度升高，K值增大。 (3)写出下表中各反应的平衡常数表达式： 化学方程式 平衡常数表达式 2NO2(g)N2O4(g) K＝ 3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g) K＝ Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrO K＝ 【易错提醒】 (1)反应物和生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可以看做“1”而不代入公式。 (2)平衡常数K只受温度的影响，当温度不变时，K值不变。 知识点二 平衡转化率 1．平衡转化率的概念 某一反应的平衡转化率α等于该物质在反应中的已转化量（如物质的量、物质的量浓度等）与该物质起始总量的比值，可表示为： α = ×100% 2．平衡转化率的意义 反应的平衡转化率表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 【方法导引】 对于可逆反应：aA＋bBcC＋dD αA＝×100%＝×100% αA＝×100%＝×100% 平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。 【易错提醒】 (1)在一定温度下，一个具体的化学反应，只有一个平衡常数，但不同反应物的平衡转化率可能不同。 (2)多种反应物参加反应时，可通过增加一种反应物的浓度来提高另一种反应物的平衡转化率，而其本身的平衡转化率会降低。 知识点三 化学平衡常数有关的计算 1．计算模型——三段式法 　　　　　　 aA(g) ＋ bB(g)  cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) x y 0 0 Δc(mol·L－1) am bm cm dm c(平)(mol·L－1) x-am y-bm cm dm 2．解题思路 (1)设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 (2)确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按（1）中“模式”列表。 (3)解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 3．基本计算关系 (1)各物质的物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。 (2)反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (3)反应产物的产率＝×100%。 (4)平衡时B组分的体积分数＝平衡时B组分的物质的量分数＝×100%。 4．实例分析 850 K时，在一密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10－3 mol·L－1、 8.0×10－3 mol·L－1和4.4×10－2 mol·L－1。 （1）计算该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数。 （2）计算达平衡时SO2的转化率。 解答：SO3的初始浓度为0，所以SO3的变化浓度为4.4×10－2 mol·L－1，SO2和SO3的化学计量数都是2，因此SO2的变化浓度为4.4×10－2 mol·L－1，SO2的初始浓度为(6.0×10－3 mol·L－1+4.4×10－2 mol·L－1)= 5.0×10－2 mol·L－1。 (1)K = = = 6.72×103 (2) α(SO2) = = ×100%＝ 88% 教材习题07（P64） 一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于恒温、恒容的密闭容器中，发生反应 NO2(g)＋SO2(g)  SO3(g)＋NO(g)，测得反应达到平衡时NO2与SO2的体积比为1∶5， 则反应的平衡常数K=__________ 。 解题方法 该反应是一个分子数相等的反应，平衡时的各气体的体积比等于其物质的量浓度之比。设开始时NO2和SO2的物质的量浓度分别为1mol·L-1、2mol·L-1，NO2的变化浓度为x，为列三段式 NO2(g)＋SO2(g)  SO3(g)＋NO(g) c0/mol·L-1 1 2 0 0 Δc/mol·L-1 x x x x c平/mol·L-1 1- x 2- x x x 根据题意有 = ，解得x=0.75 平衡时各气体的浓度分别为0.25mol·L-1、1.25mol·L-1、0.75mol·L-1、0.75mol·L-1。 带入平衡常数表达式：K= = =1.8 【答案】1.8 考点一 化学平衡常数 1．已知在一定温度下，下列各反应的焓变和平衡常数如下： ①C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH1　K1 ②CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH2　K2 ③C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH3　K3 则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3＝_________________________________，K1、K2、K3三者关系为K3＝________。 答案　ΔH1＋ΔH2　K1·K2 解析　如果化学方程式相加(或减)，则总热化学方程式的焓变应为两热化学方程式的焓变之和(或差)，而平衡常数则为两化学方程式平衡常数的乘积(或商)。 【易错提醒】 (1)化学平衡常数表达式书写注意事项 ①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体、纯液体或水溶液中水的浓度。 ②化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。 (2)已知两反应的平衡常数分别为K1、K2 ①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。 ②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 2．对于下列反应，其反应过程的能量变化如图所示： 编号 反应 平衡常数 反应热 反应① A(g)B(g)＋C(g) K1 ΔH1 反应② B(g)＋C(g)D(g) K2 ΔH2 反应③ A(g)D(g) K3 ΔH3 下列说法正确的是(　　) A．K3＝K1＋K2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快 D．增大压强，K1减小，K2增大，K3不变 答案　B 解析　K3＝，K1＝，K2＝，则K3＝K1·K2，A错误；根据盖斯定律可知，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，B正确；加催化剂，反应①的活化能降低，反应速率加快，C错误；增大压强，对化学平衡常数无影响，则K1、K2、K3不变，D错误。 3．化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，某些反应的平衡常数数值如下： 2NO(g)N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030 2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081 2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 下列说法正确的是(　　) A．常温下，反应2H2O(g)O2(g)＋2H2(g)的平衡常数为5×10－80 B．常温下，最易分解放出O2的是水 C．K3＝ D．以上都不正确 答案　C 解析　NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的化学平衡常数K的数值逐渐减小，反应倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2，B项错误；常温下，CO2分解产生O2反应的平衡常数表达式K3＝，C项正确。 4．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 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________________。 (2)该反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应。 (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__________℃。该温度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)，充分反应，达到平衡时，CO2的转化率为__________。 答案：(1)　(2)吸热　(3)830　50 % 解析：(1)根据化学平衡常数的定义书写。 (2)温度越高，K值越大，说明升温平衡正向移动，正反应为吸热反应。 (3)由题意可得K＝1，据表可知温度为830 ℃，设反应了的CO2为x mol，则消耗掉的H2为x mol，生成的CO和H2O均是x mol(体积为V L)。K＝1＝，整理得x＝0.5。 则CO2的转化率为50 % 考点二 平衡常数有关计算 1．在密闭容器中，给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热，在催化剂存在下发生反应：CO(g)＋H2O(g)  H2(g)＋CO2(g)。在500 ℃时，平衡常数K＝9。若反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率为(　　) A．25%　　　B．50%　　　C．75%　　　D．80% 答案 C 解析 设消耗c(CO)＝x mol·L－1，可列三段式计算： 　　　　　　 CO(g)＋H2O(g)  H2(g)＋CO2(g) 初始/(mol·L－1) 0.02 0.02 0 0 转化/(mol·L－1) x x x x 平衡/(mol·L－1) 0.02－x 0.02－x x x 平衡常数K＝＝＝9，解得x＝0.015，则CO的转化率为×100%＝75%。 【方法导引】用“三段式”进行化学平衡的计算要注意的问题： (1)变化量的比值一定等于化学方程式中的系数之比，但是达到平衡时各组分的量的比值不一定等于方程式中的系数之比。 (2)进行有关计算时，可用物质的量浓度，也可用物质的量。 2．将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g)，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则下列结论中不正确的是(　　) A．该温度下反应的化学平衡常数为 B．n值等于2 C．平衡时B的浓度为1 mol·L－1 D．平衡时B的转化率为50 % 答案 D 解析 利用“三段式”法进行计算时，只有转化量与化学方程式中物质的系数成正比，起始量和平衡量与化学方程式中各物质的系数无关。生成C、D的物质的量相等，C、D的系数也相等，n＝2，设转化的B的物质的量为x，则有 　　　 3A(g)＋B(g)2C(g) ＋2D(g) 初始/mol 6 5 0 0 转化/mol 3x x 2x 2x 平衡/mol 6－3x 5－x 2x 2x 根据题意得2x＝2 mol，x＝1 mol 平衡时B的浓度c(B)＝＝1 mol·L－1，转化率α(B)＝× 100 %＝20 %。 K＝＝。 3．硫的氧化物和氮的氧化物均是大气的主要污染物质。已知，在一定条件下，硫的氧化物和氮的氧化物可以反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 mol·L－1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，则在该温度下： (1)该温度下，此反应的平衡常数K=_________ (2)在上述温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L－1，NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L－1，达到化学平衡状态时，计算下列各物质的浓度及SO2和NO2的平衡转化率。 ①c(SO3)＝__________mol·L－1，c(SO2)＝__________mol·L－1。 ②α(SO2)＝__________，α(NO2)＝__________。 答案 (1)1 (2)1.2 1.8 40 % 60 % 解析 (1)设反应过程中SO2转化的浓度为x mol·L－1 　　　　　　　 SO2(g)＋NO2(g)  SO3(g)＋NO(g) 初始浓度(mol·L－1) 2 2 0 0 转化浓度(mol·L－1) x x x x 平衡浓度(mol·L－1) 2－x 2－x x x 由题可知：x＝1 K＝＝＝1。 (2)设达平衡时NO的浓度为y mol·L－1 　　　　　　　　 SO2(g)＋NO2(g)  SO3(g)＋NO(g) 初始浓度(mol·L－1) 3 2 0 0 平衡浓度(mol·L－1) 3－y 2－y y y 因为温度不变，平衡常数不变，K＝1 则＝1，y＝1.2 ①平衡浓度：c(SO3)＝1.2 mol·L－1，c(SO2)＝3 mol·L－1－1.2 mol·L－1＝1.8 mol·L－1 ②α(SO2)＝×100 %＝40 %； α(NO2)＝×100 %＝60 %。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．了解化学平衡常数的概念，会写化学平衡常数的表达式。 2．了解平衡转化率的含义。 3．学会运用平衡常数进行相关的计算。 【学习重难点】 1．化学平衡常数的概念及意义； 2．化学平衡常数的有关计算。 1．下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是(　　) A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值 B．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变 C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关 D．由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度 【答案】D 【解析】化学平衡常数是在一定温度下，当可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积和反应物浓度幂之积的比值。对于一个确定的化学反应，平衡常数只与温度有关，所以选项A、B、C都是错误的，选项D正确。 2．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)  2CO(g)，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中能使K发生变化的是(　　) A．将C(s)的表面积增大 B．增大体系压强 C．升高体系温度 D．使用合适的催化剂 【答案】C 【解析】只有温度改变K才会变化。正确选项为C。 3．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)  Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是(　　) A．K＝ B．K＝ C．增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数减小 D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化 【答案】B 【解析】固体反应物或生成物，其浓度可看作1，在平衡常数表达式中不写，故A项错误，B项正确；化学平衡常数只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度无关，故增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应的平衡常数不变，但温度改变，平衡常数一定改变，故C、D项错误。 4．在密闭容器中，给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热，在催化剂存在下发生反应：CO(g)＋H2O(g)  H2(g)＋CO2(g)。在500 ℃时，平衡常数K＝9。若反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率为(　　) A．25%　　　B．50%　　　C．75%　　　D．80% 【答案】C 【解析】设消耗c(CO)＝x mol·L－1，可列三段式计算： 　　　　　　 CO(g)＋H2O(g)  H2(g)＋CO2(g) 初始/(mol·L－1) 0.02 0.02 0 0 转化/(mol·L－1) x x x x 平衡/(mol·L－1) 0.02－x 0.02－x x x 平衡常数K＝＝＝9，解得x＝0.015，则CO的转化率为×100%＝75%。 5．在1 000 K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)  NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.059，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应(　　) A．已达平衡状态 B．未达平衡状态，反应正向进行 C．未达平衡状态，反应逆向进行 D．无法确定 【答案】C 【解析】该反应的K＝0.059，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，其浓度商Q＝1>0.059，所以反应逆向进行。 6．在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)＝0.5 mol，下列说法不正确的是(　　) A．在该温度下，反应的平衡常数K＝1 B．平衡常数与反应温度无关 C．CO的平衡转化率为50 % D．平衡时n(H2O)＝0.5 mol 【答案】B 【解析】 　　　　 CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g) 起始/mol 1 1 0 0 转化/mol 0.5 0.5 0.5 0.5 平衡/mol 0.5 0.5 0.5 0.5 由方程式及以上数据判断可得，A、C、D项正确。平衡常数与反应温度有关，B项错误。 7．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 % 【答案】B 【解析】 　　　　　　　 H2(g)＋X2(g)  HX(g) c(起)/(mol·L－1): 0 0 1 c(转)/(mol·L－1): a a 2a c(平)/(mol·L－1): a a 1－2a 由K＝＝10知，a＝，所以HX(g)的分解率为＝≈17 %。 8．已知下列反应的平衡常数：①H2(g)＋S(s)  H2S(g)，K1；②S(s)＋O2(g)  SO2(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g)  O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是(　　) A．K1＋K2　　B．K1－K2　　C．K1×K2　　D． 【答案】D 【解析】K1＝，K2＝，第三个反应的平衡常数K3＝＝×＝K1×＝。 9．某温度下，可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)的平衡常数为K，下列对K的说法正确的是(　　) A．K值越大，表明该反应越有利于C的生成，反应物的转化率越大 B．若缩小反应容器的容积，能使平衡正向移动，则K增大 C．温度越高，K一定越大 D．如果m＋n＝p，则K＝1 【答案】A 【解析】K越大，该反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，A正确；对于一个确定的化学反应，K只是温度的函数，温度一定，K一定，与压强无关，B错误；因该反应的热效应不确定，C错误；K＝，故由m＋n＝p无法判断K的大小，D错误。 10．在一密闭容器中，用等物质的量的A和B发生如下反应：A(g)＋2B(g)  2C(g)，反应达到平衡时，若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为(　　) A．40 %　　B．50 %　　C．60 %　　D．70 % 【答案】A 【解析】设A、B起始物质的量都为1 mol，A的转化率为x。 　　　　　　A(g)＋2B(g)  2C(g) 起始(mol): 1 1 0 转化(mol): 1×x 2(1×x) 2(1×x) 平衡(mol): 1－x 1－2x 2x 平衡时A和B的物质的量之和与C的物质的量相等：(1－x)＋(1－2x)＝2x。解得x＝0.4。 11．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)，起始浓度如表所示： 起始浓度 甲 乙 丙 c(H2)/mol·L－1 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/mol·L－1 0.010 0.010 0.020 下列判断正确的是(　　) A．平衡时，乙中CO2的转化率小于60 % B．平衡时，甲中和丙中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－1 D．反应开始时，丙中的反应速率最快，乙中的反应速率最慢 【答案】B 【解析】甲和丙中反应物的起始浓度c(H2)∶c(CO2)＝1∶1，乙中反应物的起始浓度c(H2)∶c(CO2)＝2∶1，所以平衡时，乙中CO2的转化率大于甲中CO2的转化率，甲和丙中H2的转化率等于CO2的转化率，设甲平衡时H2的转化率为α，则 　　　　　　　　　H2(g)＋ CO2(g)  H2O(g)＋ CO(g) 起始浓度/mol·L－1 0.010 0.010 0 0 转化浓度/mol·L－1 0.010α 0.010α 0.010α 0.010α 平衡浓度/mol·L－1 0.010－0.010α 0.010－0.010α 0.010α 0.010α K＝＝ 解得α＝60%，故A项不正确，B项正确； 平衡时，丙中c(CO2)＝0.020 mol·L－1－0.020 mol·L－1×60 %＝0.008 mol·L－1，甲中c(CO2)＝0.010 mol·L－1－0.010 mol·L－1×60 %＝0.004 mol·L－1，丙中c(CO2)为甲中的2倍，但不是0.012 mol·L－1，故C项不正确；丙的反应物浓度大于甲和乙反应物的浓度，其他条件相同时，丙中的反应速率最快，甲中反应速率最慢，故D项错误。 12．已知可逆反应：M(g)＋N(g)  P(g)＋Q(g)，ΔH>0，请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c (M)＝1 mol·L－1，c (N)＝2.4 mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为60 %，此时N的转化率为__________。 (2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c (M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1，达到平衡后，c (P)＝2 mol·L－1，a＝__________。 (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c (M)＝c (N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为__________。 【答案】(1)25 %　(2)6　(3)41 % 【解析】(1)M的转化率为60 %，则参加反应的M为0.6 mol·L－1，同时消耗N 0.6 mol·L－1，因此N的转化率为×100 %＝25 %。 (2)根据反应方程式：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g) 起始浓度/mol·L－1 1 2.4 0 0 转化浓度/mol·L－1 0.6 0.6 0.6 0.6 平衡浓度/mol·L－1 0.4 1.8 0.6 0.6 则K＝＝＝。 由于温度不变，K不变，因此： 　　　　　　 　M(g)＋N(g)  P(g)＋Q(g) 起始浓度mol·L－1 4 a 0 0 平衡浓度mol·L－1 4－2 a－2 2 2 则有K＝＝＝ 解之得：a＝6。 (3)设反应达到平衡后M的转化率为x，因此有 K＝＝　解之得x≈41 %。 13．在一体积为1 L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，在850 ℃发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。CO和H2O浓度变化如图： (1)0～4 min的平均反应速率v(CO)＝______mol·L－1·min－1。 (2)850 ℃时，平衡常数K＝__________。 (3)850 ℃时，若向该容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O，则CO的平衡转化率为__________。 (4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是__________(填选项序号)。 a．v正(H2)＝v逆(H2O) b．c(CO2)＝c(CO) c．容器中气体密度不变 d．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键 【答案】(1)0.03　(2)1　(3)75%　(4)a、d 【解析】(1)0～4 min的平均反应速率v(CO)＝＝ 0.03 mol·L－1·min－1。(2)850 ℃时，平衡时各物质的浓度为c(CO)＝ 0.08 mol·L－1，c(H2O)＝0.18 mol·L－1，c(CO2)＝0.12 mol·L－1，c(H2)＝0.12 mol·L－1，所以平衡常数K＝＝1。 (3)　　　　　　CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g) 起始(mol·L－1) 1.0 3.0 0 0 变化(mol·L－1) x x x x 平衡(mol·L－1) 1.0－x 3.0－x x x 850 ℃时，反应的平衡常数是1，则(1.0－x)×(3.0－x)＝x×x，解得x＝0.75，CO的平衡转化率为×100 %＝75%。 (4)该反应是在固定容积的密闭容器中进行的反应，且反应前后气体的质量不变，密度不能作为达到平衡的标志。c(CO2)＝c(CO)是一特定的状态，不一定达到平衡。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$