第二节 化学平衡 第2课时（同步讲义）化学人教版2019选择性必修1

教材知识解读·讲透重点难点·方法能力构建·同步分层测评 第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学平衡 第2课时 化学平衡常数 学习目标 1.通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。 2.构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。 3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的关系。 重点和难点 重点：化学平衡常数的定义及计算。 难点：化学平衡常数的计算。 ◆知识点一 化学平衡常数 1.化学平衡状态时浓度数据分析 分析课本P33表2—1中457.6 ℃时反应体系H2(g)＋I2(g)2HI(g)中各物质的浓度数据，可以发现以下规律： （1）无论该反应从正向进行还是从逆向进行，平衡时，只要温度一定，的值近似相等。 （2）无论反应物或生成物的浓度如何改变，平衡时只要温度一定，的值也近似相等。 2.化学平衡常数 （1）概念 ①条件：一定温度下一个可逆反应达到化学平衡状态时 ②叙述：生成物浓度的系数次幂之积与反应物浓度的系数次幂之积的比值，叫化学平衡常数 ③符号：K （2）表达式 ①对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)来说，平衡常数的表达式为K＝ 。 ②单位：（mol·L－1）（p+q）－（m+n） （一般不写） （3） 意义 ①对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度； ②平衡常数的数值越大，反应物的转化率越大，说明反应可以进行得越完全。 K值 ＜10－5 10－5～105 ＞105 反应程度 很难进行 反应可逆 进行完全 （4） 影响因素 ①内因：不同的化学反应及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。 易错提醒 1.固体和液体不列入平衡常数表达式。 2.平衡常数只跟温度有关，温度不变，则平衡常数不变。 3.浓度商与化学平衡常数的关系 （1）浓度商的定义 对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为浓度商，常用Q表示，即Q＝。 （2） Q与K关系 当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时，表明反应达到化学平衡状态。 4.化学平衡常数的应用 （1）判断反应进行的方向 对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻Q＝，当： Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 （2）判断反应的热效应 ①温度升高：K值增大→正反应为吸热反应；K值减小→正反应为放热反应。 ②温度降低：K值增大→正反应为放热反应；K值减小→正反应为吸热反应。 既学既练 1．下列关于化学平衡常数的叙述正确的是(　　) A．化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关 B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变 C．化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 D．温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数 【答案】D 2．在某温度下，可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的平衡常数为K，下列说法正确的是(　　) A．K越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大 B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大 C．K随反应物浓度的改变而改变 D．K随温度和压强的改变而改变 【答案】A 【解析】K越大，表示反应达到平衡时，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，反之，反应物的转化率越小，K只与温度有关，与浓度、压强无关。 ◆知识点二 化学平衡常数的计算 利用“三段式”法进行化学平衡的有关计算 可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。如可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol。 1.模式 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量/mol a b 0 0 转化量/mol mx nx px qx 平衡量/mol a－mx b－nx px qx 对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转) 对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转) 则有①平衡常数K＝。 ②平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③平衡时A的转化率：α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶。 ④平衡时A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡时和开始时的压强比：＝。 ⑥混合气体的密度：ρ(混)＝ g·L－1。 ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量： ＝ g·mol－1。 ⑧生成物产率＝×100%。 2.基本步骤 ①确定反应物和生成物的初始加入量； ②确定反应过程的转化量(一般设某物质的转化量为x)； ③确定平衡量。 既学既练 1.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 由化学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。 2.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）平衡时CO2的浓度为________。 （2）H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。 【答案】（1）0.036 mol·L－1　（2）2.5　0.002 85 【解析】对于反应 H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g) 初始/mol 0.40 0.10 0 0 转化/mol x x x x 平衡/mol 0.40－x 0.10－x x x 反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则＝0.02， x＝0.01。 H2S的平衡转化率α1＝×100%＝2.5%。 钢瓶的体积为2.5 L，则平衡时各物质的浓度分别为c(H2S)＝0.156 mol·L－1，c(CO2)＝0.036 mol· L－1，c(COS)＝c(H2O)＝0.004 mol·L－1，则K＝≈0.002 85。 一、化学平衡常数的相关计算 1.“三段式”法进行化学平衡的有关计算 可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。如可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol。 （1）模式 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量/mol a b 0 0 转化量/mol mx nx px qx 平衡量/mol a－mx b－nx px qx 对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转) 对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转) 则有①平衡常数K＝。 ②平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③平衡时A的转化率：α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶。 ④平衡时A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡时和开始时的压强比：＝。 ⑥混合气体的密度：ρ(混)＝ g·L－1。 ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量： ＝ g·mol－1。 ⑧生成物产率＝×100%。 （2）基本步骤 ①确定反应物和生成物的初始加入量； ②确定反应过程的转化量(一般设某物质的转化量为x)； ③确定平衡量。 2.根据盖斯定律进行化学平衡常数的有关计算 （1）正逆反应平衡常数的关系是：Kc正·Kc逆＝1 （2）化学计量数变成n倍，平衡常数变为n次方倍 （3）反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝△H1+△H2，K3＝K1·K2 （4）反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝△H1－△H2，K3＝ （5）反应③＝a×反应①－×反应②，则：△H3＝a△H1－ △H2，K3＝ 3.压强平衡常数（Kp）的有关计算 （1）Kp含义：在化学平衡体系中，用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。 （2）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，根据分压计算公式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＝。 4.速率常数和平衡常数的关系（拓展） （1）基元反应：a A（g）+b B（g） c C（g）+d D（g） （2）速率方程 ①抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 v正＝k正·ca（A）·cb（B）、v逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 vA正＝k正·ca（A）·cb（B）、vC逆＝k逆·cc（C）·cd（D） （3）速率常数和平衡常数的关系 ①抽象化：平衡条件v正＝v逆， ＝ ＝Kc ①具体化：平衡条件 ＝ ， ＝ × ＝ ×Kc 实践应用 1．将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2＋O22SO3，测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L－1。则此条件下的平衡常数K为(　　) A．4 B．0.25 C．0.4 D．0.2 【答案】A 【解析】　　　　　　　　2SO2＋O22SO3 初始/mol 4 2 0 转化/mol 2 1 2 平衡/mol 2 1 2 平衡时各自的浓度c(SO2)＝0.5 mol·L－1，c(O2)＝0.25 mol·L－1，c(SO3)＝0.5 mol·L－1，K＝＝4。 2.某可逆反应aA＋bBcC在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将方程式的书写做如下改变，则ΔH和K数值的相应变化为(　　) A．写成2aA＋2bB2cC，ΔH值、K值均扩大了1倍 B．写成2aA＋2bB2cC，ΔH值扩大了1倍，K值保持不变 C．写成cCaA＋bB，ΔH值、K值变为原来的相反数 D．写成cCaA＋bB，ΔH值变为原来的相反数，K值变为原来的倒数 【答案】D 【解析】A、B项ΔH值扩大1倍，K变为原来的平方；C项K值变为原来的倒数。 3.在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得总压力为p，则该反应的平衡常数Kp为(　　) A.p B.p2 C.p2 D.p 【答案】C 【解析】　　NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g) 开始时 0 0 平衡时 p p 则该反应的平衡常数Kp＝p(H2S)·p(NH3)＝p·p＝p2。 4．在一定温度下的可逆反应X(g)2Y(g)  >0，v正=k正c(X)，v逆=k逆c2(Y)(k为速率常数)，若在该温度下的k正=10k逆，下列说法错误的是 A．该温度下的平衡常数为10 B．升高温度，k正增大的倍数大于k逆增大的倍数 C．有利于测定X的相对分子质量的条件为高温低压 D．恒压条件下，向平衡体系中充入惰性气体He，X的转化率增大 【答案】C 【解析】A．反应达到平衡时，正逆反应速率相等，v正=k正c(X)=v逆=k逆c2(Y)，K=，故A正确；B．该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，则k正增大的倍数大于k逆增大的倍数，故B正确；C．有利于测定X的相对分子质量即要求平衡逆向移动，低压不利于平衡逆向移动，故C错误；D．恒压条件下，向平衡体系中充入惰性气体He,相当于减小压强，平衡正向移动，X的转化率增大，故D正确。答案选C。 考点一 化学平衡常数的理解 【例1】下列关于平衡常数K的说法中，正确的是(　　) ①平衡常数K只与反应本身及温度有关　②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K　③加入催化剂不改变平衡常数K　④平衡常数K只与温度有关，与反应的本身及浓度、压强无关 A．①② B．②③ C．③④ D．①③ 【答案】D 【解析】平衡常数K是一个温度常数，只与反应本身及温度有关，催化剂不能改变化学平衡，故加入催化剂不改变平衡常数K。 解题要点 1.理解化学平衡常数的概念：对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)来说，平衡常数的表达式为K＝ 。 2.易错点： ①固体和液体不列入平衡常数表达式。 ②平衡常数只跟温度有关，温度不变，则平衡常数不变。 【变式1-1】已知，2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的平衡常数为K，则2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)的平衡常数为 A． B．-K C．K2 D．-K2 【答案】A 【解析】2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的平衡常数为，2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)的平衡常数，故选A。 【变式1-2】向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比[]，随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数表达式： B．投料比： C．点a、b、c对应的平衡常数： D．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 【答案】D 【解析】由题图可知，投料比不变时，随温度的升高CH4的平衡转化率增大，所以该反应为吸热反应；在相同的温度下，投料比减小，相当于在CH4的投料量不变的情况下增大H2O的投料量，当反应物不止一种时，其他条件不变，增大其中一种气态反应物的投料量会增大其他反应物的平衡转化率，同时降低自身平衡转化率，故投料比x越小，CH4的平衡转化率越大，故投料比：。 A．平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比；该反应的平衡常数表达式：，A错误；B．投料比x越小，CH4的平衡转化率越大，故投料比：，B错误；C．由分析可知，该反应为吸热反应，随温度升高，平衡常数增大，又由点b、c温度相同，则平衡常数：Ka<Kb=Kc，C错误；D．该反应为反应前后气体分子数改变的反应，恒温恒容条件下，随反应进行容器内压强改变，当压强不变时，反应达到平衡状态，D正确；故选D。 考点二 利用化学平衡常数判断反应进行的方向 【例2】可逆反应达到平衡状态后，保持温度、容器容积不变，向容器中充入一定量的，下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商) A．Q不变，K变大，的转化率增大 B．Q不变，K变大，的转化率减小 C．Q减小，K不变，的转化率减小 D．Q增大，K不变，的转化率增大 【答案】C 【解析】当可逆反应达到平衡状态后，保持温度不变，则平衡常数不变，浓度商，容器容积不变，向容器中充入一定量的，浓度增大，所以浓度商减小，平衡正向移动，的转化率增大，但由于充入了，所以的转化率减小。 根据分析，Q减小，K不变，的转化率增大，的转化率减小，故选C。 解题要点 利用浓度商Q与化学平衡常数K判断反应进行的方向 对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻Q＝，当： Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 【变式2-1】一定温度下，在体积固定的密闭容器中发生如下反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)。达到平衡时，H2(g)、I2(g)的物质的量浓度均为0.01mol·L-1，HI(g)的物质的量浓度为0.06mol·L-1.现分别对平衡混合物进行下列操作，计算操作后反应的浓度商，并判断平衡移动的方向。 （1）保持其他条件不变，向容器中通入H2(g)，使其浓度达到0.02mol·L-1 ； （2）保持其他条件不变，向容器中通入HI(g)，使其浓度达到0.08mol·L-1 ； （3）保持其他条件不变，向容器中通入Ar(g)，使其浓度达到0.01mol·L-1 。 【答案】（1）通入氢气后，反应的浓度商为18，平衡向正反应方向移动 （2）通入HI后，反应的浓度商为64，平衡向逆反应方向移动 （3）通入Ar后，反应的浓度商为36，平衡不移动 【解析】（1）该温度下反应的平衡常数K=，通入H2(g)使其浓度达到0.02mol·L-1，浓度商Q=，平衡向正反应方向移动； （2）通入HI(g)使其浓度达到0.08mol·L-1，浓度商Q=，平衡向逆反应方向移动； （3）通入Ar(g)，各反应物的浓度不变，浓度商为36=K，平衡不移动。 【变式2-2】在一个恒容密闭容器中发生反应，其平衡常数K和温度（T）的关系如表所示： T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： （1）该反应的平衡常数表达式为 。 （2）在时，向容器中充入，保持温度不变，反应达到平衡后，其平衡常数 （选填“大于”“等于”或“小于”）1.0。 （3）在时，在某时刻反应混合物中的浓度分别为、、、，则此时反应 （选填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“达到平衡”）。 【答案】（1） （2）等于 （3）向逆反应方向进行 【解析】（1）平衡常数是指在一定温度下，一个可逆反应达到化学平衡状态时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，故该反应的平衡常数表达式为； （2）化学平衡常数仅仅是温度的函数，在时，向容器中充入，保持温度不变，反应达到平衡后，其平衡常数等于1.0； （3）在时，某时刻反应混合物中的浓度分别为、、、，此时，则此时反应向逆反应方向进行。 考点三 化学平衡常数的相关计算 【例3】850K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、SO3的浓度分别为0.0020 mol• L-1、0.0025 mol• L-1、0.0020 mol• L-1.则该温度下反应的2SO2+O2 2SO3平衡常数为： A．25 B．0.0025 C．40 D．400 【答案】D 【解析】对于反应2SO2+O2 2SO3，当反应达到平衡后测得SO2、O2、SO3的浓度分别为0.0020 mol• L-1、0.0025 mol• L-1、0.0020 mol• L-1，，故选D。 解题要点 牢记化学平衡常数K的表达式： 对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在达到平衡时，化学平衡常数K＝。 注意代入数据时，固体和液体不列入平衡常数表达式。 【变式3-1】在773 K时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝9，若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率是(　　) A．60% B．50% C．75% D．25% 【答案】C 【解析】设达到平衡时CO转化的浓度为x mol·L－1，则平衡时c(CO)＝c(H2O)＝(0.020－x)mol·L－1，c(CO2)＝c(H2)＝x mol·L－1。K＝＝＝9，解得x＝0.015，则CO的转化率为×100%＝75%。 【变式3-2】在25℃时，恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和2min后达到平衡的浓度如表所示，下列说法不正确的是 物质 X Y Z 初始浓度 1 2 0 平衡浓度 0.5 0.5 1 A．反应可表示为 B．Y的平衡转化率为75% C．反应前后气体总压强之比为3∶2 D．化学平衡常数为4 【答案】D 【解析】A．由题中表格可以得到从初始到平衡，X的浓度减小了0.5mol/L，Y的浓度减小了1.5mol/L，Z的浓度增加了1mol/L，所以反应的方程式为，A正确；B．Y的平衡转化率为，B正确；C．反应前后气体总压强之比等于反应前后气体的物质的量之比为，C正确；D．化学平衡常数为，D错误；故选D。 【变式3-3】在一定温度下，将2molA和2molB两种气体相混合于体积为2L的某密闭容器中(容积不变)，发生如下反应：3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g)，ΔH<0，2min末反应达到平衡状态(温度不变)，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol·L-1，请填写下列空白： （1）x的值等于_______。 （2）该反应的化学平衡常数K=_______，升高温度时K值将_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。 （3）A物质的转化率为_______。 （4）若维持温度不变，在原平衡混合物的容器中再充入3molC和3molD，欲使达到新的平衡时，各物质的物质的量分数与原平衡相同，则至少应再充入B的物质的量为_______mol。达到新平衡时A的物质的量为n(A)=_______mol 【答案】2 减小 60% 3 2.6 【解析】 （1）C的浓度为0.4mol·L-1，因为容器体积是2L因此C为0.8mol，与D产量相同，故反应中的计量数相同，x是2。 （2）列式求算： 由平衡常数计算公式。因为该反应ΔH<0，是放热反应，故升高温度反应逆向进行，K值减小。 （3） A物质的转化率=。 （4）与原平衡等效，则A与B的物质的量之比为1：1，将3molC和3molD完全转化为A和B，得到4.5molA和1.5molB，加上原来的物质的量之后，A为6.5mol，B为3.5mol，要使A、B的物质的量相等，还需要加入3molB，达到新平衡后，A的物质的量分数与原来相同，为20%，新平衡时A的物质的量为13mol×20%=2.6mol。 基础达标 1.关于平衡常数K，下列说法中正确的是(　　) A．K值越大，反应越容易进行 B．对任一给定的可逆反应，温度升高，K值增大 C．对同一可逆反应，K值越大，反应物的转化率越高 D．加入催化剂或增大反应物浓度，K值将增大 【答案】C 【解析】对于给定的可逆反应，化学平衡常数越大，反应进行的程度越大，但反应不一定容易进行，A项错误，C项正确；化学平衡常数与催化剂和反应物浓度无关，只与温度有关，与温度的关系视具体反应而定，B、D项错误。 2.在某温度下，可逆反应mA(g)＋nB(g) ⇌pC(g)＋qD(g)平衡常数为K，下列说法正确的是 A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大 B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大 C．K随反应物浓度的改变而改变 D．K随着温度的升高而增大 【答案】A 【解析】A．根据反应化学平衡常数的意义可知，K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大，A正确；B．根据反应化学平衡常数的意义可知，K越小，达到平衡时，反应进行的程度越小，即反应物的转化率越小，B错误；C．化学平衡常数仅仅是温度的函数，即K不随反应物浓度的改变而改变，仅仅随着温度的改变而改变，C错误；D．题干未告知该反应正反应为吸热反应还是放热反应，故无法判断K随着温度的升高的变化情况，D错误；故答案为：A。 3．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是①H2＋F2⇌2HF　K＝1047；②H2＋Cl2⇌2HCl　K＝1017；③H2＋Br2⇌2HBr　K＝109；④H2＋I2⇌2HI　K＝1。比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是(　　) A．①②③④ B．④②③① C．①④③② D．无法确定 【答案】A 【解析】化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。 4．下列有关平衡常数的说法中，正确的是(　　) A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大 B．反应：2NO2(g)⇌N2O4(g)　ΔH<0，增加c(N2O4)，该反应的平衡常数增大 C．对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等 D．平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) 【答案】D 【解析】改变条件，反应物的转化率增大，若温度不变，则平衡常数不变，A项错误；增加c(N2O4)，温度不变，K不变，B项错误；对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数互为倒数，C项错误；CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)的平衡常数表达式为K＝，D项正确。 5.固氮的其中一种方法：，温度和化学平衡常数(K)关系如下表，下列说法正确的是 温度/℃ 25 2000 化学平衡常数/K 0.100 A．该反应放热反应 B．K与温度、压强均有关系 C．NO与、生成铵态氮肥 D．不宜用此方法大规模生成NO 【答案】D 【解析】A．温度升高化学平衡常数增大，是吸热反应，故A错误； B．K与温度有关，与压强无关系，故B错误； C．NO与、生成硝酸，不是铵态氮肥，故C错误； D．2000℃平衡常数还很小，不宜用此方法大规模生成NO，能耗过多，故D正确； 故选：D。 6．已知下列反应的平衡常数： ①SO2(g) + O2(g) SO3(g) K1 ； ②NO(g) + O2(g) NO2(g) K2。 则反应SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g)的平衡常数为 A．K1 + K2 B．K2﹣K1 C． D．K1 × K2 【答案】C 【解析】反应①的化学平衡常数，反应②的化学平衡常数，反应SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g)的平衡常数为=，故选C。 7．已知在相同条件下，① K1；② K2 ③ K3。则K1，K2、K3的关系正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据盖斯定律可得，反应③=反应①＋2×反应②，则，故选D。 8．某反应的平衡常数表达式为，在一定条件下达到平衡后，升高温度，浓度减小。下列说法错误的是 A．该反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量 B．恒温恒容下充入，平衡逆向移动，增大，K值变小 C．压缩体积增大压强，正、逆反应速率增大，平衡不移动 D．反应的平衡常数 【答案】B 【解析】该反应的平衡常数表达式为，则该反应为，在一定条件下达到平衡后，升高温度，浓度减小，即升温，平衡正向移动，则该反应为吸热反应。 A． 由分析知，该反应为吸热反应，则该反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量，故A正确； B． 温度不变，K值不变，故B错误； C． 压缩体积增大压强，正、逆反应速率均增大，反应前后气体物质的量不变，则加压，平衡不移动，故C正确； D． 反应的平衡常数为的平衡常数，故D正确； 故选B。 9．已知某化学反应的平衡常数表达式为，在不同温度下该反应的平衡常数如下表所示，下列有关叙述不正确的是 T/°C 700 800 830 1000 1200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 A．若在1L的密闭容器中通入CO和H2O各1mol，5min后温度升高到830°C，此时测得CO为0.4 moL，则该反应未达到平衡状态 B．上述反应的正反应是吸热反应 C．该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) D．若平衡浓度符合5c(CO2)·c(H2)=3c(CO)·c(H2O)，则此时的温度为1000°C 【答案】B 【解析】 A．根据题意列三段式， ，，830°C，K=1.00，所以，则该反应未达到平衡状态，A正确； B．由表格信息可知升高温度，K减小，正反应为放热反应，B错误； C．由电离平衡常数表达式可知该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，C正确； D．平衡浓度符合5c(CO2)·c(H2)=3c(CO)·c(H2O)，求得，则此时的温度为1000°C，D正确； 故答案选B。 10.在一定温度下的密闭容器中存在如下反应：，已知，，经测定该反应在该温度下的平衡常数，则此反应中的转化量为（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】 由平衡常数的定义： 解得。故选C。 11.某温度下，可逆反应的平衡常数为K，下列对K的说法正确的是 A．温度越高，K一定越大 B．如果，则 C．若缩小反应器的容积，增大压强，则K增大 D．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 【答案】D 【解析】A．若该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应移动，平衡常数降低，若正反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应移动，平衡常数增大，A项错误；B．平衡常数，由于不知道平衡体系中各组分的浓度，则无论m+n是否等于p，K都无法确定1，B项错误；C．化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，若缩小反应器的容积，能使平衡正向移动，但温度不变，化学平衡常数不变，C项错误；D．平衡常数K越大，说明反应进行的程度越大，反应越有利于C的生成，反应物的转化率越大，D项正确；故选D。 12.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增大 D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化 【答案】B 【解析】A项，固体物质的浓度可视为常数，在平衡常数表达式中不写，错误；B项，符合平衡常数表达式的书写要求，正确；C项，化学平衡常数只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度变化无关，故增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应的平衡常数不变，错误；D项，温度改变，平衡常数一定改变，错误。 13.在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下： ①2NO(g)⇌N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030 ②2H2(g)＋O2(g)⇌2H2O(g)　K2＝2×1081 ③2CO2(g)⇌2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 以下说法正确的是(　　) A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2) B．该温度下，反应2H2O(g)⇌2H2(g)＋O2(g)的平衡常数的数值约为5×10－80 C．该温度下，反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2 D．以上说法都不正确 【答案】C 【解析】由化学平衡常数的定义可知K1＝，A项错误；该温度下，水分解反应的平衡常数为＝＝5×10－82，B项错误；该温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解产生O2的反应的化学平衡常数数值分别为1×1030、5×10－82、4×10－92，所以产生O2的倾向：NO＞H2O＞CO2，C项正确，D项错误。 综合应用 14.某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是(　　) A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝ B．此时，B的平衡转化率是40% C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大 D．增加C，反应速率加快 【答案】B 【解析】C是固体，不能出现在平衡常数的表达式中，A错；生成1.6 mol C时，消耗了0.8 mol B，B的平衡转化率是40%，B对；化学平衡常数只受温度的影响，增大该体系的压强，化学平衡常数不变，C错；C为固体，浓度为定值，增加其量，反应速率不变，D错。 15.在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示： 物质 X Y Z 初始浓度/mol·L－1 0.1 0.2 0 平衡浓度/mol·L－1 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是(　　) A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．反应可表示为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为1 600 C．反应前后压强之比为2∶3 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 【答案】C 【解析】X、Y、Z的浓度变化量分别为0.05 mol·L－1、0.15 mol·L－1、0.1 mol·L－1，且X、Y的浓度减小，Z的浓度增大，所以该反应的化学方程式为X(g)＋3Y(g)2Z(g)；X的转化率为×100%＝50%，平衡常数K＝＝1 600；平衡常数只受温度的影响，不受压强和浓度的影响；反应前后压强之比为3∶2。 16.已知：氧化制的主反应热化学方程式为：    K 该反应的历程分为如下两步： 反应①：(快反应)     反应②：(慢反应)     下列说法正确的是 A．当时，反应一定达到平衡 B．相比于提高，提高对主反应速率影响更小 C． D． 【答案】D 【解析】A．反应达到平衡时，各物质的浓度不再发生改变，当时，不能说明乙烷、乙烯的浓度不再发生改变，则反应不一定达到平衡状态，A错误；B．反应②为慢反应，则总反应的反应速率取决于反应②，提高不能使反应②的速率加快，而提高可以加快反应②的速率，进而提高主反应的反应速率，因此提高对主反应速率影响更大，B错误；C．根据反应历程可知：反应①与②相加可得，因此化学平衡常数为，C错误；D．反应①与②相加可得，因此根据盖斯定律，，D正确；答案选D。 17.向密闭容器中充入和，发生反应　，测得反应在不同压强、不同温度下，平衡混合物中体积分数如图I所示，测得反应时逆反应速率与容器中关系如图Ⅱ所示。下列说法错误的是 A．压强：，平衡常数： B．图1中条件下，A和C两点反应速率： C．恒温恒压时，若反应从开始到A点达平衡，则的平衡转化率约为 D．图Ⅱ中当x点平衡体系降温至某一温度时，反应可重新达平衡状态，新平衡点可能是c 【答案】D 【解析】A．正反应体积减小，温度不变时增大压强平衡正向进行，甲醇含量增大，所以；升高温度甲醇的含量降低，说明温度升高平衡逆向进行，反应为放热反应，升高温度平衡常数减小，则K(C)>K(A)＞K(B)，A正确；B．图1中条件下，A和C两点A点的温度更高，升高温度速率加快，则反应速率：，故B正确；C．恒温恒压时，若反应从开始到A点达平衡，甲醇含有为25%； 则，a=，的平衡转化率约为，C正确； D．降低温度，正、逆反均应速率减小，反应为放热反应，平衡向逆正反应方向移动，甲醇的浓度增大，则新平衡点可能是图中a点，D错误；故选D。 18.一定条件下在容积不变的容器中充入和发生如下反应：，其他条件不变时，分别探究温度和催化剂的比表面积对上述反应的影响。实验测得与时间的关系如图所示。已知： ⅰ．起始投料比均为2：3；ⅱ．比表面积：单位质量的物质具有的总面积。 下列说法不正确的是 A．Ⅰ、Ⅱ曲线证明催化剂比表面积对上述反应有影响 B．Ⅱ中的平衡转化率为50% C．在Ⅲ的条件下，该反应的平衡常数 D．min，Ⅲ中平均反应速率 【答案】C 【解析】A．实验为其他条件不变时，分别探究温度和催化剂的比表面积对上述反应的影响；Ⅰ、Ⅱ反应速率不同，但平衡时c(CO)相同，可知平衡未发生移动，故反应温度相同，催化剂的比表面积不同，A正确；B．起始投料比均为2：3；初始情况下c(CO)=4.00×10−3mol/L，则c(NO)=6.00×10−3mol/L，由图可知Δc(CO)=Δc(NO)=3.00×10−3mol/L，故α(NO)==50%，，B正确；C．在Ⅲ的条件下可得： ，C错误；D．结合C分析可知，min，Ⅲ中平均反应速率，D正确；故选C。 19.向体积为5L的恒容密闭容器中通入和各2mol，发生反应：。在不同温度下测得随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应ΔH<0，ΔS>0 B．T1温度下，该反应的平衡常数K=27 C．a、b两点平衡常数：Ka > Kb D．T1温度下，0到2min内，用表示的平均反应速率为 【答案】C 【解析】A．温度越高，反应越先达到平衡状态，则T1＞T2，由图可知，反应达到平衡时，n(CO)：T1＞T2，说明其它条件不变时，升高温度使平衡向正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH>0；该方程式中，反应物气体的计量数之和小于生成物气体的计量数之和，则ΔS>0，A错误；B．可列出T1温度下的三段式： 则该反应的平衡常数，B错误；C．该反应ΔH>0，T1＞T2，升高温度，平衡向正向移动，K值增大，则K(a)＞K(b)，C正确；D．T1温度下，0到2min内，CO反应生成了1.0mol，则同时生成3.0mol，用表示的平均反应速率为：，D错误；故选C。 20.在一定温度下，将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应： CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)。 （1）该反应的化学平衡常数表达式K＝__________。 （2）已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K1＝0.5，则该温度下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2＝________，反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K3＝__________。 【答案】（1）　（2）2　 【解析】（1）根据化学平衡常数的概念： K＝。 （2）K2＝＝＝＝2， K3＝ ＝＝＝。 拓展培优 21.恒温恒容条件，进行如下反应：，已知、、的起始浓度分别为、、，总压强为，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的物质的量浓度或分压有可能是 A．的分压为 B．的浓度为 C．的分压为 D．Z的浓度为 【答案】B 【解析】、、的起始浓度分别为、、，由于反应物和生成物都加入，不能确定向哪个方向建立平衡，进行极端情况讨论： ①假设正向彻底进行，则、、的起始浓度分别为、、；②假设逆向彻底进行，则、、的起始浓度分别为、、；实际平衡时的数据在上述两种极端情况之间，但达不到极端值；A．第①种极端值的分压为，不能达到，故A不选；B．的浓度为，在上述两种极端情况之间，可能达到，故B选；C．第②种极端值的分压为，不能达到，故C不选；D．Z的浓度为为第①种极端值，不能达到，故D不选。答案选B。 22.T℃时，向2L的恒容密闭容器中加入和共5mol发生反应，下图为和按不同投料比反应达平衡时的相关数据，其中曲线a、b表示反应物转化率，曲线c表示的体积分数，下列分析不正确的是 A．曲线a表示的平衡转化率 B．当，平衡时体积分数最大 C．T℃时，该反应的平衡常数为25 D．M点对应的的体积分数小于23.5% 【答案】C 【解析】A．越大，CO2转化率越高，故曲线a表示的平衡转化率，A正确；B．按照化学计量数之比投入物质时，达到平衡，产物的体积分数最大，则当，平衡时体积分数最大，B正确；C．当，起始通入n(H2)= 4mol，n(CO2)=1mol，反应物转化率相等，为80%，可列三段式：， T℃时该反应的平衡常数为：，C错误；D．根据上述三段式，当时，的体积分数约为：=23.5%，当投料比等于系数比时，产物在平衡体系中的体积分数最大，故M点时，甲烷的体积分数小于23.5%，D正确；故选C。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 教材知识解读·讲透重点难点·方法能力构建·同步分层测评 第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学平衡 第2课时 化学平衡常数 学习目标 1.通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。 2.构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。 3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的关系。 重点和难点 重点：化学平衡常数的定义及计算。 难点：化学平衡常数的计算。 ◆知识点一 化学平衡常数 1.化学平衡状态时浓度数据分析 分析课本P33表2—1中457.6 ℃时反应体系H2(g)＋I2(g)2HI(g)中各物质的浓度数据，可以发现以下规律： （1）无论该反应从正向进行还是从逆向进行，平衡时，只要温度一定，的值近似相等。 （2）无论反应物或生成物的浓度如何改变，平衡时只要温度一定，的值也近似相等。 2.化学平衡常数 （1）概念 ①条件：一定温度下一个可逆反应达到化学平衡状态时 ②叙述：____________________________________，叫化学平衡常数 ③符号：K （2）表达式 ①对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)来说，平衡常数的表达式为K＝____________ 。 ②单位：（mol·L－1）（p+q）－（m+n） （一般不写） （3） 意义 ①对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的______； ②平衡常数的数值越______，反应物的转化率______，说明反应可以进行得越完全。 K值 ＜10－5 10－5～105 ＞105 反应程度 ______ ______ ______ （4） 影响因素 ①内因：不同的化学反应及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。 易错提醒 1.固体和液体不列入平衡常数表达式。 2.平衡常数只跟温度有关，温度不变，则平衡常数不变。 3.浓度商与化学平衡常数的关系 （1）浓度商的定义 对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为______，常用______表示，即Q＝。 （2） Q与K关系 当反应中有关物质的浓度商______平衡常数时，表明反应达到化学平衡状态。 4.化学平衡常数的应用 （1）判断反应进行的方向 对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻Q＝，当： Q＜K，反应向______反应方向进行； Q＝K，反应处于______状态； Q＞K，反应向______反应方向进行。 （2）判断反应的热效应 ①温度升高：K值增大→正反应为______反应；K值减小→正反应为______反应。 ②温度降低：K值增大→正反应为______反应；K值减小→正反应为______反应。 既学既练 1．下列关于化学平衡常数的叙述正确的是(　　) A．化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关 B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变 C．化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 D．温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数 2．在某温度下，可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的平衡常数为K，下列说法正确的是(　　) A．K越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大 B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大 C．K随反应物浓度的改变而改变 D．K随温度和压强的改变而改变 ◆知识点二 化学平衡常数的计算 利用“三段式”法进行化学平衡的有关计算 可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。如可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol。 1.模式 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量/mol a b 0 0 转化量/mol mx nx px qx 平衡量/mol a－mx b－nx px qx 对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转) 对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转) 则有①平衡常数K＝。 ②平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③平衡时A的转化率：α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶。 ④平衡时A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡时和开始时的压强比：＝。 ⑥混合气体的密度：ρ(混)＝ g·L－1。 ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量： ＝ g·mol－1。 ⑧生成物产率＝×100%。 2.基本步骤 ①确定反应物和生成物的初始加入量； ②确定反应过程的转化量(一般设某物质的转化量为x)； ③确定平衡量。 既学既练 1.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 2.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）平衡时CO2的浓度为________。 （2）H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。 一、化学平衡常数的相关计算 1.“三段式”法进行化学平衡的有关计算 可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。如可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol。 （1）模式 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量/mol a b 0 0 转化量/mol mx nx px qx 平衡量/mol a－mx b－nx px qx 对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转) 对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转) 则有①平衡常数K＝。 ②平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③平衡时A的转化率：α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶。 ④平衡时A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡时和开始时的压强比：＝。 ⑥混合气体的密度：ρ(混)＝ g·L－1。 ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量： ＝ g·mol－1。 ⑧生成物产率＝×100%。 （2）基本步骤 ①确定反应物和生成物的初始加入量； ②确定反应过程的转化量(一般设某物质的转化量为x)； ③确定平衡量。 2.根据盖斯定律进行化学平衡常数的有关计算 （1）正逆反应平衡常数的关系是：Kc正·Kc逆＝______ （2）化学计量数变成n倍，平衡常数变为______倍 （3）反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝______，K3＝______（4）反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝______，K3＝ ______（5）反应③＝a×反应①－×反应②，则：△H3＝______，K3＝______ 3.压强平衡常数（Kp）的有关计算 （1）Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的______替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。 （2）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____________或____________； 第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝________________________； 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＝______。 4.速率常数和平衡常数的关系（拓展） （1）基元反应：a A（g）+b B（g） c C（g）+d D（g） （2）速率方程 ①抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 v正＝k正·ca（A）·cb（B）、v逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 vA正＝k正·ca（A）·cb（B）、vC逆＝k逆·cc（C）·cd（D） （3）速率常数和平衡常数的关系 ①抽象化：平衡条件v正＝v逆， ＝ ＝Kc ①具体化：平衡条件 ＝ ， ＝ × ＝ ×Kc 实践应用 1．将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2＋O22SO3，测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L－1。则此条件下的平衡常数K为(　　) A．4 B．0.25 C．0.4 D．0.2 2.某可逆反应aA＋bBcC在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将方程式的书写做如下改变，则ΔH和K数值的相应变化为(　　) A．写成2aA＋2bB2cC，ΔH值、K值均扩大了1倍 B．写成2aA＋2bB2cC，ΔH值扩大了1倍，K值保持不变 C．写成cCaA＋bB，ΔH值、K值变为原来的相反数 D．写成cCaA＋bB，ΔH值变为原来的相反数，K值变为原来的倒数 3.在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得总压力为p，则该反应的平衡常数Kp为(　　) A.p B.p2 C.p2 D.p 4．在一定温度下的可逆反应X(g)2Y(g)  >0，v正=k正c(X)，v逆=k逆c2(Y)(k为速率常数)，若在该温度下的k正=10k逆，下列说法错误的是 A．该温度下的平衡常数为10 B．升高温度，k正增大的倍数大于k逆增大的倍数 C．有利于测定X的相对分子质量的条件为高温低压 D．恒压条件下，向平衡体系中充入惰性气体He，X的转化率增大 考点一 化学平衡常数的理解 【例1】下列关于平衡常数K的说法中，正确的是(　　) ①平衡常数K只与反应本身及温度有关　②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K　③加入催化剂不改变平衡常数K　④平衡常数K只与温度有关，与反应的本身及浓度、压强无关 A．①② B．②③ C．③④ D．①③ 解题要点 1.理解化学平衡常数的概念：对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)来说，平衡常数的表达式为K＝ 。 2.易错点： ①固体和液体不列入平衡常数表达式。 ②平衡常数只跟温度有关，温度不变，则平衡常数不变。 【变式1-1】已知，2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的平衡常数为K，则2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)的平衡常数为 A． B．-K C．K2 D．-K2 【变式1-2】向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比[]，随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数表达式： B．投料比： C．点a、b、c对应的平衡常数： D．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 考点二 利用化学平衡常数判断反应进行的方向 【例2】可逆反应达到平衡状态后，保持温度、容器容积不变，向容器中充入一定量的，下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商) A．Q不变，K变大，的转化率增大 B．Q不变，K变大，的转化率减小 C．Q减小，K不变，的转化率减小 D．Q增大，K不变，的转化率增大 解题要点 利用浓度商Q与化学平衡常数K判断反应进行的方向 对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻Q＝，当： Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 【变式2-1】一定温度下，在体积固定的密闭容器中发生如下反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)。达到平衡时，H2(g)、I2(g)的物质的量浓度均为0.01mol·L-1，HI(g)的物质的量浓度为0.06mol·L-1.现分别对平衡混合物进行下列操作，计算操作后反应的浓度商，并判断平衡移动的方向。 （1）保持其他条件不变，向容器中通入H2(g)，使其浓度达到0.02mol·L-1 ； （2）保持其他条件不变，向容器中通入HI(g)，使其浓度达到0.08mol·L-1 ； （3）保持其他条件不变，向容器中通入Ar(g)，使其浓度达到0.01mol·L-1 。 【变式2-2】在一个恒容密闭容器中发生反应，其平衡常数K和温度（T）的关系如表所示： T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： （1）该反应的平衡常数表达式为 。 （2）在时，向容器中充入，保持温度不变，反应达到平衡后，其平衡常数 （选填“大于”“等于”或“小于”）1.0。 （3）在时，在某时刻反应混合物中的浓度分别为、、、，则此时反应 （选填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“达到平衡”）。 考点三 化学平衡常数的相关计算 【例3】850K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、SO3的浓度分别为0.0020 mol• L-1、0.0025 mol• L-1、0.0020 mol• L-1.则该温度下反应的2SO2+O2 2SO3平衡常数为： A．25 B．0.0025 C．40 D．400 解题要点 牢记化学平衡常数K的表达式： 对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在达到平衡时，化学平衡常数K＝。 注意代入数据时，固体和液体不列入平衡常数表达式。 【变式3-1】在773 K时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝9，若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率是(　　) A．60% B．50% C．75% D．25% 【变式3-2】在25℃时，恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和2min后达到平衡的浓度如表所示，下列说法不正确的是 物质 X Y Z 初始浓度 1 2 0 平衡浓度 0.5 0.5 1 A．反应可表示为 B．Y的平衡转化率为75% C．反应前后气体总压强之比为3∶2 D．化学平衡常数为4 【变式3-3】在一定温度下，将2molA和2molB两种气体相混合于体积为2L的某密闭容器中(容积不变)，发生如下反应：3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g)，ΔH<0，2min末反应达到平衡状态(温度不变)，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol·L-1，请填写下列空白： （1）x的值等于_______。 （2）该反应的化学平衡常数K=_______，升高温度时K值将_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。 （3）A物质的转化率为_______。 （4）若维持温度不变，在原平衡混合物的容器中再充入3molC和3molD，欲使达到新的平衡时，各物质的物质的量分数与原平衡相同，则至少应再充入B的物质的量为_______mol。达到新平衡时A的物质的量为n(A)=_______mol 基础达标 1.关于平衡常数K，下列说法中正确的是(　　) A．K值越大，反应越容易进行 B．对任一给定的可逆反应，温度升高，K值增大 C．对同一可逆反应，K值越大，反应物的转化率越高 D．加入催化剂或增大反应物浓度，K值将增大 2.在某温度下，可逆反应mA(g)＋nB(g) ⇌pC(g)＋qD(g)平衡常数为K，下列说法正确的是 A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大 B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大 C．K随反应物浓度的改变而改变 D．K随着温度的升高而增大 3．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是①H2＋F2⇌2HF　K＝1047；②H2＋Cl2⇌2HCl　K＝1017；③H2＋Br2⇌2HBr　K＝109；④H2＋I2⇌2HI　K＝1。比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是(　　) A．①②③④ B．④②③① C．①④③② D．无法确定 4．下列有关平衡常数的说法中，正确的是(　　) A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大 B．反应：2NO2(g)⇌N2O4(g)　ΔH<0，增加c(N2O4)，该反应的平衡常数增大 C．对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等 D．平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) 5.固氮的其中一种方法：，温度和化学平衡常数(K)关系如下表，下列说法正确的是 温度/℃ 25 2000 化学平衡常数/K 0.100 A．该反应放热反应 B．K与温度、压强均有关系 C．NO与、生成铵态氮肥 D．不宜用此方法大规模生成NO 6．已知下列反应的平衡常数： ①SO2(g) + O2(g) SO3(g) K1 ； ②NO(g) + O2(g) NO2(g) K2。 则反应SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g)的平衡常数为 A．K1 + K2 B．K2﹣K1 C． D．K1 × K2 7．已知在相同条件下，① K1；② K2 ③ K3。则K1，K2、K3的关系正确的是 A． B． C． D． 8．某反应的平衡常数表达式为，在一定条件下达到平衡后，升高温度，浓度减小。下列说法错误的是 A．该反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量 B．恒温恒容下充入，平衡逆向移动，增大，K值变小 C．压缩体积增大压强，正、逆反应速率增大，平衡不移动 D．反应的平衡常数 9．已知某化学反应的平衡常数表达式为，在不同温度下该反应的平衡常数如下表所示，下列有关叙述不正确的是 T/°C 700 800 830 1000 1200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 A．若在1L的密闭容器中通入CO和H2O各1mol，5min后温度升高到830°C，此时测得CO为0.4 moL，则该反应未达到平衡状态 B．上述反应的正反应是吸热反应 C．该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) D．若平衡浓度符合5c(CO2)·c(H2)=3c(CO)·c(H2O)，则此时的温度为1000°C 10.在一定温度下的密闭容器中存在如下反应：，已知，，经测定该反应在该温度下的平衡常数，则此反应中的转化量为（ ） A． B． C． D． 11.某温度下，可逆反应的平衡常数为K，下列对K的说法正确的是 A．温度越高，K一定越大 B．如果，则 C．若缩小反应器的容积，增大压强，则K增大 D．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 12.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增大 D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化 13.在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下： ①2NO(g)⇌N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030 ②2H2(g)＋O2(g)⇌2H2O(g)　K2＝2×1081 ③2CO2(g)⇌2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 以下说法正确的是(　　) A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2) B．该温度下，反应2H2O(g)⇌2H2(g)＋O2(g)的平衡常数的数值约为5×10－80 C．该温度下，反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2 D．以上说法都不正确 综合应用 14.某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是(　　) A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝ B．此时，B的平衡转化率是40% C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大 D．增加C，反应速率加快 15.在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示： 物质 X Y Z 初始浓度/mol·L－1 0.1 0.2 0 平衡浓度/mol·L－1 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是(　　) A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．反应可表示为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为1 600 C．反应前后压强之比为2∶3 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 16.已知：氧化制的主反应热化学方程式为：    K 该反应的历程分为如下两步： 反应①：(快反应)     反应②：(慢反应)     下列说法正确的是 A．当时，反应一定达到平衡 B．相比于提高，提高对主反应速率影响更小 C． D． 17.向密闭容器中充入和，发生反应　，测得反应在不同压强、不同温度下，平衡混合物中体积分数如图I所示，测得反应时逆反应速率与容器中关系如图Ⅱ所示。下列说法错误的是 A．压强：，平衡常数： B．图1中条件下，A和C两点反应速率： C．恒温恒压时，若反应从开始到A点达平衡，则的平衡转化率约为 D．图Ⅱ中当x点平衡体系降温至某一温度时，反应可重新达平衡状态，新平衡点可能是c 18.一定条件下在容积不变的容器中充入和发生如下反应：，其他条件不变时，分别探究温度和催化剂的比表面积对上述反应的影响。实验测得与时间的关系如图所示。已知： ⅰ．起始投料比均为2：3；ⅱ．比表面积：单位质量的物质具有的总面积。 下列说法不正确的是 A．Ⅰ、Ⅱ曲线证明催化剂比表面积对上述反应有影响 B．Ⅱ中的平衡转化率为50% C．在Ⅲ的条件下，该反应的平衡常数 D．min，Ⅲ中平均反应速率 19.向体积为5L的恒容密闭容器中通入和各2mol，发生反应：。在不同温度下测得随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应ΔH<0，ΔS>0 B．T1温度下，该反应的平衡常数K=27 C．a、b两点平衡常数：Ka > Kb D．T1温度下，0到2min内，用表示的平均反应速率为 20.在一定温度下，将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应： CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)。 （1）该反应的化学平衡常数表达式K＝__________。 （2）已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K1＝0.5，则该温度下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2＝________，反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K3＝__________。 拓展培优 21.恒温恒容条件，进行如下反应：，已知、、的起始浓度分别为、、，总压强为，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的物质的量浓度或分压有可能是 A．的分压为 B．的浓度为 C．的分压为 D．Z的浓度为 22.T℃时，向2L的恒容密闭容器中加入和共5mol发生反应，下图为和按不同投料比反应达平衡时的相关数据，其中曲线a、b表示反应物转化率，曲线c表示的体积分数，下列分析不正确的是 A．曲线a表示的平衡转化率 B．当，平衡时体积分数最大 C．T℃时，该反应的平衡常数为25 D．M点对应的的体积分数小于23.5% 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$