第43讲 化学平衡状态与化学平衡常数-【优化探究】2026高考化学一轮复习高考总复习配套课件（人教版）

优化探究 大单元四　化学反应原理 第十一章　化学反应速率与化学平衡 第43讲　化学平衡状态与化学平衡常数 [导航·复习目标]　1.理解化学反应的可逆性，能利用图像、数据等描述化学平衡的建立过程。2.理解化学平衡的含义，并能根据反应情况判断可逆反应是否达到平衡。3.知道化学平衡常数的含义及其表示方法，能通过化学平衡常数进行有关计算。 2 考点一　可逆反应　化学平衡状态 考点二　化学平衡常数 练真题 明考向 课时作业43　化学平衡状态与化学平衡常数 3 考点一　可逆反应　化学平衡状态 4 1.可逆反应 (1)概念 在同一条件下，既可以向___________进行，同时又能向___________进行的化学反应。 (2)特点 ①双向性； ②双同性(正、逆反应是在同一条件下，同时进行)； ③共存性。 梳理 必备知识 正反应方向 逆反应方向 5 2.化学平衡状态 (1)概念 在一定条件下的_________反应体系中，当正、逆反应速率_________ 时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 可逆 相等 6 (2)化学平衡的建立 绘制“反应速率－时间”图像，表示从正反应开始建立化学平衡状态的过程。 7 (3)平衡特征 可逆反应 动态平衡 v正 v逆 质量或浓度 8 (1)氢气燃烧生成水，而水可电解生成氢气和氧气，故此反应是可逆反 应。(　　) (2)少量氯气通入大量水中，所得溶液呈浅黄绿色，且具有酸性和漂白 性，故氯气与水的反应为可逆反应。(　　) (3)在化学平衡建立过程中，v正一定大于v逆。(　　) (4)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)，当SO3的 生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态。(　　) (5)任何可逆反应都有一定限度，达到了化学平衡状态即达到了该反应 的限度。(　　) (6)化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等。 (　　) × √ × × √ × 9 一、化学平衡状态的判断 1.汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)⥫⥬2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭容器中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态 的是________(填序号)。  提升 关键能力 ②④⑤ 10 解析：①达到平衡时，v正应保持不变；②由于该反应是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，K减小，达到平衡时，温度不变，K不变；③图中达到平衡时，CO、CO2的物质的量的变化量之比不是1∶1；④w(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变；⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化；⑥ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。 11 2.在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量。 (1)能说明2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)达到平衡状态的是_________ (填序号，下同)。  (2)能说明I2(g)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)达到平衡状态的是_______。  (3)能说明C(s)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)达到平衡状态的是____________。  (4)能说明NH2COONH4(s)⥫⥬2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是__________。  (5)能说明5CO(g)＋I2O5(s)⥫⥬5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是 __________。  ①③④⑦ ⑤⑦ ①②③④⑦ ①②③ ②④⑦ 12 3.若上述题目中的(1)~(3)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？ (1)____________。  (2)____________。  (3)____________。  ②③④⑦ ⑤⑦ ②③④⑦ 13 化学平衡状态的判断方法 (1)v正＝v逆 (2)宏观组成标志 各组分的浓度保持不变，或各组分的质量、物质的量、百分含量、质量分数等保持不变的状态是平衡状态。 14 (3)间接标志 ①有气体参加的不等体反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，达到平衡状态。 ②如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡状态。 ③气体的密度、气体的平均相对分子质量不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判断是否平衡(若体系中各组分均为气体，气体质量守恒；若体系中不全是气体，要注意气体质量变化)。 15 二、“极值”思想在化学平衡计算中的应用 4.在密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)⥫⥬2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定 条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是(　　) A.Y2为0.2 mol·L－1 B.Y2为0.35 mol·L－1 C.X2为0.2 mol·L－1 D.Z为0.4 mol·L－1 B 解析：若反应正向进行达到平衡，X2、Y2的浓度最小，Z的浓度最大，假设完全反应，列出“三段式”： 　　　　　　　　　　　　X2(g)＋Y2(g)⥫⥬2Z(g) 起始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2 转化浓度/(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2 平衡浓度/(mol·L－1) 0 0.2 0.4 若反应逆向进行达到平衡，X2、Y2的浓度最大，Z的浓度最小，假设完全反应，列出“三段式”： 　　　　　　　　　　　　X2(g)＋Y2(g)⥫⥬2Z(g) 起始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2 转化浓度/(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2 平衡浓度/(mol·L－1) 0.2 0.4 0 由于该反应为可逆反应，物质不能完全转化，所以平衡时各物质的浓度范围为0＜c(X2)＜0.2 mol·L－1，0.2 mol·L－1＜c(Y2)＜0.4 mol·L－1，0＜c(Z)＜0.4 mol·L－1，故B正确。 5.(2025·广东云浮高三月考)一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g) ⥫⥬2Z(g)，已知X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零，单位为mol·L－1)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、 0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1。下列判断正确的是(　　) A.c1∶c2＝3∶1 B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围为0＜c1＜0.14 mol·L－1 D 解析：X、Y的平衡浓度之比为1∶3，转化浓度之比亦为 1∶3，故c1∶c2＝1∶3，X、Y的转化率相等，A、C不正确；v生成(Y)表示逆反应速率，v生成(Z)表示正反应速率，平衡时v生成(Y)∶v生成(Z)＝3∶2，B不正确；利用“极值”思想，当0.08 mol·L－1的Z完全转化为X时，生成X的物质的量浓度为＝0.04 mol·L－1，又c1、c2、c3均不为零，故X的起始浓度小于0.14 mol·L－1，故0＜c1＜0.14 mol·L－1，D正确。 考点二　化学平衡常数 21 1.概念 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，即化学平衡常数，用符号_________表示。 2.表达式 对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，K＝(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入化学平衡常数表达式中)。 梳理 必备知识 K 22 3.影响化学平衡常数的因素 K只受_________影响，与反应物或生成物的浓度变化、压强变化、是否使用催化剂无关。 4.平衡常数的意义及应用 (1)判断可逆反应进行的程度 温度 K ＜10-5 10-5~105 ＞105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 23 (2)判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应：aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商Q＝。 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。 正 平衡 逆 24 (3)判断可逆反应的热效应 吸热 放热 放热 吸热 25 (1)CaCO3(s)⥫⥬CaO(s)＋CO2(g)　K＝c(CO2)。(　　) (2)Cr2(aq)＋H2O(l)⥫⥬2Cr(aq)＋2H＋(aq)　K＝。 (　　) (3)平衡常数发生变化，化学平衡一定发生移动。(　　) (4)化学平衡发生移动，平衡常数一定发生变化。(　　) (5)平衡常数K越大，表示反应进行得越快。(　　) (6)温度不变，增大反应物浓度，平衡正向移动，平衡常数增大。(　　) (7)反应A(g)＋B(g)⥫⥬C(g)达到平衡后，温度不变，增大压强，平衡正 向移动，平衡常数增大。(　　) √ √ √ × × × × 26 一、化学平衡常数与化学方程式的关系 1.请写出下列反应的平衡常数，并找出K1和K2、K3的关系。 (1)N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　K1 (2)N2(g)＋H2(g)⥫⥬NH3(g)　K2 (3)2NH3(g)⥫⥬N2(g)＋3H2(g)　K3 答案：K1＝，K2＝，K3＝。K2＝，K3＝。 提升 关键能力 27 二、利用“焓变”关系判断平衡常数关系 2.已知下列反应的平衡常数： ①H2(g)＋S(s)⥫⥬H2S(g)　ΔH1　K1 ②S(s)＋O2(g)⥫⥬SO2(g)　ΔH2　K2 则反应H2(g)＋SO2(g)⥫⥬O2(g)＋H2S(g)　ΔH＝___________。  其平衡常数K＝____________(用K1、K2表示)。  ΔH1－ΔH2 28 3.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应： ①2NO2(g)＋NaCl(s)⥫⥬NaNO3(s)＋ClNO(g)　ΔH1　K1 ②2NO(g)＋Cl2(g)⥫⥬2ClNO(g)　ΔH2　K2 则4NO2(g)＋2NaCl(s)⥫⥬2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的ΔH＝ ____________。  K＝____________(用K1、K2表示)。  2ΔH1－ΔH2 29 (1)正、逆反应的化学平衡常数互为倒数。 (2)若化学方程式中各物质的化学计量数都变成n倍或倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 (3)两化学方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。 30 三、平衡常数的简单计算及应用 4. CH4—CO2催化反应为CH4(g)＋CO2(g)====2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋247 kJ·mol－1。某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、 1 mol CO2以及催化剂进行反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平 衡常数为________。  31 解析：　　　　CH4(g)＋CO2(g)====2CO(g)＋2H2(g) 起始浓度/ (mol·L－1) 1 0.5 0 0 转化浓度/ (mol·L－1) 0.25 0.25 0.5 0.5 平衡浓度/ (mol·L－1) 0.75 0.25 0.5 0.5 K＝。 32 5.(2025·广西南宁高三月考)在一定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)。该反应的化学平衡常数(K)和温度(T)的关系见下表。 T/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 (1)该反应的平衡常数表达式为K＝____________。  (2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。  (3)某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________。  吸热 700 ℃ (4)若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反应达到平衡后， 化学平衡常数K________(填“大于”“小于”或“等于”)1.0。  (5)830 ℃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1 200 ℃时，在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O 的浓度分别为2 mol·L－1、2 mol·L－1、4 mol·L－1、4 mol·L－1，则此时反应____________________(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。  等于 不 向逆反应方向进行 练真题 明考向 1.(2024·辽宁卷)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品， 150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是(　　) A.3 h时，反应②正、逆反应速率相等 B.该温度下的平衡常数：①＞② C.0~3 h平均速率(异山梨醇)＝0.014 mol·kg－1·h－1 D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 A 解析：A.由图可知，3小时后异山梨 醇浓度继续增大，15 h后异山梨醇浓 度才不再变化，所以3 h时，反应② 未达到平衡状态，即正、逆反应速率 不相等，故A错误；B.图像显示该温 度下，15 h后所有物质浓度都不再变 化，且此时山梨醇转化完全，即反应 充分，而1，4－失水山梨醇仍有剩 余，即反应②正向进行程度小于反 应①，反应限度小于反应①，所以该温度下的平衡常数：①＞②，故B正确；C.由图可知，在0~3 h内异山梨醇的浓度变化量为0.042 mol· kg－1，所以平均速率(异山梨醇)＝＝0.014 mol·kg－1· h－1，故C正确；D.催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质平衡转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率，故D正确。 2.(2020·北京卷)一定温度下，反应I2(g)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)在密闭容器中达到平衡时，测得c(I2)＝0.11 mmol·L－1，c(HI)＝0.78 mmol·L－1。相 同温度下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是(　　)   A B C D c(I2)/(mmol·L－1) 1.00 0.22 0.44 0.11 c(H2)/(mmol·L－1) 1.00 0.22 0.44 0.44 c(HI)/(mmol·L－1) 1.00 1.56 4.00 1.56 注：1 mmol·L－1＝10-3 mol·L－1 C 解析：题目中缺少c(H2)，无法计算K，则不能通过Q与K的关系判断平衡的移动方向，但可比较4个选项中Q的大小关系，Q越大，则可能逆向移动。 Q(A)＝＝1， Q(B)＝≈50.28， Q(C)＝≈82.64， Q(D)＝≈50.28， Q(C)的值最大，答案为C。 3.(2023·全国甲卷，节选)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。 已知下列反应的热化学方程式： ①3O2(g)====2O3(g)　K1　ΔH1＝＋285 kJ·mol－1 ②2CH4(g)＋O2(g)====2CH3OH(l)　K2　ΔH2＝－329 kJ·mol－1 反应③CH4(g)＋O3(g)====CH3OH(l)＋O2(g)　ΔH3的平衡常数K3＝ _____________(用K1、K2表示)。  解析：根据平衡常数表达式与热化学方程式之间的关系可知，化学平衡常数K3＝或 。 4.(2023·湖南卷，节选)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。 在某温度、100 kPa下，向反应器中充入1 mol气态乙苯发生反应C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H5CH＝CH2(g)＋H2(g)，其平衡转化率为50%，欲将 平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入__________mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)。  5 解析：设充入H2O(g)的物质的量为x mol；在某温度、100 kPa下，向反应器中充入1 mol气态乙苯发生已知反应。乙苯的平衡转化率为50%，可列三段式： 　　　　　　　C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H5CH＝CH2(g)＋H2(g) n(起始)/mol 1 0 0 n(转化)/mol 0.5 0.5 0.5 n(平衡)/mol 0.5 0.5 0.5 此时平衡时混合气体总物质的量为1.5 mol，此时容器的体积为V；当乙苯的平衡转化率为75%，可列三段式： 　　　　　　　C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H5CH＝CH2(g)＋H2(g) n(起始)/mol 1 0 0 n(转化)/mol 0.75 0.75 0.75 n(平衡)/mol 0.25 0.75 0.75 此时乙苯、苯乙烯、H2物质的量之和为1.75 mol，混合气的总物质的量为(1.75＋x) mol，在恒温、恒压时，体积之比等于物质的量之比，此时容器的体积为V；两次平衡温度相同，则平衡常数相等，则，解得x＝5。 课时作业43 化学平衡状态与化学平衡常数 45 一、选择题 1.(2025·吉林四平模拟)下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态 的是(　　) A.H2(g)＋Br2(g)⥫⥬2HBr(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 B.2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 C.CaCO3(s)⥫⥬CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变 D.N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 D 46 解析：H2(g)＋Br2(g)⥫⥬2HBr(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变，说明溴单质的浓度不再变化，达到了平衡，选项A不符合题意；2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)是反应前后气体系数和变化的反应，当恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变，达到了平衡，选项B不符合题意；CaCO3(s)⥫⥬CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值，质量变化，体积不变，所以密度变化，气体密度保持不变的状态是平衡状态，选项C不符合题意；3H2(g)＋N2(g)⥫⥬2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1，不能证明正、逆反应速率相等，不一定是平衡状态，选项D符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 47 2.可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)⥫⥬4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是 (　　) A.达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO) B.单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态 C.达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大 D.化学反应速率关系是：2v正(NH3)＝3v正(H2O) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 A 48 解析：A.达到化学平衡时正逆反应速率相等，各物质化学反应速率之比等于其化学计量数之比，4v正(O2)＝5v逆(NO)，A正确；B.任何时间生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，不能说明反应达到平衡，B错误； C.达到化学平衡时增加容器体积，各组分浓度都减小，正逆反应速率都减小，C错误；D.根据化学反应速率之比等于化学计量数之比， 3v正(NH3)＝2v正(H2O)，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 49 3.下列说法正确的是(　　) A.对于反应A(g)＋B(g) ⥫ ⥬C(g)＋D(g)，压强不随时间改变，说明反应已达平衡状态 B.绝热体系中，对于反应4HCl(g)＋O2(g) ⥫ ⥬2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.6 kJ·mol－1，若反应体系的温度不变，说明该反应达到平衡状态 C.对于有气体参加的可逆反应，若气体的百分含量不随时间改变，说明该反应已达平衡状态 D.恒温恒容下进行的可逆反应：CO2＋3H2⥫ ⥬CH3OH＋H2O，当3v逆(H2)＝v正(H2O)，反应达到平衡状态 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 B 50 解析：A.对于反应A(g)＋B(g) ⥫⥬C(g)＋D(g)，反应前后气体体积不变，则压强始终不变，不能判断反应是否已达平衡状态，A项错误；B.该反应为放热反应，绝热体系中，体系的温度为变量，当体系的温度保持不变时，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，B项正确；C.对于反应NH3(g)＋HCl(g)⥫⥬NH4Cl(s)，氨气和HCl按1∶1充入时，气体体积分数始终不变，无法判断反应是否达到平衡，C项错误；D.3v逆(H2)＝v正(H2O)，此时正逆反应速率不相等(反应速率之比等于化学计量数之比时，速率相等)，说明未达到平衡状态，D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 4.可逆反应：2NO2(g)⥫⥬2NO(g)＋O2(g)，在容积不变的密闭容器中进 行，下列能说明该反应达到平衡状态的有(　　) ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ②容器内总压强不再变化 ③NO2、NO、O2的物质的量浓度之比为2∶2∶1 ④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 A.2个　　　　　　　　 B.3个 C.4个 D.5个 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 B 52 解析：①反应2NO2(g)⥫⥬2NO(g)＋O2(g)中单位时间内生成n mol O2，一定生成2n mol NO，都是描述正反应方向，不能判断反应是否达到平衡状态，故①不选；②该反应的反应前后有气体体积差，反应过程中，混合气体的物质的量发生变化，容器内总压强不再变化能说明反应达到化学平衡状态，故②选；③NO2、NO、O2的物质的量浓度之比为2∶2∶1，无法判断是否会变化，不一定是平衡状态，故③不选；④无论反应是否达到平衡状态，混合气体的质量不变，容器的容积不变，混合气体的密度始终不变，密度不变不能说明反应达到平衡状态，故④不选；⑤混合气体的颜色不再改变，说明NO2气体的浓度不变，能说明反应达到平衡状态，故⑤选；⑥该反应反应前后有气体体积差，反应过程中，混合气体的物质的量一直变化，混合气体质量不变，所以混合气体的平均相对分子质量一直在变，当其不再变化时，说明反应达到平衡状态，故⑥选；则符合题意的有②⑤⑥。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 5.CO2转化为高附加值的产品是应对气候变化和能源高速消耗的有效措 施，反应2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＜0可实 现CO2的资源化利用，下列说法正确的是(　　) A.温度升高，v逆增大，v正减小 B.加入催化剂，反应速率加快，可提高CH3OCH3产率 C.恒温恒容，增大压强，CO2转化率增大，平衡常数增大 D.当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时说明该反应达到化学平衡 状态 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 D 54 解析：A.升高温度，正逆反应速率均增大，故A错误；B.加入催化剂，能降低反应的活化能，加快反应速率，但化学平衡不移动，二甲醚的产率不变，故B错误；C.平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，则恒温恒容，增大压强，平衡常数不变，故C错误；D.当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时说明正逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 6.(2025·天津南开模拟)对于反应C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)　 ΔH＞0，下列有关说法正确的是(　　) A.平衡常数表达式为K＝ B.恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K不发生变化 C.升高体系温度，平衡常数K减小 D.恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K不发生变化 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 D 56 解析：固态物质浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式，A项错误；增大压强，平衡逆向移动，B项错误；升温，该反应正向进行，K增大，C项错误；恒压条件下，通入氦气，平衡向气体体积增大的方向移动，即平衡正向移动，K只与温度有关，温度不变，K不发生变化，D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 7.(2025·山东济南模拟)已知反应①：CO(g)＋CuO(s)⥫⥬CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)⥫⥬Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g) 的平衡常数为K。则下列说法正确的是(　　) A.反应①的平衡常数K1＝ B.反应③的平衡常数K＝ C.对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为 正值 D.对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 B 58 解析：在书写平衡常数表达式时，纯固体不能出现在平衡常数表达式中，A错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此反应③的平衡常数K＝，B正确；对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH＜0，C错误；对于反应③，恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 8.(2025·湖北襄阳模拟)在一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g) 的反应热和化学平衡常数分别为ΔH和K，则相同温度时反应4NH3(g) ⥫⥬2N2(g)＋6H2(g)的反应热和化学平衡常数为(　　) A.2ΔH和2K B.－2ΔH和K2 C.－2ΔH和2K－2 D.2ΔH和－2K 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 C 解析：根据热化学方程式的意义，4NH3(g)⥫⥬2N2(g)＋6H2(g)的反应热为－2ΔH，再根据平衡常数的表达式，得出其化学平衡常数为k-2，C项正确。 60 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 9.(2025·河北衡水模拟)K为化学平衡常数，下列说法中正确的是(　　) A.从平衡常数的大小可以推断任意反应进行的程度 B.K值越大，反应的转化率越小 C.对同类型的反应，K值越大，反应的转化率越大 D.温度越高，K值越大 C 解析：一般来说，化学平衡常数越大，反应进行的程度越大，反应的转化率越大，A、B错误，C正确；反应进行的程度越大，化学平衡常数也越大，对于吸热反应来说，升温化学平衡常数增大，而对于放热反应来说，升温化学平衡常数则减小，D错误。 61 10.二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体的排放，其反应为CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬ CH3OH(g)＋H2O(g)。某温度下，向2 L恒容密闭容器中充入6 mol CO2(g)和8 mol H2(g)，测得H2物质的量随时间变化如图所 示。下列说法错误的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 A.c点反应达到平衡状态 B.b点时，v(正)＞v(逆) C.0~4 min内，v(H2)＝1 mol·L－1·min－1 D.d点时，容器中有CO2剩余 C 62 解析：A.c点后氢气的物质的量不再改变， 说明c点反应达到化学平衡状态，A正确； B.b点时反应未达到平衡状态，氢气仍在 消耗，反应正向进行，v(正)＞v(逆)， B正确；C.0~4 min内，v(H2)＝ ＝0.5 mol·L－1·min－1，C错误；D.到d 点时消耗氢气6 mol，则消耗二氧化碳2 mol，剩余二氧化碳4 mol，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 11.(2025·海南直辖县级单位模拟)工业上，常用 离子交换法软化自来水，其原理是2NaR＋Ca2＋ ⥫⥬CaR2＋2Na＋，2NaR＋Mg2＋⥫⥬MgR2＋2Na＋。 常温下，向一定体积的自来水中加入离子交换树 脂，测得自来水中c(Na＋)变化如图所示。下列叙述正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 A.8 min时加入少量NaCl固体，离子交换反应平衡常数减小 B.6 min时的逆反应速率大于4 min时的逆反应速率 C.其他条件不变时，10 min时离子交换反应已停止 D.4~8 min内平均反应速率：v(Ca2＋)＝ mol·L－1·min－1 B 64 解析：A.平衡常数只与温度有关，改变离子浓度，平衡常数不变，A错误；B.由图可知，8 min时反应达到平衡，8 min之前逆反应速率逐渐增大，6 min时的逆反应速率大于4 min时的逆反应速率，B正确；C.化学平衡状态为动态平衡，反应并未停止，C错误；D.如果只考虑镁离子、钙离子交换，根据电荷守恒，v(Ca2＋，Mg2＋)＝v＋v mol·L－1·min－1，镁离子、钙离子交换速率不确定，无法计算单一离子交换速率，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 12.(2025·广东广州模拟)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x随温度的变化曲线如图所示。下列说法 不正确的是(　　) A.x1＜x2 B.b、c两点的正反应速率：vb＞vc C.此反应在任意温度下都可自发进行 D.当容器内气体的平均相对分子质量不变时，反应达平衡状态 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 C 66 解析：A.x越大，甲烷的平衡转化率越 小，相同温度下x1甲烷的转化率大于x2，则x1＜x2， A正确；B.b点和c点温度相同，CH4的起始物质的 量都为1 mol，b点x值小于c点，则b点加水多，反 应物浓度大，则b、c两点的正反应速率：vb＞vc， B正确；C.a、b点投料比相同，升高温度，甲烷的 平衡转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，正向ΔH＞0，正向气体体积增大则ΔS＞0，ΔG＝ΔH－TΔS＜0时T较大，故该反应高温自发，C错误；D.都是气体参加的反应，正向气体体积增大，则平均相对分子质量是个变值，平均相对分子质量不变时各组分含量不再变化，达到平衡，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 13.(2025·安徽六安模拟)硫元素形成的化合物有着广泛的用途，其中过二硫酸是一种强氧化剂，可用作氧化剂和漂白剂，过二硫酸及其盐都是不稳定的，加热时分解，溶于水会发生一定程度的水解，电解硫酸钾溶液可得过二硫酸钾。氮、硫的氧化物无害化、再利用具有重要意义，可利用下面反应进行氮、硫的氧化物再利用：NO2(g)＋SO2(g) ⥫⥬ SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－83.6 kJ·mol－1。下列说法正确的是(　　) A.NO2、SO2体积比保持不变可用来判定平衡状态 B.加压可加快反应速率，使平衡时SO3产量提高 C.恒容条件下，投料物质的量比为1∶1，若NO2平衡转化率为60%，则平衡常数为2.25 D.NO可直接用NaOH溶液吸收，制取NaNO2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 C 68 解析：A.不确定两者初始投料比，不确定NO2、SO2体积比是否为变量，其保持不变不可用来判定平衡状态，A错误；B.反应为气体分子数不变的反应，加压可加快反应速率，但不会使平衡时SO3产量提高，B错误；C.恒容条件下，投料物质的量比为1∶1，假设投料均为1 mol，若NO2平衡转化率为60%，二氧化氮、二氧化硫反应了0.6 mol，平衡时二氧化氮、二氧化硫为0.4 mol，三氧化硫、一氧化氮为0.6 mol，设容器的容积为V，则平衡常数为＝2.25，C正确；D.NO不和氢氧化钠反应，不可直接用NaOH溶液吸收，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 69 二、非选择题 14.在1 L的密闭容器中，加入0.5 mol CaCO3，发生反应：CaCO3(s)⥫⥬ CaO(s)＋CO2(g)，图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 70 (1)该反应的正反应为 ________(填“吸”或“放”)热反应，温度为 T5 ℃时，该反应的平衡常数为________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 吸 0.20 解析：由图可知，升高温度，CO2的平衡浓度增大，说明平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应；温度为T5 ℃时，CO2的平衡浓度为0.20 mol·L－1，则该反应的平衡常数K＝c(CO2)＝0.20。 71 (2)达到平衡后，保持温度不变，再次通入1 mol CO2，平衡向_________ _____(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”)移动，再次平衡后容器内的压强 ______(填“增大”“减小”或“不变”)。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 逆反应 方向 解析：达到平衡后，保持温度不变，再次通入1 mol CO2，生成物浓度增大，则平衡逆向移动，平衡常数K只与温度有关，温度不变，K不变，则再次平衡后容器内的压强不变。 不变 72 (3)加快该化学反应速率并能增加该反应进行程度的措施：__________ (写一种即可)。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 升高温度 73 15.Deacon发明的氯化氢转化为氯气的直接氧化法为4HCl(g)＋O2(g) ⥫⥬2Cl2(g)＋2H2O(g)。如图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 74 (1)关于直接氧化法制氯气的反应，下 列说法正确的是________(填字母)。  A.该反应的ΔH＞0 B.容器内气体的颜色不再变化时，说 明该反应达到平衡状态 C.反应达到平衡后，降低温度，能加 快正反应速率，减小逆反应速率，使平衡正向移动 D.其他条件一定时，氧气的投料越多，平衡时Cl2的体积分数越大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 B 75 解析：由图可知，温度越高，HCl的平衡转化率越小，则该反应的ΔH＜0，A项错误；反应中有Cl2生成，当容器内气体的颜色不再变化时，氯气浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，B项正确；降低温度，正、逆反应速率均减小，C项错误；其他条件一定时，氧气的投料越多，平衡正向移动，生成Cl2的物质的量增大，但氧气的投料越多，平衡时Cl2的体积分数不一定越大，D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 76 (2)设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的数据计 算K(400 ℃)＝_____________________(列出计算式)。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 77 解析：c(HCl)∶c(O2)比值越大，HCl转化率越低，结合图像，最上面即为c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的图像，400 ℃时，HCl平衡转化率为84%，可列出三段式： 　　　4HCl(g)　＋　O2(g)　====　2Cl2(g)＋2H2O(g) 起始 c0 c0 0 0 转化 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0 平衡 (1－0.84)c0 (1－0.21)c0 0.42c0 0.42c0 则K(400 ℃)＝＝。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 78 16.已知：CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH。 (1)经测定不同温度下该反应的平衡常数如下： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 温度/℃ 250 300 350 K 2.041 0.270 0.012 该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。  放热 解析：根据数据可知，随着温度的升高，平衡常数减小，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应。 79 (2)250 ℃时，某时刻测得该反应的反应物与生成物浓度为c(CO)＝ 0.4 mol·L－1、c(H2)＝0.4 mol·L－1、c(CH3OH)＝0.8 mol·L－1，则此 时v正______(填“＞”“＜”或“＝”)v逆。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 ＜ 解析：对于某时刻，浓度商Q＝＝12.5，大于250 ℃的平衡常数，反应逆向进行，正反应速率小于逆反应速率。 80 (3)某温度下，在体积固定的2 L密闭容器中将1 mol CO和2 mol H2混合，使反应达到平衡，实验测得平衡时与起始时的气体压强比值为0.7，则该反应的平衡常数为________(结果保留一位小数)。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2.7 解析：同温同体积的情况下，压强之比等于物质的量之比，平衡时与起始时的气体压强比值为0.7，起始的物质的量为1 mol＋2 mol＝3 mol，则平衡时的物质的量为3 mol×0.7＝2.1 mol。设CO转化的物质的量为 x mol，列三段式： 81 　　　　　CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g) 起始/mol 1 2 0 转化/mol x 2x x 平衡/mol 1－x 2－2x x 1－x＋2－2x＋x＝2.1，得x＝0.45；容器容积为2 L，则有K＝≈2.7。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 82 $$