第2章 学案10 化学平衡常数 平衡转化率-【智学校本学案】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（鲁科版）

新知生成 已知反应N2H4(I)—N2(g)+2H2(g)△H=-50.6kJ· 2.放热吸热高温 mol1,即△H<0、△S>0,则它在任何温度下都能正向自发 新知应用 进行，D项不符合题意。] 1.[答案](1)×(2)×(3)×(4)/(5)× 3.D[2N2O3(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.7kJ· 2.C[从焓变的角度分析，化学反应由高能状态向低能状态转 mol厂1，是一个吸热反应，△H>0,反应能够正向自发进行，必 化，有使体系能量降低的趋势，表现为放热反应，较易进行。] 须满足△G=△H一T·△S<0,所以△S>0,且嫡增加效应大 活动二 于焓效应，故选D。] 新知导学 4.A[H2O(g)变成H2O(1),体系混乱度减小，则△S<0,A项 1.（1)提示：>；能。 符合题意；常温下硝酸铵溶于水是一个能自发进行的吸热过 (2)提示：<。 程，且硝酸铵溶解生成自由移动的离子，是嫡增加的过程，△S (3)提示：能；<。 >0,B项不符合题意；一个反应的△H>0、△S<0,则△H 2.提示：火柴梗从高处自由下落的过程中，重力势能由大变小， T△S>0,所以该反应不能正向自发进行，C项不符合题意； 转化为动能；火柴梗的混乱程度变大。 △H=-271kJ·mol1,△S=+8J·mol1·K-1,由△H- 新知生成 T△S<0的反应可正向自发进行可知，该反应在任何温度下 1.无序程度S△S 都能正向自发进行，D项不符合题意。] 2.(1)种类数量聚集状态温度压强(2)>> 5.[解析](1)C(s)十CO2(g)一2C0(g)的反应为吸热反应 4.增加减小 △H>0,则2CO(g)CO2(g)十C(s)为放热反应，△H<0, 新知应用 且该反应△S<0,T=980K时，△H一T△S=0,则当T<980 1.[答案](1)×(2)/(3)√(4)/(5)× K时，△H-T△S<0,T>980K时，△H-T△S>0。 2.C[食盐溶于水是典型的熵增加过程；2C(s)十O2(g) (2)由题给信息可知，要使反应能正向自发进行，应有△H 2CO(g),气体的物质的量增大，为熵增加的反应；气态水变成 T△S<0,即-94.0k·mol1-TX(-75.8X103k. 液态水是体系混乱度减小的过程，为嫡减小的过程； CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加的反应。] 94.0kJ·mol1 mor1·K)<0,则T<75.8X109k·m0·K 活动三 1240K。 新知导学 [答案](1)小于大于(2)T<1240K (1)提示：盐酸滴加到石灰石上，有气体生成，能发生化学反应： 2HCl+CaCO,—CaCl2十H,O+CO2个。将温度计置于实验 学案10化学平衡常数 平衡转化率 体系中，发现温度计示数升高，说明反应放热。此反应能自发 课堂活动 进行的原因有二，一是反应放热，二是由液态和固态的反应物 活动 生成液态和气态的产物，体系混乱度增大，即熵增加。 新知导学 (2)提示：此反应为题述反应的逆过程，其不能发生的原因对应 1.提示：①：由浓度和反应关系可知厂过量，所以要说明溶液中 也为两点，一是反应吸热，二是体系混乱度减小，即熵减小。 存在2Fe3++2I一2Fe2++L2平衡则只要证明溶液中含 新知生成 1.<= > Fe3+即可。 新知应用 2.不一定不一定是是不一定是不一定不一定 1.[答案](1)×(2)×(3)/(4)/(5)√ 是是不一定是是不一定是是 2.D[该反应为混乱度减小的反应，△S<0,A错误；△H一 新知生成 T△S<0的反应可以正向自发进行，△H<0或△S>0的反 (1)系数 不同方向 应不一定能正向自发进行，B错误；物质由液态变为气态，混 新知应用 乱度增大，熵增加，故S[H2O(g)]>S[H2O(s)],C错误；反 1.[答案](1)×(2)/(3)×(4)×(5)√ 应CaCO3(s)-CaO(s)+CO2(g)的△S>0、△H>0,由于 2.B[可逆反应处于平衡状态时，同种物质正、逆反应速率相 反应自发进行时△H一T△S<0,故该反应在高温下能正向 等但不等于0，A错误；化学反应中原子守恒，所以当反应达 自发进行、低温时不能正向自发进行，所以该反应能否正向 到化学平衡时，SO2和SO3中硫原子的总物质的量等于反应 自发进行与温度有关，D正确。] 初始时SO2的物质的量，B正确；当反应达到化学平衡时2 课堂达标 mol SO2和1molO2不可能完全转化为2 mol SO3,故放出 1.C[A项，△H<0(放热)的反应有的是非自发反应，如合成 的热量小于197k,C错误；化学方程式中SO,和O2的系数 氨反应。B项，△S为负值（熵减小）的反应有的也能正向自发 不同，二者的生成速率不同，D错误。] 进行，如NH3十HCl一NH4Cl。C项、D项都是体系无序程 活动二 度增大的过程，都属于熵增加的过程。] 新知导学 2.B[反应N2(g)+3H2(g)=2NH2(g)的△S<0,若△H> (1)1.081.71×1021.381.72×1021.621.71×102 0,则反应在任何条件下都不能自发进行，所以可以自发进行 3.891.70×102 的原因是△H<0,A项不符合题意；催化剂只能改变反应的 (2)提示：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，反 活化能，从而改变反应速率，但不能改变反应的自发性，所以 应产物浓度暴之积与反应物浓度暴之积的比值是一个常数，这 使用催化剂，不可以使非自发反应变成自发反应，B项符合题 个常数就是该反应的化学平衡常数，通常用符号K表示。 意；反应C(s)十CO2(g)=2CO(g)的△S>0,但在常温下不 新知生成 能正向自发进行，则表明该反应的△H>0,C项不符合题意； 1.(2)无关增大 91 2.(1)可能进行的程度越大完全越小不完全(2)正 过程中，W的转化率逐渐增大，转化率不变，说明反应达到平 反应方向化学平衡状态逆反应方向 衡状态；可以作为该反应达到平衡状态的判断依据的有③⑤ 新知应用 ⑦⑧，故选C。] 1.[答案](1)/(2)×(3)×(4)×(5)× 2.[答案] a)C0)c学(H,0)c(C0)·c(H,) 3.D[反应达到平衡时，X的平衡转化率为 c平(CO) (0.1-0.05)mol·L1 c平(H2) c平(CO)·c平(H2O) 0.1mol·L1 ×100%=50%，A项不符合题意；平 (2)K,=K(3)K:-K 衡常数只与温度有关，B项不符合题意，D项符合题意；根据 活动三 表中数据可计算出X、Y、Z浓度的变化量之比为(0.1mol· 新知导学 L1-0.05mol·L1):(0.2mol·L1-0.05mol·L1): 提示：第一步，计算2HI(g)一H2(g)十12(g)的平衡常数K'= (0.1mol·L1一0mol·L1)=1:3:2,故该反应的化学 1 =4。 方程式为X(g)+3Y(g)=2Z(g),25℃时，K c+(X0·c4(Y70.05X0.05mol2·L2=1600molr. c(Z) 0.12 第二步，设未知量，列“三段式”。设生成的H的浓度为xol·L1, 2HI(g)=H2 (g)+I2 (g) L2,C项不符合题意。] 起始/(mol·L-1) 0.02 0 0 转化/(mol·L1) 4.C[由图像可知，随着温度升高，①的pK增大，①的K减 2x 平衡/(mol·L-1) 0.02-2x 小；②的pK减小，则②的K增大，所以①为放热反应，②为 x 第三步，代入平衡常数表达式，计算未知量 吸热反应，故A错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，故B (xmol·L-1)2 错误；1000℃时pK=0,则K=1,则c平(N2)·c(O2)= K'=0.02-2z)m01.L=4,解得x=0.08,a(HD)= c(NO),故C正确；a点时，反应①和②的pK相等，即K相 0.008m0l·L1×2×100%=80%。 等，但加入反应物的物质的量未知，不能确定转化率大小，故 0.02mol·L-1 D错误。] 新知应用 1.[答案](1)/(2)×(3)×(4)/ 5.[解析](1) CO(g)+H,O(g)=CO,(g)+H2 (g) 2.B[设CO的平衡转化率为x,则 cs/(mol·L1) 2 3 0 0 CO(g)+H2 O(g)CO2(g)+H2 (g) c/(mol·L1) 1.2 1.2 1.2 1.2 n格/mol1 1 0 0 c平/(mol·L-i) 0.8 1.8 1.2 1.2 n变/molx x x n平/mol1-x1-x x x 该反应的 c*(C02)·c*(H2) 由K=+(C0)·c(H,) n平(CO2)·n平(H2) c(CO)·c(H2O) c平(CO)·c华(H2O) n举(C0)·n平(H2O) 1.2mol·LX1.2mol.L-1 x2 (1-=1,解得x=0,5] 0.8molL1x1.8mol.=1。 (2)反应进行到某时刻时，c(H2)=c(CO2)=0.5mol·L1, 课堂达标 c(C0)=0.5mol·L-1,c(H20)=1.5mol·L-1,Q= 1.B[平衡常数表达式中固体和纯液体不代入表达式中，故A c(C0,)·c(H2)_0.5mol·L1×0.5mol·L1 1 错误；平衡常数只与温度有关，故B正确；正反应是吸热反 c(C0)·c(H,o)0.5m0l·LX1.5mol,=3< 应，温度升高，平衡正向移动，K增大，故C错误；增加C(s)的 K,因此反应未达到平衡状态，反应向正反应方向进行， 量，各物质的浓度不变，平衡不移动，故D错误。] 2.C[①反应达到平衡状态，正、逆反应速率比等于化学方程 V正>。 式中各物质前的系数比，当20正(P)=v(Q)时反应达到平 [答案](1)1(2)否大于 衡状态，℃玉(P)=2诞(Q)时反应没有达到平衡状态；②该反 学案11反应条件对化学平衡的影响 应是液体生成气体的反应，反应过程中Q的体积分数保持不 变，当Q的体积分数保持不变时反应不一定达到平衡状态； 课堂活动 ③该反应是液体生成气体的反应，反应过程中气体总体积不 活动一 变，总质量增大，气体密度增大，容器内气体密度保持不变可 新知导学 以作为该反应达到平衡状态的判断依据；④该反应是液体生 提示：在一定温度和催化剂存在下，向1L密闭容器中充入1 成气体的反应，气体物质的量比不变，所以平均相对分子质 mol CO2和3molH2发生反应，当CO2的平衡转化率为 量是恒量，气体的平均相对分子质量保持不变，反应不一定 50%时： 达到平衡状态；⑤W的质量保持不变，说明正、逆反应速率相 等，能作为该反应达到平衡状态的判断依据；⑥该反应是液 CO,(g)+3H,(g)-CH,OH(g)+H2 O(g) 体生成气体的反应，且在恒温恒容的密闭容器中，气体物质 开始/mol 3 0 0 的量浓度比不变，c(P)·c(Q)=1:2时，反应不一定达到平 转化/mol 0.5 1.5 0.5 0.5 衡状态；⑦该反应是液体生成气体的反应，反应过程中气体 平衡/mol 0.5 1.5 0.5 0.5 总物质的量增大，压强增大，当压强不变时，说明正、逆反应 0.5mol 速率相等，能作为该反应达到平衡状态的判断依据；⑧反应 产物甲醇的体积分数为0.5m0l十1.5mol十0.5mol+0.5mol 110鲁科版化学选择性必修1 听 学案10 化学平衡常数平衡转化率 记 学习住多 1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。 2.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。 3.能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算。 续表 课堂活动 N2(g)+ C(s)+ 活动一 化学平衡状态的判断 3H2(g) H2 (g)+I2 (g)CO2 (g) 可逆反应 高温、高压 D新知导学 →2HI(g) 催化剂 1.已知：K3[Fe(CN)s]溶液是检验Fe2+的试剂， 2NH3 2CO(g) 若溶液中存在Fe2+,将产生蓝色沉淀。将 体系的压强p 0.2mol·L-1KI溶液和0.05mol·L-1 Fe2(SO,)3溶液等体积混合后，取混合液分别 混合气体的平 完成下列实验，其中哪组实验能说明溶液中存 均摩尔质量M 在平衡2Fe3+十2I=2Fe2++L2? 混合气体的颜色 实验编号 实验操作 实验现象 D新知生成 ① 滴入KSCN溶液 溶液变红色 平衡状态的判断方法 ② 滴入AgNO,溶液 有黄色沉淀生成 (1)直接判据—定义法 滴入K[Fe(CN)。] ③ 正反应速率与逆反应速率相等，即v正=U逆 溶液 有蓝色沉淀生成 ①同一种物质：该物质的生成速率等于它的消 耗速率。 ④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色 等 ②不同的物质：速率之比等于化学方程式中各 物质的化学式前的之比，但必须是 的速率 2.在恒温恒容条件下，下列三个可逆反应的某些 “量”不再随时间改变时，判断是否一定达到了 反应体系中各组成成分的质量、物质的量、浓 平衡状态。 定 度、百分含量（质量分数、物质的量分数、气体 的体积分数等)保持恒定不变 N2(g)+ C(s)+ 3H2(g) (2)间接判据一 “变量不变”时即为平衡状态 可逆反应 H2 (g)+12 (g)CO2 (g) 高温、高压 当反应过程中变化的量不再改变时，化学反应达 2HI(g) 催化剂 到平衡状态，即反应前后始终不变的量不能作为 2NH 2CO(g) 判据。 混合气体的总 新知应用 质量m总 1.正误判断 混合气体的总 (1)化学反应达到化学平衡状态时，反应物和生 物质的量n总 成物的浓度相等。 () (2)对于可逆反应2S02+O2一2S03,在混合 混合气体的密 气体中充入一定量的1802，足够长时间后，180 度p 原子存在于S02、O2和S03中。 () 146 化学平衡常数平衡转化率学案10 (3)可逆反应在一定条件下达到化学平衡时， (2)外因：同一化学反应，平衡常数与浓度、压强 听 ℃正等于v逆且等于零。 ) ,与温度有关。升高温度，吸热反应的 课 (4)在化学平衡建立过程中，V正一定大于逆。 平衡常数 ,反之减小。 2.意义及应用 记 (5)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行 (1)判断可逆反应进行的程度 到最大限度的结果。 ( 平衡常数的大小反映了化学反应 2.在一定温度下，将2molS02和1molO2充入 (即反应限度)。 一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生 越大、正反应进行 说明反应进 反应：2S02(g)+O2(g)=2S03(g)△H= 的程度 行得越 一197kJ·mol1。当达到化学平衡时，下列说 K的数值 法正确的是 ( 越小正反应进行的 说明反应进 A.用SO2表示的化学反应速率等于0 程度 行得越 B.S02和S03共2mol K的数值 <105 10-5~105 >10 C.放出197kJ热量 反应程度 很难进行 可逆 进行得较完全 D.生成O2的速率与生成SO,的速率相同 [归纳总结] (2)判断可逆反应是否达到化学平衡状态及反 判断可逆反应达到平衡状态的方法 应进行的方向 (1)逆向相等：同种物质正反应速率和逆反应速率 对于可逆反应：mA(g)十nB(g)一pC(g)十 相等。 qD(g),在一定温度下的任意状态，反应物与反 (2)变量不变：在反应过程中，某物理量是一个变 应产物的浓度有如下关系： 化量，当其不变时，反应达到平衡状态。 浓度商(Q) cP(C)·c9(D) cm(A)·c"(B) 活动二认识化学平衡常数 <K:反应向 进行 Q=K:反应处于 新知导学 >K:反应向 进行 NO2、N2O4的相互转化是一个可逆反应： D新知应用 2N02(g)一N2O,(g)。在25℃时，如果用不同 1.正误判断 起始浓度的NO2或N,O4进行反应，平衡后得到 (1)K的数值越大，表明可逆反应正向进行的 以下实验数据： 程度越大。 ( 起始浓度/ 平衡浓度/ 平衡浓度关系 (2)浓度、温度变化时，平衡常数都会改变。 (mol·L1) (mol·L-1) ( ) c(N2O)c(N2O) e(NO2) c(N2O) c(NO2) c(N2O) (3)K越大，反应越容易进行。 ( ) c(NO2)C2(NO,) (4)K越大，该可逆反应的速率越快。 ) 2.00X10-2 0 6.32×1036.84×10- (5)升高温度，平衡常数增大。 ( 3.00×10-2 0 8.00×10-31.10×10-2 2.(1)已知在600℃时，写出以下三个反应的平衡 0 2.00×10-29.46×10-31.53×10-2 常数表达式。 0 0.100 2.28×10-28.86×10-2 反应①：CO(g)+CuO(s)==CO2(g)+Cu(s) (1)请根据表中已知数据填写空格。 K,= (2)分析上表数据，你能得出什么结论，试着写出 化学平衡常数的定义。 反应②：H2(g)+CuO(s)=Cu(s)+H2O(g) K2= D新知生成 1.影响化学平衡常数的因素 反应③：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) (1)内因：反应物本身的性质，同一温度下，不同 K3= 反应的化学平衡常数不同。 4710 鲁科版化学选择性必修1 听 (2)反应④：2C0(g)+2Cu0(s)→2C02(g)+ 课 2Cu(s)的平衡常数K4与K1的关系是 (2)A的体积（物质的量）分数：P(A)=学(A) n总 a-mx 记 a+b+（p+q-m-n)x ×100%. (3)反应③的K3与K1、K2的关系是 cP(C)·c(D) (px)P·(gx)9 (3)K= cm(A)·cm(B) (a-mx)m·(b-nx)" [归纳总结] D新知应用 (1)同一方程式中的各物质化学式前的系数等倍 1.正误判断 扩大或缩小n倍，则新平衡常数K'与原平衡常数 (1)平衡常数和平衡转化率都能体现可逆反应 K的关系为K'=K"或K'=呕。 进行的程度。 () (2)对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数 (2)平衡常数大的化学反应其平衡转化率也一 互为倒数。 定大。 () (3)若可逆反应①的平衡常数分别为K1、可逆反 (3)化学平衡常数和平衡转化率都是只受温度 应②的平衡常数为K2,则： 的影响。 () ①若两反应的化学方程式相加得总反应，则总反 (4)一定温度下的可逆反应，某反应物的平衡转 应的平衡常数K=K1·K2。 化率与该反应的初始浓度有关。 () ②若反应①的化学方程式减反应②的化学方程式 2.在某密闭容器中把C0和H2O的混合物加热 K 到800℃，存在平衡C0(g)+H2O(g)C02 得总反应，则总反应的平衡常数K= K, (g)十H2(g),且平衡常数K=1。若在密闭容 器中充入1molC0和1molH20的混合物并 活动三平衡常数与平衡转化率的相关计算 加热到800℃，则平衡时C0的转化率为 D新知导学 A.40% B.50% 某温度下，H2(g)+I2(g)—→2HI(g)的平衡 C.60% D.83.3% 常数K=0.25,若在此温度下，向10L的密闭容 [归纳总结] 器中充入0.2 mol HI气体，达到平衡时，HI的平 化学平衡常数及平衡转化率的计算思路 衡转化率(a)为 0 (1)巧设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立， 新知生成 一般设某物质的转化量为x。 (2)确定三个量：根据反应物、生成物及变化量的 有关化学平衡常数和平衡转化率的计算： 三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起 对于反应：mA(g)+nB(g)=pC(g)十qD(g), 始量、变化量、平衡量并列三段式。 令A、B起始物质的量分别为amol、bmol,达到 (3)解题设问题：明确“始”“变”“平”三个量的具体 平衡后，A的消耗量为mx mol,容器容积为VL, 数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反 则有 应物的平衡转化率等，得出题目答案。 mA(g)+nB(g)C(g)+gD(g) D课堂小结 起始/(mol) a b 0 0 变化/(mol)mx nx px qx 表达式书写 分析可逆反应的 反应程度 平衡/(mol) a-mx b-nx px qx 影响因素：温度 化学平衡常数 计算 (1)A的平衡转化率：a(A)=m ×100%[或等于 判断可逆反应的 a 应用 反应方向 消耗的质量（浓度）与起始质量（浓度）之比]，同理 计算模型 平衡转化率 判断可逆反应的 可计算a(B)。 规律 焓变（△H 1148 化学平衡常数平衡转化率学案10 课堂达标 C.此反应可表示为X(g)十3Y(g)→2Z(g),该温 听 度下反应的平衡常数为1600mol2·L2 1.(2025·山东聊城二中高二开学考试)对于反应 D.增大压强，平衡常数增大 笔 C(s)+H,O(g)=CO(g)+H2 (g)AH 4.(2025·吉林四校联考高二月考)下图表示两个 0,下列有关说法正确的是 ( 常见反应的平衡常数负对数值pK(pK=一lgK) A.平衡常数表达式为K=C学(CO)·c(H,) 与温度的关系。 c平(C)·c平(H2O) pK B.增大体系压强，平衡常数K不发生变化 C.升高体系温度，平衡常数K减小 ① D.增加C(s)的量，平衡正向移动 1000 2000Tm℃ 2.(2025·湖南邵阳二中高二入学考试)在一恒 -10 ② 温恒容的密闭容器中放人一定量的液体W,发 生反应W(1)一P(g)十2Q(g)。以下说法可 ①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g); 以作为该反应达到平衡状态的判断依据的有 ②N2(g)+O2(g)-→2NO(g)。 () 根据图中的数据判断下列说法正确的是( A.①是吸热反应 ①v正(P)=2v逆(Q)②Q的体积分数保持不 B.升高温度，②的逆反应速率减小 变③容器内气体密度保持不变④气体的平 C.1000℃时c平(N2)·c平(O2)=c￥(NO) 均相对分子质量保持不变⑤W的质量保持 D.a点时，①和②中N2的转化率相等 不变⑥c(P)：c(Q)=1：2⑦容器中气体 5.在830K时，在密闭容器中发生可逆反应：C0 压强保持不变⑧W的转化率不变 (g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H<0。 A.①③⑤ B.②③⑤⑦ 试回答下列问题： C.③⑤⑦⑧ D.②③④⑥⑦ (1)若起始时，c始(C0)=2mol·L-1、 3.25℃时，恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的 c始(H2O)=3mol·L1,4s后达到平衡，此时 初始浓度和平衡浓度如表所示： C0的转化率为60%，则在该温度下，该反应的 物质 X Y Z K- 初始浓度/(mol·L1) (2)在相同温度下，若起始时c(CO)=1mol· 0.1 0.2 0 L1,c(H2O)=2mol·L1,反应进行一段时 平衡浓度/(mol·L1) 0.05 0.05 0.1 间后，测得H2的浓度为0.5mol·L1,则此时 下列说法错误的是 该反应是否达到平衡状态： (填“是”或 A.反应达到平衡时，X的转化率为50% “否”)，此时v正 (填“大于”“小于”或 B.改变温度可以改变该反应的平衡常数 “等于”)V逆。 课后反思 4910