第八章 第37讲 化学平衡状态与化学平衡常数（复习讲义）-【优学精研】2026年高考化学一轮总复习学用word

该高中化学高考复习讲义聚焦化学平衡状态与平衡常数核心考点，按可逆反应特征、平衡状态判断、平衡常数应用的逻辑层次架构知识，通过考点梳理填空、判断正误辨析、分类例题精讲、2023年海南等多地高考真题演练的教学环节，帮助学生构建从概念理解到解题应用的完整认知链。 讲义采用“双维度突破”策略，如平衡状态判断结合动态（v正=v逆）与静态（变量不变）标志培养科学思维，平衡常数教学通过方程式变形推导强化证据推理能力。设置基础判断、能力应用、高考真题分层练习，配合即时反馈设计，助力学生高效突破考点，为教师精准把控复习节奏提供实战化教学支持。

第37讲　化学平衡状态与化学平衡常数 课标要求 1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。 2.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。 考点一　化学平衡状态 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）特征 双向性 可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应 双同性 正、逆反应是在同一条件下，同时进行 共存性 反应物的转化率　　　　100％，反应物与生成物共存 2.化学平衡状态 （1）概念 一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率　　　　，反应物和生成物的浓度均保持不变，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。 （2）建立 （3）特征 　判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）2H2＋O22H2O为可逆反应。（　　） （2）在工业生产条件下，氢气与氮气充分发生反应，氮气的转化率约为15％，故此反应是可逆反应。（　　） （3）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。（　　） （4）可逆反应到达平衡时，各组分的浓度相等。（　　） （5）可逆反应平衡时，生成物不再变化，反应停止。（　　） （6）反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）达到平衡时，c（N2）∶c（H2）∶c（NH3）＝1∶3∶2。（　　） （7）N2O4（g）2NO2（g）达到平衡时，v正（N2O4）一定等于v逆（NO2）。（　　） 一 可逆反应的特征 1.在某恒容密闭容器中进行反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）。已知：反应开始时，c（SO2）＝0.4 mol·L－1，c（O2）＝0.1 mol·L－1，c（SO3）＝0.3 mol·L－1。在一定条件下，当反应达到平衡时，下列各物质的浓度关系可能存在的是（　　） A.c（SO3）＝0.5 mol·L－1 B.c（O2）＝0.25 mol·L－1 C.c（SO2）＋c（SO3）＝0.6 mol·L－1 D.c（SO2）＋c（SO3）＋c（O2）＝0.75 mol·L－1 二 化学平衡状态的判断 2.在1 L恒温恒容的密闭容器中投入一定量N2O5，发生反应： 反应1：N2O5（g）N2O4（g）＋O2（g）　ΔH＝＋28.4 kJ·mol－1 反应2：N2O4（g）2NO2（g）　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 现有下列情况： ①混合气体的密度保持不变； ②气体压强保持不变； ③气体的平均摩尔质量保持不变； ④保持不变； ⑤O2的物质的量保持不变； ⑥v正（N2O4）∶v逆（NO2）＝1∶2。 能表明反应2一定达到平衡状态的是（　　） A.①②③⑤　　　　　 B.②③④⑥ C.①③⑤⑥ D.②③④⑤ 3.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I2（g）＋H2（g）2HI（g）达到平衡状态的是　　　　（填序号，下同）。 （2）能说明NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）达到平衡状态的是　　　　。 判断化学平衡状态的两种方法 　　（1）动态标志：v正＝v逆≠0 ①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 ②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g），＝时，反应达到平衡状态。 （2）静态标志：“变量”不变 在未达到平衡时不断变化、在达到平衡时不再发生变化的各种物理量（如各物质的质量、物质的量、浓度、百分含量、压强、密度或颜色等），如果不再发生变化，即达到平衡状态。 可简单总结为“正逆相等，变量不变”。 考点二　化学平衡常数 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 （1）一般表达式 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＝（固体或液体纯物质的浓度视为常数，通常不列入化学平衡常数表达式中）。 （2）实例 例如，①C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）的平衡常数表达式K＝　　　　　。 ②Fe3＋（aq）＋3H2O（l）Fe（OH）3（s）＋3H＋（aq）的平衡常数表达式K＝　　　。 3.影响因素 通常情况下，K只受温度的影响，与物质的浓度、压强的大小无关，温度不变，K值　　　　。 4.应用 （1）判断可逆反应进行的程度 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 （2）判断化学反应进行的方向 对于可逆反应：mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），在任意时刻的称为浓度商，常用Q表示。 Q＜K，反应向　　反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向　　反应方向进行。 （3）判断可逆反应的热效应 　判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大。（　　） （2）对某一可逆反应，升高温度，化学平衡常数一定变大。（　　） （3）可逆反应的正反应K正与逆反应K逆一定相等。（　　） （4）化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度。（　　） （5）2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）与SO2（g）＋O2（g）SO3（g）的平衡常数K的表达式相同。（　　） 一 化学平衡常数与化学方程式之间的关系 1.某温度时，N2＋3H22NH3的平衡常数K＝a，则此温度下，NH3H2＋N2的平衡常数为（　　） A.　　B. C.a　　D.a－2 2.找出下列平衡常数之间的关系，并填写下表。 化学方程式 平衡常数 平衡常数间的关系 ①C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g） K1 K2＝　　　 ②CO（g）＋H2（g）C（s）＋H2O（g） K2 ③CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） K3 K3＝　　　 ④C（s）＋H2O（g）＋H2（g）CH3OH（g） K4 K4＝　　　 　　（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。 二 化学平衡常数的应用 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，下列反应的平衡常数如下： 2NO（g）N2（g）＋O2（g）　K1＝1×1030 2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）　K2＝2×1081 2CO2（g）2CO（g）＋O2（g）　K3＝4×10－92 以下说法正确的是（　　） A.常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c（N2）·c（O2） B.常温下，水分解产生O2，此时平衡常数约为5×10－80 C.常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2 D.常温下，CO2（g）CO（g）＋O2（g）的平衡常数为2×10－92 4.已知反应：FeO（s）＋CO（g）Fe（s）＋CO2（g）　ΔH＞0。 （1）此反应的平衡常数表达式为K＝　　　　。 （2）温度降低，则K　　　　（填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）已知1 100 ℃时，K＝0.263。若1 100 ℃时测得c（CO2）＝0.025 mol·L－1，c（CO）＝0.01 mol·L－1，此时该反应　　　　（填“处于”或“不处于”）化学平衡状态，化学反应速率：正反应速率　　　（填“＞”“＜”或“＝”）逆反应速率。 1.（2023·海南高考13题）工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：C6H5CH2CH3（g）C6H5CHCH2（g）＋H2（g）。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A.曲线①表示的是逆反应的v-t关系 B.t2时刻体系处于平衡状态 C.反应进行到t1时，Q＞K（Q为浓度商） D.催化剂存在时，v1增大，v2减小 2.（2023·福建高考12题节选）探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有 ⅰ.C3H8（g）C3H6（g）＋H2（g）　ΔH1＝＋124 kJ·mol－1　ΔS1＝127 J·K－1·mol－1　Kp1 ⅱ.C3H8（g）C2H4（g）＋CH4（g）　ΔH2＝＋82 kJ·mol－1　ΔS2＝135 J·K－1·mol－1　Kp2 ⅲ.C3H8（g）＋2H2（g）3CH4（g）　ΔH3＝－120 kJ·mol－1　ΔS3＝27.5 J·K－1·mol－1　Kp3 已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压＝物质的量分数×总压。 平衡体系中检测不到H2，可认为存在反应：3C3H8（g）2C3H6（g）＋3CH4（g）　Kp，则Kp＝　　　　。 3.（2023·重庆高考17题节选）一定条件下，银催化剂表面上存在反应：Ag2O（s）2Ag（s）＋O2（g），该反应平衡压强pc与温度T的关系如下： T/K 401 443 463 pc/kPa 10 51 100 （1）463 K时的平衡常数为Kp＝　　　　（kPa。 （2）起始状态Ⅰ中有Ag2O、Ag和O2，经下列过程达到各平衡状态： 已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，试比较平衡常数：pc（Ⅱ）　　　　　（填“＞”“＜ ”或“＝ ”）pc（Ⅲ）。 4.（1）（2023·全国甲卷28题节选）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）平衡常数K3＝　　　（用K1、K2表示）。 （2）（2022·全国甲卷28题节选）在1 000 ℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下： ①TiO2（s）＋2Cl2（g）TiCl4（g）＋O2（g）　ΔH1＝＋172 kJ·mol－1，Kp1＝1.0×10－2 ②TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）TiCl4（g）＋2CO（g）　ΔH2＝－51 kJ·mol－1，Kp2＝1.2×1012 Pa 则反应③2C（s）＋O2（g）2CO（g）的Kp＝　　　　　Pa。 提示：完成课后作业　第八章　第37讲 5 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $ 第37讲　化学平衡状态与化学平衡常数 【考点·全面突破】 考点一 必备知识夯实 1.（1）正反应方向　逆反应方向　（2）小于　2.（1）相等 （3）相等 易错辨析 （1）×　（2）√　（3）√　（4）×　（5）×　（6）×　（7）× 关键能力突破 1.D　当c（SO3）＝0.5 mol·L－1时，c（O2）＝0 mol·L－1，而该反应为可逆反应，O2不能完全反应，A不符合题意；当c（O2）＝0.25 mol·L－1时，c（SO3）＝0 mol·L－1，而该反应为可逆反应，SO3不能完全反应，B不符合题意；由硫元素守恒可知，c（SO2）＋c（SO3）＝0.7 mol·L－1，C不符合题意；依据三段式法可知： 　　　　　　 　　2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） 起始/（mol·L－1） 0.4 0.1 0.3 转化/（mol·L－1） 0.1 0.05 0.1 某时刻/（mol·L－1） 0.3 0.05 0.4 则c（SO2）＋c（SO3）＋c（O2）＝0.75 mol·L－1，D符合题意。 2.B　①混合气体的密度始终为定值，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，错误；②该反应为气体体积增大的反应，压强为变量，当混合气体压强保持不变时，表明正、逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，正确；③混合气体的质量不变，而混合气体的总物质的量为变量，当气体的平均摩尔质量保持不变时，表明达到平衡状态，正确；④保持不变，表明各组分浓度不再变化，该反应达到平衡状态，正确；⑤O2的物质的量保持不变，而反应1不是可逆反应，O2的物质的量始终不变，无法判断反应2是否达到平衡状态，错误；⑥v正（N2O4）∶v逆（NO2）＝1∶2，满足化学计量数关系，说明正、逆反应速度相等，该反应达到平衡状态，正确。 3.（1）⑤⑦　（2）①②③ 考点二 必备知识夯实 1.K　2.①　②　3.不变　4.（2）正　逆　（3）吸热　放热　放热　吸热 易错辨析 （1）×　（2）×　（3）×　（4）√　（5）× 关键能力突破 1.A　根据化学平衡常数的数学表达式，N2＋3H22NH3，K1＝，NH3N2＋H2，K2＝，则有K1＝，求得K2＝，A正确。 2.　　K1·K3 3.C　K1的表达式应为K1＝，A错误；常温下，水分解产生O2，是H2和O2化合生成H2O的逆反应，因此其平衡常数应为K2的倒数，为5×10－82，B错误；由于三个反应都处在常温下，根据K的大小可以得出三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2，C正确；CO2（g）CO（g）＋O2（g）的K＝＝2×10－46，D错误。 4.（1）　（2）减小　（3）不处于　＜ 【真题·体验品悟】 1.B　反应为乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应时反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①表示的是正反应的v-t关系，曲线②表示的是逆反应的v-t关系，A错误；t2时，正、逆反应速率相等，体系处于平衡状态，B正确；反应进行到t1时，反应正向进行，故Q＜K，C错误；催化剂能降低反应的活化能，使反应的v1、v2都增大，D错误。 2.·Kp3 解析：根据盖斯定律：目标反应＝2ⅰ＋ⅲ，故Kp＝·Kp3。 3. （1）10　（2）＝ 解析：（1）反应中只有氧气为气体，结合表格数据可知，463 K时的平衡常数Kp＝（O2）＝10（kPa。（2）平衡常数Kp＝（O2）只受温度的影响，则pc（Ⅱ）＝pc（Ⅲ）。 4.（1）　（2）1.2×1014 解析：（1）根据盖斯定律，反应③＝×（②－①），则反应③的平衡常数K3＝。（2）根据盖斯定律，由反应②－①得出反应③2C（s）＋O2（g）2CO（g）　Kp＝＝＝1.2×1014 Pa。 学科网（北京）股份有限公司 $