第08讲 化学平衡状态和平衡常数（暑假预习讲义）新高二化学人教版

第08讲 化学平衡状态和平衡常数 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1．理解化学平衡状态的建立过程，能够判断化学平衡状态的标志。 2．学会化学平衡常数的计算，掌握化学平衡常数的应用。 3．熟悉气体的分压和压强平衡常数的计算方法。 预习重点 化学平衡状态的建立、化学平衡常数的计算。 预习难点 化学平衡状态的标志、化学平衡常数的换算、压强平衡常数的计算 情｜境｜启｜思 可逆反应中，如下图的NO2与N2O4的转换，工业合成氨等，正向反应与逆向反应都在同时进行，到达平衡状态时有什么样的标志？是否可以通过定量的方式表示出平衡状态？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 化学平衡状态 1.化学平衡状态的建立 以合成氨反应为例：N2+3H32NH3 各物质浓度变化 反应速率变化 从正反应方向开始 从逆反应方向开始 在一定条件下，可逆反应体系中，当正、逆反应的速率 时，反应物和生成物的浓度均保持 ，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”,即达到化学平衡状态，简称化学平衡。 反应过程中v正、v逆变化（从正反应方向开始） 2.化学平衡状态的含义 (1)化学平衡状态的概念 化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率 ，反应混合物中各组分的浓度保持 的状态。 (2)化学平衡状态的意义 化学平衡状态是化学反应在给定条件下达到最大程度(限度)时的状态，此时反应物有该条件下的最大 。 化学平衡状态 反应条件不变是前提，即温度、压强、浓度等不变，如改变这些条件，化学平衡状态可能被 。 3.化学平衡状态的特征 化学平衡状态的特征可以概括为逆、等、动、定、变。 ①逆 研究对象是 反应。 ②等 正、逆反应速率 （即 ），即同一时间内对某一物质来说，生成的量和消耗的量 。 ③定 在一定条件下的平衡体系中，各组分的含量(即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保持 ④动 平衡后，正、逆反应仍在进行，即正、逆反应速率 但不为 ，平衡为动态平衡。 ⑤变 由于速率受条件的影响，当改变外界条件时，速率发生变化，正、逆反应速率可能不再 （即 ），平衡就会发生变化，这就是平衡移动。 化学平衡状态的相关计算 (1)产率：生成物实际产量占理论产量的百分数，一般反应物的转化率越大，生成物的产率越 。 (2)有关气体压强的计算，一般根据物质的量浓度(或物质的量)的数据转化为 和 的关系进行计算。 4.化学平衡状态的判断 动态标志 v正＝v逆≠0 ①同一物质(两种表述)：v正 v逆、断键数 成键数 ②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。 如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态 变量不变时反应就达到平衡状态。 ①混合体系中各组分的 、质量、物质的量浓度、 (体积分数、质量分数)、转化率等为变量，当其不变时，反应达到平衡。 ② 绝热体系中 为变量，当其不变时，反应达到平衡。 ③ 特殊情况的判断，以aA＋bBcC＋dD为例： I.各物质均为气体，若a+b≠c+d，为变量，其不变则达到平衡；若a+b=c+d，为定量，其不变则不能判断是否达到平衡。 II.各物质均为气体，若恒容状态下，ρ为定量，其不变则不能判断是否达到平衡。 III.各物质均为气体，若恒压状态下，a+b≠c+d，ρ为变量，其不变则达到平衡；a+b=c+d，ρ为定量，其不变则不能判断是否达到平衡。 IV.若有非气体物质参与反应，无论a+b是否等于c+d，、ρ均为变量，若其恒定不变，则化学反应达到平衡状态。 V.恒温恒容时，若反应前后气体的化学计量数相等，p总为定量，其不变则不能判断是否达到平衡；若反应前后气体的化学计量数不相等，p总为变量，其不变则达到平衡。 以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例 类型 判断依据 是否是平衡状态 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定 ②各物质的质量或各物质质量分数一定 ③各气体的体积或体积分数一定 ④总体积、总压强、总物质的量一定 正、逆反应 速率的关系 ①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即v(正)=v(逆) ②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC，则v(正)=v(逆) ③在单位时间内生成n molB，同时消耗了q molD，因均指v(逆) ④v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q，v(正)不一定等于v(逆) 压强 ①m＋n≠p＋q时，总压强一定 (其他条件一定) ②m＋n=p＋q时，总压强一定 (其他条件一定) 混合气体平均相对分子质量 ①一定时，只有当m＋n≠p＋q时 ②一定时，但m＋n=p＋q时 温度 何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 体系的密度 恒温恒容时，密度一定 恒温恒压时，若m＋n≠p＋q，则密度一定时 恒温恒压时，若m＋n=p＋q，则密度一定时 【例1】（25-26高一下·辽宁营口·期中）在一定条件下，向密闭容器中加入2 mol和6 mol，发生反应。下列关于该反应的说法错误的是 A．反应达到平衡时，正、逆反应速率相等 B．反应达到平衡时，容器内气体总物质的量不可能为4 mol C．反应达到平衡时，该反应中和的转化率不一定相等 D．反应达到平衡时，反应并没有停止 【解题要点】化学平衡状态的特征可以概括为逆、等、动、定、变。 【即练1】（25-26高一下·河北张家口·期中）在恒温密闭容器中反应体系中，下列能够说明反应已达到平衡状态的是 ①；　②； ③混合气体总物质的量不再变化；　　　④混合气体的密度不再变化； ⑤混合气体平均摩尔质量保持不变；　　⑥容器内气体的颜色不再变化 A．①②③⑤ B．④⑤⑥ C．③⑤⑥ D．③④⑤⑥ 【即练2】（25-26高一下·北京·期中）一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。当的浓度不再变化时，下列说法正确的是 A．正反应速率为零 B．已经完全转化 C．CO的浓度也不再变化 D．容器内、、CO、的浓度比一定为1：1：1：3 知识点02 化学平衡常数 1.化学平衡常数及表达式 (1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时， 与 的比值是一个常数，用符号K表示。 (2)表达式 ①对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常数 。 ② 和 的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式。 a.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式为。 b.Fe3+(aq)+3H₂O(1)Fe(OH)3(s)+3H+(aq)的平衡常数表达式为。 ①利用公式求K时，c(A)、c(B)、c(C)、c(D)是指 时各物质的物质的量浓度，不可使用物质的量数据，也不可使用任意时刻的物质的量浓度数据。 ②反应物或生成物中有固体或液体纯物质存在时，由于其浓度可看作常数“1”而不代入公式。 ③稀水溶液中进行的反应， 不代入公式，非水溶液中的反应，若有 参加或生成，则需代入公式。 ④化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，化学反应方向改变或化学计量数改变，化学平衡常数均发生 。 2.平衡常数的换算 (1)相同温度下，正、逆反应的平衡常数互为 。例如：某温度下，H2(g)+I2(g)2HI(g), ，则逆反应的平衡常数 (2)化学方程式两边物质同乘系数n,则平衡常数由K变为 。 (3)化学方程式①(其平衡常数为K1)和化学方程式②(其平衡常数为K2)相加减，得到可逆反应③(其平衡常数为K3),若相加得到③,则K3= ,若①-②得到③,则 。 3.意义及影响因素 化学平衡常数只与 有关，只要温度不变，一个具体的可逆反应就对应一个具体的平衡常数值。化学平衡常数与压强、反应物或生成物的浓度 ，压强和浓度的变化不会影响平衡常数的值。 意义 K值越大 正反应进行的程度越 ，反应物的转化率越 影响因素 内因 反应物本身的性质 外因(温度升高) ΔH<0,K值 ΔH>0,K值 4.从反应速率方程角度理解化学平衡常数 对于可逆反应aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g),有反应速率方程v正=k正·ca(A)·cb(B)、v逆=k逆·cd(D)·ce(E)，当达到化学平衡时，v正=v逆,则有k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cd(D)·ce(E)，。由于达到化学平衡时，c(A)、c(B)、c(D)、c(E)均为各物质对应的平衡浓度，则 ，即化学平衡常数。 5.化学平衡常数的应用 （1）判断、比较可逆反应进行的程度 通常，一定温度下，可逆反应的K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越 ，正反应进行的程度越 ，即该反应进行得越 ，平衡时反应物的转化率 。反之，K值越小，该反应进行得越 ，平衡时反应物的转化率 。 一般来说，当 时，该反应就进行得基本完全了。 化学平衡常数只反映反应进行的程度，不表示化学反应 。即K值大，反应进行的程度大，化学反应速率 快。 （2）判断指定条件下可逆反应进行的方向 浓度商：对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),任意时刻的称为 ，常用 表示。 比较浓度商和平衡常数，可以判断指定条件下可逆反应的进行方向： Q K 反应向正反应方向进行 v正＞v进 Q K 反应处于化学平衡状态 v正= v进 Q K 反应向逆反应方向进行 v正＜v进 （3）判断可逆反应的热效应 温度升高时 ①K增大，则正反应为 反应 ②K减小，则正反应为 反应 温度降低时 ①K增大，则正反应为 反应 ②K减小，则正反应为 反应 （4）利用化学平衡常数求转化率 平衡转化率是指平衡时已转化的某反应物的量与起始时该反应物的量的比值，用来表示反应限度。 转化量和起始量可使用 数据也可使用 等数据，但是必须一致。 由平衡常数K计算转化率的一般步骤 ①先结合题干数据列出三段式(起、转、平),转化量可以设未知数； ②根据平衡常数表达式代入平衡时浓度数据，列出方程式； ③通过数学运算，计算出转化量，进一步求算转化率。 【例2】某温度下，若反应的化学平衡常数K，则该温度下的化学平衡常数为 A． B． C． D． 【解题要点】相同温度下，正、逆反应的平衡常数互为倒数 化学方程式两边物质同乘系数n,则平衡常数由K变为Kn。 两个方程式相加,则K3= K1×K2,若相减,则 【即练3】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． 【即练4】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 % 知识点03压强平衡常数KP 1.分压 (1)定义：相同温度下，当某气体组分B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强称为气体B的分压。 (2)计算公式 混合气体中组分B的分压=总压×组分B的物质的量分数(或体积分数),即 （或） (3)分压定律：混合气体的总压等于相同条件下各组分气体的分压 ，即P总=PA+PB+PC+…。 2.压强平衡常数 (1)定义：一定温度下，气相反应mA(g)+nB(g)eC(g)+f D(g)达到平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用Kp表示。 (2)表达式 Kp的表达式与K相似，只是用平衡时各气体物质的分压代替浓度进行计算： (3)四步计算法 步骤一 根据“三段式”法计算平衡体系中各气体的物质的量或物质的量浓度 步骤二 计算各气体组分的物质的量分数或体积分数 步骤三 根据分压计算公式求出各气体组分的分压 步骤四 将各气体的分压代入压强平衡常数表达式进行计算。 【例3】乙酸是生物油的主要成分之一，乙酸制氢具有重要意义： 热裂解反应： 脱羧基反应： 若利用合适的催化剂控制其他的副反应。温度为TK时达到平衡，总压强为pkPa，热裂解反应消耗乙酸20%，脱羧基反应消耗乙酸60%，乙酸体积分数为 （计算结果保留1位小数）；脱羧基反应的平衡常数Kp为 kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。 【解题要点】熟悉掌握利用三段式求解压强平衡常数 【即练5】如图，恒温容器中，发生工业合成氨正向或逆向反应，(单侧投料)，有关说法正确的是 A．体系起始与平衡压强比为 B．时， C．时，正反应速率大于逆反应速率 D．曲线表示的物质的量随时间的变化曲线 【即练6】用转化为乙醇可实现碳循环。近年来，随着全球变暖及能源枯竭的加剧，由制乙醇又再次成为各国的研究热点。 Ⅰ.转化为乙醇的一种途径如下：          (1)则  _______。该反应若使用更高效的催化剂，该反应的_______。(填“变大”“不变”或“变小”) Ⅱ.已知催化加氢制乙醇原理为，回答下列问题： (2)在恒温恒容的密闭容器中，对催化加氢制乙醇反应体系说法不正确的是_______。(填序号) A．增大原料气中的比例，有利于提高的转化率 B．若混合气体的密度保持不变，说明反应体系已达平衡 C．体系达平衡后，若压缩容器容积，则反应平衡正向移动 (3)在均为2 L的恒容密闭容器a和b中分别都投入2 mol 和6 mol ，在不同温度下进行加氢制乙醇的反应，各容器中乙醇的物质的量与时间的关系如图所示： ①容器a中0～10 min氢气的平均反应速率_______； ②若容器a、b中的反应温度分别为、，则_______(填“>”或“＜”)，判断该反应 _______0(填“>”或“＜)； ③若容器a中改变条件时，反应情况会由曲线a变为曲线c，则改变的单一条件可是_______(填序号)； A．加入更高效的催化剂    　　B．升温　　C．增大压强　　D．分离出乙醇 ④温度下反应达平衡时，容器a中气体总压强为4 MPa，则T时该反应的平衡常数_______。(是用平衡分压代替平衡浓度计算出的平衡常数，气体的分压=气体总压强×气体的物质的量分数) 一、单选题 1．下列关于化学平衡常数的说法正确的是 A．在任何条件下，化学平衡常数均不变 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．对于反应，其化学平衡常数的表达式为 A． B． C． D． 3．温度为T时，将置于抽成真空的容器中，当达到平衡时，测得体系总压强为，则此条件下该反应的平衡常数为 A． B． C． D． 4．（25-26高二上·海南省直辖县级单位·期中）某温度下，恒容的密闭容器中进行可逆反应： ，下列叙述正确的是 A．该反应平衡常数的表达式为K= B．使用催化剂能提高X的平衡产率 C．升高温度，活化分子百分数增大，反应速率加快 D．增大压强，v正增大，v逆减小 5．将与放入的密闭容器中，在一定条件下反应：达到平衡，测得平衡时的浓度为。则此条件下反应：的平衡常数K为 A．2 B．1 C．0.5 D．0.25 6．（25-26高一下·江苏南京·期中）将盛有的密闭烧瓶浸入冷水，红棕色变浅。对于反应，下列说法正确的是 A．该反应的 B．将反应器容积压缩为原来的一半，气体颜色比压缩前深 C．升高温度，该反应的正反应速率减小，逆反应速率增大 D．其他条件不变，向平衡后的容器中再加入少量，达新平衡后的值减小 7．（25-26高二上·浙江宁波·期中）在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：，其化学平衡常数和温度的关系如下表所示： ℃ 700 800 830 1000 1200 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 下列说法错误的是 A．该反应化学平衡常数的表达式 B．该反应为吸热反应 C．某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：，试判此时的温度为830℃ D．700℃下，测得某容器中、、CO、浓度均为则此时 8．工业上采用常压下羰基化法提纯镍，反应为，固体杂质熔点高且不参与反应。提纯装置简化示意图如图。下列说法正确的是 A．分子膜只允许镍粉通过 B．提纯时控制温度： C．当时反应达到平衡 D．平衡常数 9．（24-25高一下·山西·期中）将转化为(甲醇)，不仅可以实现“碳中和”，而且可以“变废为宝”。一定条件下，向2 L密闭容器中充入和，发生反应：，测得和的浓度随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是 A．3 min时，正反应速率等于逆反应速率 B．3 min时，容器内含有 C．10 min时，该反应处于化学平衡状态 D．反应开始至的平均反应速率为 10．（25-26高一下·河南安阳·期中）工业上制备高纯多晶硅的核心反应为。下列不能说明反应达到平衡状态的是 A．反应体系中 B．恒温恒容密闭容器中，体系的总压强不再改变 C．单位时间内断裂键，同时形成键 D．恒温恒容密闭容器中，混合气体的密度不再发生变化 11．（25-26高一下·辽宁朝阳·期中）恒温恒容的容器中发生反应，反应过程中某时刻、、的浓度分别为、、，以下说法正确的是 A．分离可加快该反应速率 B．整个反应过程中一直有 C．若与的浓度比保持不变，则说明反应已达平衡 D．起始时，用表示的正反应速率不一定大于用表示的逆反应速率 12．（25-26高一下·四川南充·期中）某温度下，在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：，12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．前12 s内，A的平均反应速率为 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比 D．平衡时容器内的压强为起始压强的 二、非选择题 13．在反应条件下，将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等，平衡转化率为___________，平衡常数___________。[已知热分解的化学方程式为] 14．回答下列问题。 (1)某温度下，X、Y、Z三种气态物质在1 L的恒容密闭容器中发生反应，X、Y、Z物质的量随时间变化的曲线如图所示： 该反应的化学方程式为___________。 (2)一定条件下，在5 L的恒容密闭容器内发生反应：，的物质的量随时间的变化如表所示： 时间/s 0 1 2 3 4 5 /mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 ①用表示0～2 s内该反应的平均速率为___________；在5 s时，的转化率为___________。 ②为加快反应速率，可以采取的措施有___________(填选项字母)。 a．升高温度    b．恒容时充入    c．降低温度    d．恒压时充入 (3)二甲醚()是一种重要的清洁燃料，可以通过甲醇()分子间脱水制得：  。在，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示。 ①上述由甲醇制二甲醚的反应在时，反应的平衡常数为___________； ②相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为，、，此时正、逆反应速率的大小：v(正)___________v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。 (4)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。利用“化学蒸气转移法”制备晶体，发生如下反应：  (Ⅰ) ①反应(Ⅰ)的平衡常数表达式___________。 ②若，向某恒容密闭容器中加入1 mol 和足量，的平衡转化率为___________。(保留一位小数) 15．（25-26高一下·新疆喀什·期中）某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 (1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为___________。 (2)反应从开始至2分钟，用X的浓度变化表示的平均反应速率为v(X)=___________。 (3)下列措施能加快反应速率的是___________。 A．升高温度 B．恒容时充入He C．恒容时充入X D．及时分离出Z E．选择高效的催化剂 (4)下列说法正确的是___________。 A．化学反应的限度是不可能改变的 B．化学反应达到平衡时，正逆反应速率相等 C．升高温度改变化学反应的限度 D．增大Y的浓度，反应速率加快 16．（25-26高二上·广东东莞·期中）为应对全球气候问题，中国提出“2030年碳达峰”“2060年碳中和”。再次成为科学家们研究的重点，其综合利用是目前研究的重要课题之一，试运用所学知识，解决以下问题： (1)工业上利用合成气、、来生产甲醇，有关反应的热化学方程式如下： ①   ②   ③   则反应②的___________；反应③的活化能___________(填“>”“=”或“<”)。 (2)若在某体积为的密闭容器中只发生反应，如图表示和进料比不同时，平衡时的体积分数与温度的关系： ①下列能表明反应达到平衡状态的是___________(填标号) A．混合气体的平均相对分子质量不再变化      B． C．断裂同时形成     D．不再变化 ②在该体系中能同时加快反应速率并增大平衡转化率的措施是___________(写一条即可)。 ③若起始时向容器中充入和反应达到平衡点，此时容器内的总压强为，则在内用浓度变化表示的反应速率___________。b点的压强平衡常数___________(保留三位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数) ④若在上述平衡点状态下，再向容器中充入和，则反应速率___________(填“>”“<”或“=”)。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第08讲 化学平衡状态和平衡常数 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1．理解化学平衡状态的建立过程，能够判断化学平衡状态的标志。 2．学会化学平衡常数的计算，掌握化学平衡常数的应用。 3．熟悉气体的分压和压强平衡常数的计算方法。 预习重点 化学平衡状态的建立、化学平衡常数的计算。 预习难点 化学平衡状态的标志、化学平衡常数的换算、压强平衡常数的计算 情｜境｜启｜思 可逆反应中，如下图的NO2与N2O4的转换，工业合成氨等，正向反应与逆向反应都在同时进行，到达平衡状态时有什么样的标志？是否可以通过定量的方式表示出平衡状态？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 化学平衡状态 1.化学平衡状态的建立 以合成氨反应为例：N2+3H32NH3 各物质浓度变化 反应速率变化 从正反应方向开始 从逆反应方向开始 在一定条件下，可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，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，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”,即达到化学平衡状态，简称化学平衡。 反应过程中v正、v逆变化（从正反应方向开始） 2.化学平衡状态的含义 (1)化学平衡状态的概念 化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 (2)化学平衡状态的意义 化学平衡状态是化学反应在给定条件下达到最大程度(限度)时的状态，此时反应物有该条件下的最大转化率。 化学平衡状态 反应条件不变是前提，即温度、压强、浓度等不变，如改变这些条件，化学平衡状态可能被破坏。 3.化学平衡状态的特征 化学平衡状态的特征可以概括为逆、等、动、定、变。 ①逆 研究对象是可逆反应。 ②等 正、逆反应速率相等（即v(正)=v(逆)），即同一时间内对某一物质来说，生成的量和消耗的量相等。 ③定 在一定条件下的平衡体系中，各组分的含量(即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保持一定 ④动 平衡后，正、逆反应仍在进行，即正、逆反应速率相等但不为零，平衡为动态平衡。 ⑤变 由于速率受条件的影响，当改变外界条件时，速率发生变化，正、逆反应速率可能不再相等（即v(正)≠v(逆)），平衡就会发生变化，这就是平衡移动。 化学平衡状态的相关计算 (1)产率：生成物实际产量占理论产量的百分数，一般反应物的转化率越大，生成物的产率越大。 (2)有关气体压强的计算，一般根据物质的量浓度(或物质的量)的数据转化为总压和分压的关系进行计算。 4.化学平衡状态的判断 动态标志 v正＝v逆≠0 ①同一物质(两种表述)：v正＝v逆、断键数＝成键数 ②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。 如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态 变量不变时反应就达到平衡状态。 ①混合体系中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度、百分含量(体积分数、质量分数)、转化率等为变量，当其不变时，反应达到平衡。 ② 绝热体系中温度为变量，当其不变时，反应达到平衡。 ③ 特殊情况的判断，以aA＋bBcC＋dD为例： I.各物质均为气体，若a+b≠c+d，为变量，其不变则达到平衡；若a+b=c+d，为定量，其不变则不能判断是否达到平衡。 II.各物质均为气体，若恒容状态下，ρ为定量，其不变则不能判断是否达到平衡。 III.各物质均为气体，若恒压状态下，a+b≠c+d，ρ为变量，其不变则达到平衡；a+b=c+d，ρ为定量，其不变则不能判断是否达到平衡。 IV.若有非气体物质参与反应，无论a+b是否等于c+d，、ρ均为变量，若其恒定不变，则化学反应达到平衡状态。 V.恒温恒容时，若反应前后气体的化学计量数相等，p总为定量，其不变则不能判断是否达到平衡；若反应前后气体的化学计量数不相等，p总为变量，其不变则达到平衡。 以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例 类型 判断依据 是否是平衡状态 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定 平衡 ②各物质的质量或各物质质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应 速率的关系 ①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即v(正)=v(逆) 平衡 ②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC，则v(正)=v(逆) 平衡 ③在单位时间内生成n molB，同时消耗了q molD，因均指v(逆) 不一定平衡 ④v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q，v(正)不一定等于v(逆) 不一定平衡 压强 ①m＋n≠p＋q时，总压强一定 (其他条件一定) 平衡 ②m＋n=p＋q时，总压强一定 (其他条件一定) 不一定平衡 混合气体平均相对分子质量 ①一定时，只有当m＋n≠p＋q时 平衡 ②一定时，但m＋n=p＋q时 不一定平衡 温度 何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡 体系的密度 恒温恒容时，密度一定 不一定平衡 恒温恒压时，若m＋n≠p＋q，则密度一定时 平衡 恒温恒压时，若m＋n=p＋q，则密度一定时 不一定平衡 【例1】（25-26高一下·辽宁营口·期中）在一定条件下，向密闭容器中加入2 mol和6 mol，发生反应。下列关于该反应的说法错误的是 A．反应达到平衡时，正、逆反应速率相等 B．反应达到平衡时，容器内气体总物质的量不可能为4 mol C．反应达到平衡时，该反应中和的转化率不一定相等 D．反应达到平衡时，反应并没有停止 【答案】C 【详解】A．化学平衡的本质特征就是正、逆反应速率相等，A正确； B．该反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，若和完全反应恰好生成，因此平衡时总物质的量一定大于，不可能为，B正确； C．初始加入和的物质的量之比为，恰好等于反应的化学计量数之比，反应中消耗和的物质的量之比也为，因此二者的转化率一定相等，“不一定相等”的说法错误，C错误； D．化学平衡是动态平衡，平衡时正、逆反应仍在进行，只是速率相等，反应没有停止，D正确； 故选C。 【解题要点】化学平衡状态的特征可以概括为逆、等、动、定、变。 【即练1】（25-26高一下·河北张家口·期中）在恒温密闭容器中反应体系中，下列能够说明反应已达到平衡状态的是 ①；　②； ③混合气体总物质的量不再变化；　　　④混合气体的密度不再变化； ⑤混合气体平均摩尔质量保持不变；　　⑥容器内气体的颜色不再变化 A．①②③⑤ B．④⑤⑥ C．③⑤⑥ D．③④⑤⑥ 【答案】C 【详解】逐一分析判断依据： ① 浓度比等于化学计量数比可能仅为某一时刻的浓度关系，平衡要求各组分浓度保持恒定而非成固定比例，①错误； ② 平衡时正逆反应速率需满足计量数比例，应为2v正(O2)=v逆(NO2)，给定关系不满足平衡要求，②错误； ③ 该反应前后气体分子数不等，反应过程中混合气体总物质的量为变量，其不再变化时说明反应达平衡，③正确； ④ 恒温密闭容器体积恒定，反应体系全为气体、总质量守恒，根据ρ=m/V，密度始终为定值，无法说明平衡，④错误； ⑤ 平均摩尔质量M=m/n，总质量m恒定，总物质的量n为变量，故M为变量，其保持不变时说明反应达平衡，⑤正确； ⑥ 体系中只有NO2有色，颜色不变说明NO2浓度恒定，反应达平衡，⑥正确； 符合题意的说法包含③⑤⑥，故答案为C。 【即练2】（25-26高一下·北京·期中）一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。当的浓度不再变化时，下列说法正确的是 A．正反应速率为零 B．已经完全转化 C．CO的浓度也不再变化 D．容器内、、CO、的浓度比一定为1：1：1：3 【答案】C 【详解】A．化学平衡是动态平衡，达到平衡时正、逆反应速率相等但均不为零，A错误； B．该反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，B错误； C．浓度不再变化说明反应达到平衡状态，平衡时各组分的浓度均保持不变，因此的浓度也不再变化，C正确； D．平衡时各物质的浓度比与初始投料量、转化率有关，不一定等于化学计量数之比1:1:1:3，D错误； 答案选C。 知识点02 化学平衡常数 1.化学平衡常数及表达式 (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，用符号K表示。 (2)表达式 ①对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常数。 ②固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式。 a.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式为。 b.Fe3+(aq)+3H₂O(1)Fe(OH)3(s)+3H+(aq)的平衡常数表达式为。 ①利用公式求K时，c(A)、c(B)、c(C)、c(D)是指达到化学平衡时各物质的物质的量浓度，不可使用物质的量数据，也不可使用任意时刻的物质的量浓度数据。 ②反应物或生成物中有固体或液体纯物质存在时，由于其浓度可看作常数“1”而不代入公式。 ③稀水溶液中进行的反应，水的浓度不代入公式，非水溶液中的反应，若有水蒸气参加或生成，则需代入公式。 ④化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，化学反应方向改变或化学计量数改变，化学平衡常数均发生改变。 2.平衡常数的换算 (1)相同温度下，正、逆反应的平衡常数互为倒数。例如：某温度下，H2(g)+I2(g)2HI(g), ，则逆反应的平衡常数 (2)化学方程式两边物质同乘系数n,则平衡常数由K变为Kn。 (3)化学方程式①(其平衡常数为K1)和化学方程式②(其平衡常数为K2)相加减，得到可逆反应③(其平衡常数为K3),若相加得到③,则K3= K1×K2,若①-②得到③,则。 3.意义及影响因素 化学平衡常数只与温度有关，只要温度不变，一个具体的可逆反应就对应一个具体的平衡常数值。化学平衡常数与压强、反应物或生成物的浓度无关，压强和浓度的变化不会影响平衡常数的值。 意义 K值越大 正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大 影响因素 内因 反应物本身的性质 外因(温度升高) ΔH<0,K值减小 ΔH>0,K值增大 4.从反应速率方程角度理解化学平衡常数 对于可逆反应aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g),有反应速率方程v正=k正·ca(A)·cb(B)、v逆=k逆·cd(D)·ce(E)，当达到化学平衡时，v正=v逆,则有k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cd(D)·ce(E)，。由于达到化学平衡时，c(A)、c(B)、c(D)、c(E)均为各物质对应的平衡浓度，则，即化学平衡常数。 5.化学平衡常数的应用 （1）判断、比较可逆反应进行的程度 通常，一定温度下，可逆反应的K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大。反之，K值越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。 一般来说，当K >105时，该反应就进行得基本完全了。 化学平衡常数只反映反应进行的程度，不表示化学反应速率。即K值大，反应进行的程度大，化学反应速率不一定快。 （2）判断指定条件下可逆反应进行的方向 浓度商：对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),任意时刻的称为浓度商，常用Q表示。 比较浓度商和平衡常数，可以判断指定条件下可逆反应的进行方向： Q<K 反应向正反应方向进行 v正＞v进 Q=K 反应处于化学平衡状态 v正= v进 Q>K 反应向逆反应方向进行 v正＜v进 （3）判断可逆反应的热效应 温度升高时 ①K增大，则正反应为吸热反应 ②K减小，则正反应为放热反应 温度降低时 ①K增大，则正反应为放热反应 ②K减小，则正反应为吸热反应 （4）利用化学平衡常数求转化率 平衡转化率是指平衡时已转化的某反应物的量与起始时该反应物的量的比值，用来表示反应限度。 转化量和起始量可使用浓度数据也可使用物质的量等数据，但是必须一致。 由平衡常数K计算转化率的一般步骤 ①先结合题干数据列出三段式(起、转、平),转化量可以设未知数； ②根据平衡常数表达式代入平衡时浓度数据，列出方程式； ③通过数学运算，计算出转化量，进一步求算转化率。 【例2】某温度下，若反应的化学平衡常数K，则该温度下的化学平衡常数为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】反应平衡常数为K，则的平衡常数为，则的平衡常数为； 故答案选B。 【解题要点】相同温度下，正、逆反应的平衡常数互为倒数 化学方程式两边物质同乘系数n,则平衡常数由K变为Kn。 两个方程式相加,则K3= K1×K2,若相减,则 【即练3】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 【详解】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。 【即练4】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 【分析】反应速率比等于系数比，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则CD系数相同，n=2； 【详解】A．由三段式： 则化学平衡常数为，A正确； B．生成C和D的物质的量相等，反应计量数比为1:1，故n=2，B正确； C．由A分析，平衡时B的浓度为1.25mol/L - 0.25mol/L = 1mol/L，C正确； D．由A分析，B的转化率为，D错误； 故选D。 知识点03压强平衡常数KP 1.分压 (1)定义：相同温度下，当某气体组分B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强称为气体B的分压。 (2)计算公式 混合气体中组分B的分压=总压×组分B的物质的量分数(或体积分数),即（或） (3)分压定律：混合气体的总压等于相同条件下各组分气体的分压之和，即P总=PA+PB+PC+…。 2.压强平衡常数 (1)定义：一定温度下，气相反应mA(g)+nB(g)eC(g)+f D(g)达到平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用Kp表示。 (2)表达式 Kp的表达式与K相似，只是用平衡时各气体物质的分压代替浓度进行计算： (3)四步计算法 步骤一 根据“三段式”法计算平衡体系中各气体的物质的量或物质的量浓度 步骤二 计算各气体组分的物质的量分数或体积分数 步骤三 根据分压计算公式求出各气体组分的分压 步骤四 将各气体的分压代入压强平衡常数表达式进行计算。 【例3】乙酸是生物油的主要成分之一，乙酸制氢具有重要意义： 热裂解反应： 脱羧基反应： 若利用合适的催化剂控制其他的副反应。温度为TK时达到平衡，总压强为pkPa，热裂解反应消耗乙酸20%，脱羧基反应消耗乙酸60%，乙酸体积分数为 （计算结果保留1位小数）；脱羧基反应的平衡常数Kp为 kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。 【答案】 9.1% 0.8p 【详解】设起始时n(CH3COOH)=1mol，热裂解反应消耗乙酸20%，物质的量为0.2mol，脱羧基反应消耗乙酸60%，物质的量为0.6mol，则可建立如下三段式： 乙酸体积分数为 脱羧基反应的。 【解题要点】熟悉掌握利用三段式求解压强平衡常数 【即练5】如图，恒温容器中，发生工业合成氨正向或逆向反应，(单侧投料)，有关说法正确的是 A．体系起始与平衡压强比为 B．时， C．时，正反应速率大于逆反应速率 D．曲线表示的物质的量随时间的变化曲线 【答案】A 【分析】由图可知，反应开始到平衡，，，，符合和系数比，即曲线A表示的物质的量随时间的变化曲线，曲线B表示的物质的量随时间的变化曲线，该反应为单侧投料。 【详解】A．恒温恒容下，压强之比等于总物质的量之比。起始总物质的量为（只有），反应开始到平衡，，列三段式：，可知平衡时气体总物质的量，因此起始压强:平衡压强，A正确； B．达到平衡，的平均反应速率，B错误； C．3 min时反应未达到平衡，仍向分解（合成氨的逆反应）方向进行，因此逆反应速率大于正反应速率，C错误； D．由分析可知，曲线A表示的物质的量随时间的变化曲线，D错误； 故选A。 【即练6】用转化为乙醇可实现碳循环。近年来，随着全球变暖及能源枯竭的加剧，由制乙醇又再次成为各国的研究热点。 Ⅰ.转化为乙醇的一种途径如下：          (1)则  _______。该反应若使用更高效的催化剂，该反应的_______。(填“变大”“不变”或“变小”) Ⅱ.已知催化加氢制乙醇原理为，回答下列问题： (2)在恒温恒容的密闭容器中，对催化加氢制乙醇反应体系说法不正确的是_______。(填序号) A．增大原料气中的比例，有利于提高的转化率 B．若混合气体的密度保持不变，说明反应体系已达平衡 C．体系达平衡后，若压缩容器容积，则反应平衡正向移动 (3)在均为2 L的恒容密闭容器a和b中分别都投入2 mol 和6 mol ，在不同温度下进行加氢制乙醇的反应，各容器中乙醇的物质的量与时间的关系如图所示： ①容器a中0～10 min氢气的平均反应速率_______； ②若容器a、b中的反应温度分别为、，则_______(填“>”或“＜”)，判断该反应 _______0(填“>”或“＜)； ③若容器a中改变条件时，反应情况会由曲线a变为曲线c，则改变的单一条件可是_______(填序号)； A．加入更高效的催化剂    　　B．升温　　C．增大压强　　D．分离出乙醇 ④温度下反应达平衡时，容器a中气体总压强为4 MPa，则T时该反应的平衡常数_______。(是用平衡分压代替平衡浓度计算出的平衡常数，气体的分压=气体总压强×气体的物质的量分数) 【答案】(1) +1366.8 不变 (2)AB (3) 0.24 ＜ ＜ A 48 【详解】（1）将已知三个反应依次编号为反应1、反应2、反应3，目标反应=反应1+反应2-3×反应3，故。催化剂仅降低反应活化能，加快反应速率，不改变反应的焓变，故不变。 （2）A．增大原料气中的比例，相当于提高的投料占比，的转化率降低，A错误； B．恒温恒容条件下，反应体系内所有物质均为气体，混合气体总质量恒定，容器体积恒定，混合气体密度始终不变，不能说明反应达到平衡，B错误； C．该反应正反应为气体总物质的量减小的反应，压缩容器容积，压强增大，平衡正向移动，C正确； 故选AB。 （3）①容器a中0~10min生成乙醇的物质的量为0.8mol，乙醇的平均反应速率，反应速率与化学计量数成正比，故。 ②温度越高反应速率越快，越先达到平衡，容器b比a先达到平衡，故；温度越高平衡时乙醇的物质的量越小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，故。 ③曲线a变为曲线c，反应速率加快，平衡时乙醇的物质的量不变，平衡不移动。加入更高效的催化剂仅加快反应速率，平衡不移动，A符合；升温平衡逆向移动，乙醇平衡量减小，B不符合；增大压强平衡正向移动，乙醇平衡量增大，C不符合；分离出乙醇平衡正向移动，反应速率减慢，D不符合；故选A。 ④温度下平衡时，，则平衡时，，，总气体物质的量为，各组分分压分别为，，，，代入平衡常数表达式得。 一、单选题 1．下列关于化学平衡常数的说法正确的是 A．在任何条件下，化学平衡常数均不变 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 【详解】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，生成物浓度幂之积与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。 2．对于反应，其化学平衡常数的表达式为 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，但固体浓度视为定值，不写入平衡常数计算式中，D项正确。 3．温度为T时，将置于抽成真空的容器中，当达到平衡时，测得体系总压强为，则此条件下该反应的平衡常数为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据反应可知，体系中和的物质的量相等，故二者的平衡分压也相等，即，故该反应的压强平衡常数为：，故选B． 4．（25-26高二上·海南省直辖县级单位·期中）某温度下，恒容的密闭容器中进行可逆反应： ，下列叙述正确的是 A．该反应平衡常数的表达式为K= B．使用催化剂能提高X的平衡产率 C．升高温度，活化分子百分数增大，反应速率加快 D．增大压强，v正增大，v逆减小 【答案】C 【详解】A．平衡常数表达式中纯固体（W）的浓度不写入，正确表达式应为K=，A错误； B．催化剂同等程度加快正、逆反应速率，不影响平衡产率，B错误； C．升高温度使分子的能量增加，从而增大活化分子的百分数，正、逆反应速率均加快，C正确； D．增大压强时，气体浓度均增大，v正和v逆均增大，而非v逆减小，D错误； 故选C。 5．将与放入的密闭容器中，在一定条件下反应：达到平衡，测得平衡时的浓度为。则此条件下反应：的平衡常数K为 A．2 B．1 C．0.5 D．0.25 【答案】C 【详解】根据题干信息，根据三段式可知： 反应平衡常数：； 逆反应平衡常数：； 答案选C。 6．（25-26高一下·江苏南京·期中）将盛有的密闭烧瓶浸入冷水，红棕色变浅。对于反应，下列说法正确的是 A．该反应的 B．将反应器容积压缩为原来的一半，气体颜色比压缩前深 C．升高温度，该反应的正反应速率减小，逆反应速率增大 D．其他条件不变，向平衡后的容器中再加入少量，达新平衡后的值减小 【答案】B 【详解】A．降低温度平衡正向移动，正反应为放热反应，A错误； B．将反应器容积压缩为原来的一半，瞬间浓度为压缩前的2倍，虽然平衡正向移动消耗部分，但平衡移动仅能减弱浓度增大的趋势，最终浓度仍大于压缩前，气体颜色比压缩前深，B正确； C．升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，C错误； D．温度不变，平衡常数不变，，该值保持不变，D错误； 故选B。 7．（25-26高二上·浙江宁波·期中）在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：，其化学平衡常数和温度的关系如下表所示： ℃ 700 800 830 1000 1200 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 下列说法错误的是 A．该反应化学平衡常数的表达式 B．该反应为吸热反应 C．某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：，试判此时的温度为830℃ D．700℃下，测得某容器中、、CO、浓度均为则此时 【答案】D 【详解】A．平衡常数表达式为生成物浓度幂的乘积除以反应物浓度幂的乘积，与反应式对应，A正确； B．K随温度升高而增大，说明升温促进正反应，反应吸热，B正确； C．当时，K=1.0，对应表格中830℃，C正确； D．700℃时K=0.6，此时浓度商Q=1.0＞K，反应逆向进行，，D错误； 故选D。 8．工业上采用常压下羰基化法提纯镍，反应为，固体杂质熔点高且不参与反应。提纯装置简化示意图如图。下列说法正确的是 A．分子膜只允许镍粉通过 B．提纯时控制温度： C．当时反应达到平衡 D．平衡常数 【答案】C 【详解】A．分子膜允许气体分子通过，不允许固体通过，根据提纯原理，将粗镍中镍先转化成羰基镍气体，再通过分子膜，羰基镍在右侧分解生成纯镍，A错误； B．根据化学方程式及反应热，可知在低温下镍与CO结合生成羰基镍，在高温下羰基镍分解生成镍和CO，，B错误； C．是逆反应速率，是正反应速率；当时，正逆反应速率之比等于化学计量数之比，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，C正确； D．在上述反应中，镍粉是固态，不写入平衡常数表达式中，D错误； 故选C。 9．（24-25高一下·山西·期中）将转化为(甲醇)，不仅可以实现“碳中和”，而且可以“变废为宝”。一定条件下，向2 L密闭容器中充入和，发生反应：，测得和的浓度随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是 A．3 min时，正反应速率等于逆反应速率 B．3 min时，容器内含有 C．10 min时，该反应处于化学平衡状态 D．反应开始至的平均反应速率为 【答案】C 【详解】A．3 min 时， 仍在下降， 仍在上升，说明反应未达平衡，正反应速率大于逆反应速率（ ），A错误； B．由图可知，3 min时的浓度为，容器体积为2 L，根据，则含有，B错误； C．10 min时和的浓度开始保持不变，反应达到化学平衡状态，即正反应速率等于逆反应速率，C正确； D．反应开始至浓度减少了，根据，计算出，，D错误； 故选C。 10．（25-26高一下·河南安阳·期中）工业上制备高纯多晶硅的核心反应为。下列不能说明反应达到平衡状态的是 A．反应体系中 B．恒温恒容密闭容器中，体系的总压强不再改变 C．单位时间内断裂键，同时形成键 D．恒温恒容密闭容器中，混合气体的密度不再发生变化 【答案】C 【详解】A．化学反应达到平衡状态的本质是用不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比，即，A项不符合题意； B．恒温恒容时气体压强与气体物质的量成正比，该反应发生前后气体总物质的量不相等，反应进行时压强持续改变，压强不再变化，说明反应达到平衡状态，B项不符合题意； C．单位时间内断裂键，同时形成键，反应方向均为正反应、不能说明反应达到平衡状态，C项符合题意； D．恒温恒容时体积固定不变，反应消耗固体，气体总质量不断变化，当混合气体密度不变，说明反应达到平衡状态，D项不符合题意； 答案选C。 11．（25-26高一下·辽宁朝阳·期中）恒温恒容的容器中发生反应，反应过程中某时刻、、的浓度分别为、、，以下说法正确的是 A．分离可加快该反应速率 B．整个反应过程中一直有 C．若与的浓度比保持不变，则说明反应已达平衡 D．起始时，用表示的正反应速率不一定大于用表示的逆反应速率 【答案】D 【详解】A．分离出后，生成物浓度降低，正逆反应速率均减慢，不会加快反应速率，A错误； B．根据S原子守恒，反应全过程中所有S元素都存在于和中，总浓度为，B错误； C．该反应中和的消耗量始终为，如果起始投料比就是，整个反应过程中浓度比会一直保持，浓度比不变不能说明反应达到平衡，C错误； D．题干仅给出某一时刻的浓度，无法确定起始投料方向：若反应从反应物、开始，起始；若反应从分解开始，起始，因此表示的正反应速率不一定大于表示的逆反应速率，D正确； 故选D。 12．（25-26高一下·四川南充·期中）某温度下，在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：，12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．前12 s内，A的平均反应速率为 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比 D．平衡时容器内的压强为起始压强的 【答案】D 【分析】根据题意和图像，首先计算各物质的浓度变化： 12  s时反应达平衡，此时生成 C 的浓度。 A 的浓度变化。 B 的浓度变化。 根据反应速率之比等于化学计量数之比，得3: b: c = 0.6: 0.2: 0.4 = 3: 1: 2，即 b = 1, c = 2。 【详解】A．前12 s内，A 的平均反应速率，A错误； B．12 s后反应处于平衡状态，正逆反应速率相等，A的消耗速率（正反应）与B的消耗速率（正反应）之比为3:1，因此A的消耗速率等于3倍的 B 的生成速率（逆反应），二者并不相等，B错误； C．由上述计算可知，化学计量数之比b: c = 1: 2，C错误； D．恒温恒容条件下，气体的压强之比等于其总物质的量（或总浓度）之比， 其中，； ； 故压强之比，D正确； 故答案选D。 二、非选择题 13．在反应条件下，将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等，平衡转化率为___________，平衡常数___________。[已知热分解的化学方程式为] 【答案】 50% 4.76 【详解】设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为和，根据三段式可知： 平衡时和的分压相等，则二者的物质的量相等，即，解得，所以的平衡转化率为，所以平衡常数。 14．回答下列问题。 (1)某温度下，X、Y、Z三种气态物质在1 L的恒容密闭容器中发生反应，X、Y、Z物质的量随时间变化的曲线如图所示： 该反应的化学方程式为___________。 (2)一定条件下，在5 L的恒容密闭容器内发生反应：，的物质的量随时间的变化如表所示： 时间/s 0 1 2 3 4 5 /mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 ①用表示0～2 s内该反应的平均速率为___________；在5 s时，的转化率为___________。 ②为加快反应速率，可以采取的措施有___________(填选项字母)。 a．升高温度    b．恒容时充入    c．降低温度    d．恒压时充入 (3)二甲醚()是一种重要的清洁燃料，可以通过甲醇()分子间脱水制得：  。在，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示。 ①上述由甲醇制二甲醚的反应在时，反应的平衡常数为___________； ②相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为，、，此时正、逆反应速率的大小：v(正)___________v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。 (4)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。利用“化学蒸气转移法”制备晶体，发生如下反应：  (Ⅰ) ①反应(Ⅰ)的平衡常数表达式___________。 ②若，向某恒容密闭容器中加入1 mol 和足量，的平衡转化率为___________。(保留一位小数) 【答案】(1) (2) 0.0015 87.5% a (3) 5 ＞ (4) 66.7% 【分析】解题关键：1、用Δ n比写方程式；2、速率计算注意计量数与体积；3、恒容/恒压充惰性气体对速率的影响要分清；4、用Qc与K判断反应方向；5、固体不写入平衡常数表达式，转化率用三段式求解。 【详解】（1）从图像可知：Δ n(X)=1.0 -0.4=0.6 mol(反应物)，Δ n (Y)=1.0-0.8=0.2 mol(反应物)，Δ n(Z)=0.5-0.1=0.4 mol(生成物) 。化学反应中，物质的量变化量之比等于化学计量数之比 0.6：0.2：0.4 = 3：1：2 故方程式为：； （2）①0~2 s内，NO2的物质的量变化为0.040-0.010=0.030 mol，容器体积为5L，； 根据速率比等于化学计量数比：，在5 s时，的转化率为：； ②加快反应速率的措施： a．升高温度，反应速率加快，a正确； b．恒容时充入He(g)各物质浓度不变，速率不变，b错误； c．降低温度，反应速率减慢，c错误； d．恒压时充入He(g)容器体积增大，反应物浓度降低，速率减慢，d错误； 故选a； （3）① 。根据图中数据计算平衡常数； ②某时刻各组分浓度依次为，、，所以浓度商，此时正、逆反应速率的大小：v(正)>v(逆)； （4）①反应： ，固体不写入平衡常数表达式：； ②设平衡时，c(TaI4)=x，则c(S2)=x，c(I2)=1-2x，，解得，平衡时，转化率。 【点睛】本题围绕化学反应速率与平衡展开，涵盖方程式书写、速率/转化率计算、平衡常数与浓度商比较、转化率计算。核心考点是“物质的量变化比=计量数比”、速率公式、平衡常数表达式、温度/压强对速率的影响，是化学平衡的典型综合题。 15．（25-26高一下·新疆喀什·期中）某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 (1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为___________。 (2)反应从开始至2分钟，用X的浓度变化表示的平均反应速率为v(X)=___________。 (3)下列措施能加快反应速率的是___________。 A．升高温度 B．恒容时充入He C．恒容时充入X D．及时分离出Z E．选择高效的催化剂 (4)下列说法正确的是___________。 A．化学反应的限度是不可能改变的 B．化学反应达到平衡时，正逆反应速率相等 C．升高温度改变化学反应的限度 D．增大Y的浓度，反应速率加快 【答案】(1) (2) (3)ACE (4)BCD 【详解】（1）由图象可知，X、Y的物质的量逐渐减小，Z的物质的量逐渐增大，则X、Y为反应物，Z为生成物，由X、Y、Z的物质的量变化量之比等于化学计量数之比可得化学计量数的比值为，则反应的化学方程式为。 （2）反应从开始至2分钟，X的物质的量变化量为，用X的浓度变化表示的平均反应速率为。 （3）A．升高温度，提高活化分子百分数，有效碰撞次数增多，反应速率加快，A符合题意；B．恒容时充入He，不影响反应体系的浓度，对反应速率无影响，B不符合题意；C．恒容时充入X，提高X的浓度，反应速率加快，C符合题意；D．及时分离出Z，降低生成物的浓度，反应速率会减慢，D不符合题意；E．选择高效催化剂，降低反应活化能，反应速率加快，E符合题意；故选ACE。 （4）A．化学平衡状态是一定条件下，化学反应的最大限度，改变反应条件，化学反应的限度会发生改变，A错误； B．化学反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，B正确； C．升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，改变化学反应的限度，C正确； D．增大Y的浓度的瞬间，正反应速率加快，逆反应速率不变，随着反应进行，整体化学反应速率加快，D正确； 故选BCD。 16．（25-26高二上·广东东莞·期中）为应对全球气候问题，中国提出“2030年碳达峰”“2060年碳中和”。再次成为科学家们研究的重点，其综合利用是目前研究的重要课题之一，试运用所学知识，解决以下问题： (1)工业上利用合成气、、来生产甲醇，有关反应的热化学方程式如下： ①   ②   ③   则反应②的___________；反应③的活化能___________(填“>”“=”或“<”)。 (2)若在某体积为的密闭容器中只发生反应，如图表示和进料比不同时，平衡时的体积分数与温度的关系： ①下列能表明反应达到平衡状态的是___________(填标号) A．混合气体的平均相对分子质量不再变化      B． C．断裂同时形成     D．不再变化 ②在该体系中能同时加快反应速率并增大平衡转化率的措施是___________(写一条即可)。 ③若起始时向容器中充入和反应达到平衡点，此时容器内的总压强为，则在内用浓度变化表示的反应速率___________。b点的压强平衡常数___________(保留三位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数) ④若在上述平衡点状态下，再向容器中充入和，则反应速率___________(填“>”“<”或“=”)。 【答案】(1) < (2) AD 加压或充入 0.185 < 【详解】（1）依据盖斯定律，②=①-③，所以，代入数据可得，反应③为放热反应，正反应的活化能小于逆反应的活化能，所以，故答案为：；<； （2）①A．该反应的反应物和生成物都是气体，质量守恒，而随着反应进行，气体的物质的量减小，气体平均摩尔质量减小，所以混合气体的平均相对分子质量不再变化说明反应平衡了，A正确； B．没有指明是正、逆反应速率，B错误； C．若断裂同时形成，正逆反应速率相等，达到平衡，C错误； D．若反应正向进行，则水增多、减少，减小，所以当不变时说明反应达到平衡，D正确； 故答案选AD； ②能同时加快反应速率并增大平衡转化率的措施是加压或充入以增大浓度，故答案为：加压或充入； ③ 由题给信息可列三段式： ，则 ， ，解得，因此 ；b点和a点的温度相同， 所以两点的平衡常数相同：，故答案为：；0.185； ④上述平衡点a状态时，容器内的总压强为，此时，，，，总物质的量为10 mol；再向容器中充入和，此时容器内总物质的量为12 mol，总压强变为；则可得到： ，所以平衡逆向移动，反应速率v(正)<v(逆)，故答案为：<。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $