第8章 第34讲 化学平衡状态与化学平衡常数(课件PPT)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案（创新版）

该高中化学高考复习课件聚焦“化学平衡状态与化学平衡常数”核心考点，依据高考评价体系明确可逆反应理解、平衡状态判断、常数计算三大考查要求，通过梳理“正逆相等，变量不变”判断方法、三段式计算模型，结合近三年真题分析考点权重，归纳选择判断、计算填空等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题引领+方法建模+素养提升”，如以2024黑吉辽卷为例解析反应速率与平衡关系，运用科学思维构建“变量分析模型”，通过“判断正误”突破固体浓度影响等易错点，提供Kp计算步骤模板，培养科学探究能力，助力学生掌握得分技巧，教师可借限时训练精准评估学情，提升复习效率。

第34讲　化学平衡状态与化学平衡常数 返回 ‹#› 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。 [目标导航·明方向] 返回 ‹#› 1 考点一 2 考点二 栏 目 导 引 3 真题体验 研考题·提技能 4 限时规范训练 返回 ‹#› 3 考点一 化学平衡状态 1．可逆反应 正反应 逆反应 同时 小于 ⥫⥬ 返回 ‹#› 2．化学平衡状态 (1)概念 在一定条件下的可逆反应中，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率____，反应物的浓度和生成物的浓度保持____的状态。 (2)建立过程(以从正反应开始为例) 对于只加入反应物从正向建立的平衡 相等 不变 返回 ‹#› (3)特征 返回 ‹#› (4)化学平衡状态的判断方法——“正、逆相等，变量不变” 返回 ‹#› 正确的划“√”，错误的划“×”。 (1)可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应(　　) (2)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(　　) (3)NH3和HCl生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和HCl互为可逆反应(　　) (4)一定条件下反应N2＋3H2⥫⥬2NH3达到平衡时，3v正(H2)＝2v逆(NH3)(　　) (5)C(s)＋H2O(g)⥫⥬H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达到平衡(　　) × √ √ × √ 返回 ‹#› (6)恒温恒容密闭容器中发生反应：H2NCOONH4(s)⥫⥬2NH3(g)＋CO2(g)，混合气体的压强不再改变时说明反应已达平衡(　　) (7)恒温下，向密闭容器中加入NH2COONH4固体，发生反应：NH2COONH4(s)⥫⥬2NH3(g)＋CO2(g)，混合气体的平均相对分子质量不再随时间变化时说明反应已达平衡状态(　　) (8)在一定温度下，固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH＜0，当v(SO2)＝v(SO3)时，说明该反应已达到平衡状态(　　) × √ × 返回 ‹#› 1．(2025·江苏南京模拟)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 返回 ‹#› 解析：B　若反应从正反应方向建立平衡，X2、Y2的浓度最小，Z的浓度最大，假设完全反应， 　　　　　　 X2(g)＋Y2(g)⥫⥬2Z(g) 起始(mol·L-1)　 0.1　 　0.3　　 0.2 转化(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2 平衡(mol·L-1) 0 0.2 0.4 返回 ‹#› 若反应从逆反应方向建立平衡，X2、Y2的浓度最大，Z的浓度最小，假设完全反应，则 　　　　　 X2(g)＋Y2(g)⥫⥬2Z(g) 起始(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2 转化(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2 平衡(mol·L-1) 0.2 0.4 0 因可逆反应物质不能完全转化，所以各物质平衡浓度范围为0 mol·L-1< c(X2)<0.2 mol·L-1，0.2 mol·L-1<c(Y2)<0.4 mol·L-1，0 mol·L-1< c(Z)<0.4 mol·L-1，B正确。 返回 ‹#› 2．在两个恒容密闭容器中进行下列两个可逆反应：(甲)C(s)＋H2O(g)⥫⥬ CO(g)＋H2(g)；(乙)CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)。 现有下列状态： ①混合气体的平均相对分子质量不再改变　②恒温时，气体压强不再改变　③各气体组分浓度相等　④断裂氢氧键的速率为断裂氢氢键速率的2倍　⑤混合气体的密度不变　⑥单位时间内，消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量比为9∶1　⑦同一时间内，消耗水蒸气的物质的量等于消耗氢气的物质的量 其中能表明(甲)、(乙)容器中反应都达到平衡状态的是________。 答案：④⑦ 返回 ‹#› 考点二 化学平衡常数 1．化学平衡常数 (1)概念 在一定_____下，一个可逆反应达到化学平衡时，生成物__________与反应物______________的比值是一个常数，用符号K表示。 温度 浓度幂之积 浓度幂之积 返回 ‹#› (2)表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡时： 浓度平衡常数K＝___________ ；压强平衡常数Kp＝____________。(固体和纯液体的浓度视为常数，不用注明) 返回 ‹#› (3)意义及影响因素 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____ 大 大 减小 增大 返回 ‹#› (4)平衡常数与书写方式的关系 ①正逆反应平衡常数的关系是：K正·K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：ΔH3＝_________，K3＝_____。 ④反应③＝反应①－反应②，则：ΔH3＝_________，K3＝。 ⑤反应③＝a×反应①－×反应②，则：ΔH3＝____________， K3＝______。 1 n次方 ΔH1＋ΔH2 K1·K2 ΔH1－ΔH2 aΔH1－ΔH2 返回 ‹#› (5)应用 ①判断化学反应可能进行的程度 ②判断反应是否达到平衡或向哪个方向进行 对于化学反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)的任意状态，浓度商Q＝ _____________。 K <10-5 10-5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应基本完全 返回 ‹#› ③判断反应的热效应 返回 ‹#› 2．平衡转化率及计算 (1) (2)化学平衡计算要掌握的四个公式 ①恒容条件下反应物的转化率＝×100%＝×100%。 返回 ‹#› ②生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率＝×100%。 ③平衡时混合物中，组分A的百分含量＝×100%。 ④某组分的体积分数＝×100%。 返回 ‹#› (3)计算方法——三段式法 化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后消耗A的物质的量为mx mol。 　　 　 mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g) 　a　　　 b　 　　　0　　　0 mx nx px qx a－mx b－nx px qx 则有①平衡常数：K＝___________________。 返回 ‹#› ②A的平衡浓度：c(A)＝_______ mol·L-1。 ③A的转化率：α(A)＝_______×100%，α(A)∶α(B)＝∶。 ④A的体积分数：φ(A)＝_____________________×100%。 ⑤平衡压强与起始压强之比：＝______________。 ⑥混合气体的平均密度(混)＝ ____________g·L-1。 ⑦混合气体的平均摩尔质量＝ ________________g·mol-1。 a－mx 返回 ‹#› 正确的划“√”，错误的划“×”。 (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度(　　) (2)温度升高，平衡常数一定增大(　　) (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动(　　) (4)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数(　　) (5)化学方程式中化学计量数等倍扩大或缩小，平衡常数不会发生改变 (　　) × × × × × 返回 ‹#› 1．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬ CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示： 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。 (2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。 t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 返回 ‹#› (3)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。 (4)若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K________(填“大于”“小于”或“等于”)1.0。 (5)830 ℃时，容器中的化学反应已达到平衡。扩大容器的体积，平衡______________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。 (6)若1200 ℃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，则此时上述反应____________ (填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。 返回 ‹#› 解析：(1)根据化学方程式CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)可知，该反应的平衡常数表达式为K＝。(2)根据题干中的表格可知，随着温度的升高，平衡常数逐渐增大，说明正反应为吸热反应。(3)根据平衡常数表达式K＝可知，K＝＝0.6，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为700 ℃。(4)化学平衡常数只与温度有关，与反应物和生成物的浓度无关，所以只要在830 ℃条件下，该反应平衡常数的数值都为1.0。(5)830 ℃达到平衡，扩大容器体积 返回 ‹#› 的瞬间，反应物和生成物的浓度都减小相同的倍数，根据平衡常数表达式K＝可知，反应物和生成物浓度同时改变相同的倍数，Q＝K，平衡不移动。(6)1200 ℃时，Q＝，将各物质的浓度代入可得Q＝4，而此温度下的平衡常数为2.6，即Q>K，所以该反应向逆反应方向进行。 答案：(1)　(2)吸热　 (3)700　(4)等于　(5)不　(6)向逆反应方向进行 返回 ‹#› 2．(Kp的计算)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯( )在刚性容器内发生反应： (g)＋I2(g)⥫⥬ (g)＋2HI(g)　ΔH>0，起始总压为105 Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为________，该反应的平衡常数Kp＝________Pa。 返回 ‹#› 解析：设容器中起始加入I2(g)和环戊烯的物质的量均为a mol，平衡时转化的环戊烯的物质的量为x mol，列出三段式： 　　　　　 (g)＋I2(g)⥫⥬ (g)＋2HI(g) 起始/mol　 a　　　 a　　　　0　　　　0 转化/mol x x x 2x 平衡/mol a－x a－x x 2x 返回 ‹#› 根据平衡时总压增加了20%，且恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比，得，解得x＝0.4a，则环戊烯的转化率为×100%＝40%，平衡时 (g)、I2(g)、 (g)、HI(g)的分压分别为、、、，则Kp＝p总，根据p总＝1.2×105 Pa，可得Kp＝×1.2×105 Pa≈3.56×104 Pa。 答案：40%　3.56×104 返回 ‹#› [思维建模]　压强平衡常数的计算步骤 返回 ‹#› 3．肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为Mb(aq)＋O2(g)⥫⥬MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为K＝。在37 ℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如图所示[α＝×100%]。研究表明正 反应速率v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，逆反应速率 v逆＝k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反 应和逆反应的速率常数)。 返回 ‹#› (1)试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K＝________(用含有k正、k逆的式子表示)。 (2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K＝________kPa-1。已知k逆＝60 s-1，则速率常数k正＝________s-1·kPa-1。 返回 ‹#› 解析：(1)可逆反应达到平衡状态时，v正＝v逆，由于v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，v逆＝k逆·c(MbO2)，所以k正·c(Mb)·p(O2)＝k逆·c(MbO2)，，而反应Mb(aq)＋O2(g)⥫⥬MbO2(aq)的平衡常数K＝。(2)c点时， p(O2)＝4.5 kPa，肌红蛋白的结合度(α)是90%，代入平 衡常数表达式中可得K＝ kPa-1＝2 kPa-1；K＝，代入K＝2 kPa-1，k逆＝ 60 s-1，可得k正＝K·k逆＝2×60 s-1·kPa-1＝120 s-1·kPa-1。 答案：(1)　(2)2　120 返回 ‹#› 真题体验 研考题·提技能 A 1．(2024·黑吉辽卷，10)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v(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 返回 ‹#› 36 解析：A　3 h时异山梨醇的浓度仍在增大，1，4-失水山梨醇的浓度仍在减小，说明此刻反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误；由题图可知，3 h时山梨醇的浓度已为0，副产物的浓度不变，说明反应①、③均是不可逆反 应，15 h后异山梨醇的浓度不再变化，1，4-失水山梨醇的浓度大于0，说明反应②是可逆反应，则该温度下的平衡常数：①>②，B正确；0～3 h平均速率v(异山梨醇)＝＝0.014 mol·kg-1·h-1，C正确；反应②使用催化剂能加快反应速率，缩短达到化学平衡状态的时间，但是催化剂对化学平衡移动无影响，故加入催化剂不改变其平衡转化率，D正确。 返回 ‹#› 2．(2023·湖南卷，13)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。下列说法错误的是(　　) A．x1<x2 B．反应速率：vb正<vc正 C．点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb＝Kc D．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达 到平衡状态 B 返回 ‹#› 解析：B　图像分析 结合图像分析可知，A项正确，B项错误；该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数增大，结合图像可知平衡常数Ka<Kb＝Kc，C项正确；该反应反应前后气体分子数不相等，恒温恒容时，容器内压强不再发生变化，即达到平衡状态，D项正确。 返回 ‹#› 3．(2024·安徽卷，17节选)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。一定温度和压强下， 反应ⅰ　C2H6(g)⥫⥬C2H4(g)＋H2(g)　Ka1 反应ⅱ　C2H6(g)＋H2(g)⥫⥬2CH4(g)　Ka2(Ka2远大于Ka1)(Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数) ①仅发生反应ⅰ时，C2H6的平衡转化率为25.0%，计算Ka1＝________。 ②同时发生反应ⅰ和ⅱ时，与仅发生反应ⅰ相比，C2H4的平衡产率________(填“增大”“减小”或“不变”)。 返回 ‹#› 解析：①仅发生反应ⅰ，设初始时C2H6物质的量为1 mol，平衡时C2H6转化率为25%，则消耗C2H6 0.25 mol，生成C2H4 0.25 mol，生成H2 0.25 mol，Ka1＝＝。②只发生反应ⅰ时，随着反应进行，气体总物质的量增大，压强增大促使化学平衡逆向移动；同时发生反应ⅰ和反应ⅱ，且从题干可知Ka2远大于Ka1，反应ⅱ为等体积反应，因此反应ⅱ的发生相当于在单独发生反应ⅰ的基础上减小了压强，则反应ⅰ化学平衡正向移动，C2H4平衡产率增大。 答案：①　②增大 返回 ‹#› 4．(2023·山东卷，20节选)一定条件下，水气 变换反应CO＋H2O⥫⥬CO2＋H2的中间产物是 HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH 水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ.HCOOH⥫⥬CO＋H2O(快) Ⅱ.HCOOH⥫⥬CO2＋H2(慢) 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，H＋仅对反应Ⅰ有催化加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。回答下列问题： 返回 ‹#› T3温度下，在密封石英管内完全充满1.0 mol·L-1 HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70 mol·L-1、，反应Ⅱ达平衡时，测得H2的浓度为y mol·L-1。体系达平衡后＝____________ (用含y的代数式表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常 数为________。 返回 ‹#› 解析： 返回 ‹#› 由上述分析及近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态，知t1时刻之后一氧化碳的浓度始终是甲酸浓度的5倍，反应Ⅱ平衡时c(CO2)＝c(H2)＝y mol·L-1，则结合碳原子守恒知，平衡体系中c(HCOOH)＝×(1.0－y) mol·L-1，c(CO)＝×(1.0－y)mol·L-1，，反应Ⅱ的平衡常数K2＝。 答案： 返回 ‹#› 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 限时规范 训练34　化学平衡状态与化学平衡常数 (建议用时：45分钟　满分：50分) 一、选择题：本题共9小题，每小题3分，共27分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．已知下列反应在某温度下的平衡常数： H2(g)＋S(s)⥫⥬H2S(g)　K1 S(s)＋O2(g)⥫⥬SO2(g)　K2 则在该温度下反应H2(g)＋SO2(g)⥫⥬O2(g)＋H2S(g)的平衡常数为(　　) A．K1＋K2 B．K1－K2 C．K1×K2 D． D 返回 ‹#› 46 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 解析：D　由平衡常数的定义可知，K1＝，K2＝，反应H2(g)＋SO2(g)⥫⥬O2(g)＋H2S(g)的平衡常数K＝，即K＝。 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 C 2．在一定温度下，在恒定容积的密闭容器中进行的可逆反应A2(g)＋B2(g)⥫⥬2AB(g)达到化学平衡的标志是(　　) A.容器内的总压强不随时间而变化 B．反应速率v(A2)＝v(B2)＝v(AB) C．单位时间内有n mol A2生成的同时就有2n mol AB生成 D．容器内混合气体的密度不随时间而变化 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：C　A项，该反应反应前后气体的化学计量数之和相等，因此压强不是变量，压强不变不能判断是否达到平衡状态，A不符合题意；B项，化学反应中，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，因此v(A2)∶v(B2)∶v(AB)＝1∶1∶2，v(A2)＝v(B2)＝v(AB)，与反应是否平衡无关，B不符合题意；C项，单位时间内生成n mol A2同时生成2n mol AB，说明v正＝v逆，可以判定反应达到平衡状态，C符合题意；D项，反应前后质量守恒，m不变，容积恒定，因此V不变，根据ρ＝，ρ为定值，不能判定反应是否平衡，D不符合题意。 返回 ‹#› 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 11 C 3．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： 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1600 C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 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 返回 ‹#› 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：C　X的转化率＝×100%＝50%，A正确；反应达到平衡时，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)，平衡常数K＝＝1600，B正确；平衡常数只受温度的影响，不受压强和浓度的影响，C错误，D正确。 返回 ‹#› 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 D 4．5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液与1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液发生反应：2Fe3+(aq)＋2I－(aq)⥫⥬2Fe2+(aq)＋I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的是 (　　) A．加入苯，振荡，平衡正向移动 B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈红色，表明该化学反应存在限度 C．加入FeSO4固体，平衡逆向移动 D．该反应的平衡常数K＝ 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析：D　加入苯振荡，苯将I2萃取到苯层，水溶液中c(I2)减小，平衡正向移动，A正确；将5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液与1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合，参与反应的Fe3+与I－物质的量之比为1∶1，反应后I－一定过量，经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN溶液呈红色，说明水溶液中仍含有Fe3+，即Fe3+没有完全消耗，表明该化学反应存在限度，B正确；加入FeSO4固体溶于水电离出Fe2+，c(Fe2+)增大，平衡逆向移动，C正确；该反应的平衡常数K＝，D错误。 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 11 5．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 B 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 11 解析：B　在书写平衡常数表达式时，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，因此平衡常数K＝，B正确；对于反应③，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，在恒温恒容下，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。 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 11 6．羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡： CO(g)＋H2S(g)⥫⥬COS(g)＋H2(g)　K＝0.1。反应前CO的物质的量为10 mol，平衡后CO的物质的量为8 mol。下列说法正确的是(　　) A．升高温度，H2S浓度增大，表明该反应是吸热反应 B．通入CO后，正反应速率逐渐增大 C．反应前H2S物质的量为7 mol D．CO的平衡转化率为80% C 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 11 解析：C　A项，升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，错误；B项，通入CO气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，向正反应方向建立新的平衡，正反应速率逐渐减小，错误；C项，设反应前H2S的物质的量为n mol，容器的容积为V L，则 　　　　　 CO(g)＋H2S(g)⥫⥬COS(g)＋H2(g) 起始(mol) 　10 　n 0 0 转化(mol) 　2 　 2 2 2 平衡(mol) 　8 n－2 2 2 K＝＝0.1，解得n＝7，正确；D项，根据上述计算可知CO的转化率为20%，错误。 返回 ‹#› 7 8 9 10 11 1 3 4 5 6 2 7．在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)⥫⥬Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表所示。下列说法不正确的是(　　) A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B．25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)⥫⥬Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10-5 C．80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1，则此时v正＞v逆 D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为 2 mol·L-1 温度/℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1.9×10-5 C 返回 ‹#› 7 8 9 10 11 1 3 4 5 6 2 解析：C　温度升高，平衡常数减小，故正反应为放热反应，A项正确；25 ℃时，逆反应的平衡常数K′＝＝2×10-5，B项正确；80 ℃时，若Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1，则Q＝＝8＞K，v正＜ v逆，C项错误；80 ℃达到平衡时，若n(CO)＝0.3 mol，c(CO)＝1 mol·L-1，故c[Ni(CO)4]＝K·c4(CO)＝2×14 mol·L-1＝2 mol·L-1，D项正确。 返回 ‹#› 8 9 10 11 1 3 4 5 6 7 2 B 8．在一个容积为2 L的密闭容器中，加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体，一定条件下发生反应A2(g)＋B2(g)⥫⥬2AB(g)　ΔH＜0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．图中a的值为0.15 B．该反应的平衡常数K＝0.03 C．温度升高，平衡常数K值减小 D．平衡时A2的转化率为62.5% 返回 ‹#› 8 9 10 11 1 3 4 5 6 7 2 解析：B　根据图像和已知信息可得： 　　　　　　 A2(g)＋B2(g)⥫⥬2AB(g) 起始(mol·L-1) 0.4 0.3 0 转化(mol·L-1) 0.25 0.25 0.5 平衡(mol·L-1) a 0.05 0.5 则有a＝0.4－0.25＝0.15，A正确；该反应的平衡常数K＝≈ 33.33，B错误；该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，K值减小，C正确；平衡时A2的转化率为×100%＝62.5%，D正确。 返回 ‹#› 9 10 11 1 3 4 5 6 7 8 2 9．已知恒容密闭容器中发生反应：Al2Cl6(g)⥫⥬2AlCl3(g)　ΔH>0，平衡体系中气体的平均相对分子质量(M)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．温度：T2>T1 B．平衡常数：K(c)>K(a)>K(b) C．反应速率：v(a)>v(b) D．当M为200.25时转化率约为33% D 返回 ‹#› 9 10 11 1 3 4 5 6 7 8 2 解析：D　该反应为气体体积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量增大，由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，则气体的平均相对分子质量减小，由图可知，T1条件下气体的平均相对分子质量小于T2条件下气体的平均相对分子质量，则温度T1 大于T2。由以上分析可知，反应温度T1大于T2，A错误；平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，则平衡常数的大小关系为K(b)>K(c) 返回 ‹#› 9 10 11 1 3 4 5 6 7 8 2 ＝K(a)，B错误；温度越高，反应速率越快，压强越大，反应速率越快，由图可知，b点压强大于a点，由分析可知，b点反应温度高于a点，则b点反应速率快于a点，C错误；设起始时双聚氯化铝的物质的量为1 mol，平衡时氯化铝的物质的 量为2a mol，由气体的平均相对分子质量为200.25可得：267×(1－a)＋133.5×2a＝200.25×(1＋a)，解得a＝，则双聚氯化铝的转化率为×100%≈33.3%，D正确。 返回 ‹#› 10 11 1 3 4 5 6 7 8 9 2 二、非选择题：本题共2小题。 10．(11分)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。 Ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋3H2(g) Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g) (1)下列操作中，能提高CH4(g)平衡转化率的是________(填字母)。 A．增加CH4(g)用量 B．恒温恒压下通入惰性气体 C．移除CO(g) D．加入催化剂 返回 ‹#› 10 11 1 3 4 5 6 7 8 9 2 (2)恒温恒压条件下，1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为α，CO2(g)的物质的量为b mol，则反应Ⅰ的平衡常数Kx＝__________ ________(写出含有α、b的计算式；对于反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)，Kx＝，x为物质的量分数)。其他条件不变，H2O(g)起始量增加到5 mol，达平衡时，α＝0.90，b＝0.65，平衡体系中H2(g)的物质的量分数为________(结果保留两位有效数字)。 返回 ‹#› 10 11 1 3 4 5 6 7 8 9 2 解析：(1)增加CH4 (g)用量可以提高H2O(g)的转化率，但是CH4(g)平衡转化率减小，A不符合题意；恒温恒压下通入惰性气体，相当于减小体系压强，反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH4(g)平衡转化率，B符合题意；移除CO(g)，减小了反应混合物中CO(g)的浓度，反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH4(g)平衡转化率，C符合题意；加入催化剂不能改变平衡状态，故不能提高CH4(g)平衡转化率，D不符合题意；综上所述，上述操作中，能提高CH4(g)平衡转化率的是BC。(2)恒温恒压条件下，1 mol CH4 (g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时，CH4 (g)的转化率为α，CO2 (g)的物质的量为b mol，则转化的CH4 (g)为α mol，剩余的CH4 (g)为(1－α) mol， 返回 ‹#› 10 11 1 3 4 5 6 7 8 9 2 根据C元素守恒可知，CO(g)的物质的量为(α－b) mol，根据H和O守恒可知，H2O(g)的物质的量为(1－α－b) mol，H2(g)的物质的量为(3α＋b) mol，则反应混合物的总物质的量为(2α＋2) mol，平衡混合物中，CH4(g)、H2O(g)、 CO(g)、H2(g)的物质的量分数分别为、、、，因此，反应Ⅰ的平衡常数Kx＝；其他条件不变，H2O(g)起始量增加到5 mol，达平衡时，α＝0.90，b＝0.65，则平衡 返回 ‹#› 10 11 1 3 4 5 6 7 8 9 2 时，CH4 (g)为0.1 mol，根据C元素守恒可知，CO(g)的物质的量为0.25 mol，根据H和O守恒可知，H2O(g)的物质的量为(5－0.90－0.65) mol＝3.45 mol，H2(g)的物质的量为(3α＋b) mol＝3.35 mol，平衡混合物的总物质的量为(2α＋6) mol＝7.8 mol，平衡体系中H2(g)的物质的量分数为≈0.43。 答案：(1)BC　 (2)　0.43 返回 ‹#› 11 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 11．(12分)碘及其化合物有着多方面的用途，用化学反应原理研究碘及其化合物有重要意义。回答下列问题： (1)一碘甲烷(CH3I)热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料。一碘甲烷(CH3I)热裂解时主要反应有： 反应Ⅰ：2CH3I(g)⥫⥬C2H4(g)＋2HI(g) ΔH1 反应Ⅱ：3C2H4(g)⥫⥬2C3H6(g)　ΔH2 反应Ⅲ：2C2H4(g)⥫⥬C4H8(g) ΔH3＝a kJ·mol-1(298 K) 返回 ‹#› 11 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 在体积为1 L的密闭容器中，起始投料1 mol CH3I(g)，反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如图所示。 若维持体系温度为715 K，CH3I(g)的平衡转化率为________，反应Ⅰ以物质的量分数表示的平衡常数Kx＝________。 返回 ‹#› 11 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 (2)研究HI的分解与合成对提高(1)述反应Ⅰ中CH3I(g)的平衡转化率有重要意义。T ℃，将a mol I2(g)和a mol H2(g)置于已抽成真空的特制1 L密闭容器中，40 min时体系达到平衡，体系中存在如下反应关系： Ⅰ.I2(g)⥫⥬2I(g)　Kp1＝2.304 Ⅱ.H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)　Kp2 Ⅲ.HI(g)⥫⥬H(g)＋I(g)　Kp3＝8.0×10-6 Ⅳ.H2(g)⥫⥬2H(g)　Kp4＝1.0×10-9 返回 ‹#› 11 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 ①则Kp2＝________。 ②实验测得平衡体系总压强为5.0×107 Pa，HI的分压为3.6×107 Pa，H2的分压为7.2×106 Pa，已知该反应的正反应速率为v正＝k正·x(H2)·x(I2)，逆反应速率为v逆＝k逆·x2(HI)，其中k正、k逆为速率常数，x为物质的量分数，若k正＝b min-1，在t＝40 min时，v正＝________min-1(用含b的代数式表示)。 返回 ‹#› 11 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 解析：(1)由题图可知，715 K，平衡时n(C3H6)＝n(C4H8)＝2n(C2H4)，设平衡时n(C2H4)＝x，则n(C3H6)＝n(C4H8)＝2x，n(CH3I)＝y，则由I守恒可知n(HI)＝1－y，由C守恒可得1＝y＋2x＋6x＋8x①，C2H4的物质的量分数为4%，得4%＝ ②，由①②得x＝，y＝，故CH3I的转化率为×100%＝80%；平衡时n(总)＝1＋5x＝，CH3I的物质的量分数为，HI的物质的量分数为 返回 ‹#› 11 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 ，则Kx＝＝0.64。(2)①由Ⅱ＝Ⅰ ＋Ⅳ－2×Ⅲ可知，Kp2＝＝ 36。②因为压强之比等于物质的量之比，40 min达到平衡时，Kp2＝，即36＝，故p(I2)＝5×106 Pa，故v正＝k正·x(H2)·x(I2)＝b× min-1＝1.44×10-2b min-1。 答案：(1)80%　0.64　(2)①36　②1.44×10-2b 返回 ‹#› 第34讲　化学平衡状态与化学平衡常数 点击进入WORD文档 按ESC键退出全屏播放 返回 ‹#› 76 $