2.2.1 化学平衡状态 化学平衡常数 学案 -2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学导学案聚焦化学平衡状态与化学平衡常数，从可逆反应概念切入，通过合成氨等实例分析平衡建立过程，搭建从反应速率到平衡特征的学习支架，帮助学生衔接前后知识。 资料通过题组练习和典型例题强化证据推理，构建“三段式”计算模型培养科学思维，结合平衡常数意义及应用提升模型认知能力，习题设计分层且联系实际，助力学生深化对动态平衡的理解。

2.2.1 化学平衡状态 化学平衡常数 [核心素养发展目标] 1.变化观念与平衡思想：从可逆反应化学平衡状态的建立过程，认识化学平衡是一种动态平衡。 2.证据推理：通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。 3.模型认知：熟知化学平衡状态的特征，建立化学平衡状态判断方法的思维模型；构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。 一、化学平衡状态的建立（选必一p32-33） 1.可逆反应 (1)概念：在________下,既能向__________同时又能向____________进行的反应。 (2)特征 ①双向性：指可逆反应分为方向相反的两个反应方向：正反应方向和逆反应方向 ②双同性：指正逆反应是在相同条件下，同时进行 ③共存性：指反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存 (3)不可逆反应 在一定条件下,几乎所有的反应都具有不同程度的可逆性,但有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略。如Ag++Cl-AgCl↓ 题组1 可逆反应概念的理解 1．14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有(　　) A．14CO2 B．14CO2、14CO C．14CO2、14CO、14C D．14CO 2．化学平衡的建立 以合成氨反应为例：N2＋3H22NH3 （1）在一定条件下，将1molN2和3molH2通入1L密闭容器中,开始反应，浓度变化情况如图1所示： 反应刚开始时，反应物的浓度______,正反应速率______；生成物的浓度______, 逆反应速率_______。 随着反应的进行，体系中N2和H2的浓度逐渐______，v正逐渐______，而NH3的浓度逐渐______，v逆逐渐______，t1时刻，它们的浓度均不再改变，v正______v逆，反应达到平衡。 （2）在一定条件下，将2molNH3通入1L密闭容器中,开始反应，浓度变化情况如图2所示： 反应刚开始时，反应物的浓度______,正反应速率______；生成物的浓度______, 逆反应速率_______。 随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐______，v逆逐渐______，而N2和H2的浓度逐渐______，v正逐渐______，t2时刻起，它们的浓度均不再改变，v正______v逆，反应达到平衡。 通过上述两例说明，平衡的建立与建立的途径无关。 3．化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率______时，反应物和生成物的______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”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 4．化学平衡状态的特征 （1）____:研究对象是可逆反应 （2）____:平衡时，同一物质的正逆反应速率相等，即v正=v逆 （3）____:化学平衡是动态平衡，即达平衡时正逆反应仍在进行，v正=v逆≠0 （4）____:在平衡体系的混合物中，各组分的含量（物质的量、质量、浓度、质量百分数、物质的量百分数、体积百分数等）保持一定 （5）____:任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的，与达平衡的过程无关（即化学平衡状态既可以从正反应方向开始达平衡，也可以从逆反应方向开始达平衡，还可以从正逆两个方向开始达平衡）。当外界条件变化时，原来的化学平衡也会发生相应的改变，直至在新的条件下建立新的平衡状态 注：化学平衡状态是在一定条件下可逆反应所能达到的最大程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率 【思考】相同条件(温度、浓度、压强等)时，一个反应从正反应开始与从逆反应开始，最终所达到的平衡状态是否相同? 二、化学平衡状态的判断方法（选必一p32-33） 达到平衡的标志:以mA(g)+nB(g)⇌pC(g)为例 1．直接标志：一正一逆成比例 判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。 (1)同一种物质：该物质的生成速率（或成键速率）等于它的消耗速率（或断键速率）。 (2)不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 即A的消耗速率与A的生成速率相等，A的消耗速率与C的消耗速率之比等于m∶p，B的生成速率与C的生成速率之比等于n∶p。 2．间接标志：变量不变即平衡 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。 (1)各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度，质量分数、物质的量分数、气体的体积分数，反应物的转化率、产物的产率均保持不变。 (2)若反应中有颜色变化，颜色不变时可认为达平衡 (3)绝热的恒容反应体系中温度或压强保持不变，说明已达平衡 (4)对于反应前后气态物质前面的总系数发生改变的反应，混合气体的总物质的量不变，或混合气体的摩尔质量不变，或混合气体的压强不变都可以用来判断达平衡 (5)有固态、液态、气态不同状态物质参与的反应，混合气体的总质量不变，或混合气体的密度不变，都可以判断达平衡 【典型例题】 (1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) ______ 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) ______ 混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 ______ 当m＋n＝p＋q时，一定 ______ (2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如： 关注各物质的状态 是否平衡 密度 C(s)＋CO2(g) ⇌ 2CO(g)(ρ一定) ______ N2(g)＋3H2(g) ⇌ 2NH3(g)(ρ一定) ______ H2(g)＋I2(g) ⇌ 2HI(g)(ρ一定) ______ 变式练习.对于密闭容器中的可逆反应:mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),根据对化学平衡的理解,判断下列各情况下,是否达到平衡。 可能的情况举例 能否判断已达平衡 1.混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 ②各物质的质量或质量分数一定 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 2.正、逆反应速率的关系 ①单位时间内消耗了mmolA,同时生成mmolA ②单位时间内消耗了nmolB,同时消耗了pmolC ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q ④单位时间内生成nmolB,同时消耗qmolD 3.压强 ①其他条件不变,m+n≠p+q时,总压强一定 ②其他条件不变,m+n=p+q时,总压强一定 4.平均相对分子质量M ①当m+n≠p+q时,M一定 ②当m+n=p+q时,M一定 5.温度 其他条件一定时,体系温度一定 6.体系密度 其他条件一定时,体系密度一定 7.其他 组成成分有颜色时,体系颜色不再变化 题组2 化学平衡状态的概念与判断方法 1．在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g) ⇌ 2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A．生成SO3 2 mol B．SO2和SO3共2 mol C．放出197 kJ热量 D．含氧原子共8 mol 2．在一定条件下，将0.3 mol CO2和0.2 mol H2通入2 L密闭容器中，进行反应：CO(g)＋H2O(g) ⇌ CO2(g)＋H2(g)。下列关于该反应建立平衡的说法正确的是(　　) A．反应刚开始时，生成物浓度最大，正反应速率最小 B．随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐增大 C．达到平衡状态时反应体系中CO2的浓度为0 mol·L－1 D．该反应建立平衡过程中v—t(时间)图像为 3．已知：N2O4(g) ⇌ 2NO2(g)　ΔH＞0，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是(　　) 三、化学平衡常数（选必一p33-36） 1．化学平衡常数的概念 在____下,当一个可逆反应达到______时,生成物____________与反应物____________的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数,简称平衡常数,用符号____表示。 2．浓度商与化学平衡常数的表达式 (1)浓度商：对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为______，常用______表示，即Q＝。 (2)化学平衡常数表达式：当在一定温度下达到化学平衡时，K＝。 (3)Q与K的关系：当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时，表明反应达到限度，即达到化学平衡状态。 题组3 化学平衡常数表达式的写法 1.请写出下表中各反应的平衡常数表达式并总结规律: 反应 K 1 1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g) 2 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 3 2NH3(g)N2(g)+3H2(g) 4 FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) 5 AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) 6 Cr2O72-(aq)+H2OCrO42-(aq)+2H+(aq) 2.已知在一定温度下，下列各反应的焓变和平衡常数如下： ①C(s)＋CO2(g) ⇌ 2CO(g)　ΔH1　K1 ②CO(g)＋H2O(g) ⇌ H2(g)＋CO2(g)　ΔH2　K2 ③C(s)＋H2O(g) ⇌ CO(g)＋H2(g)　ΔH3　K3 则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3＝___________________，K1、K2、K3三者关系为K3＝________。 【规律小结】 (1)平衡常数表达式的浓度必须是平衡时的浓度，系数决定幂次，且K有单位，但一般不写（标准平衡常数的单位为1）。 (2)有固体或纯液体（H2O）参与的反应，其浓度视为“常数”不计入表达式中 (3)在非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则水的浓度应出现在平衡常数表达式中 (4)K表示某一具体反应的平衡常数，当反应方向改变或系数改变时，K也相应发生改变 (5)对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即___________。 (6)方程式扩大一定的倍数，K就扩大相应的幂次；方程式缩小一定的倍数，K就相应的开几次幂；方程式做加法，K相应的做乘法（如K＝K1·K2）；方程式做减法，K相应的做除法（如K＝）。 3．化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的______(也叫反应的限度)。 K值越大，表示反应进行得越______，平衡时反应物的转化率______，当K＞______时，该反应就进行得基本完全了；K值越小，表示反应进行得越______，平衡时反应物的转化率______。 4．化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受______影响。（与反应物或生成物的浓度、压强、催化剂无关） 5.平衡常数K的应用 (1)判断反应进行的程度 K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例____，它的正向反应进行的程度____，即该反应进行得越____，反应物转化率____，一般地说，当____时，该反应进行得就基本完全了（不可逆反应），当10-5＜K<105时，反应是可逆反应；反之，就越____，转化率就____，当K<10-5时，反应很难进行。 (2)判断某时刻反应进行的方向 ：浓度商，其中的浓度是任意时刻的浓度值 可用该时刻产物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商Q与K比较大小来判断。 即Qc=K体系处于________________；Qc<K反应向________________进行；Qc>K反应向________________进行。 (3)判断反应的热效应 若正反应是吸热反应,升高温度,K____；若正反应是放热反应,升高温度,K____。 题组4 化学平衡常数的影响因素与应用 1．对于下列反应，其反应过程的能量变化示意图如下： 编号 反应 平衡常数 反应热 反应① A(g) ⇌ B(g)＋C(g) K1 ΔH1 反应② B(g)＋C(g) ⇌ D(g) K2 ΔH2 反应③ A(g) ⇌ D(g) K3 ΔH3 下列说法正确的是(　　) A．K3＝K1＋K2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快 D．增大压强，K1减小，K2增大，K3不变 6.“三段式”法进行化学平衡的有关计算 可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。如可逆反应：mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)，在体积为V L的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol。 (1)格式 mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g) 起始量/mol　　 a 　　b 　　0 　　0 转化量/mol　　 mx 　nx 　　 px 　 qx 平衡量/mol　 a－mx b－nx px 　qx 对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转) 对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转) 则有①平衡常数K＝ ②平衡时A的物质的量浓度c(A)＝ mol·L－1。 ③平衡时A的转化率α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶。 ④平衡时A的体积分数φ(A)＝×100%。 ⑤平衡时和开始时的压强之比＝。 ⑥混合气体的密度ρ(混)＝ g·L－1。 ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。 ⑧生成物产率＝×100%。 (2)基本步骤 ①确定反应物和生成物的初始加入量；②确定反应过程的转化量(一般设某物质的转化量为x)；③确定平衡量。 7.压强平衡常数 （1）分压 ①定义：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强。 ②计算公式：混合气体中某组分的分压＝总压×该组分的物质的量分数，pB＝p总×。 ③分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和，即p总＝pA＋pB＋pC＋… （2）压强平衡常数表达式 一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g) ⇌ eC(g)＋fD(g)达平衡时，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，用符号Kp表示，Kp的表达式：Kp＝。 （3）计算方法： ①应用“三段式”法计算出化学平衡体系中各反应物或生成物的物质的量。 ②计算各气体的物质的量分数或体积分数，从而确定各气体反应物或生成物的分压。 ③应用压强平衡常数计算公式进行计算。 例如：N2+3H22NH3的压强平衡常数的表达式为： 题组5 化学平衡常数的相关计算 1．在某温度下，将H2和I2各0.1 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中，发生反应H2(g)＋I2(g) ⇌ 2HI(g)，连续测定c(I2)的变化，5 s时测定c(I2)＝0.008 0 mol·L－1并保持不变。 (1)则此温度下，平衡常数为_________。 (2)若在此温度下，在10 L的密闭容器中充入0.2 mol HI气体，达到平衡时，HI的转化率为__________________。 2．在某密闭容器中把CO和H2O的混合物加热到800 ℃，存在平衡CO(g)＋H2O(g) ⇌ CO2(g)＋H2(g)，且平衡常数K＝1。若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O的混合物并加热到800 ℃，则平衡时CO的转化率为(　　) A．40% B．50% C．60% D．83.3% 3．相同温度下，体积相等的两个恒容密闭容器中发生如下反应：N2(g)＋3H2(g) ⇌ 2NH3(g)　ΔH＝－92.6 kJ·mol－1，实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示： 容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 到达平衡时能量的变化 N2 H2 NH3 ① 1 3 0 放出热量：27.78 kJ ② 0.9 2.7 0.2 放出热量：Q kJ 下列叙述错误的是(　　) A．容器①②中反应的平衡常数相等 B．平衡时，容器①中NH3的体积分数为 C．容器①达到平衡时，混合气体的密度是同温同压下H2密度的5倍 D．容器②中平衡常数K＝ 【课后练习】 1．在一定体积的密闭容器中放入3 L气体R和5 L(相同条件下)气体Q，在一定条件下发生反应：2R(g)＋5Q(g) ⇌ 4X(g)＋nY(g)。反应完全后，体系温度恢复至起始温度，混合气体的压强是原来的90%，则化学方程式中的n值可能是(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 2．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．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 3．一定温度下，在恒容密闭容器中充入CO和H2，发生反应：2H2(g)＋CO(g) ⇌ CH3OH(g)　ΔH<0。下列图像符合实际且t0时达到平衡状态的是(　　) 4．一定条件下，0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g) ⇌ 2Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　) A．反应一段时间后，X与Y的物质的量之比仍为1∶1 B．达到平衡时，反应放出0.1a kJ的热量 C．达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，Z的正反应速率将不发生变化 D．X的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡 5．某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A(g)＋3B(g) ⇌ 2C(g)。若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是(　　) ①原混合气体的体积为1.2V L ②原混合气体的体积为1.1V L ③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L ④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L A．②③ B．②④ C．①③ D．①④ 6．下列有关平衡常数的说法中，正确的是(　　) A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大 B．反应：2NO2(g) ⇌ N2O4(g)　ΔH<0，增大c(N2O4)，该反应的平衡常数增大 C．对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等 D．平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 7．在温度T1和T2(已知T2>T1)下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表： 化学方程式 K(T1) K(T2) F2＋H2 ⇌ 2HF 1.8×1036 1.9×1032 Cl2＋H2 ⇌ 2HCl 9.7×1012 4.2×1011 Br2＋H2 ⇌ 2HBr 5.6×107 9.3×106 I2＋H2 ⇌ 2HI 43 34 仅依据K的变化，随着卤素原子序数的递增，下列推断不正确的是(　　) A．X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱 B．HX的稳定性逐渐减弱 C．HX的生成反应是放热反应 D．在相同条件下，平衡时X2的转化率逐渐降低 8．在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下： ①2NO(g) ⇌ N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030 ②2H2(g)＋O2(g) ⇌ 2H2O(g)　K2＝2×1081 ③2CO2(g) ⇌ 2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 下列说法正确的是(　　) A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2) B．该温度下，反应2H2O(g) ⇌ 2H2(g)＋O2(g)的平衡常数的数值约为5×10－80 C．该温度下，反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2 D．以上说法都不正确 9．在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s) ⇌ NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得总压强为p，则该反应的平衡常数Kp为(　　) A.p B.p2 C.p2 D.p 10．吸热反应N2(g)＋O2(g) ⇌ 2NO(g)，在2000℃时，K＝6.2×10－4。2000℃向10 L密闭容器内充入2.94×10－3 mol NO、2.50×10－1 mol N2和4.00×10－2 mol O2，则下列说法正确的是(　　) A．此反应的初始状态为化学平衡状态 B．此反应的初始状态为非化学平衡状态，反应将正向进行 C．此反应的初始状态为非化学平衡状态，反应将逆向进行 D．无法判断此反应的初始状态是否为化学平衡状态 11．已知2NO2(g) ⇌ N2O4(g)，用分压p(某组分的分压等于总压与其物质的量分数的积)表示的平衡常数Kp＝。298 K时，在体积固定的密闭容器中充入一定量的NO2，平衡时NO2的分压为100 kPa。已知Kp＝2.7×10－3 kPa－1，则NO2的转化率为(　　) A．70% B．55% C．46% D．35% 12．已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有关叙述不正确的是(　　) A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g) ⇌ CO2(g)＋H2(g) B．温度越高，反应进行的程度越小 C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO为0.4 mol，则该反应达到平衡状态 D．若平衡浓度符合下列关系式：＝，则此时的温度为1 000 ℃ 13．乙酸甲酯是树脂、涂料、油墨、油漆、胶粘剂、皮革生产过程所需的有机溶剂，而且乙酸甲酯还可作为原料制备燃料乙醇。在刚性容器压强为1.01 MPa时，乙酸甲酯与氢气制备乙醇主要发生如下反应： CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3OH(g)＋CH3CH2OH(g) 一定温度下，以n(CH3COOCH3)∶n(H2)＝1∶10的投料比进行反应，乙酸甲酯转化率与气体总压强的关系如图所示： (1)A点时，CH3COOCH3(g)的平衡分压为_______________，CH3CH2OH(g)的体积分数为______%(保留一位小数)。 (2)此温度下，该反应的化学平衡常数Kp＝______ MPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数，列出计算式，不要求计算结果)。 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.2.1 化学平衡状态 化学平衡常数 [核心素养发展目标] 1.变化观念与平衡思想：从可逆反应化学平衡状态的建立过程，认识化学平衡是一种动态平衡。 2.证据推理：通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。 3.模型认知：熟知化学平衡状态的特征，建立化学平衡状态判断方法的思维模型；构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。 一、化学平衡状态的建立（选必一p32-33） 1.可逆反应 (1)概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。 (2)特征 ①双向性：指可逆反应分为方向相反的两个反应方向：正反应方向和逆反应方向 ②双同性：指正逆反应是在相同条件下，同时进行 ③共存性：指反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存 (3)不可逆反应 在一定条件下,几乎所有的反应都具有不同程度的可逆性,但有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略。如Ag++Cl-AgCl↓ 题组1 可逆反应概念的理解 1．14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有(　　) A．14CO2 B．14CO2、14CO C．14CO2、14CO、14C D．14CO 答案　C 解析　当可逆反应达到平衡状态时，反应并没有停止，是一种动态平衡，所以14C在三种物质中都有。 2．化学平衡的建立 以合成氨反应为例：N2＋3H22NH3 （1）在一定条件下，将1molN2和3molH2通入1L密闭容器中,开始反应，浓度变化情况如图1所示： 反应刚开始时，反应物的浓度最大,正反应速率最大；生成物的浓度为0, 逆反应速率为0。 随着反应的进行，体系中N2和H2的浓度逐渐减小，v正逐渐减小，而NH3的浓度逐渐增大，v逆逐渐增大，t1时刻，它们的浓度均不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。 （2）在一定条件下，将2molNH3通入1L密闭容器中,开始反应，浓度变化情况如图2所示： 反应刚开始时，反应物的浓度为0,正反应速率为0；生成物的浓度最大, 逆反应速率最大。 随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐减小，v逆逐渐减小，而N2和H2的浓度逐渐增大，v正逐渐增大，t2时刻起，它们的浓度均不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。 通过上述两例说明，平衡的建立与建立的途径无关。 3．化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应，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”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 4．化学平衡状态的特征 （1）____:研究对象是可逆反应 （2）____:平衡时，同一物质的正逆反应速率相等，即v正=v逆 （3）____:化学平衡是动态平衡，即达平衡时正逆反应仍在进行，v正=v逆≠0 （4）____:在平衡体系的混合物中，各组分的含量（物质的量、质量、浓度、质量百分数、物质的量百分数、体积百分数等）保持一定 （5）____:任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的，与达平衡的过程无关（即化学平衡状态既可以从正反应方向开始达平衡，也可以从逆反应方向开始达平衡，还可以从正逆两个方向开始达平衡）。当外界条件变化时，原来的化学平衡也会发生相应的改变，直至在新的条件下建立新的平衡状态 注：化学平衡状态是在一定条件下可逆反应所能达到的最大程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率 【思考】相同条件(温度、浓度、压强等)时，一个反应从正反应开始与从逆反应开始，最终所达到的平衡状态是否相同? 二、化学平衡状态的判断方法（选必一p32-33） 达到平衡的标志:以mA(g)+nB(g)⇌pC(g)为例 1．直接标志：一正一逆成比例 判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。 (1)同一种物质：该物质的生成速率（或成键速率）等于它的消耗速率（或断键速率）。 (2)不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 即A的消耗速率与A的生成速率相等，A的消耗速率与C的消耗速率之比等于m∶p，B的生成速率与C的生成速率之比等于n∶p。 2．间接标志：变量不变即平衡 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。 (1)各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度，质量分数、物质的量分数、气体的体积分数，反应物的转化率、产物的产率均保持不变。 (2)若反应中有颜色变化，颜色不变时可认为达平衡 (3)绝热的恒容反应体系中温度或压强保持不变，说明已达平衡 (4)对于反应前后气态物质前面的总系数发生改变的反应，混合气体的总物质的量不变，或混合气体的摩尔质量不变，或混合气体的压强不变都可以用来判断达平衡 (5)有固态、液态、气态不同状态物质参与的反应，混合气体的总质量不变，或混合气体的密度不变，都可以判断达平衡 【典型例题】 (1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 是 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定 混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 是 当m＋n＝p＋q时，一定 不一定 (2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如： 关注各物质的状态 是否平衡 密度 C(s)＋CO2(g) ⇌ 2CO(g)(ρ一定) 是 N2(g)＋3H2(g) ⇌ 2NH3(g)(ρ一定) 不一定 H2(g)＋I2(g) ⇌ 2HI(g)(ρ一定) 不一定 变式练习.对于密闭容器中的可逆反应:mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),根据对化学平衡的理解,判断下列各情况下,是否达到平衡。 可能的情况举例 能否判断已达平衡 1.混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 ②各物质的质量或质量分数一定 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 2.正、逆反应速率的关系 ①单位时间内消耗了mmolA,同时生成mmolA ②单位时间内消耗了nmolB,同时消耗了pmolC ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q ④单位时间内生成nmolB,同时消耗qmolD 3.压强 ①其他条件不变,m+n≠p+q时,总压强一定 ②其他条件不变,m+n=p+q时,总压强一定 4.平均相对分子质量M ①当m+n≠p+q时,M一定 ②当m+n=p+q时,M一定 5.温度 其他条件一定时,体系温度一定 6.体系密度 其他条件一定时,体系密度一定 7.其他 组成成分有颜色时,体系颜色不再变化 题组2 化学平衡状态的概念与判断方法 1．在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g) ⇌ 2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A．生成SO3 2 mol B．SO2和SO3共2 mol C．放出197 kJ热量 D．含氧原子共8 mol 答案　B 解析　可逆反应存在反应限度，反应物不可能完全转化为生成物，当正、逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，所以将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，SO2和O2不可能完全转化为SO3，A错误；化学反应中原子守恒，所以化学平衡时SO2和SO3中硫原子的总物质的量等于反应初始时SO2的物质的量，B正确；由A项分析可知，2 mol SO2和1 mol O2不可能完全转化为2 mol SO3，故放出的热量小于197 kJ，C错误；化学反应中原子守恒，平衡时含有的氧原子的物质的量等于初始时SO2和O2中氧原子的总物质的量6 mol，D错误。 2．在一定条件下，将0.3 mol CO2和0.2 mol H2通入2 L密闭容器中，进行反应：CO(g)＋H2O(g) ⇌ CO2(g)＋H2(g)。下列关于该反应建立平衡的说法正确的是(　　) A．反应刚开始时，生成物浓度最大，正反应速率最小 B．随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐增大 C．达到平衡状态时反应体系中CO2的浓度为0 mol·L－1 D．该反应建立平衡过程中v—t(时间)图像为 答案　A 3．已知：N2O4(g) ⇌ 2NO2(g)　ΔH＞0，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是(　　) 答案　B 解析　B项，对于一个特定反应，ΔH固定不变，不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据；C项，在t1时刻，2v正(N2O4)＝v逆(NO2)，反应达到平衡状态。 三、化学平衡常数（选必一p33-36） 1．化学平衡常数的概念 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(简称平衡常数)，用符号K表示。 在____下,当一个可逆反应达到______时,生成物____________与反应物____________的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数,简称平衡常数,用符号____表示。 2．浓度商与化学平衡常数的表达式 (1)浓度商：对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为浓度商，常用Q表示，即Q＝。 (2)化学平衡常数表达式：当在一定温度下达到化学平衡时，K＝。 (3)Q与K的关系：当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时，表明反应达到限度，即达到化学平衡状态。 题组3 化学平衡常数表达式的写法 1.请写出下表中各反应的平衡常数表达式并总结规律: 反应 K 1 1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g) 2 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 3 2NH3(g)N2(g)+3H2(g) 4 FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) 5 AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) 6 Cr2O72-(aq)+H2OCrO42-(aq)+2H+(aq) 2.已知在一定温度下，下列各反应的焓变和平衡常数如下： ①C(s)＋CO2(g) ⇌ 2CO(g)　ΔH1　K1 ②CO(g)＋H2O(g) ⇌ H2(g)＋CO2(g)　ΔH2　K2 ③C(s)＋H2O(g) ⇌ CO(g)＋H2(g)　ΔH3　K3 则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3＝___________________，K1、K2、K3三者关系为K3＝________。 答案　ΔH1＋ΔH2　K1·K2 解析　化学方程式如果相加(或减)，则总热化学方程式的焓变应为两热化学方程式的焓变之和(或差)，而平衡常数则为两方程式平衡常数的乘积(或商)。 【规律小结】 (1)平衡常数表达式的浓度必须是平衡时的浓度，系数决定幂次，且K有单位，但一般不写（标准平衡常数的单位为1）。 (2)有固体或纯液体（H2O）参与的反应，其浓度视为“常数”不计入表达式中 (3)在非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则水的浓度应出现在平衡常数表达式中 (4)K表示某一具体反应的平衡常数，当反应方向改变或系数改变时，K也相应发生改变 (5)对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即即___________。 (6)方程式扩大一定的倍数，K就扩大相应的幂次；方程式缩小一定的倍数，K就相应的开几次幂；方程式做加法，K相应的做乘法（如K＝K1·K2）；方程式做减法，K相应的做除法（如K＝）。 3．化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。 K值越大，表示反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大，当K＞105时，该反应就进行得基本完全了；K值越小，表示反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。 4．化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。（与反应物或生成物的浓度、压强、催化剂无关） 5.平衡常数K的应用 (1)判断反应进行的程度 K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越小，转化率就越小。 一般地说，当105＜K时，该反应进行得就基本完全了（不可逆反应）；当10-5＜K<105时，反应是可逆反应；当K<10-5时，反应很难进行。 (2)判断某时刻反应进行的方向 ：浓度商，其中的浓度是任意时刻的浓度值 可用该时刻产物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商Q与K比较大小来判断。 即Qc=K体系处于________________；Qc<K反应向________________进行；Qc>K反应向________________进行。 当Q=K时，反应达平衡，正反应速率=逆反应速率，不移动 当Q<K时，反应要达平衡→生成物的浓度增大，反应物的浓度降低→正反应速率>逆反应速率，正向移动 当Q>K时，反应要达平衡→生成物的浓度减小，反应物的浓度升高→正反应速率<逆反应速率，逆向移动 (3)判断反应的热效应 若正反应是吸热反应,升高温度,K____；若正反应是放热反应,升高温度,K____。 题组4 化学平衡常数的影响因素与应用 1．对于下列反应，其反应过程的能量变化示意图如下： 编号 反应 平衡常数 反应热 反应① A(g) ⇌ B(g)＋C(g) K1 ΔH1 反应② B(g)＋C(g) ⇌ D(g) K2 ΔH2 反应③ A(g) ⇌ D(g) K3 ΔH3 下列说法正确的是(　　) A．K3＝K1＋K2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快 D．增大压强，K1减小，K2增大，K3不变 答案　B 解析　K3＝，K1＝，K2＝，则K3＝K1·K2，A错误；根据盖斯定律可知，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，B正确；加催化剂，反应①的活化能降低，反应速率加快，C错误；增大压强，对化学平衡常数无影响，则K1、K2、K3均不变，D错误。 6.“三段式”法进行化学平衡的有关计算 可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。如可逆反应：mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)，在体积为V L的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol。 (1)格式 mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g) 起始量/mol　　 a 　　b 　　0 　　0 转化量/mol　　 mx 　nx 　　 px 　 qx 平衡量/mol　 a－mx b－nx px 　qx 对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转) 对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转) 则有①平衡常数K＝ ②平衡时A的物质的量浓度c(A)＝ mol·L－1。 ③平衡时A的转化率α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶。 ④平衡时A的体积分数φ(A)＝×100%。 ⑤平衡时和开始时的压强之比＝。 ⑥混合气体的密度ρ(混)＝ g·L－1。 ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。 ⑧生成物产率＝×100%。 (2)基本步骤 ①确定反应物和生成物的初始加入量；②确定反应过程的转化量(一般设某物质的转化量为x)；③确定平衡量。 7.压强平衡常数 （1）分压 ①定义：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强。 ②计算公式：混合气体中某组分的分压＝总压×该组分的物质的量分数，pB＝p总×。 ③分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和，即p总＝pA＋pB＋pC＋… （2）压强平衡常数表达式 一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g) ⇌ eC(g)＋fD(g)达平衡时，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，用符号Kp表示，Kp的表达式：Kp＝。 （3）计算方法： ①应用“三段式”法计算出化学平衡体系中各反应物或生成物的物质的量。 ②计算各气体的物质的量分数或体积分数，从而确定各气体反应物或生成物的分压。 ③应用压强平衡常数计算公式进行计算。 例如：N2+3H22NH3的压强平衡常数的表达式为： 题组5 化学平衡常数的相关计算 1．在某温度下，将H2和I2各0.1 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中，发生反应H2(g)＋I2(g) ⇌ 2HI(g)，连续测定c(I2)的变化，5 s时测定c(I2)＝0.008 0 mol·L－1并保持不变。 (1)则此温度下，平衡常数为_________。 (2)若在此温度下，在10 L的密闭容器中充入0.2 mol HI气体，达到平衡时，HI的转化率为__________________。 答案　(1)0.25　(2)80% 解析　(1)c(I2)＝0.008 0 mol·L－1，c(H2)＝0.008 0 mol·L－1，c(HI)＝0.004 0 mol·L－1，K＝＝0.25。 (2)设生成的H2的浓度为x mol·L－1， 　　　　　　　2HI(g) ⇌ H2(g)＋I2(g) 起始/(mol·L－1) 0.02 　　0 　0 平衡/(mol·L－1) 0.02－2x x 　x K′＝＝，x＝0.008，α(HI)＝×100%＝80%。 2．在某密闭容器中把CO和H2O的混合物加热到800 ℃，存在平衡CO(g)＋H2O(g) ⇌ CO2(g)＋H2(g)，且平衡常数K＝1。若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O的混合物并加热到800 ℃，则平衡时CO的转化率为(　　) A．40% B．50% C．60% D．83.3% 答案　B 解析　设CO的转化率为x。则： CO(g)＋H2O(g) ⇌ CO2(g)＋H2(g) n始/mol 　1 　　1 　　　0 　　0 n变/mol 　x 　　x 　　　x 　　x n平/mol 　1－x 1－x 　　x 　　x 由K＝，知：＝1，解得：x＝0.5。 3．相同温度下，体积相等的两个恒容密闭容器中发生如下反应：N2(g)＋3H2(g) ⇌ 2NH3(g)　ΔH＝－92.6 kJ·mol－1，实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示： 容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 到达平衡时能量的变化 N2 H2 NH3 ① 1 3 0 放出热量：27.78 kJ ② 0.9 2.7 0.2 放出热量：Q kJ 下列叙述错误的是(　　) A．容器①②中反应的平衡常数相等 B．平衡时，容器①中NH3的体积分数为 C．容器①达到平衡时，混合气体的密度是同温同压下H2密度的5倍 D．容器②中平衡常数K＝ 答案　D 【课后练习】 1．在一定体积的密闭容器中放入3 L气体R和5 L(相同条件下)气体Q，在一定条件下发生反应：2R(g)＋5Q(g) ⇌ 4X(g)＋nY(g)。反应完全后，体系温度恢复至起始温度，混合气体的压强是原来的90%，则化学方程式中的n值可能是(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 答案　A 解析　体系温度恢复至起始温度，混合气体的压强是原来的90%，说明反应后气体的总物质的量减小，则化学方程式中反应物的化学计量数之和大于生成物的化学计量数之和，即2＋5>4＋n，n<3。 2．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．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 答案　D 解析　如果刚开始加入氢气和氮气的物质的量之比为3∶1或开始加入的是氨气，反应的任何时刻氢气和氮气的物质的量之比始终是3∶1，因此氢气和氮气的物质的量之比为3∶1时，反应不一定达到平衡。 3．一定温度下，在恒容密闭容器中充入CO和H2，发生反应：2H2(g)＋CO(g) ⇌ CH3OH(g)　ΔH<0。下列图像符合实际且t0时达到平衡状态的是(　　) 答案　D 解析　A项，该反应中气体总质量、容器容积为定值，则密度始终不变，图示曲线不符合实际；B项，初始时CH3OH(g)的体积分数应该为0，图示曲线不符合实际；C项，该反应为气体分子数减小的反应，混合气体的总质量为定值，则建立平衡过程中，混合气体的平均摩尔质量逐渐增大，图示曲线不符合实际；D项，该反应为气体分子数减小的反应，反应过程中压强逐渐减小，当压强不再变化时，反应达到平衡状态，图示曲线符合实际且t0时达到平衡状态。 4．一定条件下，0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g) ⇌ 2Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　) A．反应一段时间后，X与Y的物质的量之比仍为1∶1 B．达到平衡时，反应放出0.1a kJ的热量 C．达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，Z的正反应速率将不发生变化 D．X的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡 答案　C 解析　A项，反应过程中X与Y的变化量之比是1∶3，则反应一段时间后，X与Y的物质的量之比不可能仍为1∶1，错误；B项，达到平衡时，因可逆反应不能反应完全，则反应的X小于0.1 mol，反应放出的热量小于0.1a kJ，错误；C项，恒容条件下，达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，不影响反应物和生成物的浓度，反应速率不变，正确； D项， 　　　　 X(g)　＋　3Y(g)　　2Z(g) 起始/mol 0.3 　　 0.3 　　　　0 变化/mol 　x 　　　3x 　　　　2x 变后/mol 　0.3－x  0.3－3x 　 2x X的体积分数为×100%＝50%，X的体积分数始终保持不变，不能说明反应已达到平衡，错误。 5．某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A(g)＋3B(g) ⇌ 2C(g)。若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是(　　) ①原混合气体的体积为1.2V L ②原混合气体的体积为1.1V L ③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L ④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L A．②③ B．②④ C．①③ D．①④ 答案　A 解析　根据反应A(g)＋3B(g) ⇌ 2C(g)，各物质体积变化量分别为0.05V、0.15V、0.1V，则生成C的体积等于反应混合气体减少的总体积，即为0.1V，气体A所消耗的体积等于混合气体减少的总体积的一半，气体B所消耗的体积等于混合气体减少的总体积的1.5倍，由于平衡时总体积减少10%V L，则原混合气体的体积应为V L＋10%V L＝1.1V L，建立平衡时消耗气体A的体积为0.5×10%V L＝0.05V L，消耗气体B的体积为1.5×10%V L＝0.15V L。 6．下列有关平衡常数的说法中，正确的是(　　) A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大 B．反应：2NO2(g) ⇌ N2O4(g)　ΔH<0，增大c(N2O4)，该反应的平衡常数增大 C．对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等 D．平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 答案　D 解析　改变条件，反应物的转化率增大，若温度不变，则平衡常数不变，A项错误；增大c(N2O4)，温度不变，K不变，B项错误；对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数互为倒数，C项错误；CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常数表达式为K＝，D项正确。 7．在温度T1和T2(已知T2>T1)下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表： 化学方程式 K(T1) K(T2) F2＋H2 ⇌ 2HF 1.8×1036 1.9×1032 Cl2＋H2 ⇌ 2HCl 9.7×1012 4.2×1011 Br2＋H2 ⇌ 2HBr 5.6×107 9.3×106 I2＋H2 ⇌ 2HI 43 34 仅依据K的变化，随着卤素原子序数的递增，下列推断不正确的是(　　) A．X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱 B．HX的稳定性逐渐减弱 C．HX的生成反应是放热反应 D．在相同条件下，平衡时X2的转化率逐渐降低 答案　A 解析　同一温度下，随着卤素原子序数的递增，K递减，说明反应正向进行的程度依次减小，平衡时X2的转化率逐渐降低，HX的稳定性逐渐减弱，B、D正确；不能依据K的变化判断反应的剧烈程度，A错误。 8．在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下： ①2NO(g) ⇌ N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030 ②2H2(g)＋O2(g) ⇌ 2H2O(g)　K2＝2×1081 ③2CO2(g) ⇌ 2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 下列说法正确的是(　　) A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2) B．该温度下，反应2H2O(g) ⇌ 2H2(g)＋O2(g)的平衡常数的数值约为5×10－80 C．该温度下，反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2 D．以上说法都不正确 答案　C 解析　由化学平衡常数的定义可知K1＝，A项错误；该温度下，水分解反应的平衡常数为＝＝5×10－82，B项错误；该温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解产生O2的反应的化学平衡常数数值分别为1×1030、5×10－82、4×10－92，所以产生O2的倾向：NO＞H2O＞CO2，C项正确、D项错误。 9．在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s) ⇌ NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得总压强为p，则该反应的平衡常数Kp为(　　) A.p B.p2 C.p2 D.p 答案　C 解析　　NH4HS(s) ⇌ NH3(g)＋H2S(g) 开始时 0 0 平衡时 p p 则该反应的平衡常数Kp＝p(H2S)·p(NH3)＝p·p＝p2。 10．吸热反应N2(g)＋O2(g) ⇌ 2NO(g)，在2000℃时，K＝6.2×10－4。2000℃向10 L密闭容器内充入2.94×10－3 mol NO、2.50×10－1 mol N2和4.00×10－2 mol O2，则下列说法正确的是(　　) A．此反应的初始状态为化学平衡状态 B．此反应的初始状态为非化学平衡状态，反应将正向进行 C．此反应的初始状态为非化学平衡状态，反应将逆向进行 D．无法判断此反应的初始状态是否为化学平衡状态 答案　C 解析　该反应的浓度商Q＝＝≈8.64×10－4，Q>K，故反应的初始状态为非化学平衡状态，反应逆向进行，C项正确。 11．已知2NO2(g) ⇌ N2O4(g)，用分压p(某组分的分压等于总压与其物质的量分数的积)表示的平衡常数Kp＝。298 K时，在体积固定的密闭容器中充入一定量的NO2，平衡时NO2的分压为100 kPa。已知Kp＝2.7×10－3 kPa－1，则NO2的转化率为(　　) A．70% B．55% C．46% D．35% 答案　D 解析　假设起始时投入NO2的物质的量为1 mol，平衡转化率为x，用三段式法计算： 　　　　　 2NO2(g)N2O4(g) 起始量/mol 1 　　　　0 改变量/mol x 　　　　0.5x 平衡量/mol 1－x 　　 0.5x 同温同体积时，压强之比等于物质的量之比，则p(NO2)∶p(N2O4)＝(1－x)∶0.5x＝100 kPa∶p(N2O4)，则p(N2O4)＝ kPa，因此Kp＝ kPa－1＝2.7×10－3 kPa－1，解得x≈0.35，所以NO2的平衡转化率为35%。 12．已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有关叙述不正确的是(　　) A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g) ⇌ CO2(g)＋H2(g) B．温度越高，反应进行的程度越小 C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO为0.4 mol，则该反应达到平衡状态 D．若平衡浓度符合下列关系式：＝，则此时的温度为1 000 ℃ 答案　C 解析　平衡常数的表达式中，分子中的物质是生成物，分母中的物质是反应物，A项正确；由表中数据可知该反应的平衡常数随着温度的升高而降低，故该反应的正反应是放热反应，B项正确；利用化学方程式确定各种物质的物质的量，代入平衡常数表达式可知该反应没有达到平衡，C项不正确；将所给关系式进行变形，可知该条件下平衡常数为0.60，D项正确。 13．乙酸甲酯是树脂、涂料、油墨、油漆、胶粘剂、皮革生产过程所需的有机溶剂，而且乙酸甲酯还可作为原料制备燃料乙醇。在刚性容器压强为1.01 MPa时，乙酸甲酯与氢气制备乙醇主要发生如下反应： CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3OH(g)＋CH3CH2OH(g) 一定温度下，以n(CH3COOCH3)∶n(H2)＝1∶10的投料比进行反应，乙酸甲酯转化率与气体总压强的关系如图所示： (1)A点时，CH3COOCH3(g)的平衡分压为_______________，CH3CH2OH(g)的体积分数为______%(保留一位小数)。 (2)此温度下，该反应的化学平衡常数Kp＝______ MPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数，列出计算式，不要求计算结果)。 答案　(1)0.01 MPa　8.9　(2) 解析　(1)由图可看出，转化率为90%时，总压为1.01 MPa，已知n(CH3COOCH3)∶n(H2)＝1∶10，列三段式求解： CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3OH(g)＋CH3CH2OH(g) 初始/mol　　　1　　　　　　　10　　　　0　　　　0 反应/mol 　　0.9 　　　　　 1.8 　　　0.9 　　0.9 平衡/mol 　　0.1 　　　　　 8.2 　　　0.9 　　0.9 总压为1.01 MPa，因此CH3COOCH3(g)的平衡分压为1.01 MPa×＝0.01 MPa；CH3CH2OH(g)的体积分数即为物质的量分数，其体积分数为×100%≈8.9%。 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $