第3讲 化学平衡及化学平衡的移动-【划重点】2026-2027年高二化学上学期期中期末复习讲义

第3讲 化学平衡常数及化学平衡的移动 考点1： 化学平衡状态 1.可逆反应 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 三特征 双向性 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 双同性 正、逆反应是在同一条件下，同时进行 共存性 反应物与生成物共存(反应物的转化率小于100%) 2.化学平衡状态 （1）概念 一定条件下的可逆反应中，当正反应和逆反应速率相等时，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的状态。 （2）化学平衡的建立 化学平衡 状态的建立 条件 ①可逆反应；②封闭体系中；③一定的反应条件(温度、压强等) 途径 ①可加入反应物，从正反应开始；②可加入生成物，从逆反应开始；③也可同时加入反应物和生成物，从正、逆向同时开始 （3）平衡特点 特点 化学平衡 逆(研究对象) 适用于可逆反应 动(动态特征) 建立平衡后，正、逆反应仍在进行，属于动态平衡，可用同位素示踪原子法证明 等(平衡实质) υ(正)＝v(逆)）≠0(正、逆反应速率相等，但不等于零) 定(平衡结果) 达平衡后，反应混合物中各组分的浓度或质量分数不变(不可理解为相等) 变(平衡移动) 条件改变，平衡状态可能改变，最终在新条件下建立新的平衡状态 3.化学平衡状态的标志 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”：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其“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，其不变则平衡；若a+b=c+d，为定量，其不变则不一定平衡。 II.各物质均为气体，若恒容状态下，ρ为定量，其不变则不一定平衡。 III.各物质均为气体，若恒压状态下，a+b≠c+d，ρ为变量，其不变则平衡；a+b=c+d，ρ为定量，其不变则不一定平衡。 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，则平衡。 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，其不变则不一定平衡；若反应前后气体的化学计量数不相等，p总为变量，其不变则平衡。 几种特殊反应的平衡依据 （1）等体反应型：3A（g）2B（g）+C（g） ①恒温恒压：混合气体的体积不变，不一定达到平衡状态 ②恒温恒容：混合气体的压强不变，不一定达到平衡状态 （2）固液参与型：2A（g）2B（g）+C（s） ①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V） ②混合气体的平均摩尔质量不变，一定达到平衡状态 （3）固液分解型：2A（s）2B（g）+C（g） ①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V） ②混合气体的平均摩尔质量不变，不一定达到平衡状态 ③某种气体组分的物质的量分数不变，不一定达到平衡状态 4.以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)反应判断以下标志是否平衡 化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 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 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 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、逆反应速率之间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体的密度 密度一定 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变 平衡 【典例1】（25-26高二上·天津·期末）在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应：。下列不能说明反应达到平衡状态的是 A．各物质的浓度不再变化 B．混合物的密度不再变化 C．的体积分数不再变化 D．气体的压强不再变化 【答案】B 【详解】A．各物质的浓度不再变化是可逆反应达到平衡状态的特征标志之一，可说明反应达到平衡，A不符合题意； B．该反应中所有反应物和生成物均为气态，反应前后混合气体总质量始终不变，容器容积固定，根据可知，混合气体密度始终为定值，故混合物的密度不再变化不能说明反应达到平衡状态，B符合题意； C．的体积分数不再变化，说明各组分的含量保持恒定，可说明反应达到平衡状态，C不符合题意； D．该反应正反应为气体分子数减小的反应，反应过程中气体总物质的量为变量，温度、容积不变时，气体压强与总物质的量成正比，故压强不再变化可说明反应达到平衡状态，D不符合题意； 故选B。 【典例2】（25-26高一下·山东临沂·期中）下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是 A．，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 B．，恒温、恒容下，反应体系中混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变 D．，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 【答案】A 【详解】A．该反应气体物质的量总和不变，恒温、恒容下压强始终保持不变，无法判断反应是否达到平衡状态，A选； B．反应前后混合气体的物质的量变化，恒温、恒容下，反应体系中混合气体的总质量保持不变，平均摩尔质量保持不变说明混合气体的总物质的量保持不变，可以判定反应已达平衡状态，B不选； C．反应中只有CO2为气体，密度不变说明气体质量不再变化，反应达平衡，C不选； D．恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变，说明I2的浓度不再变化，说明反应已达平衡，D不选； 故选A。 【典例3】（多选）（25-26高二上·山东济南·阶段检测）在一定温度下的恒容密闭真空容器中，使一定量纯净的NH2COONH4发生反应(固体试样体积忽略不计)：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是 A．混合气体的密度不再改变 B．CO2的体积分数不再改变 C．混合气体的平均相对分子质量不再改变 D．v正(NH3)=2v逆(CO2) 【答案】AD 【详解】A．恒容密闭容器体积固定，反应物为固体，反应过程中气体总质量随反应进行改变，混合气体密度，密度不再改变说明气体总质量不变，反应达到平衡状态，A正确； B．反应物为固体，反应生成的和的物质的量之比始终为，的体积分数始终为，因此体积分数不再改变不能说明达到平衡状态，B错误； C．混合气体中和的物质的量之比恒为，平均相对分子质量始终为，因此平均相对分子质量不再改变不能说明达到平衡状态，C错误； D．正逆反应速率之比等于化学计量数之比时反应达到平衡，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D正确； 故本题答案选AD。 考点2：化学平衡常数及其应用 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K表示。 2.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＝。 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。 3.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。 4.意义及影响因素 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 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。 5.速率常数和平衡常数的关系 基元反应 a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) 速率方程 ①抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 v正＝k正·ca（A）·cb（B）、v逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 vA正＝k正·ca（A）·cb（B）、vC逆＝k逆·cc（C）·cd（D） 速率常数和平衡常数的关系 ①抽象化：平衡条件v正＝v逆，K ②具体化：平衡条件＝， ＝×＝× K 升温对k正、k逆的影响 ①放热反应：K值减小；k正值增大，k逆值增大，k逆变化更大 ②吸热反应：K值增大；k正值增大，k逆值增大，k正变化更大 6.平衡常数意义及应用 （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）判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Q＝。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 （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。 【典例4】（26-27高二上·河南开封·阶段检测）将转化为甲醇的原理为  。时，在容积为的恒容密闭容器中充入、，测得浓度与浓度随时间的变化关系如图所示。下列结论错误的是 A．时，该反应的平衡常数 B．曲线X也可以表示的浓度变化 C．平衡时的转化率为75% D．从反应开始到时，的平均反应速率为 【答案】A 【分析】由图可知，曲线X随时间先增大后不变，曲线Y随时间先减小后不变，故曲线Y表示浓度随时间变化，曲线X表示浓度随时间的变化关系，到达平衡时，浓度为，浓度为，据此分析。 【详解】A．500℃达平衡时，，由反应方程式计量关系可知，平衡时，，平衡常数，，A错误； B．反应中和化学计量数相同，浓度变化规律一致，曲线X表示的浓度变化，也可表示的浓度变化，B正确； C．平衡时的转化浓度为，转化率为，C正确； D．从反应开始到10min时，的平均反应速率，D正确； 故选A。 【典例5】（25-26高二上·北京·期末）已知：  ，温度时的平衡常数，在①、②、③三个相同体积的恒容密闭容器中投料，反应温度和起始浓度如表所示。 容器编号 温度 起始浓度/ CO ① 0.1 0.1 0 0 ② 0.2 0.1 0 0 ③ 0.04 0.02 0.03 0.06 其中①在5 min时达到平衡。下列判断正确的是 A．①中可根据容器内的压强不再变化判断已经达到了平衡状态 B．①中0～5 min的平均反应速率 C．的平衡转化率：②>① D．若容器③中反应向正反应方向进行，则 【答案】B 【详解】A．该反应前后气体分子总数相等，恒容条件下容器内压强始终不随反应进程变化，因此压强不再变化无法判断是否达到平衡，A错误； B．设容器①中的平衡转化浓度为mol⋅L−1，起始时，平衡时mol⋅L−1，mol⋅L−1，代入平衡常数表达式，解得，因此，B正确； C．容器②相当于在容器①的基础上增大的浓度，平衡正向移动但自身的平衡转化率降低，因此的平衡转化率：①>②，C错误； D．容器③的浓度商，若反应向正方向进行，说明，该反应，温度越高平衡常数越大，因此，D错误； 故选B。 【典例6】（24-25高二下·云南楚雄·期中）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： 物质 X Y Z 初始浓度/(mol/L) 0.1 0.2 0.0 平衡浓度/(mol/L) 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是 A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．该反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为1 600 C．增大压强，平衡常数增大 D．当X的百分含量保持不变时说明反应达到了平衡状态 【答案】C 【详解】A．X的初始浓度为，平衡浓度为，转化率为，A正确； B．平衡时，，，三者浓度变化量之比为，故反应为，平衡常数，B正确； C．平衡常数仅与温度有关，增大压强不会改变平衡常数，C错误； D．X的百分含量保持不变，说明反应体系中各组分的含量不再随时间变化，反应达到平衡状态，D正确； 故答案选C。 考点3：化学平衡常数及压强平衡常数的计算方法 1.化学平衡常数的有关计算 “三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 如可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V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)模式 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。 2.压强平衡常数（Kp） （1）分压 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。 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） 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 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。 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： 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。 【典例7】若将和通入体积为的密闭容器中，分别在和温度下进行反应，下图曲线分别只表示的浓度(或的物质的量)随时间的变化(、分别代表某一种反应物或生成物)。下列说法正确的是 A．表示的物质是 B．温度下，该反应的平衡常数为 C．温度下，反应速率 D．温度下，反应达到平衡时容器内气体压强比低 【答案】B 【详解】A．X的浓度随反应进行逐渐增大且起始浓度为0，属于生成物，故X表示，不是，A错误； B．温度下平衡时，列三段式计算：平衡浓度：，，，代入平衡常数表达式得，B正确； C．温度下4~12 min，，，不等于，C错误； D．温度下反应速率更快，故，该反应，温度升高平衡逆向移动，气体总物质的量增大，恒温恒容下压强与气体总物质的量成正比，故平衡时压强更高，D错误； 故选B。 【典例8】（24-25高二上·湖北咸宁·期末）在一固定容积的密闭容器中，充入和发生如下化学反应：，其化学平衡常数与温度的关系如下表： T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 关于该反应的说法不正确的是 A．当键断裂的同时有键断裂，则反应达到了平衡状态 B．在反应达到平衡时，气体的转化率约为 C．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前： D．在，当时，该反应向逆反应方向进行 【答案】D 【详解】A．1mol 键断裂代表正反应消耗1mol ，2mol 键断裂代表逆反应消耗1mol ，此时正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A正确； B．830℃时，设转化量为，列三段式可得，解得，转化率为，B正确； C．由表格数据可知温度升高增大，正反应为吸热反应，降低温度平衡逆向移动，达到新平衡前，C正确； D．1000℃时，此时浓度商，反应向正反应方向进行，D错误； 故选D。 【典例9】（25-26高二上·山西忻州·开学考试）在温度T1时，向一体积固定为2L的密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＜0，5min后反应达到平衡，CO2的转化率为20%。下列说法正确的是 A．前5min，平均反应速率v(H2)=0.06 mol·L−1·min−1 B．当v正(CO2)=3v逆(H2)时，说明反应已达到平衡状态 C．该温度下反应平衡常数的值为 D．若平衡后升温，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡左移 【答案】A 【详解】A．前5 min，反应的物质的量为，对应反应的为，，A正确； B．平衡时正逆反应速率之比等于化学计量数之比，满足时反应达平衡，选项中比例关系不成立，B错误； C．列三段式计算：，则平衡时各物质的量浓度为，，，，带入平衡常数表达式，得该温度下平衡常数，C错误； D．升高温度，正、逆反应速率均增大，该反应为放热反应，平衡左移，选项描述正反应速率减小错误，D错误； 故选A。 【典例10】（26-27高二上·重庆沙坪坝·开学考试）一定温度下，体积为的刚性密闭容器中发生工业烟气脱硝中的核心反应：，若与反应达到平衡时，的转化率为且体系总压为，下列说法正确的是 A．该温度下的压强平衡常数 B．在C足量的情况下，再充入一定量的，达到平衡，的百分含量保持不变 C．若温度升高，体系总压增大，则该反应的 D．达到平衡时，向体系中加入等物质的量的、和，平衡不发生移动 【答案】B 【详解】A．列三段式计算平衡时各气体物质的量：，，，总气体物质的量为，分压分别为、、，代入得，与不符，A错误； B．该反应前后气体计量数之和相等，恒温恒容下充入属于等效平衡，且为固体，足量时不影响平衡，因此的百分含量保持不变，B正确； C．刚性容器恒容，反应体系中气体总物质的量不变，根据，温度升高时即使平衡不移动总压也会增大，无法判断反应焓变，C错误； D．加入等物质的量的、和后，计算得分压商，平衡逆向移动，D错误； 故选B。 考点4：化学平衡的移动 1.化学平衡移动的过程 ①化学平衡的移动包括可逆反应旧化学平衡的破坏和新化学平衡的建立两个过程。 ②化学平衡移动的根本原因是影响平衡的条件改变导致v正≠v逆 2.化学平衡移动方向的判断 (1)根据v正、v逆的关系 外界条件改变 若v正=v逆,平衡不移动 若v正＞v逆,平衡向正反应方向移动 若v正＜v逆,平衡向逆反应方向移动 (2)根据浓度商Q与K的关系 外界条件改变 若Q＜K,平衡向正反应方向移动 若Q =K,平衡不移动 若Q＞K,平衡向逆反应方向移动 ①改变温度瞬时，Q不变，K一定变化，则Q和K不再相等。 ②改变浓度(或压强)瞬时，可能导致Q变化，但K保持不变，则Q和K可能不再相等。 ③化学平衡移动时，反应速率一定改变；但反应速率改变，化学平衡不一定移动，如使用催化剂。 ④不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同，只有v正＞v逆时，平衡才向正反应方向移动。 3.影响化学平衡的外界因素 （1）若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对于有气体参加的可逆反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 （2）外界条件对化学平衡影响的图示分析 ①浓度对化学平衡的影响 图像 分析 a.当反应体系中存在固体或纯液体物质时，改变这些固体或纯液体的量，对化学平衡无影响。 b.其他条件不变时，增大反应物浓度，平衡正向移动；减小反应物浓度，平衡逆向移动。 c.反应物有两种或两种以上时，增加一种反应物的浓度，可提高其他反应物的转化率。 d.同等程度地改变反应气体混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 ②压强对化学平衡的影响 图像 对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若m＋n>p＋q，则图像对应图1、图2；若m＋n＝p＋q，则图像对应图3、图4。 分析 a.其他条件不变时，对于反应前后气体总体积变化的可逆反应，增大压强(减小容器的容积)会使平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强(增大容器的容积)会使平衡向气体体积增大的方向移动。 b.探究压强对化学平衡的影响时一般是探究有气体参与的化学反应，对于无气体参与的化学反应，改变压强，对化学平衡的移动无影响。 c.由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系中，由于H2(g)+I2(g)2HI(g)反应前后气体总体积不变，压强改变并不能使平衡发生移动，加压后颜色变深，是因为I2的浓度增大，不能用平衡移动原理来解释。 ③温度对化学平衡的影响 图像 以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0为例 分析 a.在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。 b.升高温度，不管是吸热还是放热方向，反应速率均增大，但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向速率增大的倍数，使v(吸热)>v(放热)，故平衡向吸热方向移动。 c.只要是升高温度，新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值；反之则小。 ④催化剂对化学平衡的影响 图像 以N2＋3H22NH3为例 分析 催化剂对化学平衡移动无影响 4.充入惰性气体与平衡移动的关系 对于一个可逆反应，达到平衡状态后再通入“惰性气体”(即不参加反应的无关气体)。 恒温恒容 恒温恒压 【典例11】（24-25高二上·广东汕头·期末）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。下列反应是日前大规模制取氢气的方法之一。，关于该反应下列说法错误的是 A．的质量分数不变时，反应达到了平衡状态 B．增大和的投料比，可以提高的转化率 C．降温，平衡正向移动，所以生产过程中温度越低越好 D．投入可以提高氢气的体积分数 【答案】C 【详解】A．反应达到平衡状态的特征是各组分的含量保持不变，CO2的质量分数不变时说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，A正确； B．增大H2O和CO的投料比，相当于增大H2O的浓度，平衡正向移动，可使更多CO参与反应，提高CO的转化率，B正确； C．该反应为放热反应，降温平衡正向移动，但温度过低会大幅降低反应速率，导致单位时间内产率过低，工业生产需同时兼顾平衡转化率和反应速率，并非温度越低越好，C错误； D．投入CaO后，CaO可与CO2反应，降低CO2浓度使平衡正向移动，生成更多H2，同时CO2被吸收，因此H2的体积分数提高，D正确； 故选C。 【典例12】（24-25高二上·四川达州·期末）在密闭容器中加入足量镍粉和，在不同温度下发生反应：，测得与温度、时间的关系如图所示，设下平衡时体系的总压为为用平衡分压代替平衡浓度计算的压强平衡常数)。下列说法正确的是 A． B．增大的量，可提高的转化率 C．下达平衡时， D．达平衡时升温，平衡逆向移动，减小，增大 【答案】C 【详解】A．温度越高反应速率越快，达到平衡所需时间越短，由图可知先达到平衡，故，A错误； B．为固体，改变固体的量平衡不发生移动，无法提高的转化率，B错误； C．平衡时，生成，总气体物质的量为，分压，，代入表达式得；由平衡时的更大可知正反应为放热反应，，升温平衡逆向移动减小，故下，C正确； D．升高温度时，正、逆反应速率均增大，只是逆反应速率增大程度更大，平衡逆向移动，D错误； 故选C。 【典例13】（24-25高二上·新疆昌吉·期末）利用教材实验完成影响化学平衡的因素探究。下列有关实验反应、操作及现象及实验结论，不正确的是 选项 实验反应 操作及现象 实验结论 A (蓝绿色)(黄绿色) 将盛有热溶液的试管置于冷水浴中，试管中溶液由蓝绿色变为黄绿色 在其他条件不变时，降低温度，平衡向放热反应方向移动 B (橙色)(黄色) 向溶液中加入少量浓溶液，溶液变为黄色 在其他条件不变时，减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动 C 向溶液中加少量铁粉，溶液红色变浅 其他条件不变时，减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动 D 将装有与混合气体的针管活塞外拉，针管内气体颜色先变浅又逐渐变深 有气体参与的可逆反应，在其他条件不变时，减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动 【答案】A 【详解】A．该反应正反应为吸热反应，降低温度平衡向放热的逆反应方向移动，浓度增大，溶液应更偏向蓝绿色，题中现象描述错误，A错误； B．加入浓溶液，与生成物反应使浓度减小，平衡正向移动，浓度增大溶液变为黄色，结论正确，B正确； C．加入铁粉发生反应，反应物浓度减小，平衡逆向移动，浓度降低，红色变浅，结论正确，C正确； D．活塞外拉容器体积瞬间增大，浓度瞬间减小颜色变浅，随后压强减小，平衡向气体体积增大的逆反应方向移动，浓度回升颜色又变深，结论正确，D正确； 故选A。 【典例14】（24-25高二上·浙江·期末）硫酸是重要的化工原料，工业制硫酸关键的一步为：。向一恒温恒容密闭容器中充入和发生反应，时达到平衡状态I；在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．时反应向正方向进行 B．容器内气体的平均相对分子质量不变，不能表明反应达到平衡 C．平衡常数 D．平衡时的体积分数： 【答案】D 【详解】A．时正反应速率逐渐增大，说明反应物浓度不断升高，平衡逆向移动，反应向逆方向进行，A错误； B．反应前后气体总质量不变，气体总物质的量随反应发生变化，平均相对分子质量为变量，其不变时可表明反应达到平衡，B错误； C．平衡常数仅与温度有关，反应在恒温条件下进行，故，C错误； D．时改变的条件为加入，恒容下相当于体系压强增大，最终平衡相对原平衡正向移动程度更大，的体积分数减小，故，D正确； 故本题选D。 命题点1：化学平衡状态的特征与判定 【针对练习1】在恒容绝热的密闭容器中，发生可逆反应下列情况不能说明该反应达到平衡状态的是 A．容器内的压强不再改变 B．混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．容器内的温度不再变化 【答案】C 【详解】A．容器内压强由气体总物质的量和温度共同决定，反应过程中气体总物质的量减小、温度升高，二者共同影响压强，压强为变量，压强不再改变时说明反应达到平衡，A正确； B．混合气体平均摩尔质量，气体总质量恒定，总物质的量随反应进行变化，为变量，其保持不变时说明反应达到平衡，B正确； C．混合气体密度，气体总质量恒定，容器体积为恒容定值，始终为定值，其保持不变不能说明反应达到平衡，C错误； D．容器为绝热体系，反应放热，体系温度随反应进行升高，温度为变量，温度不再变化时说明反应达到平衡，D正确； 故选C。 【针对练习2】（24-25高二上·山西晋中·期末）在恒温恒容密闭容器中发生可逆反应：，下列表述不能说明该反应达到平衡状态的是 A． B．混合气体的颜色不再发生改变 C．混合气体的密度不再发生改变 D．单位时间内断裂1 mol H-H键，同时断裂2 mol H-I键 【答案】C 【详解】A．根据反应速率与化学计量数的关系，当时，说明HI的正反应生成速率等于逆反应消耗速率，正逆反应速率相等，反应达到平衡，A不符合题意； B．混合气体的颜色由有色物质的浓度决定，颜色不再改变说明的浓度不再变化，各组分浓度保持不变，反应达到平衡，B不符合题意； C．恒温恒容容器中，气体总质量始终不变（所有物质都是气体，质量守恒），容器体积也固定，根据，混合气体的密度从反应开始到结束始终是定值，密度不变不能说明反应达到平衡，C符合题意； D．断裂1 mol H-H键代表正反应消耗1 mol ，同时断裂2 mol H-I键代表逆反应消耗2 mol HI，对应生成1 mol ，正逆反应速率相等，反应达到平衡，D不符合题意； 故选C。 【针对练习3】（25-26高一下·广东茂名·期中）向绝热恒容密闭容器中通入和发生反应：。下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是 A．的质量保持不变 B．的含量保持不变 C．正反应和逆反应速率相等 D．的物质的量之比为 【答案】D 【详解】A．的质量保持不变，说明的消耗速率等于生成速率，反应达到平衡状态，A不符合题意； B．的含量保持不变，符合平衡体系各组分含量不变的特征，说明反应达到平衡状态，B不符合题意； C．正反应和逆反应速率相等是化学平衡的本质特征，说明反应达到平衡状态，C不符合题意； D．、的物质的量之比为，与初始投料和反应进度有关，若初始投料比为，反应过程中二者始终按消耗，任意时刻物质的量之比均为，无法说明反应达到平衡状态，D符合题意； 故选D。 命题点2：化学平衡常数的理解与计算 【针对练习4】（24-25高二上·河北邯郸·期末）已知：某温度下，反应的平衡常数。在恒容密闭容器中充入的、的和的，则此时 A．反应正向进行 B．反应逆向进行 C．反应处于平衡状态 D．无法判断反应的进行方向 【答案】B 【详解】由题中数据计算可知，反应体系的浓度商，因此，反应逆向进行，故选B。 【针对练习5】（25-26高三上·江西景德镇·期末）工业上制备水煤气的反应为C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)，将足量的C(s)与1mol H2O(g)加入1L恒容密闭容器中，分别在不同温度下发生反应，达到平衡时与温度的变化关系如图所示。下列有关说法正确的是 A．该反应的平衡常数表达式为 B．该反应的ΔH<0 C．260℃时该反应的平衡常数为0.5 D．若改为恒压条件下进行反应，则与恒容条件相比，平衡时H2O(g)的转化率会减小 【答案】C 【详解】A．平衡常数表达式中固体物质浓度视为常数，不纳入表达式，为固体，正确表达式为，A错误； B．由图可知升高温度时的平衡转化率增大，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应，，B错误； C．260℃时平衡转化率为50%，容器体积为1 L，初始为1 mol，列三段式为：，则平衡时，，代入得，C正确； D．该反应为气体分子数增大的反应，恒压条件下反应正向进行时容器体积膨胀，相当于减小压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，D错误； 故选C。 【针对练习6】（25-26高二上·山东临沂·阶段检测）利用甲烷可消除NO2污染，反应方程式为：2NO2(g)+CH4(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)。在1 L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2，测得随时间变化的有关实验数据如下表。 组 别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 n/mol ① T1 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② T2 0.50 0.30 0.18 0.15 下列说法正确的是 A．T1温度下该反应的平衡常数为6.4 B．0～10min内，CH4的降解速率①>② C．40 min时，表格中T2对应的数值大于0.15 D．由实验数据可知该反应ΔH>0 【答案】A 【详解】A．温度下，40 min时反应达到平衡，列三段式： 得平衡时各物质浓度：，，，，，代入平衡常数公式得，A正确； B．0～10 min内，①中降解速率为，②中为，降解速率②＞①，B错误； C．相同时间内②消耗的更多，说明，温度下反应速率更快，因此40 min时反应已平衡，对应数值等于0.15，C错误； D．温度升高，平衡时的物质的量增大，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，，D错误； 故选A。 命题点3：压强平衡常数的计算 【针对练习7】（24-25高二上·四川泸州·期末）在绝热恒容密闭容器中，发生储氢反应：。随着反应进行，测得气压、温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 A．时反应达到平衡状态 B．曲线II表示气压的变化 C．升高温度反应的平衡常数减小 D．平衡条件下，反应的压强平衡常数为 【答案】B 【详解】A．时容器内温度、气压均不再发生变化，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A正确； B． 反应消耗气体，气体分子数减少，会使体系气压降低；且该反应，为放热反应，绝热容器中随反应进行温度逐渐升高，因此曲线II表示温度变化，曲线I表示气压变化，B错误； C．正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，反应的平衡常数减小，C正确； D．平衡时的压强为，固体不列入平衡常数表达式，故，D正确； 故选B。 【针对练习8】（24-25高三上·山西吕梁·阶段检测）分解反应：在无催化剂及催化下，恒容密闭容器中只充入，在反应器中不同温度下反应，每间隔相同时间测定一次的转化率，其转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A．平衡常数： B．由图可知，1100℃时催化活性最好 C．催化剂使得正反应的活化能小于逆反应的活化能 D．若A点时气体总压强为p，则分压平衡常数(用分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数) 【答案】D 【分析】由平衡曲线可知，温度升高的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应。 【详解】A．温度越高平衡常数越大，B点温度高于A点，故，A错误； B．1100℃时，在催化下的转化率与无催化剂几乎重合，比平衡时转化率小，说明此时催化活性极低，几乎失去催化作用，B错误； C．该反应为吸热反应，，又因为，所以正反应活化能始终大于逆反应活化能，且催化剂无法改变正反应与逆反应活化能的大小关系，C错误； D．A点转化率为，设起始充入2 mol ，列三段式得： 总物质的量为2.5 mol，代入分压平衡常数表达式计算得：，D正确； 故答案为D。 【针对练习9】（24-25高二上·辽宁锦州·期末）利用工业废气中的CO2制取甲醇(CH3OH)是促进低碳社会构建的重要方法。 回答下列问题： (1)已知H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ/mol，726.5kJ/mol，则CO2(g)与H2(g)反应生成液态甲醇和液态水的热化学方程式为__________________。 (2)纳米颗粒技术在非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面；图中*H已省略)。 ①反应容易得到的副产物有CO和CH2O，其中相对较多的副产物为______。 ②要使上述合成甲醇的反应速率加快，主要降低下列变化中______(填标号)的能量变化。 A．*CO+*OH→*CO+*H2O    B．*CO+*H2O→*CO C．*OCH2→*OCH3        D．*OCH3→*CH3OH (3)一定条件下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，在甲、乙不同催化剂作用下发生反应：，反应至相同时间时，测得甲醇的物质的量分数随温度变化如图所示： ①下列能说明该反应达到平衡状态的是______(填标号)。 A． B．容器内压强不再变化 C．混合气体的平均摩尔质量不再变化 D．单位时间内断开1mol C=O键，同时生成3mol H—H键 ②相同温度下催化剂效果更好的催化剂是______(填“甲”或“乙”)。 ③甲醇的物质的量分数在a～c点间随温度升高而增大的原因是__________________(不考虑催化剂活性)。 ④T5温度下，该反应的平衡常数Kx=______(保留到小数点后一位；Kx是用平衡时各物质的物质的量分数代替平衡浓度表示的平衡常数)。 【答案】(1) (2) CO或一氧化碳 A (3) BC 甲 a～c点未达平衡，温度升高反应速率加快，相同时间内生成甲醇增多(解释合理可酌情给分) 33.3 【详解】（1）根据燃烧热定义写出两个热化学方程式：①，② ，根据盖斯定律，将①×3-②，即可得到目标反应，计算得；热化学方程式为； （2）①副产物生成的能垒分别为：生成CO的能垒为，生成的能垒为；能垒越低化学反应速率越快，反应越容易进行，因此相对较多的副产物是； ②总反应的速率由反应历程中能垒（活化能）最大的慢步骤决定，降低能垒最高的步骤的能量变化可以最大程度加快合成甲醇的总反应速率： A.的能垒为1.36 eV； B.的能垒为0.28 eV； C.的能垒为0.58 eV； D.的能垒为1.12 eV； 故选A。 （3）①A.反应从正方向开始，生成的和始终按1:1生成，浓度相等不能说明体系达到平衡，A不符合题意； B.该反应是气体分子总数减小的反应，恒容条件下压强不再变化时，说明各物质的量不再改变，反应达到平衡，B符合题意； C.混合气体总质量不变，反应前后气体总物质的量变化，平均摩尔质量不再变化说明气体总物质的量不变，反应达到平衡，C符合题意； D.1个分子含2个键，断开1 mol键代表消耗0.5 mol，生成3 mol键代表生成3 mol，正逆反应速率不相等，未达平衡，D不符合题意； 故选BC。 ②相同温度下，使用催化剂甲时甲醇的物质的量分数更高，说明甲的催化活性更好，反应速率更快，催化效果更优； ③c点是该条件下的平衡点，区间反应还未达到平衡状态，温度是影响反应程度的主导因素，升温加快反应速率，相同时间内生成甲醇增多； ④下甲醇的物质的量分数为30%，设平衡时的物质的量为，列三段式：，则 平衡时总物质的量为，甲醇的物质的量分数为，解得。平衡时各物质的量：，，，总物质的量为。 各物质的物质的量分数：，，。 代入。 命题点4：化学平衡移动的影响因素分析 【针对练习10】（24-25高二上·山东淄博·期末）为探究化学平衡移动，取适量固体进行实验。已知反应：(蓝色)(黄色)。下列说法错误的是 A．加少量水，溶液中同时存在和，溶液为绿色 B．加大量水，平衡逆向移动，溶液变为蓝色 C．对绿色溶液进行加热，溶液变为黄色，则 D．若向溶液中加NaCl固体，溶液可由蓝色变为绿色 【答案】C 【详解】A．加少量水时，平衡发生移动但体系中同时存在蓝色的和黄色的，两者混合呈现绿色，A正确； B．该反应左边离子总系数为5，右边为1（纯水不计入浓度商），加大量水稀释时，平衡向离子数目增多的逆向移动，浓度占主导，溶液变为蓝色，B正确； C．加热绿色溶液变为黄色，说明平衡正向移动，根据勒夏特列原理，升高温度平衡向吸热方向移动，因此正反应吸热，，并非，C错误； D．溶液中存在大量蓝色的，加入固体时浓度增大，平衡正向移动，生成黄色的，两者混合使溶液变为绿色，D正确； 故选C。 【针对练习11】（24-25高三上·江西赣州·期末）羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。向1 L真空刚性容器中充入1 mol CO和1 mol ，发生反应，达到平衡时，测得 mol/L，下列说法错误的是 A．再充入0.6 mol CO和0.6 mol COS，此时 B．再充入1 mol CO和1 mol ，平衡时， mol/L C．再充入1 mol CO，正反应速率逐渐增大 D．若温度升高，的转化率减小，则上述反应 【答案】C 【分析】该反应为反应前后气体分子数不变的可逆反应，容器体积为1L，初始充入1 mol CO和1 mol H2S，平衡时，可得平衡时，，，计算平衡常数。反应前后气体分子数相等，恒温恒容下按反应物初始投料比等比例投料时，平衡不移动，各物质转化率不变。 【详解】A．再充入0.6 mol CO和0.6 mol COS，此时，，，，计算浓度商，Q<K，平衡正向移动，，A正确； B．再充入1 mol CO和1 mol H2S，相当于初始投料为2 mol CO和2 mol H2S，反应前后气体分子数不变，恒温恒容下该投料与初始投料为等比例投料，属于等效平衡，H2的浓度为原平衡的2倍，即，B正确； C．再充入1 mol CO，瞬间正反应速率因CO浓度增大而增大，之后随反应进行，反应物浓度逐渐降低，正反应速率逐渐减小直至达到新平衡，并非逐渐增大，C错误； D．温度升高，H2S的转化率减小，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，，D正确； 故选C。 【针对练习12】（24-25高二上·浙江绍兴·期末）在一定容积的恒容密闭容器中，一定量的NO与足量的C发生反应：  ，在投料比不变时，测得平衡时与温度T的关系如图所示，下列说法正确的是 A．由图可知，Q>0 B．温度为T2时，若反应体系处于状态D，则此时 C．其他条件不变，容器内压强不再改变时，反应达到平衡状态 D．若状态B、C、D下体系的压强分别为、、，则 【答案】B 【详解】A．温度升高，平衡时的浓度增大，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，即，A错误； B．温度为时，平衡状态对应浓度为点浓度，点浓度高于平衡浓度，反应正向进行，故，B正确； C．该反应前后气体总物质的量不变，恒容条件下压强始终不变，压强不变无法说明反应达到平衡，C错误； D．反应体系中气体总物质的量始终不变，恒容下压强与温度成正比，温度，故，D错误； 故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3讲 化学平衡常数及化学平衡的移动 考点1： 化学平衡状态 1.可逆反应 概念 在相同条件下，既能向 方向进行，同时又能向 方向进行的反应 三特征 双向性 可逆反应分为方向相反的两个反应方向： 反应方向和 反应方向 双同性 正、逆反应是在 条件下， 进行 共存性 反应物与生成物 (反应物的转化率 100%) 2.化学平衡状态 （1）概念 一定条件下的可逆反应中，当正反应和逆反应速率 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的状态。 （2）化学平衡的建立 化学平衡 状态的建立 条件 ①可逆反应；②封闭体系中；③一定的反应条件(温度、压强等) 途径 ①可加入反应物，从正反应开始；②可加入生成物，从逆反应开始；③也可同时加入反应物和生成物，从正、逆向同时开始 （3）平衡特点 特点 化学平衡 逆(研究对象) 适用于 反应 动(动态特征) 建立平衡后，正、逆反应仍在进行，属于 平衡，可用 法证明 等(平衡实质) v(正) v(逆) 0(正、逆反应速率相等，但不等于零) 定(平衡结果) 达平衡后，反应混合物中各组分的 或 不变(不可理解为相等) 变(平衡移动) 条件改变，平衡状态可能改变，最终在新条件下建立新的平衡状态 3.化学平衡状态的标志 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”：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其“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 ；若a+b=c+d，为定量，其不变则 。 II.各物质均为气体，若恒容状态下，ρ为定量，其不变则 。 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 ；a+b=c+d，ρ为定量，其不变则 。 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 。 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 ；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 。 几种特殊反应的平衡依据 （1）等体反应型：3A（g）2B（g）+C（g） ①恒温恒压：混合气体的体积不变， 达到平衡状态 ②恒温恒容：混合气体的压强不变， 达到平衡状态 （2）固液参与型：2A（g）2B（g）+C（s） ①混合气体的密度不变， 达到平衡状态（恒T、V） ②混合气体的平均摩尔质量不变， 达到平衡状态 （3）固液分解型：2A（s）2B（g）+C（g） ①混合气体的密度不变， 达到平衡状态（恒T、V） ②混合气体的平均摩尔质量不变， 达到平衡状态 ③某种气体组分的物质的量分数不变， 达到平衡状态 4.以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)反应判断以下标志是否平衡 化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 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 正、逆反应速率之间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 气体的密度 密度一定 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变 【典例1】（25-26高二上·天津·期末）在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应：。下列不能说明反应达到平衡状态的是 A．各物质的浓度不再变化 B．混合物的密度不再变化 C．的体积分数不再变化 D．气体的压强不再变化 【典例2】（25-26高一下·山东临沂·期中）下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是 A．，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 B．，恒温、恒容下，反应体系中混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变 D．，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 【典例3】（多选）（25-26高二上·山东济南·阶段检测）在一定温度下的恒容密闭真空容器中，使一定量纯净的NH2COONH4发生反应(固体试样体积忽略不计)：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是 A．混合气体的密度不再改变 B．CO2的体积分数不再改变 C．混合气体的平均相对分子质量不再改变 D．v正(NH3)=2v逆(CO2) 考点2：化学平衡常数及其应用 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 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＝ 。 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 。 3.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 。 4.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 化学平衡常数 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。 5.速率常数和平衡常数的关系 基元反应 a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) 速率方程 ①抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 v正＝k正·ca（A）·cb（B）、v逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 vA正＝k正·ca（A）·cb（B）、vC逆＝k逆·cc（C）·cd（D） 速率常数和平衡常数的关系 ①抽象化：平衡条件 ， ②具体化：平衡条件＝， ＝×＝ 升温对k正、k逆的影响 ①放热反应：K值 ；k正值 ，k逆值 ， 变化更大 ②吸热反应：K值 ；k正值 ，k逆值 ， 变化更大 6.平衡常数意义及应用 （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）判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Q＝。 Q＜K，反应向 反应方向进行； Q＝K，反应处于 状态； Q＞K，反应向 反应方向进行。 （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。 【典例4】（26-27高二上·河南开封·阶段检测）将转化为甲醇的原理为  。时，在容积为的恒容密闭容器中充入、，测得浓度与浓度随时间的变化关系如图所示。下列结论错误的是 A．时，该反应的平衡常数 B．曲线X也可以表示的浓度变化 C．平衡时的转化率为75% D．从反应开始到时，的平均反应速率为 【典例5】（25-26高二上·北京·期末）已知：  ，温度时的平衡常数，在①、②、③三个相同体积的恒容密闭容器中投料，反应温度和起始浓度如表所示。 容器编号 温度 起始浓度/ CO ① 0.1 0.1 0 0 ② 0.2 0.1 0 0 ③ 0.04 0.02 0.03 0.06 其中①在5 min时达到平衡。下列判断正确的是 A．①中可根据容器内的压强不再变化判断已经达到了平衡状态 B．①中0～5 min的平均反应速率 C．的平衡转化率：②>① D．若容器③中反应向正反应方向进行，则 【典例6】（24-25高二下·云南楚雄·期中）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： 物质 X Y Z 初始浓度/(mol/L) 0.1 0.2 0.0 平衡浓度/(mol/L) 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是 A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．该反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为1 600 C．增大压强，平衡常数增大 D．当X的百分含量保持不变时说明反应达到了平衡状态 考点3：化学平衡常数及压强平衡常数的计算方法 1.化学平衡常数的有关计算 “三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 如可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V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)模式 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)＝ 对于生成物：n(平)＝ 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)＝ 。 ⑤平衡时和开始时的压强比：＝ 。 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＝ 。 (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。 2.压强平衡常数（Kp） （1）分压 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。 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） 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 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。 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： 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。 【典例7】若将和通入体积为的密闭容器中，分别在和温度下进行反应，下图曲线分别只表示的浓度(或的物质的量)随时间的变化(、分别代表某一种反应物或生成物)。下列说法正确的是 A．表示的物质是 B．温度下，该反应的平衡常数为 C．温度下，反应速率 D．温度下，反应达到平衡时容器内气体压强比低 【典例8】（24-25高二上·湖北咸宁·期末）在一固定容积的密闭容器中，充入和发生如下化学反应：，其化学平衡常数与温度的关系如下表： T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 关于该反应的说法不正确的是 A．当键断裂的同时有键断裂，则反应达到了平衡状态 B．在反应达到平衡时，气体的转化率约为 C．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前： D．在，当时，该反应向逆反应方向进行 【典例9】（25-26高二上·山西忻州·开学考试）在温度T1时，向一体积固定为2L的密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＜0，5min后反应达到平衡，CO2的转化率为20%。下列说法正确的是 A．前5min，平均反应速率v(H2)=0.06 mol·L−1·min−1 B．当v正(CO2)=3v逆(H2)时，说明反应已达到平衡状态 C．该温度下反应平衡常数的值为 D．若平衡后升温，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡左移 【典例10】（26-27高二上·重庆沙坪坝·开学考试）一定温度下，体积为的刚性密闭容器中发生工业烟气脱硝中的核心反应：，若与反应达到平衡时，的转化率为且体系总压为，下列说法正确的是 A．该温度下的压强平衡常数 B．在C足量的情况下，再充入一定量的，达到平衡，的百分含量保持不变 C．若温度升高，体系总压增大，则该反应的 D．达到平衡时，向体系中加入等物质的量的、和，平衡不发生移动 考点4：化学平衡的移动 1.化学平衡移动的过程 ①化学平衡的移动包括可逆反应旧化学平衡的破坏和新化学平衡的建立两个过程。 ②化学平衡移动的根本原因是 2.化学平衡移动方向的判断 (1)根据v正、v逆的关系 外界条件改变 若v正=v逆,平衡不移动 若v正＞v逆,平衡向 方向移动 若v正＜v逆,平衡向 方向移动 (2)根据浓度商Q与K的关系 外界条件改变 若Q＜K,平衡向 方向移动 若Q =K,平衡不移动 若Q＞K,平衡向 方向移动 ①改变温度瞬时，Q不变，K一定变化，则Q和K不再 。 ②改变浓度(或压强)瞬时，可能导致Q变化，但K保持不变，则Q和K 不再相等。 ③化学平衡移动时，反应速率 改变；但反应速率改变，化学平衡 移动，如使用催化剂。 ④不要把v正增大与平衡向正反应方向移动 ，只有v正 v逆时，平衡才向正反应方向移动。 3.影响化学平衡的外界因素 （1）若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向 方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向 方向移动 压强(对于有气体参加的可逆反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数 的方向移动 减小压强 向气体分子总数 的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡 移动 温度 升高温度 向 反应方向移动 降低温度 向 反应方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 （2）外界条件对化学平衡影响的图示分析 ①浓度对化学平衡的影响 图像 分析 a.当反应体系中存在固体或纯液体物质时，改变这些固体或纯液体的量，对化学平衡无影响。 b.其他条件不变时，增大反应物浓度，平衡 移动；减小反应物浓度，平衡 移动。 c.反应物有两种或两种以上时，增加一种反应物的浓度，可提高其他反应物的 。 d.同等程度地改变反应气体混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 ②压强对化学平衡的影响 图像 对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若m＋n>p＋q，则图像对应图1、图2；若m＋n＝p＋q，则图像对应图3、图4。 分析 a.其他条件不变时，对于反应前后气体总体积变化的可逆反应，增大压强(减小容器的容积)会使平衡向 的方向移动；减小压强(增大容器的容积)会使平衡向 的方向移动。 b.探究压强对化学平衡的影响时一般是探究有气体参与的化学反应。对于无气体参与的化学反应，改变压强，对化学平衡的移动 。 c.由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系中，由于H2(g)+I2(g)2HI(g)反应前后气体总体积不变，压强改变并不能使平衡发生移动，加压后颜色变深，是因为I2的浓度增大，不能用平衡移动原理来解释。 ③温度对化学平衡的影响 图像 以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0为例 分析 a.在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向 反应方向移动；降低温度，化学平衡向 反应方向移动。 b.升高温度，不管是吸热还是放热方向，反应速率均 ，但吸热方向速率增大的倍数 放热方向速率增大的倍数，使v(吸热)>v(放热)，故平衡向吸热方向移动。 c.只要是升高温度，新平衡状态的速率值一定 原平衡状态的速率值；反之则小。 ④催化剂对化学平衡的影响 图像 以N2＋3H22NH3为例 分析 催化剂对化学平衡移动 4.充入惰性气体与平衡移动的关系 对于一个可逆反应，达到平衡状态后再通入“惰性气体”(即不参加反应的无关气体)。 恒温恒容 恒温恒压 【典例11】（24-25高二上·广东汕头·期末）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。下列反应是日前大规模制取氢气的方法之一。，关于该反应下列说法错误的是 A．的质量分数不变时，反应达到了平衡状态 B．增大和的投料比，可以提高的转化率 C．降温，平衡正向移动，所以生产过程中温度越低越好 D．投入可以提高氢气的体积分数 【典例12】（24-25高二上·四川达州·期末）在密闭容器中加入足量镍粉和，在不同温度下发生反应：，测得与温度、时间的关系如图所示，设下平衡时体系的总压为为用平衡分压代替平衡浓度计算的压强平衡常数)。下列说法正确的是 A． B．增大的量，可提高的转化率 C．下达平衡时， D．达平衡时升温，平衡逆向移动，减小，增大 【典例13】（24-25高二上·新疆昌吉·期末）利用教材实验完成影响化学平衡的因素探究。下列有关实验反应、操作及现象及实验结论，不正确的是 选项 实验反应 操作及现象 实验结论 A (蓝绿色)(黄绿色) 将盛有热溶液的试管置于冷水浴中，试管中溶液由蓝绿色变为黄绿色 在其他条件不变时，降低温度，平衡向放热反应方向移动 B (橙色)(黄色) 向溶液中加入少量浓溶液，溶液变为黄色 在其他条件不变时，减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动 C 向溶液中加少量铁粉，溶液红色变浅 其他条件不变时，减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动 D 将装有与混合气体的针管活塞外拉，针管内气体颜色先变浅又逐渐变深 有气体参与的可逆反应，在其他条件不变时，减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动 【典例14】（24-25高二上·浙江·期末）硫酸是重要的化工原料，工业制硫酸关键的一步为：。向一恒温恒容密闭容器中充入和发生反应，时达到平衡状态I；在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．时反应向正方向进行 B．容器内气体的平均相对分子质量不变，不能表明反应达到平衡 C．平衡常数 D．平衡时的体积分数： 命题点1：化学平衡状态的特征与判定 【针对练习1】在恒容绝热的密闭容器中，发生可逆反应下列情况不能说明该反应达到平衡状态的是 A．容器内的压强不再改变 B．混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．容器内的温度不再变化 【针对练习2】（24-25高二上·山西晋中·期末）在恒温恒容密闭容器中发生可逆反应：，下列表述不能说明该反应达到平衡状态的是 A． B．混合气体的颜色不再发生改变 C．混合气体的密度不再发生改变 D．单位时间内断裂1 mol H-H键，同时断裂2 mol H-I键 【针对练习3】（25-26高一下·广东茂名·期中）向绝热恒容密闭容器中通入和发生反应：。下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是 A．的质量保持不变 B．的含量保持不变 C．正反应和逆反应速率相等 D．的物质的量之比为 命题点2：化学平衡常数的理解与计算 【针对练习4】（24-25高二上·河北邯郸·期末）已知：某温度下，反应的平衡常数。在恒容密闭容器中充入的、的和的，则此时 A．反应正向进行 B．反应逆向进行 C．反应处于平衡状态 D．无法判断反应的进行方向 【针对练习5】（25-26高三上·江西景德镇·期末）工业上制备水煤气的反应为C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)，将足量的C(s)与1mol H2O(g)加入1L恒容密闭容器中，分别在不同温度下发生反应，达到平衡时与温度的变化关系如图所示。下列有关说法正确的是 A．该反应的平衡常数表达式为 B．该反应的ΔH<0 C．260℃时该反应的平衡常数为0.5 D．若改为恒压条件下进行反应，则与恒容条件相比，平衡时H2O(g)的转化率会减小 【针对练习6】（25-26高二上·山东临沂·阶段检测）利用甲烷可消除NO2污染，反应方程式为：2NO2(g)+CH4(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)。在1 L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2，测得随时间变化的有关实验数据如下表。 组 别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 n/mol ① T1 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② T2 0.50 0.30 0.18 0.15 下列说法正确的是 A．T1温度下该反应的平衡常数为6.4 B．0～10min内，CH4的降解速率①>② C．40 min时，表格中T2对应的数值大于0.15 D．由实验数据可知该反应ΔH>0 命题点3：压强平衡常数的计算 【针对练习7】（24-25高二上·四川泸州·期末）在绝热恒容密闭容器中，发生储氢反应：。随着反应进行，测得气压、温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 A．时反应达到平衡状态 B．曲线II表示气压的变化 C．升高温度反应的平衡常数减小 D．平衡条件下，反应的压强平衡常数为 【针对练习8】（24-25高三上·山西吕梁·阶段检测）分解反应：在无催化剂及催化下，恒容密闭容器中只充入，在反应器中不同温度下反应，每间隔相同时间测定一次的转化率，其转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A．平衡常数： B．由图可知，1100℃时催化活性最好 C．催化剂使得正反应的活化能小于逆反应的活化能 D．若A点时气体总压强为p，则分压平衡常数(用分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数) 【针对练习9】（24-25高二上·辽宁锦州·期末）利用工业废气中的CO2制取甲醇(CH3OH)是促进低碳社会构建的重要方法。 回答下列问题： (1)已知H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ/mol，726.5kJ/mol，则CO2(g)与H2(g)反应生成液态甲醇和液态水的热化学方程式为__________________。 (2)纳米颗粒技术在非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面；图中*H已省略)。 ①反应容易得到的副产物有CO和CH2O，其中相对较多的副产物为______。 ②要使上述合成甲醇的反应速率加快，主要降低下列变化中______(填标号)的能量变化。 A．*CO+*OH→*CO+*H2O    B．*CO+*H2O→*CO C．*OCH2→*OCH3        D．*OCH3→*CH3OH (3)一定条件下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，在甲、乙不同催化剂作用下发生反应：，反应至相同时间时，测得甲醇的物质的量分数随温度变化如图所示： ①下列能说明该反应达到平衡状态的是______(填标号)。 A． B．容器内压强不再变化 C．混合气体的平均摩尔质量不再变化 D．单位时间内断开1mol C=O键，同时生成3mol H—H键 ②相同温度下催化剂效果更好的催化剂是______(填“甲”或“乙”)。 ③甲醇的物质的量分数在a～c点间随温度升高而增大的原因是__________________(不考虑催化剂活性)。 ④T5温度下，该反应的平衡常数Kx=______(保留到小数点后一位；Kx是用平衡时各物质的物质的量分数代替平衡浓度表示的平衡常数)。 命题点4：化学平衡移动的影响因素分析 【针对练习10】（24-25高二上·山东淄博·期末）为探究化学平衡移动，取适量固体进行实验。已知反应：(蓝色)(黄色)。下列说法错误的是 A．加少量水，溶液中同时存在和，溶液为绿色 B．加大量水，平衡逆向移动，溶液变为蓝色 C．对绿色溶液进行加热，溶液变为黄色，则 D．若向溶液中加NaCl固体，溶液可由蓝色变为绿色 【针对练习11】（24-25高三上·江西赣州·期末）羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。向1 L真空刚性容器中充入1 mol CO和1 mol ，发生反应，达到平衡时，测得 mol/L，下列说法错误的是 A．再充入0.6 mol CO和0.6 mol COS，此时 B．再充入1 mol CO和1 mol ，平衡时， mol/L C．再充入1 mol CO，正反应速率逐渐增大 D．若温度升高，的转化率减小，则上述反应 【针对练习12】（24-25高二上·浙江绍兴·期末）在一定容积的恒容密闭容器中，一定量的NO与足量的C发生反应：  ，在投料比不变时，测得平衡时与温度T的关系如图所示，下列说法正确的是 A．由图可知，Q>0 B．温度为T2时，若反应体系处于状态D，则此时 C．其他条件不变，容器内压强不再改变时，反应达到平衡状态 D．若状态B、C、D下体系的压强分别为、、，则 学科网（北京）股份有限公司 $