第31讲 化学平衡与化学平衡常数-（1）化学平衡和平衡常数的计算 课件 -2027届高三化学一轮复习

最适合真实课堂教学的课件！ 简洁、启智！ 1.7.2013 ‹#› 化学平衡状态与平衡常数 一、可逆反应 可逆反应与化学平衡状态 【例】 N2 + 3H2 2NH3 定义：在 条件下，既能向 方向进行，同时又能向 方向进行的反应。 同一 正反应 逆反应 正向反应 逆向反应 3 一、可逆反应 可逆反应与化学平衡状态 2. 特点：“两同，一不能” 两同：同一条件，同时进行 一不能： 反应物不能完全转化为生成物，反应物和生成物同时存在，任一反应物的转化率小于100% 定义：在 条件下，既能向 方向进行，同时又能向 方向进行的反应。 同一 正反应 逆反应 【测】下列属于可逆反应的是 。 A．氯化钠溶解与结晶析出 B．氯气溶于水发生的反应 C．电解水生成H2、O2与H2在O2中燃烧生成H2O D．反应物和生成物相反的反应 E．SO2被氧气氧化成SO3 F．H2和I2在高温下反应 GPb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O BEF 可逆反应与化学平衡状态 化学平衡状态是指在一定条件下的 反应中，当 反应速率和 反应速率相等时，反应混合物中各组分的 保持不变的状态。 二、化学平衡状态 1. 概念 可逆反应与化学平衡状态 正 逆 浓度 可逆反应 v正= v逆 ≠0 反应混合物中各组分的浓度保持不变 注意:不是相等 【注意】 化学平衡状态应用的前提条件是 。 化学平衡的内在本质是 。 化学平衡的外在标志是 。 可逆 6 ①当反应开始瞬间 c(N2) 、c(H2) ，v正 。 c(NH3) = ，v逆= 。 ②随着反应的进行， 最大 0 0 反应速率 时间 0 ③假设反应进行到t1时，v正=v逆， t1后，正、逆反应都在进行，v正=v逆 ≠ 0 增大 减小 减小 增大 则此时， c(N2) 、 c(H2)、 c(NH3)都不再改变 化学平衡状态 2.化学平衡的建立 【例】在1L恒容密闭容器加入中加入a mol N2和b mol H2开始反应。 最大 c(N2) 、c(H2) ，v正 。 c(NH3) = ，v逆= 。 N2 + 3H2 2NH3 7 3.化学平衡状态的特征 (3)动： (2)等: (4)定： (5)变： (1)逆： 研究对象是可逆反应 动态平衡, v正= v逆 ≠0 v正 = v逆 反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的含量保持不变。 条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。 （1）直接标志： （2）间接标志： “变量”不变即平衡 各气体的体积、体系的密度、平均相对分子质量r 、温度、颜色、压强等不随时间改变而改变 ①v(正) = v(逆) ②各组分的浓度(百分含量、质量、物质的量等)不随时间改变而改变。 4.判断是否达到平衡状态的标志 正确理解v(正) = v(逆) 对于同种物质，v(正)=v(逆)，即消耗速率等于生成速率等。 对于不同的两种物质，则一正一逆，速率之比等于化学计量数之比； AD 【例１】 在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（　　） A. C的生成速率与C的分解速率相等 B. 单位时间生成n molA,同时生成3n molB C. 单位时间生成B的速率，与生成C的速率相等 D. 单位时间生成n molA，同时生成2n molC 10 对C不理解，数值 【例2】下列各关系中能说明反应N2＋3H2 2NH3已达到平衡状态的是（ ） A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3) C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2) C 正确理解v(正) = v(逆) 对于同种物质，v(正)=v(逆)，即消耗速率等于生成速率等。 对于不同的两种物质，则一正一逆，速率之比等于化学计量数之比； 【例3】下列说法中可以充分说明反应: P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒温下已达平衡状态的是（　　　） A. P、Q、R、S的浓度不再变化 B. P、Q、R、S的分子数比为1:1:1:1 C. 反应容器内P、Q、R、S共存 反应容器内总物质的量不随时间而变化 P、S的浓度相等 A 正确理解“反应混合物中各组分的浓度保持不变” 12 学生对于D不理解 【例4】在一定温度下的恒容容器中，判断下列说法能否说明反应: A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态(其中只有B气体有颜色) 。 （1）混合气体的压强不变 （2）混合气体的密度不变 （3）气体的平均相对分子质量 （4）气体的颜色不变 （5）A的浓度保持不变 不能，压强不是变量 正确理解：“变量”不变即平衡 能 能 能 不能 【例5】将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的恒容真空密闭容器中(固体试样体积忽略不计), 在恒定温度下，使其达到分解平衡NH2COONH4(s) 2NH3(g) +CO2(g)。下列可以判断反应已达化学平衡状态的是 ( ) A.混合气体中氨气的体积分数不变 B.密闭容器中总压强不变 C.2 v(CO2)= v(NH3) D.混合气体的平均摩尔质量不变 E.密闭容器中混合气体的密度不变 B E 正确理解：“变量”不变即平衡  恒容绝热容器中 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ①气体的总物质的量不变   ②气体的总质量不变   ③气体的总压强不变   ④气体的密度不变   ⑤气体的平均相对分子质量不变   ⑥混合气体的颜色不变   ⑦体系的温度不变   √ 判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡。 × √ × √ × √ 15  恒容绝热容器中 H2(g) + I2(g) 2HI(g) ①气体的总物质的量不变   ②气体的总质量不变   ③气体的总压强不变   ④气体的密度不变   ⑤气体的平均相对分子质量不变   ⑥混合气体的颜色不变   ⑦体系的温度不变   判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡。 × × √ × × √ √  恒容绝热容器中 H2(g) + I2(s) 2HI(g) ①气体的总物质的量不变   ②气体的总质量不变   ③气体的总压强不变   ④气体的密度不变   ⑤气体的平均相对分子质量不变   ⑥混合气体的颜色不变   ⑦体系的温度不变   判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡。 √ √ √ √ √ √ × 1.Pb+PbO2+2H2SO4　　　2PbSO4+2H2O为可逆反应(　　) 2.化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等(　　) 3.化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等 4.一定条件下反应N2+3H2　　2NH3达到平衡时，3v正(H2)=2v逆(NH3) 5.恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)+O2(g)　　2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态 (　　) × √ × × × 【判断正误】 【测2】下列方法中可以证明2HI(g) H2(g)+I2(g)已达到平衡状态的是 (填序号)。  ①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI ②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂 ③HI的体积分数与I2(g)的体积分数相等 ④反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI) ⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1 ⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化 ⑦温度和体积一定时容器内压强不再变化 ⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化 ⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化 ⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 ②⑥⑨ 【测1】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2SO2(g)+O2(g)　　2SO3(g)达到平衡状态的是 。　 　 (2)能说明I2(g)+H2(g)　　2HI(g)达到平衡状态的是　　 　　。  (3)能说明C(s)+CO2(g)　　2CO(g)达到平衡状态的是　 　　。  (4)能说明NH2COONH4(s)　　2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是　 。  (5)能说明5CO(g)+I2O5(s)　　5CO2(g)+I2(s)达到平衡状态的是　　 　。  ①③④⑦ ⑤⑦ ①②③④⑦ ①②③ ②④⑦ A．Z为0.3 mol·L－1 B．Y2为0.4 mol·L－1 C．X2为0.2 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1 A [解析]　当Z完全转化为X2、Y2时，X2、Y2分别为0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1；当0.1 mol·L－1 X2完全转化为Z时，Y2为0.2 mol·L－1，Z为0.4 mol·L－1，则0<X2<0.2 mol·L－1,0.2 mol·L－1<Y2<0.4 mol·L－1,0<Z<0.4 mol·L－1，A选项符合题意。 极值法确定浓度范围的方法 A．SO2为0.4 mol·L－1、O2为0.2 mol·L－1 B．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1 C．SO3为0.25 mol·L－1 D．SO3为0.4 mol·L－1 C 极值法确定浓度范围的方法 A．①②③ B．②④⑦ C．①⑥⑦ D．①②⑦ [解析]　①该反应为气体体积增大的反应，压强为变量，当混合气体的压强不再变化时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故①正确；②A为固体，混合气体的密度为变量，当混合气体的密度不再变化时，表明达到平衡状态，故②正确；③该反应为气体体积增大的反应，混合气体的总物质的量为变量，当混合气体的总物质的量不变时，说明达到平衡状态，故③正确；④该反应中只有NH3、CO2为气体，且二者物质的量之比始终为2∶1，则混合气体的平均相对分子质量为定值，不能据此判断平衡状态，故④错误；⑤NH3、CO2均为无色气体，不能根 据混合气体的颜色判断平衡状态，故⑤错误；⑥该反应中各反应物或生成物的浓度之比始终等于化学计量数之比，无法判断是否达到平衡状态，故⑥错误；⑦该反应中只有NH3、CO2为气体，且二者物质的量之比始终为2∶1，则气体NH3、CO2的百分含量始终不变，不能据此判断平衡状态，故⑦错误。 A A．c1∶c2＝3∶1 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L－1 D [解析]　平衡浓度之比为1∶3，转化浓度之比亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，X、Y的转化率相同，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0<c1<0.14 mol·L－1，D正确。 化 学 平 衡 常 数 化学平衡常数 1.定义： 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时， 浓度 之积与 浓度 之积的比值叫化学平衡常数简称平衡常数，符号是K。 生成物平衡 系数幂 反应物平衡 系数幂 mA(g) + nB(g) ⇌ pC(g) + qD(g) 化学平衡常数： K= 2.表达式： cp(C)·cq(D) cm(A)·cn(B) 注意： c为气体（或溶液中的离子）平衡浓度 在某温度下，反应A(g) + 3B(g)  ⇌ 2C(g)，平衡时各物质的浓度分别为c(A) = 2mol/L、 c(B) = 2mol/L 、 c(C) = 1mol/L 。计算该反应的平衡常数。 0.0625 化学平衡常数 化学平衡常数： K= cp(C)·cq(D) cm(A)·cn(B) 注意：1.c为平衡浓度 2.固体和纯液体的浓度视为常数“1”，不计入化学平衡常数表达式中 【例】写出下列反应的平衡常数表达式： (1)CaCO3(s)　　CaO(s)+CO2(g)　K=　 　　　。 (2)Cr2(aq)+H2O(l)　　2Cr(aq)+2H+(aq)　K= 。 c(CO2) 27 （3）C(s)+H2O(g) ⇌ CO(g) +H2(g) K= c(CO) c (H2O) ·c(H2) （4）C6H6(l)＋3H2(g) ⇌ C6H12(l) K= c3(H2) 1 （1）N2＋3H2 ⇌ 2NH3 （2）2NH3⇌N2＋3H2 （3）N2＋H2 ⇌ NH3 写出下列反应的平衡常数表达式： K1与K2的关系是 。 互为倒数 同一个化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数 K1= K2 1 K1与K3的关系是： K1= 。 K3 2 方程式的系数扩大n倍，K变为Kn c2(NH3) c(N2)•c3(H2) c2(NH3) c(N2)•c3(H2) c(NH3) c1/2(N2)•c3/2(H2) K1＝ K2＝ K3＝ 化学平衡常数 3. 影响化学平衡常数的因素 K通常情况下只受　　　影响，与反应物或生成物的 变化、 变化、是否使用 无关。 温度 浓度 压强 催化剂 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： ⇌ ⇌ ⇌ K1 、K2 K3= （用 的代数式表示）。 K1 K2 化学方程式相加，K值 ；化学方程式相减，K值 。 写出下列反应的平衡常数表达式： K3 K2 K1 相乘 相除 【测】(2025·广东)已知在相同条件下， ①NO(g)＋O3(g) NO2(g)＋O2(g)　K1； ②NO(g)＋ O2(g) NO2(g)　K2； ③ 3NO(g)＋O3(g) 3NO2(g)　K3。 则K1、K2、K3的关系是K3＝ 。 K1·K 2 2 1 反应 编号 反应 平衡 常数 反应热 ① A(g) ⇌ B(g)＋C(g) K1 ΔH1 ② B(g)＋C(g) ⇌D(g) K2 ΔH2 ③ A(g) ⇌ D(g) K3 ΔH3 【练】对于下列反应，其反应过程的能量变化示意图如下： 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 B B． C．增大 或减小 D．改变反应的温度，平衡常数不一定发生变化 ⇌ 【练】对于反应 的下列说法中正确的是（ ） A． 会使该反应平衡常数减小 B 【练】研究发现，液态苯是优质储氢材料：C6H6(l)＋3H2(g) C6H12(l)。一定温度下，在密闭容器中充入一定量液态苯(足量)和适量氢气，经反应达到平衡后，测得c(H2)＝2 mol/L。保持温度不变，将体积压缩至原来的一半，达到新平衡时c(H2)为（ ） A.1 mol·L－1 B.2 mol·L－1 C.3 mol·L－1 D.4 mol·L－1 B 解析: 4. 平衡常数的意义及应用 化学平衡常数 K值越大，说明 反应进行的程度越大，平衡时反应物的转化率越 。 （1）判断可逆反应进行的程度 正 大 【测】(2022·浙江6月选考卷，29节选)主要成分为H2S的工业废气的回收利用有重要意义。 8×108 （2）判断反应是否达到平衡或进行的方向 4. 平衡常数的意义及应用 化学平衡常数 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。 正 平衡 逆 对于化学反应aA(g)+bB(g)　　cC(g)+dD(g)的任意时刻，浓度商 Q= 。 【例】高炉炼铁中发生的反应如下: FeO(s)+CO(g) ⇌Fe(s)+CO2(g) 已知1100℃，K=0.263，某时刻测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1 在这种情况下： (1)该反应是否处于平衡状态_____(填“是”或“否”)； (2)此时反应会向______进行？（填“正向”或“逆向”）； (3)此时化学反应速率是ν正 _____ν逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。 否 正向 大于 Q = c(CO2) c(CO) = 0.025mol·L-1 0.1mol·L-1 =0. 25 Q＜K ，反应向正方向进行 （3）判断可逆反应的热效应 ①若升温K增大，该反应正方向为 反应，ΔH 0。 吸热 > 放热 < 4. 平衡常数的意义及应用 化学平衡常数 ②若升温K减小，该反应正方向为 反应，ΔH 0。 ③若降温K增大，该反应正方向为 反应，ΔH 0。 放热 < 吸热 > ④若降温K减小，该反应正方向为 反应，ΔH 0。 aA(g)+bB(g)　　cC(g)+dD(g) 【例】不同温度时,反应:H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g)的平衡常数与温度的关系如下： 温度 623K 698K 763K 浓度平衡常数 66 .9 54.4 45.9 由表格可以判断该反应的ΔH 0。 < （3）判断可逆反应的热效应 4. 平衡常数的意义及应用 化学平衡常数 【正误辨析】 (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度。(　　) [提示]　×　平衡常数表达式中，必须是各物质的平衡浓度。 (2)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大。(　　) [提示]　×　平衡常数只与温度有关。 (3)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。(　　) [提示]　×　正反应是吸热反应时，升高温度，化学平衡常数增大，若正反应是放热反应，升高温度，化学平衡常数减小。 (4)由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度。(　　) [提示]　√　化学平衡常数K越大，正向进行的趋势越大，可以由化学平衡常数K推断一个可逆反应进行的程度。 (5)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动。(　　) [提示]　×　平衡常数发生变化，化学平衡一定发生移动达到新的平衡。 (6)对可逆反应来说，正反应的化学平衡常数与逆反应的化学平衡常数一定不相等。(　　) [提示]　×　对于一定温度下的同一个反应，其正反应和逆反应的化学平衡常数的乘积等于1，如果正反应的平衡常数为1，则逆反应的平衡常数也为1，两者相等。 (7)减小反应物的浓度，平衡逆向移动，化学平衡常数减小。(　　) [提示]　×　K值只受温度影响，与物质的浓度、压强变化无关。 （9）平衡常数发生变化，化学平衡一定发生移动(　　) （10）化学平衡发生移动，平衡常数一定发生变化(　　) （11）平衡常数K越大，表示反应进行得越快(　　) （12）温度不变，增大反应物浓度，平衡正向移动，平衡常数增大(　　) 6.反应A(g)＋B(g) C(g)达到平衡后，温度不变，增大压强， 平衡正向移动，平衡常数增大(　　) √ × × × × A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B．25 ℃时，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 1．(2025·湖北武汉检测)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（ ） 温度/℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1.9×10－3 C 47 2．在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇： CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，在其他条件不变的情况下研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是(　　) D 3．(2025·)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示： 化学反应 平衡 常数 温度/℃ 500 800 ①2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g) K1 2.5 0.15 ②H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g) K2 1.0 2.5 ③3H2(g)＋CO2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) K3     (1)根据表中信息推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝ 。 (用K1、K2表示)。 (2)反应③的ΔH (填“>”或“<”)0。 (3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v(正)______(填“>”“＝”或“<”)v(逆)。 K1·K2 < > t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________________。 (2)该反应的正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。 (3)某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________。 4．在一定容积的密闭容器中，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： 吸热 700 ℃ (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．在一定容积的密闭容器中，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： 等于 不 向逆反应方向进行 t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 (5)830 ℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的容积，平衡 移动。 (6)若1 200 ℃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”)。 压强平衡常数（Kp） 压强平衡常数（Kp） 1. 定义 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物分压系数幂 之积与反应物分压系数幂之积的比值叫压强平衡常数，符号是Kp。 （注：分压= ） 总压×该物质物质的量分数 2. 表达式 在一定温度下，对于化学反应：aA(g)+bB(g)　　cC(g)+dD(g)， 达到平衡时，压强的平衡常数Kp = 。 [假设起始压强为P0，平衡时压强为P1，平衡时分压分别为 P1 (A)、P1 (B)、 P1 (C)、 P1 (D) ] P1c (C) · P1d(D) P1a (A) · P1b (B) 压强平衡常数（Kp） P1c (C) · P1d(D) P1a (A) · P1b (B) Kp = 【例】在恒温、恒压（压强为P0）条件下，将1 mol N2和3 mol H2置于密闭容器中发生反应，达到平衡时生成0.2mol。此反应的压强平衡常数为 （用P0的代数式表示，只写关系式）。 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 压强平衡常数（Kp） P1c (C) · P1d(D) P1a (A) · P1b (B) Kp = 【例】在恒温、恒容条件下（压强为P0），将1 mol N2和3 mol H2置于密闭容器中发生反应，达到平衡时生成0.2mol。此反应的压强平衡常数为 （用P0的代数式表示，只写表达式）。 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 【练1】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，则该反应的压强平衡常数Kp为 （用含p的代数式表示）。 NH4HS(s) ⇌ NH3(g)＋H2S(g) 【练2】在温度T下，容积固定的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol H2发生2H2(g)＋2NO(g) N2(g)＋2H2O(g)，起始压强为p0，一段时间后，反应达到平衡，此时压强p=0.9p0，该反应的平衡常数Kp= (用含p0的代数式表示)。 2H2(g)＋2NO(g) N2(g)＋2H2O(g) (1)平衡时pSO3-T的关系如 下图所示。660K时，该反 应的平衡总压p总＝ kPa、 平衡常数Kp＝ (kPa)2。 (2)Kp随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。 4．(2023·全国乙卷，28节选)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应： 2FeSO4(s) Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)。 3 2.25 增大 3.[2021·湖南，16(3)③]某兴趣小组对反应2NH3(g)　　N2(g)+3H2(g)进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。 在该温度下，反应的标准平衡常数 Kθ=　　　。[已知：分压=总压×该 组分物质的量分数，对于反应 dD(g)+eE(g) 　gG(g)+hH(g) 　Kθ=，其中pθ=100 kPa， pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压] 0.48 由图可知，平衡时，NH3、N2、H2的分压分别为120 kPa、40 kPa、120 kPa，反应的标准平衡常数Kθ==0.48。 【练】353 K时，在刚性容器中充入CH3OH(g)，发生反应：CH3OH(g)⇌CO(g)＋2H2(g)。体系的总压强p随时间t的变化如表所示： t/min 0 5 10 15 20 ∞ p/kPa 101.2 107.4 112.6 116.4 118.6 121.2 353 K时，该反应的平衡常数Kp= (kPa)2(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。 43.9 CH3OH(g)⇌CO(g)＋2H2(g) 平衡转化率( ) 平衡转化率( ) 1. 表达式： ×100%  = 反应物物质的量的变化量 该反应物起始物质的量 ×100%  = 反应物浓度的变化量 该反应物的起始浓度 恒容： 【注意】 （1）转化率描述的是 （填“反应物”或“生成物”）。 （2）在一定温度下可逆反应中，K值越大，转化率越 。 反应物 增大 (3)对于有多种反应物的可逆反应，增加其中一种反应物，其他反应物的转化率 ，而自身的转化率 。 2. 影响转化率的因素 ①温度 ②反应物的起始量 增大 减小 【练1】在773K、恒容条件下， 的平衡常数K=9，若CO、H2O的起始浓度均为0.02mol/L，则在此条件下CO的转化率是 。 75% 2.[2023·湖南，16(2)]聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。在某温度、100 kPa下，向反应器中充入1 mol气态乙苯发生反应C6H5C2H5(g)　　C6H5CH==CH2(g)+H2(g)，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入　　mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)。  5 设充入H2O(g)物质的量为x mol；在某温度、100 kPa下，向反应器中充入1 mol气态乙苯发生已知反应。乙苯的平衡转化率为50%，可列三段式： 　　　　　　C6H5C2H5(g)　　C6H5CH==CH2(g)+H2(g) n(起始)/mol　 1　　　　　　　0　　　　　　　0 n(转化)/mol　 0.5　　　　　　 0.5　　　　　　 0.5 n(平衡)/mol　 0.5　　　　　　 0.5　　　　　　 0.5 此时平衡时混合气体总物质的量为1.5 mol，此时容器的体积为V； 当乙苯的平衡转化率为75%，可列三段式： 　　　　　 C6H5C2H5(g)　　C6H5CH==CH2(g)+H2(g) n(起始)/mol　 1　　　　　　 0　　　　　　　 0 n(转化)/mol　 0.75　　　　　 0.75　　　　　　0.75 n(平衡)/mol　 0.25　　　　　 0.75　　　　　　0.75 此时乙苯、苯乙烯、H2物质的量之和为1.75 mol，混合气的总物质的量为(1.75+x)mol，在恒温、恒压时，体积之比等于物质的量之比，此时容器的体积 为V；两次平衡温度相同，则平衡常数相等，则=，解得x=5。 C6H5C2H5(g)　C6H5CH==CH2(g)+H2(g) C6H5C2H5(g)　C6H5CH==CH2(g)+H2(g) 【练1】[2024·黑吉辽，18(5)]为实现氯资源循环利用，工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气：2HCl(g)+O2(g)　　Cl2(g)+H2O(g)　ΔH1=-57.2 kJ·mol-1　ΔS　K。将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中，在360 ℃、400 ℃和 440 ℃下反应，通过检测流出 气成分绘制HCl转化率(α)曲线， 如下图所示(较低流速下转化 率可近似为平衡转化率)。 设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数K=　　(用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。  6 由图像可知，N点HCl的平衡转化率为80%，设起始n(HCl)=n(O2)=4 mol，可列出三段式： 　　　　　　2HCl(g)+O2(g)　　Cl2(g)+H2O(g) 起始量/mol　 4　　　4　　　　0　　 0 变化量/mol　　3.2　　0.8　　　 1.6　　1.6 平衡量/mol　　0.8　　3.2　　　 1.6　　1.6 则K==6。 【例】[2024·新课标卷]在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0 MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，Ni(CO)4体积分数x与温度的关系如图所示。反应Ni(s)+4CO(g) ⇌Ni(CO)4(g)的ΔH　 0(填“大于”或“小于”)。p3、100 ℃时CO的平衡转化率α=　　　 ，该温度下压强平衡常数 Kp=　　 　 (MPa)-3。   小于 97.3% 9 000 由图可知，随着温度升高，平衡时Ni(CO)4的体积分数减小，说明温度升高平衡逆向移动，因此该反应的ΔH<0。温度相同时，增大压强平衡正向移动，对应的平衡体系中Ni(CO)4的体积分数增大，则压强：p4>p3>p2>p1，即p3对应的压强是1.0 MPa。由题图可知，p3、100 ℃条件下达到平衡时，CO和Ni(CO)4的物质的量分数分别为0.1、0.9，设初始投入的CO为4 mol，反应生成的Ni(CO)4为x mol，可得三段式： 　　　　　　Ni(s)+4CO(g)　　Ni(CO)4(g) 起始/mol　　　　　4　　　　　 0 转化/mol　　　　　4x　　　　　 x 平衡/mol　　　　　4-4x　　　　 x 反应后总物质的量为(4-3x) mol，根据阿伏加德罗定律，其他条件相同时，气体的体积分数即为其物质的量分数，因此有=0.9，解得x=，因此达到平衡时n转化(CO)=4× mol，CO的平 衡转化率α=×100%≈97.3%；气体的分压=总压强×该气体的物质的量分数，则该温度下的压强平衡常数Kp=== =9 000 (MPa)-3。 1．(2025·湖北武汉检测)在密闭容器中进行反应： 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(　　) [解析]　假设该反应完全转化，列三段式 　　　　　　　　 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 某时刻浓度/(mol·L－1) 0.2 0.1 0.2 逆反应极限转化/(mol·L－1) 0.4 0.2 0 正反应极限转化/(mol·L－1) 0 0 0.4 则SO2的浓度范围为0<c(SO2)<0.4 mol·L－1，O2的浓度范围为0<c(O2)<0.2 mol·L－1，SO3的浓度范围为0<c(SO3)<0.4 mol·L－1。 2．(2025·浙江宁波一模)在一密闭容器中进行反应： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达平衡时，可能存在的数据是(　　) 3．(2025·山东青岛检测)在一定温度下的恒容密闭容器甲，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。其中能说明反应NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是(　　) 4．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是(　　) K＝，温度不变，K不变，则c(H2)不变，故c(H2)＝2 mol·L－1。 回收单质硫。将三分之一的H2S燃烧，产生的SO2与其余H2S混合后反应：2H2S(g)＋SO2(g)S8(s)＋2H2O(g)。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为c(H2S)＝2.0×10－5 mol·L－1、c(SO2)＝5.0×10－5 mol·L－1、c(H2O)＝4.0×10－3 mol·L－1，计算该温度下的平衡常数K＝____________。 (8)可逆反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)在一定温度下的平衡常数K的表达式为K＝。(　　) [提示]　×　固体或纯液体的浓度可看作“1”而不必出现在平衡常数表达式中，应为K＝。  [解析]　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。 [解析]　A项，因该反应中氢气前的化学计量数为2，则该反应的平衡常数的表达式为K＝，错误；B项，由图像可知，反应从T2到T1时，甲醇的物质的量增大，根据平衡常数和计算式可知T1时的平衡常数比T2时的大，错误；C项，由图像可知在T2温度下反应先达到平衡，反应速率较T1快，则有T2>T1，从图像的纵坐标分析可得温度降低，平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，错误；D项，处于A点的反应体系从T1变到T2的过程中，平衡向逆反应方向移动，则c(H2)增大，而c(CH3OH)减小，达到平衡时应该增大，正确。 A．平衡常数K＝ B．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 C．CO合成甲醇的反应为吸热反应 D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大 [解析]　(2)根据K3＝K1·K2,500 ℃、800 ℃时，反应③的平衡常数分别为2.5、0.375；升温，K减小，平衡左移，正反应为放热反应，则有ΔH<0。(3)500 ℃时，K3＝2.5，此时Q＝＝≈0.88<K3，故反应正向进行，推知v(正)>v(逆)。 [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，说明该反应的正反应为吸热反应。(3)某温度下，各物质的平衡浓度有如下关系：3c(CO2)·c(H2)＝ 5c(CO)·c(H2O)，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，扩大容器容积的瞬间，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，反应物和生成物同时改变相同的倍数，Q＝K，平衡不够动。(6)1 200 ℃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。 5c(CO)·c(H2O)，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，扩大容器容积的瞬间，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，反应物和生成物同时改变相同的倍数，Q＝K，平衡不够动。(6)1 200 ℃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。 $