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第2课时　化学平衡常数
学习目标
1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。 2.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。 3.能进行化学平衡常数、转化率的简单计算。
知识点一　化学平衡常数
1.浓度商
对于一般的可逆反应mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），在任意时刻都存在浓度商Q＝　　。
2.化学平衡常数
（1）表达式
当可逆反应[mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）]在一定温度下达到　化学平衡　时，浓度商是一个常数，把　平衡时的浓度商　称为化学平衡常数，简称平衡常数，用K表示，即K＝　　。
（2）影响因素
①内因：反应物本身的性质。
②外因：平衡常数K只与　温度　有关，与反应物或生成物的浓度等因素无关。
（3）意义
K越大→平衡体系中生成物所占的比例　越大　→正向反应进行的程度　越大　→反应进行得越　完全　→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越小，该反应进行得越　不完全　，平衡时反应物的转化率　越小　。
（4）利用Q与K的相对大小判断反应的方向
若Q＞K，说明逆向反应自发进行，此时v（正）＜v（逆）
若Q＝K，说明反应达到平衡状态，此时v（正）＝v（逆）
若Q＜K，说明正向反应自发进行，此时v（正）＞v（逆）
提醒：对于参与反应或平衡体系的固体、纯液体以及稀溶液中的溶剂，由于其浓度在反应过程中认为是不变的，所以，不以其浓度的形式出现在平衡常数表达式中。
【思考】　反应3Fe（s）＋4H2O（g）Fe3O4（s）＋4H2（g）的平衡常数的表达式K＝　　。
提示：。反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）可逆反应H2（g）＋I2（g）2HI（g）的平衡常数K＝。（　√　）
（2）无论反应从正向进行还是从逆向进行，平衡时，只要温度一定，平衡常数为定值。（　√　）
（3）使用催化剂可加快反应速率，平衡常数增大。（　×　）
（4）K越大，该可逆反应的化学反应速率越快。（　×　）
（5）K越大，表明可逆反应正向进行的程度越大。（　√　）
2.（2025·浙江强基联盟高二联考）表中为生成卤化氢的平衡常数（25 ℃），则与H2反应最完全的卤素是（　　）
化学方程式 平衡常数K
F2＋H22HF 6.5×1095
Cl2＋H22HCl 2.57×1033
化学方程式 平衡常数K
Br2＋H22HBr 1.91×1019
I2＋H22HI 8.67×102
A.F2　　　B.Cl2　　　C.Br2　　　D.I2
解析：A　K越大，说明反应的正向程度越大，HF反应平衡常数最大，F2转化率最大，进行程度最完全，A正确。
3.（2025·牡丹江高二月考）已知下列反应的平衡常数：①S（s）＋O2（g）SO2（g），K1；②H2（g）＋S（s）H2S（g），K2；则反应H2（g）＋SO2（g）O2（g）＋H2S（g）的平衡常数是（　　）
A.K1－K2 B.K1·K2
C. D.
解析：C　反应①S（s）＋O2（g）SO2（g），K1＝；反应②H2（g）＋S（s）H2S（g），K2＝；则反应H2（g）＋SO2（g）O2（g）＋H2S（g）的平衡常数K＝，则K＝。
归纳总结
平衡常数与化学方程式的关系
（1）K与化学计量数等倍扩大或缩小成幂指数关系。
（2）对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。
（3）若两反应的平衡常数分别为K1、K2，则：
①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。
②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。
知识点二　与平衡常数相关的计算
1.“三段式”法在平衡常数、转化率计算中的应用
对以下反应：mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），令A、B起始物质的量（mol）分别为a mol、b mol，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。
mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）
起始/
mol a b 0 0
转化/
mol mx nx px qx
平衡/
mol a－mx b－nx px qx
（1）平衡常数K＝。
（2）A的转化率α（A）＝×100％。
2.计算平衡常数的思维模型
1.（2024·天津市和平区高二检测）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＝8×108。
解析：根据化学方程式可知，该温度下平衡常数K＝＝＝8×108。
2.某温度下，2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）体系在不同压强下达到平衡时，SO2的转化率（α）与体系的压强（p）的关系如图所示，根据图示回答下列问题：
（1）将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中，反应体系达到平衡后，体系的总压强为0.1 MPa，该反应的平衡常数等于800。
（2）平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A）等于K（B）（填“大于”“小于”或“等于”）。
解析：（1）由图知，当p＝0.1 MPa时，α＝0.80
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）
初始/（mol·L－1） 0.2 0.1 0
转化/（mol·L－1） 0.16 0.08 0.16
平衡/（mol·L－1） 0.04 0.02 0.16
K＝＝＝800。
（2）平衡状态由A变到B时，温度不变，则K（A）＝K（B）。
3.（教材改编题）在密闭容器中发生下列可逆反应：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）　ΔH＜0。
（1）在830 K时，若起始时c（CO）＝2 mol·L－1，c（H2O）＝3 mol·L－1，4 s后达到平衡，此时CO的转化率为60％，则在该温度下，该反应的平衡常数K＝1。
（2）反应的逆反应为CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g），某温度下，若CO2和H2初始投料比为1∶1，反应达平衡时CO在平衡混合气中的体积分数为25％，则CO2的转化率为50％，该反应在此温度时的平衡常数为1。
解析：（1）根据题意列出三段式可得：
CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）
起始/（mol·L－1） 2 3 0 0
转化/（mol·L－1） 1.2 1.2 1.2 1.2
平衡/（mol·L－1） 0.8 1.8 1.2 1.2
该反应的平衡常数K＝＝＝1。
（2）设起始时CO2和H2物质的量都为n mol，转化x mol，则列出三段式：
CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）
起始/mol n n 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol n－x n－x x x
因反应达平衡时CO在平衡混合气中的体积分数为25％，则有＝25％，解得x＝0.5n。则CO2的转化率为×100％＝50％；该反应的平衡常数为1。
归纳总结
平衡计算题的解题思路
（1）巧设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。
（2）确定三个量：根据平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量列出三段式。
（3）解题设问题：明确了“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，得出题目答案。
1.（2025·辽宁抚顺一中高二期中）在K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2（aq）＋H2O（l）2Cr（aq）＋2H＋（aq）。该反应的平衡常数表达式为（　　）
A. B.
C. D.
解析：D　该反应的平衡常数表达式为K＝。
2.已知反应A（g）＋2B（g）C（g），在密闭容器中充入A、B、C三种气体，至建立化学平衡后，在温度不改变的前提下将体积缩小，则该反应此时的平衡常数（　　）
A.增大为原来的3倍 B.增大为原来的2倍
C.增大为原来的9倍 D.不变
解析：D　平衡常数仅与温度有关，温度不变，则平衡常数不变。
3.（2025·南通海安中学月考改编）已知：反应Fe（s）＋CO2（g）FeO（s）＋CO（g）的平衡常数为K1；反应Fe（s）＋H2O（g）FeO（s）＋H2（g）的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如表：
温度/K K1 K2
973 1.47 2.38
1 173 2.15 1.67
根据表中数据，计算反应CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）的K。
（1）温度为973 K时，K＝0.62。
（2）温度为1 173 K时，K＝1.29。
解析：Fe（s）＋CO2（g）FeO（s）＋CO（g），平衡常数K1＝；Fe（s）＋H2O（g）FeO（s）＋H2（g），平衡常数K2＝；而CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g），平衡常数K＝＝，故973 K时，K＝＝≈0.62；1 173 K时，K＝≈1.29。
4.（鲁科版习题改编）在557 ℃密闭容器中进行反应：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）。若CO起始浓度为2.0 mol·L－1，水蒸气起始浓度为3.0 mol·L－1，达到平衡后，测得CO2浓度为1.2 mol·L－1。
（1）反应的平衡常数为1　。
（2）CO（g）和H2O（g）的平衡转化率分别为60％、40％。
解析：
α（CO）＝×100％＝60％ ；
α（H2O）＝×100％＝40％；
K＝＝＝1。
题组一　平衡常数的表达式及影响因素
1.（2025·广西地级市高二期中联考）一定条件下，某密闭容器中，发生反应CaCO3（s）＋CH4（g）CaO（s）＋2CO（g）＋2H2（g），该反应的平衡常数表达式为（　　）
A.
B.
C.
D.
解析：A　反应CaCO3（s）＋CH4（g）CaO（s）＋2CO（g）＋2H2（g）的平衡常数表达式为K＝。
2.下列关于平衡常数的说法正确的是（　　）
A.在任何条件下，平衡常数都是一个定值
B.由平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度
C.平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强有关
D.当改变反应物的浓度时，平衡常数一定会发生改变
解析：B　平衡常数只受温度影响，同一反应温度不同，平衡常数不同，A、C、D项错误；平衡常数越大，说明可逆反应的正反应进行的程度越大，B项正确。
3.（2025·广安高二月考）反应NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g）达到平衡后，保持温度不变，再通入O2，重新达到平衡，则新平衡与旧平衡相比的值（　　）
A.变小 B.变大
C.不变 D.无法确定
解析：C　＝，K只与温度有关，温度不变，则K不变。
4.（2025·肇庆高二月考）平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，下列反应的平衡常数数值如下：
2NO（g）N2（g）＋O2（g）　K1＝1×1030
2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）　K2＝2×1081
2CO2（g）2CO（g）＋O2（g）　K3＝4×10－92
下列说法正确的是（　　）
A.常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝
B.常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的进行程度由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2
C.常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10－80
D.以上说法都不正确
解析：B　NO分解反应2NO（g）N2（g）＋O2（g）的平衡常数表达式应该为K1＝，A错误；根据2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）　K2＝2×1081可知，2H2O（g）2H2（g）＋O2（g）的平衡常数K4＝＝＝5.0×10－82，平衡常数越大，则在相同条件下反应正向进行的程度就越大，故根据NO、H2O、CO2分解的平衡常数，可判断放出O2的进行程度大小顺序为NO＞H2O＞CO2，B正确；由B项分析可知，H2O分解产生O2的平衡常数K4＝＝＝5.0×10－82，C错误。
题组二　平衡常数与化学方程式的关系
5.一定温度下，反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）的反应热和平衡常数分别为ΔH和K，则相同温度时反应4NH3（g）2N2（g）＋6H2（g）的反应热和平衡常数为（　　）
A.2ΔH和2K B.－2ΔH和K2
C.2ΔH和－2K D.－2ΔH和
解析：D　N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）的反应热为ΔH，相同温度时反应2NH3（g）N2（g）＋3H2（g）的反应热为－ΔH，而4NH3（g）2N2（g）＋6H2（g）的反应热为－2ΔH；N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）的平衡常数为K，相同温度时反应2NH3（g）N2（g）＋3H2（g）的平衡常数为，则相同温度时反应4NH3（g）2N2（g）＋6H2（g）的平衡常数为。
6.（2025·福建达标高中高二期中）已知下列含硫物质间转化的化学方程式，得出的相关结论正确的是（　　）
①S（s）＋O2（g）SO2（g）　K1
②2H2S（g）＋O2（g）2S（s）＋2H2O（l）　K2
③2H2S（g）＋3O2（g）2SO2（g）＋2H2O（l）　K3
A.K2＝ B.K1＝K2＋K3
C.K2＝K3－2K1 D.K1＝K3×K2
解析：A　根据盖斯定律，③式－2×①式＝②式，故K2＝，A项正确。
7.（2025·西安高二月考）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
（1）ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3＝ΔH1＋ΔH2。
（2）K1、K2、K3三者关系为K3＝K1·K2。
解析：热化学方程式如果相加（或相减），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），而平衡常数则为两化学方程式平衡常数的乘积（或商）。
题组三　平衡常数与平衡转化率的计算
8.（教材改编题）在一定温度下，向某恒容密闭容器中，充入一定量的M、N气体。5 min后，反应M（g）＋3N（g）2P（g）达到平衡，若平衡时各物质的浓度分别为c（M）＝2.0 mol·L－1、c（N）＝2.0 mol· L－1、c（P）＝1.0 mol·L－1，则K的值为（　　）
A.1 B.16
C.160 D.
解析：D　
此温度下，该反应的平衡常数K＝＝。
9.汽车排气装置中的三元催化装置，可以利用反应2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g）实现气体的无害化排放。T ℃时，在恒容的密闭容器中通入一定量的CO和NO，能自发进行上述反应，测得不同时间的CO和NO的浓度如表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
c（NO）/（10－3mol·L－1） 1.00 0.45 0.25 0.15 0.10 0.10
c（CO）/（10－3 mol·L－1） 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70
该温度下的反应的平衡常数K为（　　）
A.500 B.1
C.5 000 D.100
解析：C　据表中数据，平衡时，c（NO）＝0.10×10－3 mol·L－1、c（CO）＝2.70×10－3 mol·L－1，根据化学方程式2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g），平衡时，c（N2）＝0.45×10－3 mol·L－1，c（CO2）＝0.90×10－3 mol·L－1，则平衡常数K＝＝＝5 000。
10.（2025·福州一中高二期中）一定温度下，向容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH＝－196 kJ·mol－1。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的。下列说法错误的是（　　）
A.当容器内气体的压强不变时说明该反应达到化学平衡状态
B.SO2的转化率为90％
C.达到平衡时反应放出的热量为35.28 kJ
D.此温度下该反应的平衡常数K＝4 050
解析：D　设反应过程中氧气消耗x mol，列三段式：
　　　　　　2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）
起始/mol 0.4 0.2 0
转化/mol 2x x 2x
平衡/mol 0.4－2x 0.2－x 2x
当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的，即＝，解得x＝0.18。对于反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g），为气体分子数减少的反应，当容器内气体的压强不变时，说明该反应达到化学平衡状态，A正确；根据以上分析可知，SO2消耗物质的量为0.36 mol，则其转化率：×100％＝90％，B正确；参与反应的SO2为0.36 mol，根据热化学方程式可求得放出的热量为35.28 kJ，C正确；此温度下平衡常数K＝＝＝20 250，D错误。
11.（2025·福州福清高二联考）25 ℃时， Cl2＋H22HCl　K1＝2.57×1033
Br2＋H22HBr　K2＝1.91×1019
Cl2＋2HBr2HCl＋Br2　K3
下列有关说法错误的是（　　）
A.增加氯气浓度， 可使K3增大
B.相同条件下，Cl2与H2反应进行程度较Br2与H2的大
C.反应平衡常数关系为K3＝
D.Cl2的氧化性大于Br2
解析：A　平衡常数只受温度影响，增加氯气浓度，K3不变，A错误；K1＞K2，平衡常数可以表示反应进行的程度，则相同条件下，Cl2与H2反应进行程度较Br2与H2的大，B正确；由化学方程式可知K1＝、K2＝、K3＝，则K3＝，C正确；K3＝≈1.35×1014＞105，则Cl2＋2HBr2HCl＋Br2可视为反应完全，Cl2为氧化剂，Br2为氧化产物，Cl2的氧化性大于Br2，D正确。
12.（2025·海南儋州高二月考）加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5（g）N2O3（g）＋O2（g）；②N2O3（g）N2O（g）＋O2（g）。在容积为2 L的密闭容器中充入7.6 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后n为8 mol，n为3.6 mol。则t ℃时反应①的平衡常数为（　　）
A.8.0 B.8.5
C.9.6 D.10.2
解析：A　根据已知条件列出“三段式”：
　　　　　　N2O5（g）N2O3（g）＋O2（g）
起始/mol 7.6 0 0
转化/mol x x x
平衡/mol 7.6－x x x
　　　　　　N2O3（g）N2O（g）＋O2（g）
起始/mol x 0 x
转化/mol y y y
平衡/mol x－y y x＋y
达到平衡状态后n为8 mol，n为3.6 mol，则x＋y＝8，x－y＝3.6，解得x＝5.8，y＝2.2，则t ℃时反应①的平衡常数K＝＝8.0。
13.80 ℃时，将0.4 mol的四氧化二氮气体充入2 L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：
　　时间/s c/（mol ·L－1）　　 0 20 40 60 80 100
c（N2O4） 0.20 a 0.10 c d e
c（NO2） 0.00 0.12 b 0.22 0.22 0.22
反应进行至100 s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。
（1）该反应的化学方程式为　N2O4（g）2NO2（g）　。
（2）表中b＝0.20，c　＝　（填“＜”“＝”或“＞”）d。
（3）该反应的平衡常数表达式K＝，在80 ℃时该反应的平衡常数K为0.54。
（4）在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡时ABDF（填字母）。
A.N2O4的转化率越高
B.NO2的产量越大
C.N2O4与NO2的浓度之比越大
D.正反应进行的程度越大
E.所耗时间越少
F.容器内气体压强越大
解析：（1）将0.4 mol的N2O4气体充入2 L已抽空的固定容积的密闭容器中，反应的化学方程式为N2O4（g）2NO2（g）。（2）40 s时N2O4的变化浓度为0.10 mol·L－1，则NO2的变化浓度为0.20 mol·L－1，则b的值为0.20；60 s后反应达到平衡状态，反应物或生成物的量不再随时间的变化而变化，即c＝d。（3）N2O4（g）2NO2（g），平衡常数K＝；80 ℃时的平衡状态就是反应达到60 s时的状态，平衡浓度c（NO2）＝0.22 mol·L－1，c（N2O4）＝0.09 mol·L－1；平衡常数K＝＝≈0.54。（4）反应正向进行，K值越大，N2O4的转化率越高，A正确；反应正向进行，K值越大，NO2的产量越大，B正确；K值越大，生成物浓度越大，反应物浓度越小，N2O4与NO2的浓度之比越小，C错误；K值越大，生成物浓度越大，反应物浓度越小，则反应正向进行的程度越大，D正确；平衡常数与达到平衡所消耗的时间无必然联系，E错误；恒温恒容条件下，容器内气体压强越大，说明生成的NO2的产量越大，则K值越大，F正确。
14.Ⅰ.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：
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
（1）800 ℃在恒容密闭容器中放入混合物，各物质浓度为c（CO）＝0.01 mol·L－1，c（H2O）＝0.03 mol·L－1，c（CO2）＝0.01 mol·L－1，c（H2）＝0.05 mol·L－1，此时v正＞（填“＝”“＞”“＜”或“不能确定”）v逆。
Ⅱ.恒温下，在容积为2 L的恒容密闭容器A中通入1 mol N2与1 mol H2的混合气体，发生如下反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＜0，一段时间后，达到平衡，若平衡时氢气的物质的量为0.4 mol。
（2）此温度时该反应的化学平衡常数K为12.5。
（3）若在此温度下，向另一容积为1 L的恒容密闭容器B中按物质的量分别为2 mol、1 mol、1 mol充入N2、H2、NH3，此时，该反应是否处于平衡状态？否（填“是”或“否”）；此时若没有达到平衡，反应应向正反应（填“正反应”或“逆反应”）方向进行。
解析：Ⅰ.（1）根据表格数据可知，在800 ℃时平衡常数K＝0.9，800 ℃时在恒容密闭容器中放入混合物，各物质浓度为c（CO）＝0.01 mol·L－1，c（H2O）＝0.03 mol·L－1，c（CO2）＝0.01 mol·L－1，c（H2）＝0.05 mol·L－1，此时的浓度商Q＝＝0.6＜0.9，说明反应正向进行，故反应速率v正＞v逆。Ⅱ.（2）反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＜0在2 L密闭容器中进行，若充入1 mol N2和1 mol H2，反应达到平衡时H2的物质的量为0.4 mol，则根据反应可知，平衡时三种气体的物质的量分别是n（N2）＝1 mol－0.2 mol＝0.8 mol，n（H2）＝0.4 mol，n（NH3）＝0.4 mol，容器的容积是2 L，所以平衡时各物质的浓度分别是c（N2）＝0.4 mol·L－1，c（H2）＝0.2 mol·L－1，c（NH3）＝0.2 mol·L－1，则该温度下平衡常数K＝＝＝12.5。（3）在此温度下，向另一容积为1 L的恒容容器B中按物质的量分别为2 mol、1 mol、1 mol充入N2、H2、NH3，则此时Q＝＝＝0.5＜12.5＝K，说明反应未达到平衡状态，反应向着正反应方向进行。
1 / 2第2课时　化学平衡常数
学习目标
1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。 2.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。 3.能进行化学平衡常数、转化率的简单计算。
知识点一　化学平衡常数
1.浓度商
对于一般的可逆反应mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），在任意时刻都存在浓度商Q＝　　　　。
2.化学平衡常数
（1）表达式
当可逆反应[mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）]在一定温度下达到　　　　时，浓度商是一个常数，把　　　　　　称为化学平衡常数，简称平衡常数，用K表示，即K＝　　　　。
（2）影响因素
①内因：反应物本身的性质。
②外因：平衡常数K只与　　　　有关，与反应物或生成物的浓度等因素无关。
（3）意义
K越大→平衡体系中生成物所占的比例　　　　→正向反应进行的程度　　　　→反应进行得越　　　　→反应物的转化率　　　　；当K＞　　 时，该反应就进行得基本完全了。
K越小，该反应进行得越　　　　，平衡时反应物的转化率　　　　。
（4）利用Q与K的相对大小判断反应的方向
若Q＞K，说明逆向反应自发进行，此时v（正）＜v（逆）
若Q＝K，说明反应达到平衡状态，此时v（正）＝v（逆）
若Q＜K，说明正向反应自发进行，此时v（正）＞v（逆）
提醒：对于参与反应或平衡体系的固体、纯液体以及稀溶液中的溶剂，由于其浓度在反应过程中认为是不变的，所以，不以其浓度的形式出现在平衡常数表达式中。
【思考】　反应3Fe（s）＋4H2O（g）Fe3O4（s）＋4H2（g）的平衡常数的表达式K＝　　　　。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）可逆反应H2（g）＋I2（g）2HI（g）的平衡常数K＝。（　　）
（2）无论反应从正向进行还是从逆向进行，平衡时，只要温度一定，平衡常数为定值。（　　）
（3）使用催化剂可加快反应速率，平衡常数增大。（　　）
（4）K越大，该可逆反应的化学反应速率越快。（　　）
（5）K越大，表明可逆反应正向进行的程度越大。（　　）
2.（2025·浙江强基联盟高二联考）表中为生成卤化氢的平衡常数（25 ℃），则与H2反应最完全的卤素是（　　）
化学方程式 平衡常数K
F2＋H22HF 6.5×1095
Cl2＋H22HCl 2.57×1033
Br2＋H22HBr 1.91×1019
I2＋H22HI 8.67×102
A.F2　　　B.Cl2　　　C.Br2　　　D.I2
3.（2025·牡丹江高二月考）已知下列反应的平衡常数：①S（s）＋O2（g）SO2（g），K1；②H2（g）＋S（s）H2S（g），K2；则反应H2（g）＋SO2（g）O2（g）＋H2S（g）的平衡常数是（　　）
A.K1－K2 B.K1·K2
C. D.
归纳总结
平衡常数与化学方程式的关系
（1）K与化学计量数等倍扩大或缩小成幂指数关系。
（2）对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。
（3）若两反应的平衡常数分别为K1、K2，则：
①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。
②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。
知识点二　与平衡常数相关的计算
1.“三段式”法在平衡常数、转化率计算中的应用
对以下反应：mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），令A、B起始物质的量（mol）分别为a mol、b mol，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。
mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）
起始/
mol a b 0 0
转化/
mol mx nx px qx
平衡/
mol a－mx b－nx px qx
（1）平衡常数K＝。
（2）A的转化率α（A）＝×100％。
2.计算平衡常数的思维模型
1.（2024·天津市和平区高二检测）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＝　　　　。
2.某温度下，2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）体系在不同压强下达到平衡时，SO2的转化率（α）与体系的压强（p）的关系如图所示，根据图示回答下列问题：
（1）将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中，反应体系达到平衡后，体系的总压强为0.1 MPa，该反应的平衡常数等于　　　　。
（2）平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A）　　　　K（B）（填“大于”“小于”或“等于”）。
3.（教材改编题）在密闭容器中发生下列可逆反应：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）　ΔH＜0。
（1）在830 K时，若起始时c（CO）＝2 mol·L－1，c（H2O）＝3 mol·L－1，4 s后达到平衡，
此时CO的转化率为60％，则在该温度下，该反应的平衡常数K＝　　　　。
（2）反应的逆反应为CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g），某温度下，若CO2和H2初始投料比为1∶1，反应达平衡时CO在平衡混合气中的体积分数为25％，则CO2的转化率为　　　　，该反应在此温度时的平衡常数为　　　　。
归纳总结
平衡计算题的解题思路
（1）巧设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。
（2）确定三个量：根据平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量列出三段式。
（3）解题设问题：明确了“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，得出题目答案。
　
1.（2025·辽宁抚顺一中高二期中）在K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2（aq）＋H2O（l）2Cr（aq）＋2H＋（aq）。该反应的平衡常数表达式为（　　）
A. B.
C. D.
2.已知反应A（g）＋2B（g）C（g），在密闭容器中充入A、B、C三种气体，至建立化学平衡后，在温度不改变的前提下将体积缩小，则该反应此时的平衡常数（　　）
A.增大为原来的3倍 B.增大为原来的2倍
C.增大为原来的9倍 D.不变
3.（2025·南通海安中学月考改编）已知：反应Fe（s）＋CO2（g）FeO（s）＋CO（g）的平衡常数为K1；反应Fe（s）＋H2O（g）FeO（s）＋H2（g）的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如表：
温度/K K1 K2
973 1.47 2.38
1 173 2.15 1.67
根据表中数据，计算反应CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）的K。
（1）温度为973 K时，K＝　　　　。
（2）温度为1 173 K时，K＝　　　　。
4.（鲁科版习题改编）在557 ℃密闭容器中进行反应：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）。若CO起始浓度为2.0 mol·L－1，水蒸气起始浓度为3.0 mol·L－1，达到平衡后，测得CO2浓度为1.2 mol·L－1。
（1）反应的平衡常数为　　　　。
（2）CO（g）和H2O（g）的平衡转化率分别为　　　　、　　　　。
提示：完成课后作业　第二章　第二节　第2课时
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