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(共86张PPT)
第35讲　化学平衡状态与平衡常数
1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平 衡。
2.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。
考点·全面突破
考点一　化学平衡状态
1. 可逆反应
定义 在相同条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆 反应方向进行的化学反应
特点 双向性 指可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应 和逆反应
双同性 指正、逆反应是在同一条件下，同时进行
共存性 指反应物的转化率 100％，反应物与 生成物共存
小于　
2. 化学平衡状态
（1）概念
一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆 反应速率 ，反应物和生成物的浓度均保持不变，我们称为 “化学平衡状态”，简称化学平衡。
相等　
（2）建立（以N2＋3H2ひ2NH3为例）
①正反应发生的c-t图如图（a）
②逆反应发生的c-t图如图（b）
③反应过程中v正、v逆变化
以上过程可用v-t图表示为
=　
（3）特征
相等　
　判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
×
×
×
×
×
×
A. c（SO3）＝0.5 mol·L－1
B. c（O2）＝0.25 mol·L－1
C. c（SO2）＋c（SO3）＝0.6 mol·L－1
D. c（SO2）＋c（SO3）＋c（O2）＝0.75 mol·L－1
一、可逆反应的特征
√
解析：当c（SO3）＝0.5 mol·L－1时，c（O2）＝0 mol·L－1，而该反应为可逆反应，O2不能完全反应，A不符合题意；当c（O2）＝0.25 mol·L－1时，c（SO3）＝0 mol·L－1，而该反应为可逆反应，SO3不能完全反应，B不符合题意；由硫元素守恒可知，c（SO2）＋c（SO3）＝0.7 mol·L－1，C项不符合题意；依据三段式法可知：
则c（SO2）＋c（SO3）＋c（O2）＝0.75 mol·L－1，D项符合题意。
二、化学平衡状态的判断
A. H2的物质的量保持不变
B. 气体分子总数保持不变
C. CO与CO2的浓度相等
D. CO、H2O（g）、CO2、H2同时存在
√
解析：正向反应，氢气物质的量减少，当H2的物质的量保持不变，说明反应达到平衡，A符合题意；该反应是反应前后气体体积相等的反应，气体分子数始终不变，因此当气体分子总数保持不变，不能说明反应达到平衡，B不符合题意；CO与CO2的浓度相等，不能说明反应达到平衡，C不符合题意；CO、H2O（g）、CO2、H2同时存在，只能说明该反应是可逆反应，不能说明反应达到平衡，D不符合题意。
3. 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。
①③④⑦　
⑤⑦
①③④⑤⑦
①②③④⑦　
①②③　
②④⑦　
【题后归纳】
判断化学平衡状态的两种方法
　　（1）动态标志：v正＝v逆≠0
①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。
（2）静态标志：“变量”不变
在未达到平衡时不断变化、在达到平衡时不再发生变化的各种物 理量（如各物质的质量、物质的量、浓度、百分含量、压强、密度或 颜色等），如果不再发生变化，即达到平衡状态。
可简单总结为“正逆相等，变量不变”。
考点二　化学平衡常数
1. 概念


（2）化学平衡常数表达式与化学计量数之间的关系
化学平衡常数是指某一个具体反应的平衡常数，当化学反应方向改变 或化学计量数改变时，化学平衡常数也发生改变。
K1、K2、K3之间有如下关系：K1＝ （用K2表示，下同），K3 ＝ 。





2. 意义及影响因素
（1）通常，K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应 进行得程度 ，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化 率 。
（2）通常情况下，K只受 影响，与物质的浓度、压强无关。
越大　
越大　
温度　
3. 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
正　
逆　
（3）判断可逆反应的热效应
吸热　
放热　
放热　
吸热　
　判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
×
×
×
×
√
×
一、化学平衡常数及应用
1. 下列关于化学平衡常数的叙述正确的是（　　）
A. 增大反应物浓度，平衡常数随之增大
B. 两种物质反应，化学方程式的书写方式不同，平衡常数不变
C. 温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为 倒数
D. Q＜K，v正＜v逆
√
解析：平衡常数只与温度有关，所以增大反应物浓度，平衡常数应该不变，A错误；化学方程式的书写方式不同，例如化学方程式系数发生变化，反应的平衡常数一定改变，B错误；正、逆反应的反应物和生成物正好相反，所以正、逆反应的平衡常数互为倒数，C正确；Q＜K时，反应应该向正反应方向进行，所以v正＞v逆，D错误。
（2）温度降低，则K （填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）已知1 100 ℃时，K＝0.263。若1 100 ℃时测得c（CO2）＝ 0.025 mol·L－1，c（CO）＝0.01 mol·L－1，此时该反应 （填“处于”或“不处于”）化学平衡状态，化学反应速率：正反应 速率 （填“＞”“＜”或“＝”）逆反应速率。

减小　
不处于　
＜　
二、化学平衡常数与化学方程式之间的关系
D. a－2
√
K1·K2　
真题·体验品悟
1. （2025·山东高考10题）在恒容密闭容器中，Na2SiF6（s）热解反 应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质 的量随温度的变化关系（实线部分）如图所示。已知：T2温度时， Na2SiF6（s）完全分解；体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别 为p1、p3。下列说法错误的是（　　）
A. a线所示物种为固相产物
B. T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1
C. p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp
D. T1温度时，向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率 增大
√
该反应的平衡常数Kp＝p（SiF4），由题图可知，温度越高，Na2SiF6 分解程度越大，平衡时p（SiF4）越大，即Kp越大，由于T2温度下 Na2SiF6已完全分解，因此升温至T3时，无法释放更多的SiF4，故p3小 于T3温度时热解反应的平衡常数Kp，C正确；T1温度时，加入SiF4的 瞬间，其分压增大，平衡逆向移动，由Kp＝p（SiF4）知，重新平衡 后SiF4的分压仍为p1，SiF4的浓度不变，故逆反应速率不变，D错误。
A. 曲线①表示的是逆反应的v-t关系
B. t2时刻体系处于平衡状态
C. 反应进行到t1时，Q＞K（Q为浓度商）
D. 催化剂存在时，v1增大，v2减小
√
解析：反应为由乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应时反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①表示的是正反应的v-t关系，曲线②表示的是逆反应的v-t关系，A错误；t2时，正、逆反应速率相等，体系处于平衡状态，B正确；反应进行到t1时，反应正向进行，故Q＜K，C错误；催化剂能降低反应的活化能，使反应的v1、v2都增大，D错误。
3. （2025·广东高考19题节选）钛基催化剂可以催化储氢物质肼 （N2H4）的分解反应：
为研究某钛基催化剂对上述反应的影响，以肼的水溶液为原料（含 N2H4的物质的量为n0），进行实验，得到n1/n0、n2/n0随时间t变化的 曲线如图。其中，n1为H2与N2的物质的量之和；n2为剩余N2H4的物质 的量。
（1）0～t0 min内，N2H4的转化率为 （用含y2的代数式表 示）。
1－y2　
（2）0～t0 min内，催化剂的选择性为 （用含y1与y2的代数式表示，写出推导过程）。

解析：解析见答案。

＜0　
解析：由题图可知升高温度反应Ⅰ的lg K减小，说明温度升高平衡逆向 移动，故正反应为放热反应，其ΔH＜0。
课时跟踪检测
一、选择题（本题包括12个小题，每小题只有一个选项符合题意）
1.德国化学家弗里茨·哈伯因合成氨工业化而获得1918年诺贝尔化学 奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使该 反应发生。下列说法正确的是（　　）
A. 若生成3 mol H—H的同时生成6 mol N—H，说明该反应已处于平衡状态
B. 达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C. 若N2、H2和NH3的反应速率之比为1∶3∶2，说明该反应达到化学平衡
D. 达到化学平衡时，正反应速率和逆反应速率都为零
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√
解析：生成3 mol H—H的同时生成6 mol N—H，表示正、逆反应速率相等，反应已达到平衡状态，A正确；达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度可能相等，也可能不相等，与各物质初始浓度有关，B错误；反应过程中的任意时刻，N2、H2和NH3的反应速率之比都为1∶3∶2，C错误；达到化学平衡时，正反应速率和逆反应速率相等且不等于零，D错误。
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2. （2025·浙江温州模拟）下列说法不正确的是（　　）
√
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A. A、D两点对应状态的正反应速率大小关系：v（A）＞v（D）
B. A、B、C、D、E各点对应状态中，v（正）＜v（逆）的是E
C. 维持p1不变，E→A所需时间为t1，维持p2不变，D→C所需时间为 t2，则t1＝t2
D. 欲使C状态沿平衡曲线到达A状态，从理论上，可由p2无限缓慢降 压至p1达成
√
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解析：增大压强，反应速率增大，D点压强大于A点压强，所以
v（A）＜v（D），A错误；处于曲线上的状态为平衡状态，E点NO2的 物质的量少于平衡状态时的物质的量，反应向生成NO2的方向进行， 此时v（正）＞v（逆），D点NO2的物质的量多于平衡状态时的物质 的量，反应向逆反应方向进行，此时v（正）＜v（逆），B错误；压 强越大，反应速率越快，达到平衡状态时用的时间越少，压强：p2＞ p1，故t1＞t2，C错误；p2无限缓慢降压至p1，压强减小，平衡向气体 分子数增多的方向移动，故平衡正向移动，NO2的体积分数逐渐增 加，D正确。
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A. v正（CO）＝3v逆（H2）
B. 容器内压强不再发生变化
C. CO（g）和H2（g）的物质的量之比不再发生变化
D. 混合气体的密度不再发生变化
√
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B. 增大体系压强，平衡常数K减小
C. 升高体系温度，平衡常数K增大
D. 增加C（s）的量，平衡正向移动
√
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A. 该反应已达到平衡状态
B. 该反应未达到平衡状态，反应正向进行
C. 该反应未达到平衡状态，反应逆向进行
D. 无法确定该反应是否达到平衡状态
√
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A. 该反应为放热反应
C. 700 ℃时通入CO2，平衡向正反应方向移动，K增大
D. 当混合气体的平均相对分子质量不再变化时，反应达到化学平衡 状态
√
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8. 只改变一个影响因素，下列关于化学平衡说法错误的是（　　）
A. 平衡常数改变后，化学平衡一定发生移动
B. 化学平衡移动后，平衡常数不一定改变
C. 平衡正向移动，反应物的转化率一定增大
D. 正反应速率大于逆反应速率，平衡一定正向移动
解析：平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大，如：向该容器中加入的物质，其转化率降低，C错误。
√
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A. 混合气体的密度不再变化
B. 反应容器中Y的质量分数不变
C. 该反应的化学平衡常数不变
D. 容器中混合气体的平均相对分子质量不变
√
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t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38
A. 800 ℃ B. 830 ℃
C. 1 000 ℃ D. 1 200 ℃
√
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11. 以Fe3O4为原料炼铁，主要发生如下反应：
将一定体积CO通入装有Fe3O4粉末的反应器，其他条件不变，反应达 平衡，测得CO的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正 确的是（　　）
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A. ΔH2＞0
B. 反应温度较低时，Fe3O4主要还原产物为Fe
C. 1 040 ℃时，反应Ⅰ的化学平衡常数K＝0.25
D. 在恒温、恒容条件下，当容器压强保持不变，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平 衡状态
√
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已知“甲烷重整”反应在不同温度下的化学平衡常数：
温度/℃ 850 1 000 1 200 1 400
K 0.5 2 275 1 772
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A. 物质a可能是Fe3O4
B. 若增大n（CH4）∶n（H2O）的值，则CH4的平衡转化率降低
D. 1 000 ℃，若容器中n（CH4）＝n（H2O）＝n（H2）＝1 mol、
n（CO）＝2 mol，则反应处于平衡状态
下列说法不正确的是（　　）
√
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二、非选择题（本题包括2个小题）
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
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（2）该反应的正反应为 （填“吸热”或“放热”）反应。
解析：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。

吸热　
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（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 。
700 ℃　
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（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。
等于　
解析：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。
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（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______ （填“向正反应方向”“向逆反应
方向”或“不”）移动。
不　
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（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 　 向逆反应方向进行__________________（填“向正反应
方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。
向逆反应方向进行　
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14. 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
K1 2.5 0.15
K2 1.0 2.50
K3
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（1）根据反应可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝ （用K1、K2表示）。
K1·K2　
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14
（2）反应③的ΔH （填“＞”或“＜”）0。
解析：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，K3减小，正反应为放热反应，所以反应③的ΔH ＜0。
＜　
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14
（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。
＞　
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6
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