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第九章　化学反应速率与化学平衡
第3讲　化学平衡状态和平衡常数
1．能描述化学平衡状态，判断化学反应是否达到平衡。
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。能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算，能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
关联教材·夯基固本
考点1　可逆反应与化学平衡状态
1．可逆反应
正反应
逆反应
同时
小于

探究　对于可逆反应2SO2＋O2 2SO3　ΔH<0，在混合气体中充入一定量的18O2，经足够长的时间后：
(1)18O存在于哪些分子中？
(2)二氧化硫分子的相对分子质量可能为多少？
提示：(1)由于反应2SO2＋O2 2SO3为可逆反应，因此18O存在于SO2、O2、SO3三种分子中。
(2)64或66或68。
[备考提醒]
(1)记住常见的典型可逆反应：Cl2＋H2O H＋＋Cl―＋HClO，N2＋3H2 2NH3、2SO2＋O2 2SO3、SO2＋H2O H2SO3、H2＋I2 2HI、2NO2 N2O4等。
(2)铅酸蓄电池的充电和放电过程不是可逆反应。
(3)可逆反应热化学方程式中的焓变表示的该反应完全反应时的焓变，因此按照反应加入物质进行反应，充分反应后吸收或放出的热量数值总是小于焓变数值。
2．化学平衡状态
(1)概念。
在一定条件下的可逆反应体系中，当正反应速率与逆反应速率____时，反应物和生成物的浓度均保持____，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”，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
相等
不变
(2)建立。正向开始、逆向开始、双向同时开始，均可建立平衡。
在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中，如反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，开始在密闭容器中加入N2和H2。反应过程如下：
0
减小
减小
增大
增大
以上过程可用v-t图表示为
(3)特点
可逆反应
动态平衡
＝
≠
浓度(合理即可)
3．化学平衡状态的判断
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 各物质的物质的量或物质的量分数一定 ____
各物质的质量或质量分数一定 ____
各气体的体积或体积分数一定 ____
总体积、总压强、总物质的量一定 __________
平衡
平衡
平衡
不一定平衡
化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡
正、逆反应速率之间的关系 单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A ____
单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C ____
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q __________
单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D __________
平衡
平衡
不一定平衡
不一定平衡
化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡
压强 其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q ____
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 平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q ____
平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q __________
平衡
不一定平衡
平衡
不一定平衡
化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡
温度 任何化学反应都伴随着能量变化，在绝热容器中，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 ____
平衡
不一定平衡
平衡
[备考提醒]
不能作为化学平衡状态“标志”的几种情况
(1)反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
(2)恒温恒容下气体体积不变的反应，体系的压强或气体总物质的量不再随时间的变化而变化，如2HI(g) H2(g)＋I2(g)。
(3)全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间的变化而变化，如2HI(g) H2(g)＋I2(g)。
(4)全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
(5)反应物或生成物一方为无气体的反应，气体物质的量分数(或体积分数)保持不变，如NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)。
可逆反应
1．(人教选择性必修1习题改编)一定条件下，对于可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，若N2、H2、NH3的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，N2、H2、NH3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(　　)
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，H2和NH3的生成速率之比为2∶3
C．N2、H2的转化率不相等
D．c1的取值范围为0√
D　[反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)达到平衡时，N2、H2的浓度之比为1∶3，则开始时加入的N2和H2的浓度比也一定是1∶3，即c1∶c2＝1∶3，N2、H2的转化率相等，A、C错误；平衡时，H2和NH3的生成速率之比为3∶2，B错误；假设c3＝0时，则c1＝0.14 mol·L-1，由于c1、c2、c3均不为零，则0[思维模型]
“一边倒”法判断可逆反应中物质的浓度取值
(1)完全转化到“ ”的右侧，求出生成物的最大值，反应物的最小值，此时反应物可能为0，也可能不为0。
(2)完全转化到“ ”的左侧，求出反应物的最大值，生成物的最小值。
(3)根据(1)(2)得出各物质的浓度的取值范围进行讨论。
√
化学平衡状态
2．(鲁科选择性必修1习题改编)在一定温度下，对于恒压容器中进行的反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，下列说法中，能充分说明该反应已经达到平衡状态的是(　　)
A．消耗SO2的速率与生成SO3的速率相等
B．混合气体的密度不再发生变化
C．生成O2的速率与生成SO3的速率相等
D．混合气体的总质量不发生变化
B　[2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)为气体体积缩小的可逆反应，该反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量等变量不再变化，据此分析解题。消耗SO2的速率与生成SO3的速率表示的都是正反应速率，无法判断是否达到平衡状态，故A错误；恒压容器中进行的反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，混合气体的密度不再发生变化，根据公式ρ＝，反应过程中气体质量m不变，随着反应的进行，气体物质的量减少，恒压条件下，气体体积减小，密度ρ不变，说明气体的物质的量不再发生变化，则该反应达到平衡状态，故B正确；生成O2的速率与生成SO3的速率相等，不满足化学计量数关系，说明没有达到平衡状态，故C错误；反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的反应物和生成物都是气体，没有原子消耗，混合气体的总质量不发生变化无法判断是否达到平衡状态，故D错误。]
3．(人教选择性必修1习题改编)在一定温度下的体积不变的密闭容器中，发生可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是(　　)
A．N2与H2的物质的量之比保持不变
B．H2的质量分数保持不变
C．断开6 mol N—H的同时有1 mol N≡N断开
D．容器内压强不再发生变化
√
A　[若反应中开始加入的N2与H2的物质的量之比为1∶3，则反应过程中二者的物质的量之比保持不变，因此N2与H2的物质的量之比保持不变不能说明该反应一定达到化学平衡，故A选；H2的质量分数保持不变，说明各物质的浓度保持不变，可判定反应达到平衡状态，故B不选；断开6 mol N—H的同时有1 mol N≡N断开，说明有2 mol NH3分解的同时有1 mol N2参加反应，即正反应速率等于逆反应速率，可判定反应达到平衡状态，故C不选；反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)前后气体分子数不相等，即该反应的压强是变量，当容器内压强不再发生变化，可判定反应达到平衡状态，故D不选。]
[思维模型]判断化学平衡状态的两方法
(1)逆向相等：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。
(2)变量不变：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个量随反应的进行是保持不变的，则不能作为达到平衡状态的判断依据。
考点2　化学平衡常数
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，用符号K表示。
2．表达式
对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝。
备注：固体、液体纯物质或稀溶液中水的浓度均不列入化学平衡常数表达式中，但是水蒸气的浓度要列入其中。在非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则水的浓度不可视为常数，应列入化学平衡常数表达式中。
探究　请写出下列反应的平衡常数表达式，并找出K1和K2、K3之间的关系。
(1)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　K1＝________________。
(2)N2(g)＋H2(g) NH3(g)　K2＝________________。
(3)2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　K3＝________________。
(4)K1和K2、K3的关系为__________________________。
提示：(1)　
(3)　(4)K1＝(K2)2、K1＝
[备考提醒]平衡常数与化学方程式的关系
(1)化学平衡常数表达式中各物质的浓度为平衡时的浓度，其书写形式与化学方程式的书写有关。
(2)在相同温度下，对于给定的可逆反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数，即K正＝。
(3)化学方程式乘以某个数x，则平衡常数变为原来的x次方。
(4)两化学方程式相加得总化学方程式，则总化学方程式的平衡常数等于两分化学方程式平衡常数的乘积，即K总＝K1·K2。
3．意义及影响因素
(1)意义：K越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。
(2)
本身性质
4．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向何方向进行
(3)判断可逆反应的热效应
5．化学平衡常数及转化率的计算
(1)计算方法：三段式法
mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
　 a b 0 0
　 mx nx px qx
a－mx b－nx px qx
相关计算：
①平衡常数K＝，
②A的平衡转化率α(A)＝×100%。
(2)平衡常数与转化率的关系规律
①温度一定时，对于一确定可逆反应，K为定值；但不同反应物的平衡转化率可能不同。
②K和平衡转化率都能定量表示化学反应的限度。K只与温度有关，而平衡转化率的影响因素有温度、浓度、压强等，反应物浓度、压强改变，平衡转化率可能改变但K不变。
③温度一定，不同反应K越大，平衡转化率不一定越大。
化学平衡常数和平衡转化率的计算
√
1．(鲁科选择性必修1习题改编)850 K时，在一密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2、SO3的浓度分别为0.002 0 mol·L-1、0.002 5 mol·L-1、0.002 0 mol·L-1。则该温度下反应2SO2＋O2 2SO3的平衡常数为(　　)
A．25 B．0.002 5
C．40 D．400
D　[对于反应2SO2＋O2 2SO3，当反应达到平衡后测得SO2、O2、SO3的浓度分别为0.002 0 mol·L-1、0.002 5 mol·L-1、0.002 0 mol·L-1，K＝＝＝400，故选D。]
√
2．(人教选择性必修1习题改编)在某温度下，将0.1 mol H2和0.1 mol I2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时测得c(I2)＝0.008 0 mol·L-1并保持不变。下列有关说法不正确的是(　　)
A．此温度下，该反应的平衡常数为0.25
B．若起始时充入0.2 mol HI气体，达到平衡时HI的转化率为80%
C．该温度下，H2(g)＋I2(g) HI(g)的平衡常数为4
D．平衡后，再充入0.2 mol HI气体，平衡常数不变
C　[由题意可列如下三段式：
H2(g) ＋ I2(g) 2HI(g)
开始/(mol·L-1) 0.01 0.01 　0
转化/(mol·L-1) 0.002 0 0.002 0 0.004 0
平衡/(mol·L-1) 0.008 0 0.008 0 0.004 0
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，A项正确；设生成的H2的浓度为x mol·L-1，可列如下三段式：
2HI(g) I2(g) ＋ H2(g)
开始/(mol·L-1) 0.02 0 0
转化/(mol·L-1) 2x x x
平衡/(mol·L-1) 0.02－2x x x
K1＝＝，x＝0.008，α(HI)＝×100%＝80%，B项正确；反应H2(g)＋I2(g) HI(g)的平衡常数K2＝＝0.5，C项错误；平衡常数只与温度有关，故K不变，D项正确。]
化学平衡常数的应用
3．(人教选择性必修1习题改编)在一定体积的密闭容器中，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的关系如表所示：
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：
(1)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下，平衡浓度符合下式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。
(3)800 ℃时，向固定容积的密闭容器中放入混合物，起始浓度分别为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，则反应开始时，H2O的消耗速率比生成速率________(填“大”“小”或“不确定”)。
吸热
700
小
(4)830 ℃时，各物质浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝2c(CO)·c(H2O)，此时该反应_________________________ (填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
(5)1 200 ℃时，在某时刻体系中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，则此时该反应的反应速率v(正)________(填“>”“＝”或“<”)v(逆)。
向正反应方向进行
<
[解析]　(1)升高温度平衡常数增大，说明升高温度平衡正向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，则正反应为吸热反应。
(2)3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，则＝K＝＝0.6，此时温度为700 ℃。
(3)800 ℃时，K＝0.9，反应开始时Q＝＝0.6(4)830 ℃时，c(CO2)·c(H2)＝2c(CO)·c(H2O)，Q＝＝(5)该时刻浓度商Q＝＝4>K，平衡逆向移动，则v(正)关联高考·探究考向
×
1．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)2H2O 2H2↑＋O2↑为可逆反应。 (　　)
(2)Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O为可逆反应。 (　　)
(3)化学反应达到平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。 (　　)
√
×
(4)向含有3 mol H2的容器中通入足量N2，充分反应后会生成2 mol NH3。 (　　)
(5)一定条件下反应N2＋3H2 2NH3达到平衡时，3v正(H2)＝2v逆(NH3)。 (　　)
(6)对于反应NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)，当消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2时，说明反应达到平衡状态。 (　　)
(7)C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式为K＝。 (　　)
×
×
×
×
(8)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度。 (　　)
(9)对于某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。 (　　)
(10)平衡常数发生变化，化学平衡必发生移动。 (　　)
(11)反应A(g)＋3B(g) 2C(g)达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数增大。 (　　)
×
√
×
√
2．(2025·安徽卷，节选)Ⅰ．通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应：
①HCOOH(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋26.3 kJ·mol-1
②HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－14.9 kJ·mol-1
(1)一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的HCOOH(g)，发生上述两个分解反应，下列说法中能表明反应达到平衡状态的是________(填标号)。
a．气体密度不变 b．气体总压强不变
c．H2O(g)的浓度不变 d．CO和CO2的物质的量相等
bc
Ⅱ．甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO和H2)的重要方法，主要反应有：
③CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)
④CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)
⑤CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)
(2)恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的CH4/CO2/Ar混合气，投料组成与CH4和CO2的平衡转化率之间的关系如下图。
若平衡时Ar的分压为p kPa，根据a、b两点计算反应⑤的平衡常数Kp＝________(kPa)2(用含p的代数式表示，Kp是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。
p2
[解析]　(1)该反应中反应物、生成物均为气体，气体总质量不变，容器恒容，则气体密度始终不变，故a错误；反应①和②反应前后气体分子数均不相等，气体总压强为变量，则气体总压强不变可以说明反应达到平衡状态，故b正确；H2O(g)的浓度不变，则反应体系中各物质浓度均不变，可以说明反应达到平衡状态，故c正确；CO和CO2的物质的量相等，不能说明各物质浓度不变，不能说明反应达到平衡状态，故d错误。(2)根据a、b两点起始时CH4/CO2/Ar的物质的量之比为40/40/20，平衡时CO2转化率为30%，CH4转化率为20%，设起始时CH4、CO2、Ar的物质的量分别为2 mol、2 mol、1 mol，反应③中CH4转化a mol，则反应⑤中CH4转化(2×20%－a)mol，反应④中CO2转化(2×30%－a)mol，列关系式如下：
　　　　　　　③CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)
转化量/mol a a 2a 2a
　　　　　④CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)
转化量/mol　 0.6－a　　0.6－a　 0.6－a　0.6－a
　　　　　⑤CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)
转化量/mol　 0.4－a　　0.4－a　　0.4－a　3(0.4－a)
平衡时n(CH4)＝1.6 mol，n(CO2)＝1.4 mol，n(CO)＝2a mol＋(0.6－a)mol ＋(0.4－a)mol＝1 mol，n(H2)＝2a mol ＋3(0.4－a)mol－(0.6－a)mol＝0.6 mol，n(H2O)＝(0.6－a)mol－(0.4－a)mol＝0.2 mol。
恒压密闭容器中，气体的分压之比等于物质的量之比，平衡时Ar的分压为p kPa，则p(CH4)＝1.6p kPa，p(H2O)＝0.2p kPa，p(CO)＝p kPa，p(H2)＝0.6p kPa，故Kp＝＝＝(kPa)2。
√
3．(2022·重庆卷)两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1：NH4HCO3(s) NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　p1＝3.6×104 Pa
反应2：2NaHCO3(s) Na2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)　p2＝4×103 Pa
该温度下，刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是(　　)
A．反应2的平衡常数为4×106 Pa2
B．通入NH3，再次平衡后，总压强增大
C．平衡后总压强为4.36×105 Pa
D．缩小体积，再次平衡后总压强不变
B　[反应2的平衡常数为Kp2＝p(CO2)p(H2O)＝p2××p2×＝4×106 Pa2，A正确；刚性密闭容器，温度不变，反应2的平衡常数Kp2不变，则p(CO2)＝p(H2O)不变，反应1的平衡常数Kp1＝p(NH3)·p(CO2)·p(H2O)不变，则p(NH3)不变，总压强不变，B错误；Kp2＝4×106 Pa2，p(CO2)＝p(H2O)＝2×103 Pa，Kp1＝p(NH3)p(CO2)p(H2O)＝(1.2×104)3 Pa3，p(NH3)＝ Pa＝4.32×105 Pa，所以总压强为p(NH3)＋p(CO2)＋p(H2O)＝4.36×105 Pa，C正确；达平衡后，缩小体积，平衡逆向移动，温度不变，平衡常数不变，再次平衡后总压强不变，D正确。]
在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图所示。
(1)该反应的正反应为________反应，p1、p2、p3从大到小的关系排序为________________。
(2)M点对应的平衡常数K＝________(保留两位小数)，在p2及512 K时，图中N点v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。
[解析]　(1)由图可知，同一压强下，温度升高，平衡时甲醇的物质的量减小，因此升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应；由图可知，作一条等温线，因为正反应为气体体积减小的反应，压强越大，平衡时甲醇的物质的量也越大，所以p1>p2>p3。
放热
p1>p2>p3
1.04×10-2
>
(2)由图可知，M点对应的甲醇的物质的量为0.25 mol。则：
CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
起始/mol 　 1 2.75 　0 　0
转化/mol 0.25 0.75 0.25 0.25
平衡/mol 0.75 　2 0.25 0.25
因此K＝≈1.04×10-2，由图可知，在p2及512 K时，N点甲醇的物质的量小于平衡时甲醇的物质的量，所以反应正向进行，则v正>v逆。
课时数智作业(三十六)　化学平衡状态和平衡常数
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
(建议用时：30分钟　分值：30分)
说明：选择题每小题3分
『夯基补弱』
1．(2026·萍乡期中)对于反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)　ΔH＝
－116.4 kJ·mol-1。下列说法错误的是(　　)
A．该反应在常温下能自发进行的主要原因是ΔH<0
B．反应的平衡常数可表示为K＝
C．该反应正反应的活化能低于逆反应的活化能
D．反应达到平衡状态时，2v正(O2)＝v逆(NO2)
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
B　[该反应为ΔH<0，ΔS<0，根据反应自发性判断依据，在常温下能自发进行的主要原因是ΔH<0，A项正确；根据平衡常数的书写方法，K＝，B项错误；该反应ΔH<0，说明该反应正反应的活化能低于逆反应的活化能，C项正确；反应达到平衡状态时，v正(O2)＝，D项正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
2．在密闭容器中进行反应：X(g)＋Y(g) 2Z(g)，已知X、Y、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(　　)
A．Z为0.3 mol·L-1　
B．Y为0.4 mol·L-1
C．X为0.2 mol·L-1
D．Z的平衡浓度范围为0题号
1
3
5
2
4
6
8
7
A　[Y为0.4 mol·L-1时，Z为0，B错误；X为时，Z为0，C错误；Z为0.4 mol·L-1时，X为0，D错误。]
√
√
3．(2026·滁州月考)已知：NO和O2转化为NO2的反应机理如下：
①2NO(g) N2O2(g)(快)　ΔH1＜0　平衡常数K1
②N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g)(慢)　ΔH2＜0　平衡常数K2
下列说法正确的是(　　)
A．2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的ΔH＝－(ΔH1＋ΔH2)
B．反应②的速率大小决定2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的反应速率
C．反应过程中的能量变化可用如图表示
D．2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的平衡常数K＝
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
B　[根据盖斯定律分析，①＋②即可得到反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)，故反应热为ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故A错误；反应慢的速率决定总反应速率，所以反应②的速率大小决定2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的反应速率，故B正确；图a表示前者为吸热反应，与题中信息不符合，故C错误；因为反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)为①＋②的结果，所以其平衡常数K＝K1K2，故D错误。]
题号
1
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6
8
7
4．(2025·杭州二模)研究化学反应的调控有着重大价值。
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
反应Ⅱ：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)
反应Ⅲ：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
题号
1
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2
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6
8
7
下列说法正确的是(　　)
A．450 ℃高压有利于反应Ⅲ的反应速率和自发进行，所以工业上采取450 ℃高压
B．反应Ⅱ的产物通入NaOH可以实现产物的吸收
C．对于反应Ⅱ来说，当c(NH3)∶c(O2)∶c(NO)∶c(H2O)＝4∶5∶4∶6时，说明反应达到平衡状态
D．初始投料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶1，对于反应Ⅰ来说，CO2的体积分数不再变化不能说明到达平衡
√
题号
1
3
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7
D　[反应Ⅲ：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)是放热反应，ΔH<0，ΔS<0，ΔG＝ΔH－TΔS<0可以自发进行，低温有利于自发进行，A错误；NO与NaOH溶液不反应，B错误；物质的浓度之比等于系数之比时，浓度不一定是定值，反应不一定处于平衡状态，当c(NH3)∶c(O2)∶c(NO)∶c(H2O)＝4∶5∶4∶6时，反应不一定处于平衡状态，C错误；初始投料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶1，CO2的体积分数为50%，反应Ⅰ中参加反应的CO2和H2的物质的量之比为1∶3，设反应的CO2的物质的量为x mol，反应的H2为3x mol，生成CH3OH和H2O都是x mol，反应后CO2体积分数为×100%＝50%，CO2的体积分数为定值，CO2的体积分数不再变化不能说明到达平衡，D正确。]
题号
1
3
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2
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6
8
7
5．(2026·南宁模拟)一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中发生反应A(g)＋2B(g) 3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示：
题号
1
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5
2
4
6
8
7
t/min n(A)/mol n(B)/mol n(C)/mol
0 2.0 2.4 0
5 0.9
10 1.6
15 1.6
√
下列说法正确的是(　　)
A．该反应在10 min后才达到平衡
B．平衡状态时，c(C)＝0.6 mol·L-1
C．物质B的平衡转化率为20%
D．该温度下的平衡常数为
题号
1
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2
4
6
8
7
B　[在10 min时，A的转化量为2.0 mol－1.6 mol＝0.4 mol，由化学方程式A(g)＋2B(g) 3C(g)可知B的转化量为0.8 mol，10 min时，n(B)＝2.4 mol－0.8 mol＝1.6 mol，15 min时，n(B)仍为1.6 mol，故10 min时已达到平衡状态，可能是5～10 min内的某一时间达到平衡状态，A错误；10 min时已达到平衡状态，物质A转化0.4 mol，由化学方程式A(g)＋2B(g) 3C(g)可知生成1.2 mol 物质C，c(C)＝＝0.6 mol·L-1，B正确；10 min时反应已达到平衡状态，B的转化量为0.8 mol，则B的平衡转化率为×100%≈33.3%，C错误；10 min时已达到平衡状态，该温度下的平衡常数为K＝＝，D错误。]
题号
1
3
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2
4
6
8
7
√
√
『培优提能』
6．将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容器中，发生反应：NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(－lg K)值随温度(T)的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．该反应的ΔH>0
B．A点对应状态的平衡常数K＝10-2.294
C．30 ℃时，B点对应状态的v(正)D．NH3的体积分数不变时，该反应一定
达到平衡状态
题号
1
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6
8
7
D　[－lg K越大，则平衡常数K越小，由题图可知，随温度升高，平衡常数增大，则升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，故该反应的ΔH＞0，故A正确；A点－lg K＝2.294，则平衡常数K＝10-2.294，故B正确；30 ℃时，B点未平衡，最终要达平衡状态，平衡常数的负对数要变大，所以此时的(－lg Q)＜(－lg K)，所以Q＞K，B点浓度商大于平衡常数，反应向逆反应方向进行，则B点对应状态的v(正)＜v(逆)，故C正确；反应得到NH3、CO2的物质的量之比为2∶1，反应开始后NH3体积分数始终不变，NH3的体积分数不变不能说明该反应达到平衡状态，故D错误。]
题号
1
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4
6
8
7
√
7．(2025·沈阳一模)在保持T ℃、600 kPa条件下，向密闭容器中充入
1 mol NO2气体，存在如下反应：2NO2(g) N2O4(g)。该反应的正、逆反应速率与NO2、N2O4的分压关系为v正＝k正·p2(NO2)，v逆＝k逆·p(N2O4)(k正、k逆分别是正、逆反应的速率常数)。lg v正～lg p(NO2)与lg v逆～lg p(N2O4)的关系如图所示。结合图像，下列说法正确的是(　　)
A．直线m表示lg v逆～lg p(N2O4)
B．当2v正＝v逆时，说明反应达到平衡状态
C．T ℃时，该反应的压强平衡常数Kp＝100
D．T ℃、600 kPa时，NO2的平衡转化率为80%
题号
1
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7
D　[该反应的正、逆反应速率与NO2、N2O4的分压关系为v正＝k正·p2(NO2)，v逆＝k逆·p(N2O4)，即lg v正＝lg k正＋2lg p(NO2)，lg v逆＝lg k逆＋lg p(N2O4)，则lg v正～lg p(NO2)直线的斜率较大，由图可知，直线m的斜率较大，所以直线m表示lg v正～lg p(NO2)关系，直线n表示lg v逆～lg p(N2O4)的关系，A错误；当
v正＝v逆时，说明反应达到平衡状态，B错误；当lg p(NO2)＝0时，lg v正＝lg k正＝a，即k正＝10a，同理可得k逆＝10a+2，达到化学平衡时，v正＝v逆，即(NO2)＝k逆p(N2O4)，则T ℃时，该反应的压强平衡常数Kp＝＝＝＝，C错误；在保持T ℃、600 kPa条件下，向密闭容器中充入1 mol NO2气体，设NO2的平衡转化率为x，列出三段式：
题号
1
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8
7
2NO2(g)N2O4(g)
起始/mol 1 0
变化/mol x 0.5x
平衡/mol 1－x 0.5x
则有Kp＝＝＝，可得x＝0.8，即NO2的平衡转化率为80%，D正确。]
题号
1
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7
8．(9分)(2026·九江模拟)氮族元素及其化合物在工农业生产、环境等方面有重要应用和影响。燃油汽车产生的氮的氧化物是大气主要污染物，研究含氮物质间的转化是环境科学的重要课题。
(1)在恒温恒容的密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生反应生成NH3。下列能说明反应达到平衡状态的是________(填字母)。(2分)
A．2v正(NH3)＝3v逆(H2)
B．容器内压强不变
C．气体的密度不再改变
D．容器内气体的平均摩尔质量不变
题号
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7
BD
(2)燃料在汽车发动机中燃烧时会产生污染环境的CO、NOx，加装三元催化转化器可使汽车尾气中的CO、NO2转化为无毒物质。
已知：Ⅰ．N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH1＝＋183 kJ·mol-1
Ⅱ．CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3＝－283 kJ·mol-1
①则反应Ⅲ：2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)的ΔH3＝________ kJ·mol-1，该反应能自发进行的条件是在________(填“低温”“高温”或“任意温度”)下。(2分)
题号
1
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7
－749
低温
②工业上利用反应Ⅲ将氮的氧化物转化为无害气体，向某密闭容器中通入6 mol CO、6 mol NO，发生反应，测得在其他条件相同时，平衡体系中N2的物质的量分数x(N2)与压强(p)、温度T之间的关系如图所示：
题号
1
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2
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7
(ⅰ)图中曲线Ⅱ表示________过程(填“等温”或“等压”)，判断的依据是_____________________________________________。(2分)
(ⅱ)若a点对应的压强恒为20 MPa，反应开始到达到平衡所用时间为10 min，则此时间段内v(CO)＝________MPa·min-1，平衡常数Kp＝________。(3分)
题号
1
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7
等压
正反应为放热反应，温度越高，平衡时x(N2)越小
0.6
1 MPa-1
[解析]　(1)达到平衡时，不同物质的正、逆反应速率之比应等于化学计量数之比，对于合成氨反应N2＋3H2 2NH3，应是3v正(NH3)＝2v逆(H2)，A错误；该反应是气体分子数减小的反应，在恒温恒容条件下，容器内压强不变，说明气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，B正确；气体总质量不变，容器体积不变，根据ρ＝，气体的密度始终不变，不能据此判断反应达到平衡，C错误；气体总质量不变，反应过程中气体总物质的量变化，容器内气体的平均摩尔质量不变时，说明反应达到平衡状态，D正确。
题号
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7
(2)①根据盖斯定律，反应Ⅲ＝2×反应Ⅱ－反应Ⅰ，ΔH3＝2×(－283 kJ·mol-1)－183 kJ·mol-1＝－749 kJ·mol-1。反应ⅢΔH3<0，反应后气体分子数减少，ΔS<0，根据ΔG＝ΔH－TΔS，当ΔG<0时反应自发进行，所以该反应在低温下能自发进行。
②(ⅰ)反应ⅢΔH3<0，正反应放热，升高温度平衡逆向移动，N2的物质的量分数减小；正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，N2的物质的量分数增大，故图中曲线Ⅱ表示等压、升温过程。
题号
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(ⅱ)设平衡时生成了x mol N2，此时N2的物质的量分数为20%，则×100%＝20%，解得x＝2，所以n(N2)＝2 mol，n(CO2)＝4 mol，n(NO)＝n(CO)＝
6 mol－4 mol＝2 mol，n总＝10 mol，若a点对应的压强为20 MPa，CO的平衡压强为20 MPa×＝4 MPa，CO的初始压强为10 MPa，反应开始到达到平衡所用时间为10 min，则此时间段内v(CO)＝＝0.6 MPa·min-1，NO的平衡压强为20 MPa×＝4 MPa，N2的平衡压强为20 MPa×＝4 MPa，CO2的平衡压强为20 MPa×＝8 MPa，平衡常数Kp＝＝1 MPa-1。
题号
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谢 谢 ！

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