【新人教版高中化学】必修一 第32讲　化学平衡状态　化学平衡常数

02考点20301考点1ContentNavigation内容导航真题体验·素养提升第32讲化学平衡状态化学平衡常数

［课标要求］

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。可逆反应与化学平衡建立考点1可逆反应小于化学平衡状态(1)化学平衡状态的概念在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率________时，反应体系中所有参加反应的物质的________或________保持恒定的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。相等质量浓度(2)化学平衡状态的建立用速率—时间(v－t)图像可表示出可逆反应建立化学平衡的过程：(3)化学平衡状态的特点＝化学平衡状态的判定标志(1)(2)<><<2．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)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。(

)提示各物质的物质的量保持不变，各反应物和生成物的浓度不再变化，不一定相等。提示SO3的生成速率与SO2的消耗速率都代表正反应速率，不能说明正反应速率与逆反应速率相等。××提示正反应为体积减小的反应，恒温恒容下，压强不再变化，说明反应已达到平衡状态。提示该反应为放热反应，绝热体系中，体系的温度为变量，当体系的温度保持不变时，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态。√√②⑥⑨⑥⑦⑧⑨⑩②④⑤解析①达到平衡时，v正应保持不变；②由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小，当K不变时，温度不变，达到平衡状态；③题图中达到平衡时，CO、CO2的改变量不是1∶1；④w(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变；⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时体系温度不再发生变化；⑥ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。(3)间接标志①有气体参加的不等体积反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，达到平衡状态。②如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡状态。③气体的密度、气体的平均相对分子质量不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判断是否平衡(若体系中各组分均为气体，气体质量守恒；若体系中不全是气体，要注意气体质量变化)。解析用极值法：当Z完全转化为X2、Y2时，X2、Y2分别为0.2mol·L－1、0.4mol·L－1；当0.1mol·L－1X2完全转化为Z时，Y2为0.2mol·L－1，Z为0.4mol·L－1，则0<X2<0.2mol·L－1，0.2mol·L－1<Y2<0.4mol·L－1，0<Z<0.4mol·L－1，A项符合题意。√用极限思维确定浓度范围的方法

注意：可逆反应的平衡物理量一定在最大值和最小值之间，但起始物理量可以为最大值或最小值。化学平衡常数及转化率考点2化学平衡常数(1)在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物__________________________与其反应物___________________________的比值是一个常数，即平衡常数，用符号____表示。浓度化学计量数次幂的乘积浓度化学计量数次幂的乘积K生成物转化率温度浓度化学平衡常数的应用(1)判断可逆反应进行的程度K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高；K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。K<10－510－5～105>105反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全(3)判断可逆反应的热效应化学平衡常数与转化率的计算“三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意条理清楚地列出起始量、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。使用化学平衡常数应注意的问题(1)化学平衡常数K值的大小是可逆反应正向进行程度的标志。一个反应的K值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率也越大。可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。(3)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作“1”，而不计入平衡常数表达式中。(4)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。(

)提示对于正反应吸热的反应，升高温度平衡正向移动，K增大；对于正反应放热的反应，升高温度平衡逆向移动，K变小。(2)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大。(

)××提示增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，但K不变，因为K只受温度的影响，温度不变，K不变。(3)可根据K随温度的变化情况判断反应的热效应。(

)提示若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。(4)化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度。(

)提示化学反应达平衡时，各反应物的转化率达到最大。化学平衡常数本身就是表示化学平衡时各物质浓度的关系。故平衡常数和转化率是从两个不同的角度来反映化学反应进行的程度。(5)平衡常数发生变化，化学平衡一定发生了平衡的移动。(

)√√√√(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)。K1·K2(2)反应③的ΔH________0(填“>”或“<”)。<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，所以ΔH<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________v逆(填“>”“＝”或“<”)。>√4．(2026·北京西城)二氧化硫的转化在生产和环境保护等领域具有重要意义。工业上，SO2制SO3反应的化学方程式是__________________________。450℃时，将2molSO2和1molO2混合充入容积为1L的密闭容器中，充分反应并达到平衡状态，SO2的平衡转化率为α，450℃时，该反应的平衡常数K＝________。2SO2＋O2

2SO3真题体验·素养提升√2．(2024·安徽，节选)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料，由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题：【乙烷制乙烯】(1)C2H6氧化脱氢反应：2C2H6(g)＋O2(g)===2C2H4(g)＋2H2O(g)

ΔH1＝－209.8kJ·mol－1C2H6(g)＋CO2(g)===C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)

ΔH2＝＋178.1kJ·mol－1计算：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)

ΔH3＝________kJ·mol－1。－566解析(1)由盖斯定律可知，目标反应＝第1个反应－2×第2个反应，则ΔH3＝ΔH1－2ΔH2＝－566kJ·mol－1。(2)C2H6直接脱氢反应为C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)

ΔH4。C2H6的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，则ΔH4________0(填“>”“<”或“＝”)。结合该图，下列条件中，达到平衡时转化率最接近40%的是________(填标号)。a．600℃，0.6MPab．700℃，0.7MPac．800℃，0.8MPa>b解析(2)由题图知，压强一定时，温度越高，C2H6平衡转化率越高，则升温平衡正向移动，该反应的正反应为吸热反应，ΔH4>0。平衡转化率接近40%的曲线应介于平衡转化率为20%与50%的曲线之间，a项代表的点在20%线左侧，b项代表的点位于20%线与50%线之间，c项代表的点在50%线与80%线之间，b项符合题意。0.067增大BaC2＋2H2O===Ba(OH)2＋C2H2↑解析(1)BaC2与电石CaC2类似，与水反应生成C2H2(乙炔)和Ba(OH)2，该反应的化学方程式为BaC2＋2H2O===Ba(OH)2＋C2H2↑。1016105105(3)恒压容器中，焦炭与BaCO3的物质的量之比为4∶1，Ar为载气。1400K和1823K下,BaC2产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。①初始温度为900K，缓慢加热至1400K时，实验表明BaCO3已全部消耗，此时反应体系中含Ba物种为________。②1823K下，反应速率的变化特点为_____________________________________________________________________________，其原因是_____________________________________________________________。BaOt1～t2阶段净反应速率为正值且恒定不变，t2后反应达到平衡，净反应速率恒为0反应物均为固体，固体的浓度为定值，不会随着消耗而发生改变解析(3)①由图2可知，1823K下，BaC2产率随着时间的延长不断增加至接近100%，而1400K下，BaC2产率始终为0，说明反应Ⅱ在1400K下没有发生，而BaCO3全部消耗,说明反应Ⅰ已完全进行,生成BaO，故此时体系中含Ba物种为BaO。②图2的横坐标为时间，纵坐标为BaC2产率，则图像的斜率可代表反应速率，由图2可知，1823K下，t1～t2阶段净反应速率不变，t2后反应达到平衡，净反应速率恒为0。该体系中的反应物均为固体，固体的浓度为定值，不会随着反应消耗而发生改变，因此出现上述特点。小于低温、高压9×103解析由图可知，其他条件相同时，随着温度升高，平衡时Ni(CO)4的体积分数减