高考化学一轮复习 同步课件 第十一章　第40讲　化学平衡状态与化学平衡常数（基础版）

化学平衡状态与化学平衡常数第十一章

第40讲

1.理解化学反应的可逆性，能利用图像、数据等描述化学平衡的建立过程。2.理解化学平衡的含义，并能根据反应情况判断可逆反应是否达到平衡。3.知道化学平衡常数的含义及其表示方法，能通过化学平衡常数进行有关计算。复习目标课时精练考点一可逆反应、化学平衡状态考点二化学平衡常数练真题

明考向内容索引可逆反应、化学平衡状态考点一1.可逆反应在同一条件下，既可以向

进行，同时又能向

进行的化学反应。2.化学平衡状态(1)概念在一定条件下的

反应体系中，当正、逆反应速率

时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。正反应方向逆反应方向可逆相等(2)建立过程绘制“反应速率-时间”图像，表示从正反应开始建立化学平衡状态的过程。(3)平衡特征可逆反应动态平衡v正v逆质量或浓度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(

)××√×易错辨析×一、可逆反应的特征1.一定条件下，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0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1，则下列判断正确的是A.c1∶c2=3∶1B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0<c1<0.14mol·L-1√

反应物的平衡浓度之比为1∶3，与反应的化学计量数之比相等，则转化浓度之比亦为1∶3，故c1∶c2=1∶3，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)=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。二、化学平衡状态的判断方法2.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

(填序号，下同)。(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

。①③④⑦⑤⑦①②③④⑦(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

。①②③②④⑦3.若上述题目中的(1)~(3)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？(1)

。(2)

。(3)

。②③④⑦⑤⑦②③④⑦

C

归纳总结(2)静态标志：各种“变量”不变①各物质的质量、物质的量或物质的量浓度不变。②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。③温度(绝热体系)、压强(化学方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。返回化学平衡常数考点二1.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，即化学平衡常数，用符号

表示。2.表达式对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，K=__________(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入化学平衡常数表达式中)。K

应用举例c(CO2)

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浓度变化、压强变化、是否使用催化剂无关。4.平衡常数的意义及应用(1)判断可逆反应进行的程度温度K<10-510-5~105>105反应程度很难进行反应可逆反应接近完全

正平衡逆(3)判断可逆反应的热效应吸热放热放热吸热

×××√×易错辨析

2.已知下列反应的平衡常数：①H2(g)+S(s)⥫⥬H2S(g)

K1；②S(s)+O2(g)⥫⥬SO2(g)

K2；则反应H2(g)+SO2(g)⥫⥬O2(g)+H2S(g)的平衡常数K=

(用K1和K2表示)。

归纳总结

√温度/℃n(活性炭)/moln(CO2)/molT10.70

T2

0.25

4.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下表所示：化学反应平衡常数温度/℃500800①2H2(g)+CO(g)⥫⥬CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)+CO2(g)⥫⥬H2O(g)+CO(g)K21.02.50③3H2(g)+CO2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)K3

(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

化学反应平衡常数温度/℃500800①2H2(g)+CO(g)⥫⥬CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)+CO2(g)⥫⥬H2O(g)+CO(g)K21.02.50③3H2(g)+CO2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)K3

(2)反应③的ΔH

(填“>”或“<”)0。<

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。化学反应平衡常数温度/℃500800①2H2(g)+CO(g)⥫⥬CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)+CO2(g)⥫⥬H2O(g)+CO(g)K21.02.50③3H2(g)+CO2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)K3

(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。>

反应达平衡后，再任意加入“反应物或生成物”，往往利用Q与K相比，判断平衡的移动或v正与v逆的相对大小。练后反思返回精练真题练真题明考向1.[2025·安徽，17(2)]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=+26.3kJ·mol-1②HCOOH(g)===CO2(g)+H2(g)

ΔH2=-14.9kJ·mol-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

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。

√离子分解反应平衡常数值1.4×10-36.0×10-3K

3.[2025·四川，18(4)]乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行：①HCHO(g)+CO(g)+H2(g)===HOCH2CHO(l)②HOCH2CHO(l)+H2(g)===HOCH2CH2OH(l)反应中伴随副反应：HCHO(g)+H2(g)===CH3OH(l)若反应在恒容密闭容器中进行，溶剂中甲醛初始浓度为1.0mol·L-1。①反应5h后，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为38%、8%、10%，则甲醛的平均消耗速率v=

mol·L-1·h-1。

0.112

②溶剂中H2和CO浓度分别保持为1.0×10-4mol·L-1、6.0×10-4mol·L-1，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为18%、34%、14%，生成乙二醇的平衡常数K=

(mol·L-1)-3(科学记数，保留小数点后2位)。

1.67×1011

返回精练高频考点提升关键能力课时精练对一对题号12345678答案CBCAADAB题号910答案DC答案123456789101112答案12345678910111211.(1)放热(2)<

(3)2.712.

1.下列过程与可逆反应无关的是A.高炉炼铁排放的尾气，随高炉的高度增加，CO的比例不变B.氯气溶于水，溶液中既存在Cl-也存在Cl2C.铜和浓硫酸在加热条件下能反应，不加热不能反应D.SO2和O2在接触室中反应生成SO3123456789101112答案√123456789101112答案

高炉炼铁中CO比例不变说明反应达到化学平衡，存在可逆反应，A不符合题意；Cl2溶于水：Cl2+H2O⥫⥬HClO+H++Cl-，该反应是可逆反应，溶液中既存在Cl-也存在Cl2，B不符合题意；铜与浓硫酸在加热时发生的反应为Cu+2H2SO4(浓)

CuSO4+SO2↑+2H2O，常温下不反应，这是一个不可逆反应，C符合题意；SO2与O2生成SO3是典型的可逆反应：2SO2+O2

2SO3，D不符合题意。2.CO2催化氢化合成附加值高的产品有助于促进“碳中和”。一定温度下，在恒容密闭容器中充入1molCO2和1molH2发生CO2(g)+H2(g)⥫⥬HCOOH(g)、CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)，下列能说明两反应均达到平衡状态的是A.气体密度不随时间变化B.气体平均摩尔质量不随时间变化C.CO2与H2的浓度比不随时间变化D.HCOOH(g)的生成速率等于CO(g)的消耗速率123456789101112答案√123456789101112答案

123456789101112答案

HCOOH的生成速率(第一个反应正反应速率)与CO的消耗速率(第二个反应逆反应速率)相等，无法直接说明两反应的正、逆反应速率均相等，不能判断反应是否达到平衡状态，D错误。3.关于化学平衡常数，下列说法不正确的是A.化学平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变B.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1C.温度越高，K值越大D.化学平衡常数随温度的改变而改变√123456789101112答案

平衡常数越大，说明可逆反应进行的程度越大，反应可能是吸热反应也可能是放热反应，升温，平衡向吸热反应方向移动，平衡常数不一定增大，C错误。4.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0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是A.Z为0.3mol·L-1B.Y2为0.4mol·L-1C.X2为0.2mol·L-1D.Z为0.4mol·L-1123456789101112答案√123456789101112答案

若X2完全转化为Z，则X2、Y2、Z的浓度分别是0

mol·L-1、0.2

mol·L-1、0.4

mol·L-1；若Z完全转化为X2、Y2，则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2

mol·L-1、0.4

mol·L-1、0

mol·L-1；反应为可逆反应，反应物不能完全转化，所以0<c(X2)<0.2

mol·L-1，0.2

mol·L-1<c(Y2)<0.4

mol·L-1，0<c(Z)<0.4

mol·L-1。5.一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g)

ΔH=-196.6kJ·mol-1。下列有关该反应的叙述正确的是A.达到平衡状态时，正、逆反应速率相等B.达到平衡状态时，SO2和O2的浓度都为0C.若起始时加入2molSO2和1molO2，则达平衡时放出的热量为196.6kJD.若反应达到平衡状态后，2min时生成amolSO3，则4min时生成

2a

molSO3√123456789101112答案123456789101112答案

该反应为可逆反应，达到平衡状态时，反应物不能完全转化为生成物，所以SO2和O2的浓度不等于0，B错误；因为是可逆反应，所以消耗的SO2的物质的量小于2

mol、消耗O2的物质的量小于1

mol，放出的热量小于196.6

kJ，C错误；反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不变，2~4

min三氧化硫的物质的量不变，为a

mol，D错误。6.一定温度下，在恒容密闭容器中充入CO和H2，发生反应：2H2(g)+

CO(g)⥫⥬CH3OH(g)

ΔH<0。下列图像符合实际且t0时达到平衡状态的是123456789101112答案√123456789101112答案

该反应中气体总质量、容器容积为定值，则密度始终不变，故A不符合题意；初始时CH3OH(g)的体积分数应该为0，故B不符合题意；2H2(g)+CO(g)⥫⥬CH3OH(g)为反应前后气体体积减小的反应，混合气体总质量为定值，则建立平衡过程中混合气体的平均摩尔质量逐渐增大，反应过程中压强逐渐减小，当压强不再变化时，表明达到平衡状态，故C不符合题意、D符合题意。

√123456789101112答案123456789101112答案

8.将一定量的固体Ag2SO4置于1L容积不变的密闭容器中，在一定温度下加入催化剂后发生下列反应：①Ag2SO4(s)⥫⥬Ag2O(s)+SO3(g)；②2SO3(g)

⥫⥬2SO2(g)+O2(g)。反应经过10min后达到了平衡状态，测得c(SO3)=0.4mol·L-1，c(SO2)=0.1mol·L-1，下列说法正确的是A.SO3(g)的分解率为25%B.此温度下反应①的平衡常数K=0.4C.在上述平衡体系中再加入少量的Ag2O(s)，再次达到平衡后c(SO3)将减小D.若温度不变，体积缩小为原来的一半，n(SO2)不变√123456789101112答案123456789101112答案

9.一定温度下向容器中加入M发生反应如下：①M—→P，②M—→Q，③P⥫⥬Q。反应体系中M、P、Q的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是A.反应①的活化能大于反应②B.t1时，反应③已达平衡C.该温度下，反应③的平衡常数小于1D.t2时，c(Q)=c0-c(P)√123456789101112答案123456789101112答案

10.在300mL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)，已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表所示。下列说法不正确的是123456789101112答案A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应B.25℃时，反应Ni(CO)4(g)⥫⥬Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5C.80℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5mol·L-1，则此时v正>v逆D.80℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2mol·L-1温度/℃2580230平衡常数5×10421.9×10-5√123456789101112答案

1234567891011