2027步步高大一轮复习化学江苏专用基础版第十章　第37讲　化学平衡状态与化学平衡常数

第十章

第37讲化学平衡状态与化学平衡常数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考点三“三段式”法计算平衡常数和转化率练真题

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逆质量或浓度易错辨析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(

)×√×××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.(2025·苏州期中摸底调研)工业制硫酸发生反应：2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g)。恒温下，将amolSO2与bmolO2的混合气体通入2L的恒容密闭容器中发生反应。下列可以说明该反应达到平衡状态的是

(填字母)。A.c(SO2)∶c(SO3)=1∶1B.v(O2)=2v(SO3)C.容器内气体的密度不再变化D.混合气体的压强不再变化D

3.H2是一种绿色能源、绿色还原剂，在工业生产中应用广泛。水煤气法制备H2具有原料易得、成本低、产量大等优点，使其成为工业生产氢能源的主要途径。该反应的热化学方程式是C(s)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+H2(g)

ΔH>0。在恒温恒容密闭真空容器中加入一定量的C(s)和H2O(g)，使其发生上述反应，能说明该反应达到平衡状态的是

(填字母)。a.混合气体的压强不再变化b.CO、H2的体积分数之比不再变化c.混合气体的密度不再变化ac

a项，该反应反应前后气体分子数变化，恒温恒容条件下，混合气体的压强不再变化时，反应达到平衡状态，正确；b项，CO、H2的体积分数之比始终为化学计量数之比，错误；c项，反应前后气体总质量发生变化，恒温恒容条件下，混合气体的密度不再变化时，反应达到化学平衡状态，c正确。

C

归纳总结

返回(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。考点二化学平衡常数

K

c(CO2)应用举例

温度4.平衡常数的意义及应用(1)判断可逆反应进行的程度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

二、平衡常数的应用3.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)。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

K1·K2

(2)反应③的ΔH

(填“>”或“<”)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

<

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

(填“>”“=”或“<”)v逆。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

>

练后反思返回反应达平衡后，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。“三段式”法计算平衡常数和转化率考点三1.“三段式”法的计算模式(1)步骤

1.(溯源教材人教选择性必修1

P53)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中，使CO与H2S发生下列反应并达到平衡：CO(g)+H2S(g)⥫⥬COS(g)+H2(g)。(1)若反应前CO的物质的量为10mol，达到平衡时CO的物质的量为8mol，且化学平衡常数为0.1。下列说法正确的是

(填字母)。a.升高温度，H2S的浓度增大，表明该反应是吸热反应b.通入CO后，正反应速率逐渐增大c.反应前H2S的物质的量为7mold.达到平衡时CO的转化率为80%c

升高温度，H2S浓度增大，说明平衡逆向移动，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，则该反应是放热反应，故a错误；通入CO后，正反应速率瞬间增大，又逐渐减小，故b错误；反应前CO的物质的量为10

mol，平衡后CO物质的量为8

mol，设反应前H2S

物质的量为n

mol，则：

CO(g)+H2S(g)⥫⥬COS(g)+H2(g)起始/mol

10

n

0

0变化/mol

2

2

2

2平衡/mol

8

n-2

2

2

(2)在不同温度下达到化学平衡时，H2S的转化率如图所示，则该反应是

反应(填“吸热”或“放热”)。放热

根据题图得，温度升高H2S的转化率降低，即温度升高平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热反应。(3)在某温度下，向1L的密闭容器中通入10molCO和10molH2S，平衡时测得CO的转化率为40%，则该温度下反应的平衡常数为

。

(1)反应开始到10min时NO的平均反应速率v(NO)=

mol·L-1·min-1。2.亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO和Cl2反应得到，化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)⥫⥬2NOCl(g)。在1L恒容密闭容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图所示：0.1

(2)T2时该反应的平衡常数K=

。2

(3)T2时Cl2的平衡转化率为

。50%

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√

2.[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

√

返回精练高频考点提升关键能力课时精练对一对题号12345答案CBBAA题号6789答案DDAD答案1234567891011答案123456789101110.(3)(5)(8)(9)11.(1)放热(2)<

(3)2.71.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SO3√1234567891011答案1234567891011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√1234567891011答案

1234567891011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、逆速率均相等，不能判断反应是否达到平衡状态，D错误。1234567891011答案3.(2025·苏锡常镇一模)下列关于反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)

ΔH<0的说法正确的是A.基态V原子核外电子排布式为3d34s2B.反应达到平衡状态时，v逆(SO3)=2v正(O2)C.使用V2O5是为了增大SO2的平衡转化率D.其他条件相同，增大压强，平衡常数增大√1234567891011答案

V为23号元素，基态V原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，A错误；反应达到平衡状态时，v逆(SO3)=v正(SO3)=2v正(O2)，B正确；催化剂可以增大化学反应速率，不能改变平衡转化率，C错误；化学平衡常数只受温度的影响，温度改变，平衡常数才会改变，D错误。1234567891011答案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-1

B.Y2为0.4mol·L-1C.X2为0.2mol·L-1

D.Z为0.4mol·L-1√1234567891011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。1234567891011答案

√1234567891011答案

1234567891011答案

√1234567891011答案

1234567891011答案7.一定温度下，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√1234567891011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。1234567891011答案

√1234567891011答案

1234567891011答案9.(2026·杭州模拟)将气体H2S和CH4按体积之比[V(H2S)∶V(CH4)]=2∶1导入管式反应器(如图1)热解制H2，高于T

℃下发生如下两个反应(反应过程用N2稀释)：Ⅰ.2H2S(g)⥫⥬S2(g)+2H2(g)

K1Ⅱ.CH4(g)+S2(g)⥫⥬CS2(g)+2H2(g)

K2在常压下反应相同时间后，不同温度下测得气体H2、S2及CS2体积分数随温度的变化如图2。1234567891011答案下列说法错误的是A.高于T

℃，该体系总反应为2H2S(g)+

CH4(g)⥫⥬CS2(g)+4H2(g)

K3=K1·K2B.曲线b表示S2(g)的体积分数随温度的变化C.1000℃时，反应的活化能：反应Ⅰ<反应ⅡD.在1000℃、常压下，通入H2S(g)的体积分数保持不变，提高投料比

[V(H2S)∶V(CH4)]，H2S的转化率减小√1234567891011答案

由盖斯定律，Ⅰ+Ⅱ得总反应：2H2S(g)+CH4(g)⥫⥬CS2(g)+4H2(g)，则K3=