第33讲　化学平衡状态　化学平衡常数

第33讲化学平衡状态化学平衡常数复习目标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。

CONTENTS考点一化学平衡状态考点二化学平衡常数真题演练课时跟踪检测考点一化学平衡状态

必备知识

1.

可逆反应（1）概念：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）特征：两同——即正、逆反应是在同一条件下，同时进行；一不

能——即不能完全转化，反应物与生成物共存，任一反应物的转化率

⁠

100％。

正反应方向

逆反应方向

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

，称

为“化学平衡状态”，简称化学平衡。相等

保持不变

（2）建立

（3）特征

（1）气体密度不随时间变化；（2）CO2体积分数不随时间变化；（3）气

体总压强不随时间变化；（4）

CO2、NH3的转化率之比不随时间变化。（1）（3）

易错辨析（1）2H2＋O2

2H2O为可逆反应。

（

×

）（2）在工业生产条件下，氢气与氮气充分发生反应，氮气的转化率约为

15％，故此反应是可逆反应。

（

√

）（3）少量氯气通入大量水中，所得溶液呈浅黄绿色，且具有酸性和漂白

性，故氯气与水的反应为可逆反应。

（

√

）（4）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。

（

×

）（5）可逆反应平衡时，生成物不再变化，反应停止。

（

×

）×√√××

××

关键能力

考向1可逆反应的特征

A.

c（A）＝0.5

mol·L－1B.

c（B）＝1

mol·L－1C.

c（C）＝0.6

mol·L－1D.

c（D）＝1.4

mol·L－1√解析：

假设反应正向进行到底，A完全消耗，B减少0.5

mol·L－1（剩

余0.3

mol·L－1），C增加0.4

mol·L－1（达0.8

mol·L－1），D增加0.6

mol·L－1（达1.4

mol·L－1）；逆向进行到底时，C完全消耗，D减少0.6

mol·L－1（剩余0.2

mol·L－1），A增加0.4

mol·L－1（达0.8

mol·L－

1），B增加0.5

mol·L－1（达1.3

mol·L－1）。实际为可逆反应，各物质

浓度应在两极限之间但无法取到极值。A项，A的浓度在0～0.8

mol·L－1

之间；B项，B的浓度在0.3～1.3

mol·L－1之间；C项，C的浓度在0～0.8

mol·L－1之间；D项，D的浓度在0.2～1.4

mol·L－1之间，不可能等于

1.4

mol·L－1，D符合题意。

A.

c（SO3）＝0.5

mol·L－1B.

c（O2）＝0.25

mol·L－1C.

c（SO2）＋c（SO3）＝0.6

mol·L－1D.

c（SO2）＋c（SO3）＋c（O2）＝0.75

mol·L－1√

极端假设法确定各物质浓度范围

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。考向2化学平衡状态的判断

①混合气体的密度不再变化时②容器内气体的压强不再变化时③混合

气体的总物质的量不再变化时④B的物质的量浓度不再变化时⑤混合

气体的平均相对分子质量不再改变的状态⑥v正（B）＝2v逆（C）A.

①④⑤⑥B.

②③⑥C.

②④⑤⑥D.

只有④√解析：

①A呈固态，反应正向进行时气体质量增大，逆向进行时气体质

量减小，混合气体密度不变时达到平衡状态；②该反应反应前后气体体积

不变，所以压强不变时不一定平衡；③该反应反应前后气体物质的量不

变；④B的物质的量浓度不变，说明达到平衡状态；⑤混合气体的平均相

对分子质量不再改变，说明气体的质量不变，反应达到平衡状态；⑥v正

（B）＝2v逆（C）时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态。

①单位时间内生成n

mol

H2的同时生成n

mol

HI②一个H—H断裂的同时有两个H—I断裂③百分含量w（HI）＝w（I2）

④反应速率v（H2）＝v（I2）＝v（HI）

⑤c（HI）∶c（H2）∶c

（I2）＝2∶1∶1

⑥温度和体积一定时，生成物浓度不再变化⑦温度和

体积一定时，容器内的压强不再变化⑧条件一定时，混合气体的平均相

对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化

⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化A.

①②③④B.

②⑥⑨C.

②⑥⑨⑩D.

③⑤⑥⑦⑧√解析：

①速率之比不等于化学计量数之比，错误；③相等并不是不

变，错误；④未体现正反应速率与逆反应速率的关系，且速率之比不等于

化学计量数之比，错误；⑤c（HI）∶c（H2）∶c（I2）＝2∶1∶1不能说

明反应达到平衡状态，错误；⑦温度和体积一定时，容器内的压强始终不

变，错误；⑧条件一定时，混合气体的平均相对分子质量始终不变，错

误；⑩温度和压强一定时，由于反应前后体积和气体的质量始终不变，则

混合气体的密度始终不变，即密度不再变化不能说明反应达到平衡状态，

错误。1.

判断化学平衡状态的两种方法判断化学平衡状态的方法——“正、逆相等，变量不变”（1）动态标志：v正＝v逆≠0①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”。2.

判断化学平衡状态的“三关注”关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特

点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加

或生成等。考点二化学平衡常数

必备知识

1.

概念在一定温度下，当一个可逆反应达到

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

化学平衡

K

K＝

⁠。

c（CO2）

3.

影响因素通常情况下，K只受温度的影响，与物质的浓度、压强的大小无关，温度

不变，K

⁠。4.

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不变

正

逆

（3）判断可逆反应的热效应

〔人教选择性必修1〕压强平衡常数（Kp）及其相关计算压强平衡常数（Kp）含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压代替

平衡浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。分压计算公式：某气体的分压

＝气体总压强×该气体的体积分数（或物质的量分数）。【思考】

吸热

Kp的计算流

易错辨析（1）增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大。

（

×

）（2）对某一可逆反应，升高温度，化学平衡常数一定变大。

（

×

）（3）可逆反应的正反应K正与逆反应K逆一定相等。

（

×

）（4）化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度。

（

√

）（5）化学平衡发生移动，平衡常数一定发生变化。

（

×

）（6）平衡常数K越大，表示反应进行得越快。

（

×

）×××√××

关键能力

考向1化学平衡常数与化学方程式之间的关系

D.

a－2√

2.

找出下列平衡常数之间的关系，并填写下表。化学方程式平衡常

数平衡常数间的关

系K1K2K3K4K4＝

⁠

K1·K3

考向2化学平衡常数的计算与应用3.

化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温

下，下列反应的平衡常数如下：

以下说法正确的是（

）A.

常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c（N2）·c

（O2）B.

常温下，水分解产生O2，此时平衡常数约为5×10－80C.

常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序

为NO＞H2O＞CO2√

4.

在25

℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下

表所示：物质XYZ初始浓度/（mol·L－1）0.10.20平衡浓度/（mol·L－1）0.050.050.1A.

增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大C.

反应达平衡时，X的转化率为50％D.

改变温度可以改变此反应的平衡常数下列说法错误的是（

）√

（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

＜

真题演练

1.

（2025·云南高考17题节选）我国科学家研发出一种乙醇（沸点78.5

℃）绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸（沸点118

℃）的生产，主要

反应为：

回答下列问题：（1）乙醇可由秸秆生产，主要过程为秸秆

纤维素

乙醇葡萄糖

解析：

纤维素水解得到葡萄糖，葡萄糖发酵产生CO2和乙醇。（2）对于反应Ⅰ：

＋44.4

②一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的

是

（填字母）。A.

容器内的压强不再变化B.

混合气体的密度不再变化C.CH3COOH的体积分数不再变化D.

单位时间内生成1

mol

H2O，同时消耗2

mol

H2AC

2.

（2025·安徽高考17题节选）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：

（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

字母）。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

解析：

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。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：

（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图。ⅰ.投料组成中Ar含量下降，平衡体系中n（CO）∶n（H2）的值将

⁠

（填“增大”“减小”或“不变”）。

增

大

解析：

ⅰ.由题图知，随着投料组成中Ar含量下降，CO2的平衡转化率大于

CH4的平衡转化率，说明反应④正向进行程度大于反应⑤正向进行程度，

故平衡体系中n（CO）∶n（H2）的值将增大。ⅱ.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的转化率为30％，CH4

的转化率为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：

3.

（2025·河北高考17题节选）乙二醇（EG）是一种重要的基础化工原

料，可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。煤化工路线中，利用合成

气直接合成乙二醇，原子利用率可达100％，具有广阔的发展前景。反应

如下：

按化学计量比进料，固定平衡转化率α，探究温度与压强的关系。α分别为

0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图：（1）代表α＝0.6的曲线为

（填“L1”“L2”或“L3”）；原因

是

⁠

⁠。解析：

由题目信息知，该反应为气体分

子数减小的反应，同一温度下，增大压强，平

衡正向移动，则α增大，故L1、L2、L3分别代

表α＝0.6、0.5、0.4的曲线。L1

该反应为气体分子数减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向

移动，平衡转化率增大（2）ΔH

0（填“＞”“＜”或“＝”）。解析：

由题图可知，压强相等时，温度

越高则对应的平衡转化率α越小，即平衡逆向

移动，故该反应为放热反应，ΔH＜0。＜

M、N两点对应的体系，Kx（M）

Kx（N）（填“＞”“＜”或

“＝”），D点对应体系的Kx的值为

⁠。＝

12

解析：

M、N两点对应平衡转化率相等，

则平衡时各组分物质的量分数均相等，故Kx

（M）＝Kx（N）；D点对应的平衡转化率为

0.5，根据题给信息知，该反应按化学计量比

进料，设起始加入2

mol

CO、3

mol

H2，列三

段式：

调整进料比为n（CO）∶n（H2）＝m∶3，系统压强维持p0

MPa，使α

（H2）＝0.75，此时Kp＝

MPa－4（用含有m和p0的

代数式表示）。

（Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数）（1）仅发生反应ⅰ时，C2H6的平衡转化率为25.0％，计算Kx1＝

。

（2）同时发生反应ⅰ和ⅱ时，与仅发生反应ⅰ相比，C2H4的平衡产率

⁠

（填“增大”“减小”或“不变”）。增大

课时跟踪检测

12345678910111.

在一定条件下，某容器内充入N2和H2合成氨，下列叙述错误的是

（

）A.

开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B.

随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率

逐渐增大C.

反应到达t1时，正反应速率与逆反应速率相等，反应

停止D.

反应在t1之后，正反应速率与逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态√

解析：

反应到达t1时，正反应速率与逆反应速率相等，但都不为零，反

应没有停止，达到化学平衡状态，C错误。1234567891011

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2

mol

SO2和1

mol

O2，则达平衡时放出的热量为196.6

kJD.2

min时反应达到平衡状态生成a

mol

SO3，则4

min时生成2a

mol

SO3√1234567891011解析：

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，消耗的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

SO3的物质的量不变，为a

mol，D错误。12345678910113.

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，增大反应物浓度，平衡常数不变，A错

误；化学方程式的书写方式不同，相应物质的系数发生变化，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；当Q＜K时，反应向正反应方向进行，

所以v正＞v逆，D错误。1234567891011

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√

1234567891011

①v正（H2O）＝4v逆（HF）

②SiF4的体积分数不再变化③容器内气体

压强不再变化④4

mol

H—O断裂的同时，有2

mol

H—F断裂⑤混合气

体的体积不再变化A.

①②③B.

②③C.

②④⑤D.

③④⑤√1234567891011解析：

①v正（H2O）＝4v逆（HF），正、逆反应速率不相等，反应未

达到平衡状态，错误；②SiF4的体积分数不再变化，反应达到平衡状态，

正确；③容器内气体压强不再变化，则混合气体的总物质的量不变，反应

达到平衡状态，正确；④4

mol

H—O断裂的同时，有2

mol

H—F断裂，

正、逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，错误；⑤容器容积不变，

混合气体的体积为定值，故混合气体的体积不再变化，无法判断正、逆反

应速率是否相等，无法判断反应是否达到平衡状态，错误。1234567891011

温度/℃2580230平衡常数5×10421.9×10－5下列说法不正确的是（

）1234567891011A.

上述生成Ni（CO）4（g）的反应为吸热反应C.

在80

℃时，测得某时刻Ni（CO）4、CO浓度均为0.5

mol·L－1，则此

时v（正）＜v（逆）D.80

℃达到平衡时，测得n（CO）＝0.3

mol，则Ni（CO）4的平衡浓度

为2

mol·L－1√1234567891011

1234567891011

A.HBr的电子式为H︰BrB.

增加氯气浓度，可使K3增大C.

反应平衡常数关系为K3＝K1·K2D.

相同条件下，Cl2与H2反应进行程度较Br2与H2的大√1234567891011

1234567891011

下列不能判断干重整反应达到平衡的标志是（

）A.

容器中混合气体平均相对分子质量保持不变B.

容器中混合气体密度保持不变C.

反应的浓度商Q保持不变D.

混合气体压强保持不变√1234567891011

1234567891011

1234567891011A.

T1＞T2＞T3B.

b、c点，Cl2（g）的转化率相等D.

a、b点中，a点对应的SO2Cl2的物质的量分数更大√解析：

ΔH＜0，反应放热，且该反应为气体体积减小的反应，当温度

降低，平衡向正反应方向移动，Δn变大，故T3＞T2＞T1，A错误；b、c点

温度不同，对应Cl2（g）的转化率不相等，B错误；题中没有给出容器容

积，无法计算平衡常数，C错误；在a、b点中，a点按照1∶1投入SO2（g）

和Cl2（g），二者比值等于反应的化学计量数之比，对应的SO2Cl2的物质

的量分数最大，D正确。1234567891011

T/℃7008008301

0001

200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝

⁠。

1234567891011（2）该反应为

（填“吸热”或“放热”）反应。解析：

从表中数据可知，温度越高，化学平衡常数越大，说明正反

应为吸热反应。吸热

1234567891011（3）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO2）·c（H2）＝c

（CO）·c（H2O），试判断此时的温度为

℃。该温度下加入1

mol

CO2（g）和1

mol

H2（g），充分反应，达到平衡时，CO2的转化率

为

⁠。830

50％

1234567891011

123456789101111.

（2025·四川绵阳中学月考）实现绿色低碳循环发展，二氧化碳的吸

收和利用是一项重要的研究课题，利用二氧化碳合成二甲醚的方法通常是

CO2和H2