2027步步高大一輪復習化學江蘇專用基礎版第十章　第37講　化學平衡狀態與化學平衡常數

第十章

第37講化學平衡狀態與化學平衡常數1.理解化學反應的可逆性，能利用圖像、數據等描述化學平衡的建立過程。2.理解化學平衡的含義，并能根據反應情況判斷可逆反應是否達到平衡。3.知道化學平衡常數的含義及其表示方法，能通過化學平衡常數進行有關計算。復習目標課時精練考點一可逆反應、化學平衡狀態考點二化學平衡常數考點三“三段式”法計算平衡常數和轉化率練真題

明考向內容索引可逆反應、化學平衡狀態考點一1.可逆反應在同一條件下，既可以向

進行，同時又能向

進行的化學反應。2.化學平衡狀態(1)概念在一定條件下的

反應體系中，當正、逆反應速率

時，反應物和生成物的濃度均保持不變，即體系的組成不隨時間而改變，表明該反應中物質的轉化達到了“限度”，這時的狀態稱之為化學平衡狀態，簡稱化學平衡。正反應方向逆反應方向可逆相等(2)建立過程繪制“反應速率-時間”圖像，表示從正反應開始建立化學平衡狀態的過程。(3)平衡特征可逆反應動態平衡v正v逆質量或濃度易錯辨析1.Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O為可逆反應(

)2.化學反應達到限度時，正、逆反應速率相等(

)3.化學反應達到平衡后，反應物和生成物的濃度或百分含量相等(

)4.一定條件下反應N2+3H2??2NH3達到平衡時，3v正(H2)=2v逆(NH3)(

)5.恒溫恒容下進行的可逆反應：2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g)，當SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時，反應達到平衡狀態(

)×√×××一、可逆反應的特征1.一定條件下，對于可逆反應X(g)+3Y(g)??2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達到平衡時，X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1，則下列判斷正確的是A.c1∶c2=3∶1B.平衡時，Y和Z的生成速率之比為2∶3C.X、Y的轉化率不相等D.c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1√

反應物的平衡濃度之比為1∶3，與反應的化學計量數之比相等，則轉化濃度之比亦為1∶3，故c1∶c2=1∶3，A、C不正確；平衡時Y生成表示逆反應速率，Z生成表示正反應速率且v生成(Y)∶v生成(Z)=3∶2，B不正確；由可逆反應的特點可知0<c1<0.14

mol·L-1，D正確。二、化學平衡狀態的判斷方法2.(2025·蘇州期中摸底調研)工業制硫酸發生反應：2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g)。恒溫下，將amolSO2與bmolO2的混合氣體通入2L的恒容密閉容器中發生反應。下列可以說明該反應達到平衡狀態的是

(填字母)。A.c(SO2)∶c(SO3)=1∶1B.v(O2)=2v(SO3)C.容器內氣體的密度不再變化D.混合氣體的壓強不再變化D

3.H2是一種綠色能源、綠色還原劑，在工業生產中應用廣泛。水煤氣法制備H2具有原料易得、成本低、產量大等優點，使其成為工業生產氫能源的主要途徑。該反應的熱化學方程式是C(s)+H2O(g)??CO(g)+H2(g)

ΔH>0。在恒溫恒容密閉真空容器中加入一定量的C(s)和H2O(g)，使其發生上述反應，能說明該反應達到平衡狀態的是

(填字母)。a.混合氣體的壓強不再變化b.CO、H2的體積分數之比不再變化c.混合氣體的密度不再變化ac

a項，該反應反應前后氣體分子數變化，恒溫恒容條件下，混合氣體的壓強不再變化時，反應達到平衡狀態，正確；b項，CO、H2的體積分數之比始終為化學計量數之比，錯誤；c項，反應前后氣體總質量發生變化，恒溫恒容條件下，混合氣體的密度不再變化時，反應達到化學平衡狀態，c正確。

C

歸納總結

返回(2)靜態標志：各種“變量”不變①各物質的質量、物質的量或物質的量濃度不變。②各物質的百分含量(物質的量分數、質量分數等)不變。③溫度(絕熱體系)、壓強(化學方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。考點二化學平衡常數

K

c(CO2)應用舉例

溫度4.平衡常數的意義及應用(1)判斷可逆反應進行的程度K<10-510-5~105>105反應程度很難進行反應可逆反應接近完全

正平衡逆(3)判斷可逆反應的熱效應吸熱放熱放熱吸熱易錯辨析

×√×××

2.已知下列反應的平衡常數：①H2(g)+S(s)??H2S(g)

K1；②S(s)+O2(g)??SO2(g)

K2；則反應H2(g)+SO2(g)??O2(g)+H2S(g)的平衡常數K=

(用K1和K2表示)。

歸納總結

二、平衡常數的應用3.甲醇是重要的化學工業基礎原料和清潔液體燃料。工業上可利用CO或CO2來生產燃料甲醇。已知制備甲醇的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數如下表所示：化學反應平衡常數溫度/℃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)據反應①與②可推導出K1、K2與K3之間的關系，則K3=

(用K1、K2表示)。化學反應平衡常數溫度/℃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)反應③的ΔH

(填“>”或“<”)0。化學反應平衡常數溫度/℃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

<

根據K3=K1·K2，500

℃、800

℃時，反應③的平衡常數分別為2.5、0.375；升溫，K減小，平衡左移，正反應為放熱反應，所以ΔH<0。(3)500℃時測得反應③在某時刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L-1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時v正

(填“>”“=”或“<”)v逆。化學反應平衡常數溫度/℃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

>

練后反思返回反應達平衡后，再任意加入“反應物或生成物”，往往利用Q與K相比，判斷平衡的移動或v正與v逆的相對大小。“三段式”法計算平衡常數和轉化率考點三1.“三段式”法的計算模式(1)步驟

1.(溯源教材人教選擇性必修1

P53)羰基硫(COS)是一種糧食熏蒸劑，能防止某些害蟲和真菌的危害。在容積不變的密閉容器中，使CO與H2S發生下列反應并達到平衡：CO(g)+H2S(g)??COS(g)+H2(g)。(1)若反應前CO的物質的量為10mol，達到平衡時CO的物質的量為8mol，且化學平衡常數為0.1。下列說法正確的是

(填字母)。a.升高溫度，H2S的濃度增大，表明該反應是吸熱反應b.通入CO后，正反應速率逐漸增大c.反應前H2S的物質的量為7mold.達到平衡時CO的轉化率為80%c

升高溫度，H2S濃度增大，說明平衡逆向移動，升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，則該反應是放熱反應，故a錯誤；通入CO后，正反應速率瞬間增大，又逐漸減小，故b錯誤；反應前CO的物質的量為10

mol，平衡后CO物質的量為8

mol，設反應前H2S

物質的量為n

mol，則：

CO(g)+H2S(g)??COS(g)+H2(g)起始/mol

10

n

0

0變化/mol

2

2

2

2平衡/mol

8

n-2

2

2

(2)在不同溫度下達到化學平衡時，H2S的轉化率如圖所示，則該反應是

反應(填“吸熱”或“放熱”)。放熱

根據題圖得，溫度升高H2S的轉化率降低，即溫度升高平衡向逆反應方向移動，則正反應是放熱反應。(3)在某溫度下，向1L的密閉容器中通入10molCO和10molH2S，平衡時測得CO的轉化率為40%，則該溫度下反應的平衡常數為

。

(1)反應開始到10min時NO的平均反應速率v(NO)=

mol·L-1·min-1。2.亞硝酰氯(NOCl)是有機合成中的重要試劑，可由NO和Cl2反應得到，化學方程式為2NO(g)+Cl2(g)??2NOCl(g)。在1L恒容密閉容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)，在不同溫度下測得c(NOCl)與時間t的關系如圖所示：0.1

(2)T2時該反應的平衡常數K=

。2

(3)T2時Cl2的平衡轉化率為

。50%

返回精練真題練真題明考向

√

2.[2025·安徽，17(2)]通過甲酸分解可獲得超高純度的CO。甲酸有兩種可能的分解反應：①HCOOH(g)===CO(g)+H2O(g)

ΔH1=+26.3kJ·mol-1②HCOOH(g)===CO2(g)+H2(g)

ΔH2=-14.9kJ·mol-1一定溫度下，向恒容密閉容器中通入一定量的HCOOH(g)，發生上述兩個分解反應，下列說法中能表明反應達到平衡狀態的是

(填標號)。a.氣體密度不變

b.氣體總壓強不變c.H2O(g)的濃度不變

d.CO和CO2的物質的量相等bc

該反應中反應物、生成物均為氣體，氣體總質量不變，容器恒容，則氣體密度始終不變，故a錯誤；反應①和②反應前后氣體分子數均不相等，氣體總壓強為變量，則氣體總壓強不變可以說明反應達到平衡狀態，故b正確；H2O(g)的濃度不變，則反應體系中各物質濃度均不變，可以說明反應達到平衡狀態，故c正確；CO和CO2的物質的量相等，不能說明各物質濃度不變，不能說明反應達到平衡狀態，故d錯誤。

離子分解反應平衡常數值1.4×10-36.0×10-3K

√

返回精練高頻考點提升關鍵能力課時精練對一對題號12345答案CBBAA題號6789答案DDAD答案1234567891011答案123456789101110.(3)(5)(8)(9)11.(1)放熱(2)<

(3)2.71.下列過程與可逆反應無關的是A.高爐煉鐵排放的尾氣，隨高爐的高度增加，CO的比例不變B.氯氣溶于水，溶液中既存在Cl-也存在Cl2C.銅和濃硫酸在加熱條件下能反應，不加熱不能反應D.SO2和O2在接觸室中反應生成SO3√1234567891011答案1234567891011答案

高爐煉鐵中CO比例不變說明反應達到化學平衡，存在可逆反應，A不符合題意；Cl2溶于水：Cl2+H2O??HClO+H++Cl-，該反應是可逆反應，溶液中既存在Cl-也存在Cl2，B不符合題意；銅與濃硫酸在加熱時發生的反應為Cu+2H2SO4(濃)

CuSO4+SO2↑+2H2O，常溫下不反應，這是一個不可逆反應，C符合題意；SO2與O2生成SO3是典型的可逆反應：2SO2+O2

2SO3，D不符合題意。2.CO2催化氫化合成附加值高的產品有助于促進“碳中和”。一定溫度下，在恒容密閉容器中充入1molCO2和1molH2發生CO2(g)+H2(g)??HCOOH(g)、CO2(g)+H2(g)??CO(g)+H2O(g)，下列能說明兩反應均達到平衡狀態的是A.氣體密度不隨時間變化B.氣體平均摩爾質量不隨時間變化C.CO2與H2的濃度比不隨時間變化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(第一個反應正反應速率)與CO的消耗速率(第二個反應逆反應速率)相等，無法直接說明兩反應的正、逆速率均相等，不能判斷反應是否達到平衡狀態，D錯誤。1234567891011答案3.(2025·蘇錫常鎮一模)下列關于反應2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)

ΔH<0的說法正確的是A.基態V原子核外電子排布式為3d34s2B.反應達到平衡狀態時，v逆(SO3)=2v正(O2)C.使用V2O5是為了增大SO2的平衡轉化率D.其他條件相同，增大壓強，平衡常數增大√1234567891011答案

V為23號元素，基態V原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2，A錯誤；反應達到平衡狀態時，v逆(SO3)=v正(SO3)=2v正(O2)，B正確；催化劑可以增大化學反應速率，不能改變平衡轉化率，C錯誤；化學平衡常數只受溫度的影響，溫度改變，平衡常數才會改變，D錯誤。1234567891011答案4.在密閉容器中進行反應：X2(g)+Y2(g)??2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1，在一定條件下，當反應達到平衡時，各物質的濃度可能是A.Z為0.3mol·L-1

B.Y2為0.4mol·L-1C.X2為0.2mol·L-1

D.Z為0.4mol·L-1√1234567891011答案

若X2完全轉化為Z，則X2、Y2、Z的濃度分別是0

mol·L-1、0.2

mol·L-1、0.4

mol·L-1；若Z完全轉化為X2、Y2，則X2、Y2、Z的濃度分別是0.2

mol·L-1、0.4

mol·L-1、0

mol·L-1；反應為可逆反應，反應物不能完全轉化，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7.一定溫度下，在恒容密閉容器中充入CO和H2，發生反應：2H2(g)+CO(g)??CH3OH(g)

ΔH<0。下列圖像符合實際且t0時達到平衡狀態的是√1234567891011答案

該反應中氣體總質量、容器容積為定值，則密度始終不變，故A不符合題意；初始時CH3OH(g)的體積分數應該為0，故B不符合題意；2H2(g)+CO(g)??CH3OH(g)為反應前后氣體體積減小的反應，混合氣體總質量為定值，則建立平衡過程中混合氣體的平均摩爾質量逐漸增大，反應過程中壓強逐漸減小，當壓強不再變化時，表明達到平衡狀態，故C不符合題意、D符合題意。1234567891011答案

√1234567891011答案

1234567891011答案9.(2026·杭州模擬)將氣體H2S和CH4按體積之比[V(H2S)∶V(CH4)]=2∶1導入管式反應器(如圖1)熱解制H2，高于T

℃下發生如下兩個反應(反應過程用N2稀釋)：Ⅰ.2H2S(g)??S2(g)+2H2(g)

K1Ⅱ.CH4(g)+S2(g)??CS2(g)+2H2(g)

K2在常壓下反應相同時間后，不同溫度下測得氣體H2、S2及CS2體積分數隨溫度的變化如圖2。1234567891011答案下列說法錯誤的是A.高于T

℃，該體系總反應為2H2S(g)+

CH4(g)??CS2(g)+4H2(g)

K3=K1·K2B.曲線b表示S2(g)的體積分數隨溫度的變化C.1000℃時，反應的活化能：反應Ⅰ<反應ⅡD.在1000℃、常壓下，通入H2S(g)的體積分數保持不變，提高投料比

[V(H2S)∶V(CH4)]，H2S的轉化率減小√1234567891011答案

由蓋斯定律，Ⅰ+Ⅱ得總反應：2H2S(g)+CH4(g)??CS2(g)+4H2(g)，則K3=