【暑假预习】第05讲 化学平衡状态和平衡常数-2025年新高二化学暑假衔接讲练 (人教版)（含答案）

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第二步：练
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第三步：记
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第四步：测
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知识点1 化学平衡状态的建立
1．可逆反应
(1)概念：在相同条件下，既能向 方向进行，同时又能向 方向进行的反应。
(2)特征：
双向性：指可逆反应分为方向相反的两个方向，即正反应方向和逆反应方向。
双同性：指正、逆反应是在相同条件下，同时进行
共存性：指反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存
2．化学平衡状态的建立
在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：N2＋3H2 eq \(\s\up7(高温、高压),,\s\d7(催化剂) )2NH3
如图1所示，N2与H2发生反应。随着反应的进行，体系中N2和H2的浓度逐渐 ，v正逐渐 ，而NH3的浓度逐渐 ，v逆逐渐 ，t1时刻，它们的浓度不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。
如图2所示，NH3发生分解反应。随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐 ，v逆逐渐 ，而N2和H2的浓度逐渐 ，v正逐渐 ，t2时刻起，它们的浓度不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。
通过上述两例说明，平衡的建立与建立的途径无关。
3．化学平衡状态的概念
在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率 时，反应物和生成物的 均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。
4．化学平衡状态的特征
逆：研究对象为可逆反应
等：正、逆化学反应速率担等
动：化学平衡是动态平衡
定：平衡混合物中，各组分的度保持一定
变：外界条改变。化学平衡状态可能发生改变
知识点二 化学平衡状态的判断方法
1．用本质特征判断
判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。
(1)同一种物质：该物质的生成速率 它的消耗速率。
(2)不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学 之比，但必须是不同方向的速率。
2．用宏观特征判断
判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持 。
(1)各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持 。
(2)各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持 。
(3)反应物的转化率、产物的产率保持 。
3．用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项
(1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如：
(2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如
知识点3 化学平衡常数
1．化学平衡状态时浓度数据分析
分析课本表2­1 457.6 ℃时反应体系H2(g)＋I2(g)2HI(g)中各物质的浓度数据，我们可以发现以下规律：
(1)无论该反应从正向进行还是从逆向进行，平衡时只要温度一定，eq \f(c2(HI),c(H2)·c(I2))的值近似相等。
(2)无论反应物或生成物的浓度如何改变，平衡时只要温度一定，eq \f(c2(HI),c(H2)·c(I2))的值也近似相等。
2．化学平衡常数的概念
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(简称平衡常数)，用符号K表示。
3．浓度商与化学平衡常数的表达式
(1)浓度商：对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))称为 ，常用Q表示，即Q＝eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))。
(2)化学平衡常数表达式：当在一定温度下达到化学平衡时，K＝eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))。
(3)Q与K的关系：当反应中有关物质的浓度商 平衡常数时，表明反应达到限度，即达到化学平衡状态。
【特别提醒】
（1）化学平衡常数表达式书写注意事项
①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体或纯液体的浓度。
②化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。
（2）若两反应的平衡常数分别为K1、K2
①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。
②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝eq \f(K1,K2)。
4．化学平衡常数的意义
平衡常数的大小反映了化学反应进行的 (也叫反应的限度)。
K越大，表示反应进行得越 ，平衡时反应物的转化率 ，当K＞105时，该反应就进行的基本完全了。K值越小，表示反应进行得越 ，平衡时反应物的转化率 。
5．化学平衡常数的影响因素
(1)内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的 。
(2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受 影响。
知识点4 化学平衡的有关计算
“三段式”法进行化学平衡的有关计算
可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。如可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V L的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a ml、b ml，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx ml。
(1)模式
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始量/ml a b 0 0
转化量/ml mx nx px qx
平衡量/ml a－mx b－nx px qx
对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转)
对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转)
则有①平衡常数K＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(px,V)))p·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(qx,V)))q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a－mx,V)))m·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(b－nx,V)))n)。
②平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝eq \f(a－mx,V) ml·L－1。
③平衡时A的转化率：α＝eq \f(mx,a)×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝eq \f(mx,a)∶eq \f(nx,b)。
④平衡时A的体积分数：φ(A)＝eq \f(a－mx,a＋b＋(p＋q－m－n)x)×100%。
⑤平衡时和开始时的压强之比：eq \f(p(平),p(始))＝eq \f(a＋b＋(p＋q－m－n)x,a＋b)。
⑥混合气体的密度：ρ(混)＝eq \f(a·M(A)＋b·M(B),V) g·L－1。
⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量：
eq \x\t(M)＝eq \f(a·M(A)＋b·M(B),a＋b＋(p＋q－m－n)x) g·ml－1。
⑧生成物产率＝eq \f(该物质实际产量,该物质理论产量)×100%。
(2)基本步骤
①确定反应物和生成物的初始加入量；
②确定反应过程的转化量(一般设某物质的转化量为x)；
③确定平衡量。
考点一 可逆反应
1．下列有关可逆反应的说法不正确的是( )
A．可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应
B．2HIH2＋I2是可逆反应
C．2H2＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2H2O与2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑互为可逆反应
D．可逆反应中反应物和生成物同时存在
2．14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有( )
A．14CO2 B．14CO2、14CO
C．14CO2、14CO、14C D．14CO
3．在一定温度下，将2 ml SO2和1 ml O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－197 kJ·ml－1，当达到化学平衡时，下列说法中正确的是( )
A．生成SO3 2 ml B．SO2和SO3共2 ml
C．放出197 kJ热量 D．含氧原子共8 ml
考点二 化学平衡状态的含义
4．在1 273 K、100.0 kPa条件下，乙烷生成乙烯的反应C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)达到平衡后( )
A．C2H6的浓度保持不变
B．C2H6仍在不断分解，其浓度不断减少
C．C2H6的分解速率大于生成速率
D．C2H4仍在不断生成，其浓度不断增加
5．下列对化学反应限度的叙述中，不正确的是( )
A．任何可逆反应在给定的条件下的进程都有一定的限度，不同反应的限度不同
B．可逆反应的最大转化率不能达到100%，所以可逆反应不容易发生
C．化学反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度均不再改变，但物质间的转化仍在进行
D．改变反应条件，化学反应限度可能改变
6．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是( )
A．化学方程式：2MN
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M的浓度的2倍
考点三 化学平衡状态的判断
7．在一定温度下，容积一定的密闭容器中发生反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时，表明反应已达平衡的是( )
①混合气体的密度 ②混合气体的压强 ③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量
A．①② B．②③ C．①③ D．①④
8．对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，判断下列说法正确的是( )
①单位时间内生成2 ml SO2，同时生成1 ml O2，则处于化学平衡状态 ②SO2的生成速率等于SO2的消耗速率，则处于化学平衡状态 ③SO2、O2、SO3的体积分数不再发生变化，则处于化学平衡状态 ④SO2、O2、SO3的分子数之比为2∶1∶2，则处于化学平衡状态
A．①③ B．②④ C．②③ D．③④
9．可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO2
②单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部
考点四 化学平衡常数的定义、表达式
10．下列关于化学平衡常数的说法正确的是( )
A．在任何条件下，化学平衡常数不变
B．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变
C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强有关
D．由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度
11．关于C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常数书写形式，正确的是( )
A．K＝eq \f(c(C)·c(H2O),c(CO)·c(H2)) B．K＝eq \f(c(CO)·c(H2),c(C)·c(H2O))
C．K＝eq \f(c(CO)·c(H2),c(H2O)) D．K＝eq \f(c(H2O),c(CO)·c(H2))
12．下列有关平衡常数的说法中，正确的是( )
A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大
B．反应：2NO2(g)N2O4(g) ΔHb>a
9．（24-25高二上·陕西汉中·期中）恒温恒容条件下发生反应：。下列说法不正确的是
A．平衡常数表达式为
B．向体系中充入氩气，正逆反应速率不变
C．达平衡后，加入C，平衡不移动
D．平衡时，再向体系中充入一定量，达新平衡后体系压强增大
10．（24-25高二上·浙江宁波·期中）根据下列图示所得出的结论正确的是
A．图甲表示反应的能量变化，该反应为放热反应
B．图乙表示密闭容器中反应 △H>0到达平衡时温度对平衡的影响，图乙中y轴可以表示Y的百分含量
C．图丙表示一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液导电能力的变化，则b点时醋酸电离程度最大
D．图丁表示密闭容器中 △H>0到达平衡时，的转化率与压强、温度的变化关系曲线，则
11．（24-25高二上·内蒙古包头·期中）研究发现与合成的反应机理如下：
① 快
② 快
③ 慢
反应②的速率方程为，。下列说法错误的是
A．反应①的活化能大于反应③的活化能
B．反应②的平衡常数
C．要提高合成的速率，关键是提高反应③的速率
D．选择合适的催化剂能提高单位时间内的产率
12．（24-25高二上·四川绵阳·月考）将CO2转化为甲醇的原理为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH