第21讲　化学平衡　化学平衡常数及计算 2027届高三化学一轮复习(学案+教案）

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考点1 可逆反应与化学平衡
知 识 梳 理
可逆反应的概念
在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应。
化学平衡状态
1. 概念：一定条件下的________反应中，正反应速率与逆反应速率________，反应体系中所有参加反应的物质的________保持不变的状态。
2. 建立过程
在一定条件下，把反应物加入固定容积的密闭容器中，平衡的建立过程如图所示：

(1) 反应开始：反应物浓度最大，v正最大；生成物浓度为0，v逆＝0。
(2) 反应过程：反应物浓度逐渐减小，v正减小；生成物浓度逐渐增大，v逆增大。
(3) 达到平衡：v正＝v逆≠0，混合物中各组分的浓度保持不变。
3. 平衡特点
(1) 逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。
(2) 动：化学平衡是动态平衡。
(3) 等：v正＝v逆≠0。
(4) 定：各组分的浓度保持不变。
(5) 变：条件改变，平衡状态可能改变，在新的条件下建立新的平衡。
4. 平衡状态的本质特征
v正＝v逆，各组分的浓度保持不变。
(1) v正＝v逆eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al(同种物质，消耗速率等于生成速率,不同种物质，速率比等于计量数比，但必须同时有正、逆反应)))
(2) 各组分的浓度保持不变，或各组分的质量、物质的量、百分含量、质量分数等保持不变的状态，也是平衡状态。
典 题 悟 法
例1 Haber-Bsch法合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/ml。工业上将原料以n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8投入合成塔。下列说法正确的是( )
A. 从合成塔排出的气体中，
n(N2)∶n(H2)>1∶2.8
B. 当3v正(H2)＝2v逆(NH3)时，反应达到平衡状态
C. 使用高效催化剂可降低反应的焓变
D. 升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大
化学平衡状态判断
1. 有气体参加的反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，若是反应前后气体分子数不变的反应，则不一定达到平衡；若是反应前后气体分子数改变的反应，则达到平衡。
2. 气体的密度、气体的平均相对分子质量不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判断是否平衡(若体系中各组分均为气体，气体质量守恒；若体系中不全是气体，要注意气体质量变化)。
3. 若平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡。
4. 若根据化学键的断裂与形成判断，要考虑分子中共价键的数目。
例：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。
在一定温度下的恒容容器中，当以上物理量不再发生变化时：
(1) 能说明N2(g)＋3H2(g)2NH3(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2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是________________。
(4) 能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是________________。
(5) 能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是____________。
(6) 能说明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是____________。
考点2 化学平衡常数及计算
知 识 梳 理
化学平衡常数
1. 概念：在一定温度下，达到平衡的可逆反应中，其化学平衡常数用生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值表示。
2. 表达式：对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到化学平衡时，K＝____________。
3. 意义：
(1) K值越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。当K＞105时，该反应可视为进行完全；当K＜10－5时，该反应很难进行。
(2) K值的大小只能预示某种可逆反应向某方向进行的最大限度，但不能预示反应达到平衡所需要的时间。
4. 影响因素：一个可逆反应的K仅受________影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
(1) 温度与化学平衡常数的关系见下表(在横线上填“>”或“T)。若正反应ΔH > 0，则T′下反应的平衡常数K′>K。由于各物质浓度均未改变，故此时Q＝KK 反应逆向进行，v正”“＝”或“0。在容积为2 L的恒容密闭容器中，充入2 ml CH4和3 ml CO2，加入催化剂并加热至T1发生反应，容器内的总压强p总随时间t的变化如图所示。
① 实验测得v正＝k正·c(CH4)·c(CO2)，v逆＝k逆·c2(CO)·c2(H2)，其中k正、k逆为仅与温度有关的速率常数，平衡后若将温度由T1升高到T2，则速率常数增大的倍数：k正________k逆 (填“>”“