专题22 化学平衡 化学平衡常数 常考点归纳与变式演练 学案 高中化学 二轮复习 人教版（2022年）

这是一份专题22 化学平衡 化学平衡常数 常考点归纳与变式演练 学案 高中化学 二轮复习 人教版（2022年），共15页。学案主要包含了知识清单等内容，欢迎下载使用。
本部分内容考查的知识点和题目形式比较明确。题目多以图象、图表等形式呈现。知识内容考查包括定性和定量两个方面。
定性方面包括:
①化学平衡概念的分析；
②确定某种情况是否是化学平衡状态的特征；
③平衡常数(浓度平衡常数)的含义及其表达式。
定量方面包括:平衡常数的计算以及利用化学平衡常数计算反应物转化率。
热点题型一：从定性、定量两个角度考查可逆反应的特点
热点题型二：化学平衡状态的判断
热点题型三：化学平衡常数和转化率
热点题型四：化学平衡常数的应用
热点题型五：压强平衡常数
热点题型一：从定性、定量两个角度考查可逆反应的特点
1.可逆反应：在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。
特点：①相同条件下；正、逆反应同时进行。
②反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于100%。
注意：可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。
2.极端假设法确定物质的浓度范围
（1）原理：可逆反应不可能进行完全，反应体系各物质同时共存。
（2）假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度介于最大值和最小值之间。
【例1】在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g)⇌2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1ml•L﹣1、0.3ml•L﹣1、0.2ml•L﹣1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是
A．Y2为0.2ml•L﹣1B．Y2为0.35ml•L﹣1
C．X2为0.2ml•L﹣1D．Z为0.4ml•L﹣1
【答案】B
【解析】若反应向正反应进行到达平衡，X2、Y2的浓度最小，Z的浓度最大，假定完全反应，则：
若反应逆正反应进行到达平衡，X2、Y2的浓度最大，Z的浓度最小，假定完全反应，则：
由于为可逆反应，物质不能完全转化所以平衡时浓度范围为0＜c(X2)＜0.2，0.2＜c(Y2)＜0.4，0＜c(Z)＜0.4，故B正确、ACD错误。故选：B。
【例2】化学反应在硫酸工业中有重要应用。关于该反应的叙述正确的是
A．无限延长化学反应的时间能改变化学反应的限度
B．、、的物质的量比1：2：2时达到平衡状态
C．该反应达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等且等于零
D．若开始加入和，达到化学平衡时核素存在于三种物质中
【答案】D
【解析】A．化学反应的限度和反应时间无关，A错误；B．、、的物质的量不再发生改变时，达到平衡状态，B错误；C．该反应达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等，化学平衡为动态平衡，化学反应速率不为零，C错误；D．若开始加入和，根据化学平衡的特点可知道平衡时核素存在于三种物质中，D正确；答案为：D。
【变式】在某恒容密闭容器中进行反应：。已知：反应开始时，，，。在一定条件下，当反应达到平衡时，下列各物质的浓度关系可能存在的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】A．当时，有，而该反应为可逆反应，不能完全反应，描述错误，不符合题意；B．当时，有，而该反应为可逆反应，不能完全反应，描述错误，不符合题意；C．由硫元素守恒可知，，C项不符合题意；D．依据三段式法可知：
则，D项符合题意；综上，本题应选D。
热点题型二：化学平衡状态的判断
1.判断化学平衡状态的两种方法
(1)动态标志：v正＝v逆≠0
①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，eq \f(v正（A）,v逆（B）)＝eq \f(a,b)时，反应达到平衡状态。
(2)静态标志：各种“量”不变
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
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、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
注意：不能作为“平衡标志”的四种情况
(1)反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
(2)恒温恒容下的气体体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g) H2(g)＋I2(g)。
(3)全是气体参加的气体体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g) H2(g)＋I2(g)。
(4)全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
【例1】一定条件下，在恒压绝热容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-92.4kJ·ml-1。下列有关说法正确的是
A．达到化学平衡状态时，v正(N2)=3v逆(H2)
B．容器内的压强不再变化说明反应达到化学平衡状态
C．向容器中充入氮气，正反应速率增大
D．加入1mlN2和3mlH2，充分反应后放出热量92.4kJ
【答案】C
【解析】A．在任何情况下用不同物质表示反应速率时，速率之比等于化学方程式计量数之比，达到化学平衡状态时，3v正(N2)=v逆(H2)，说明氢气正、逆反应速率相同，反应达到平衡状态，但v正(N2)=3v逆(H2)说明正、逆反应速率不相同，反应正向进行，不能据此判断反应为平衡状态，A错误；B．反应前后气体体积变化，反应在恒压绝热容器中进行，压强始终不变，因此不能说明反应达到化学平衡状态，B错误；C．向恒压绝热容器中充入氮气，单位体积内活化分子百分数增大，正反应速率增大，C正确；D．反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以加入1 ml N2和3 ml H2，反应达到平衡状态时，充分反应后放出热量小于92.4 kJ，D错误；答案选C。
【例2】在恒温恒容的容器中进行反应：2X(g)+Y(g) ⇌3Z(g)+Q(s) ∆H=-akJ·ml-1(a>0)，下列说法不正确的是
A．容器中压强不变，表明反应达到平衡状态
B．反应过程中X、Y的转化率不一定相同
C．增加X的浓度，平衡时Y的体积分数减少
D．容器中气体的密度不变，表明反应达到平衡状态
【答案】A
【解析】A．Q是固体，反应前后气体分子数目不变，压强始终不变，所以不能用压强不变来衡量反应是否达到平衡，故A错误；B．只有当X、Y的投入量按反应方程式系数比投入时，反应物的转化率才相同，故B正确；C．增加X的浓度，平衡正向移动，Y的物质的量减少，平衡时Y的体积分数减少，故C正确；D．混合气体的密度 ，体积不变，反应前后气体质量发生改变，所以反应前后气体密度发生改变，当气体的密度不变，表明反应达到平衡状态，故D正确；故选A。
【变式1】6．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是
①v(NH3)正=2v(CO2)逆
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变
⑥密闭容器中 CO2的体积分数不变
⑦混合气体总质量不变
A．①②⑤⑦B．①②③⑤⑦C．①②③⑤⑥D．全部
【答案】B
【解析】①v(NH3)正=2v(CO2)逆满足正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故选；②正反应体积增大，当密闭容器中总压强不变时反应达到平衡状态，故选；③密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但是气体的质量是变化的，所以当密闭容器中混合气体的密度不变时反应达到平衡状态，故选；④由于体系中只有两种气体，且氨气和二氧化碳的体积之比始终满足2：1，所以密闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故不选；⑤正反应气体的分子数增大，当密闭容器混合气体的总物质的量不变时反应达到平衡状态，故选；⑥由于体系中只有两种气体，且氨气和二氧化碳的体积之比始终满足2：1，所以密闭容器中CO2的体积分数始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故不选；⑦由于反应物是固体，所以混合气体总质量不变时反应达到平衡状态，故选；故选B。
【变式2】在一定温度下、容积不变的密闭容器中，可逆反应达到平衡状态的标志是
①C的生成速率与C的消耗速率相等
②单位时间内生成，同时生成
③A、B、C的浓度不再改变
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的总压强不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
⑦A，B、C的浓度之比为1:3:2
A．③④⑤⑥①B．①③④⑤⑥C．①②③④⑦D．②③④⑤⑥
【答案】B
【解析】①C的生成速率与C的消耗速率相等，即，说明该反应达到平衡状态，①符合题意；②无论该反应是否达到平衡状态，单位时间内生成的同时都会生成，所以不能作为达到平衡状态的标志，②不符题意；③反应达到平衡状态时，各物质的物质的量保持不变，浓度也不变，所以A、B、C的浓度不再变化，说明该反应达到平衡状态，③符合题意；④反应前后气体的总质量发生改变，容器容积一定，当混合气体的密度不再发生改变时，说明反应达到平衡状态，④符合题意；⑤该反应是反应前后气体分子数减小的反应，容器容积、温度均不变，当混合气体的总压强不再变化时，说明反应达到平衡状态，⑤符合题意；⑥该反应是反应前后气体的物质的量减小的反应，当混合气体的总物质的量不再变化时，说明反应达到平衡状态，⑥符合题意；⑦达到平衡状态时，A、B、C三种物质的浓度之比可能是1:3:2，也可能不是1:3:2，⑦不符题意；综上分析，B项正确；选B。
判断化学平衡状态的方法：“正逆相等，变量不变”
热点题型三：化学平衡常数和转化率
1.化学平衡常数：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，用符号K表示。
对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，表达式：K＝eq \f(cp（C）·cq（D）,cm（A）·cn（B）)
注意：
(1)纯液体、纯固体物质或稀溶液中水的浓度均不写，但是水蒸气的浓度要写。在非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。
(2)平衡常数表达式中各物质的浓度为平衡时的浓度，其书写形式与化学方程式的书写有关。
2.化学平衡常数的意义及影响因素
(1)意义：K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大，通常K＞105可认为反应彻底，Kc＋d，A、B的转化率都增大；若a＋b0
B．其他条件不变，升高温度，溶液中c(I)减小
C．该反应的平衡常数表达式为K=
D．25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于689
【答案】B
【解析】A．温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，ΔHv逆
D．恒温恒容下，向容器中再充入少量G(g)，达新平衡时，G的体积分数增大
【答案】D
【解析】A．升高温度，K减小，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，A错误；B．平衡常数==2×10-5，B错误；C．计算此时Qc==8>K=2，则平衡逆移，v逆>v正，C错误；D．恒温恒容下，向容器中再充入少量G(g)，结合勒夏特列原理可知，G的体积分数增大，D正确。故答案选择D。
热点题型五：压强平衡常数
压强平衡常数(Kp)：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压代替浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。
其计算技巧如下：
【例1】现代技术用氨气将汽车尾气中的NOx还原为N2和H2O，反应原理是NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)3H2O(g)+2N2(g) ∆H