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沪科技版（2020）选择性必修1化学平衡常数精品课后练习题
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这是一份沪科技版（2020）选择性必修1化学平衡常数精品课后练习题，文件包含221化学平衡常数学生版沪科版2020选择性必修第一册docx、221化学平衡常数教师版沪科版2020选择性必修第一册docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。
2.2.1 化学平衡常数
【教师】我们先复习一下高一学习的化学平衡移动。可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡后，在其他条件不变时，如果只增加H2的浓度或I2的浓度，平衡怎么移动？
【学生】正向移动。
【教师】如果同时增大c(H2)和c(HI)至一定量，该反应是否处于平衡状态？
【学生】？
【教师】在这种情况下，要判断该反应是否达到平衡，或平衡怎么移动，需要一个定量的指标才能判断。这就是我们这节课要学习的“化学平衡常数”。
（板书）化学平衡常数
学习聚焦
知识精讲
知识点01 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，这个常数就是该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡：K＝ 略 。
化学平衡常数（K）是表明化学反应限度的一个定量表达，在外界条件中，通常情况下只受 温度 影响。
【即学即练1】在一定温度下，反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡，写出该反应的平衡常数表达式：K= 。若平衡时各物质的浓度分别为：c(A)=2.0 mol·L-1，c(B)=2.0 mol·L-1，c(C)=1.0 mol·L-1，则K= 。
【答案】 0.0625
知识点02 化学平衡常数的意义及影响因素
1．化学平衡常数的大小反映了一个化学反应可能进行的程度(即反应限度)，K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即反应进行得越完全。
2．影响因素： 内因——反应物本身的性质；
外因——温度。
【即学即练2】下列关于平衡常数K的说法正确的是( )
A．加入催化剂可能会改变平衡常数K B．改变反应物浓度能改变平衡常数K
C．平衡常数K与反应本身及温度有关 D．K越大，反应物的转化率越小
【答案】C
【解析】化学平衡常数K与化学反应本身及温度有关，加入催化剂、改变反应物浓度等均不能改变平衡常数K；平衡常数K越大，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，故选C。
知识点03 化学平衡常数的应用
1．判断可逆反应进行程度的大小
K值越大→正反应进行的程度越大→反应物的转化率越高；
K值越小→正反应进行的程度越小→反应物的转化率越低。
一般来说，当K＞ 105 时，通常认为反应基本完全；当K＜ 10-5 时，通常认为这个反应很难发生。
【即学即练3-1】已知卤化氢生成的平衡常数如下（25℃）：
则与H2反应最完全的卤素是（ ）
A．F2 B．Cl2 C．Br2 D．I2
【答案】A
【解析】K值越大，正反应进行的程度越大。
2．判断反应的热效应
（1）升高温度 K值增大→正反应为 吸热 反应；
K值减小→正反应为 放热 反应
（2）降低温度 K值增大→正反应为 放热 反应；
K值减小→正反应为 吸热 反应
【即学即练3-2】在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq) I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：
t/℃
5
15
25
35
50
K
1 100
841
689
533
409
下列说法正确的是( )
A．反应I2(aq)＋I－(aq) I(aq)的ΔH>0
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】根据表中提供的数据知温度升高，平衡常数减小，则平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，故正反应为放热反应，ΔH<0,A错误；其他条件不变，升高温度，平衡向逆反应方向移动，溶液中c(I)减小，B正确；该反应的平衡常数表达式为的分子和分母写反了，C错误；平衡常数只与温度有关，25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，虽然平衡向正方向移动，但平衡常数不变，D错误。
3．判断可逆反应是否平衡及不平衡时的反应方向
浓度商（Q）：对于可逆反应aA(g) + bB(g)cC(g) + dD(g)，在任意时刻，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，称为浓度商，常用Q表示。即Q＝__ ________
Q＝K，反应处于 平衡 状态；
Q≠K，反应处于 不平衡 状态。
【即学即练3-3】1000K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K=0.0059。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，下列说法正确的是（ ）
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
【答案】C
【解析】Q=[H2]/[H2O]，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，Q=1＞K，所以该反应未达到平衡状态，反应逆向进行。答案为C。
知识点04 平衡转化率的简单计算
1．含义：平衡时已转化了的某反应物的“量”与转化前(初始时)该反应物的“量”之比。
2．表达式：
对于可逆反应：aA＋bBcC＋dD
αA＝×100%＝×100%
αA＝×100%＝×100%。
【即学即练4】合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在某温度下达到平衡时，各物质的浓度是c(N2)=3 mol·L-1，c(H2)=9 mol·L-1，c(NH3)=4 mol·L-1，则
(1)该温度时的平衡常数为 ；起始浓度c(N2)=
(2)H2的转化率为 。
【答案】（1）7.3×10-3 5 mol·L-1 （2）40%
【解析】（1）把平衡浓度代入K的表达式，即可得到K=7.3×10-3。要生成4 mol·L-1的NH3，需转化2 mol·L-1的N2，所以N2的起始浓度为3 mol·L-1+2 mol·L-1= 5 mol·L-1。
（2）要生成4 mol·L-1的NH3，需转化6 mol·L-1的H2，所以H2的转化率为6/(9+6)×100% =40%。
常见考法
常见考法一 化学平衡常数的表达式书写
【例1】书写下列反应的K的表达式：
（1）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) K = _________________________
（2）3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g) K = _______________________
（3）NH4+(aq)+H2O(l)NH3·H2O(aq)+OH-(aq) K = _________________
（4）已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，
1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2，
NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3，
①写出K1和K2的关系式 。
②写出K2和K3的关系式 。
③写出K1和K3的关系式 。
【答案】（1） （2） （3）
（4）①K1=K22 ②K2=1/K3 ③K1=1/K32
必杀技
关于化学平衡常数K的表达式的书写：
1．把生成物浓度的幂的乘积写在分子上，把反应物浓度的幂的乘积写在分母上。
2．固体或液体纯物质不列入平衡常数的表达式中。
3．关于H2O的浓度问题：
（1）当H2O为液态时，其浓度为固定常数，不能代入平衡常数表达式；
（2）当H2O的是气态时，则需要代入平衡常数表达式。
【同步练习1-1】写出下列反应的化学平衡常数：
（1）2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) K = _________________________
（2）4NH3(g) + 5O2(g)4NO(g) + 6H2O(g) K = _________________________
（3）H2(g) + I2(g)2HI(g) K = _________________________
（4）C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g) K = _________________________
【答案】（1） （2） （3） （4）
【针对练习1-2】已知方程式A(g)C(g) （平衡常数为K1）和B(g)D(g)（平衡常数为K2），用K1、K2表示下列各反应的平衡常数。
（1）C(g) A(g) K3 = __________
（2）2B(g) 2D(g) K4 = __________
（3）A(g) + B(g) C(g) + D(g) K5 = __________
（4）2A(g) + D(g) B(g) + 2C(g) K6 = __________
【答案】（1）1/ K1 （2）K22 （3）K1· （4）2K1/K2
常见考法二 化学平衡常数的意义
【例2】下列关于化学平衡常数的说法中正确的是（ ）
A. 在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值
B. 由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度
C. 化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关
D. 当改变反应物的浓度时，化学平衡常数一定会发生改变
【答案】B
【解析】化学平衡常数只受温度影响，同一反应温度不同，平衡常数不同，A项错误；化学平衡常数越大，说明可逆反应正反应进行的程度越大，B项正确；化学平衡常数只受温度影响，与浓度、压强无关，C项错误，D项错误。答案：B
必杀技
1．通常，K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大；
2．K越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。
【同步练习2-1】下列关于化学平衡常数的说法中错误的是（ ）
A．某特定反应的平衡常数只与温度有关
B．催化剂不能改变平衡常数的大小
C．平衡常数发生改变，化学平衡必发生改变
D．化学平衡移动时，平衡常数必改变
【答案】D
【解析】选项A．平衡常数只与温度有关，A项不符合题意；选项B．平衡常数只受到温度的影响，催化剂不能改变平衡常数的大小，B项不符合题意；选项C．平衡常数变大，平衡正向移动，平衡常数减小，平衡逆向移动，平衡常数改变，化学平衡必然移动，C项不符合题意；选项D．平衡常数只受温度的影响，能引起平衡移动的因素有多个，只有平衡因为温度变化而移动时，平衡常数才会改变，D项符合题意。故正确选项为D。
【针对练习2-2】对于可逆反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是（ ）
A．缩小容器体积 B．降低体系温度
C．保持体积不变，充入O2 D．使用合适的催化剂
【答案】B
【解析】化学平衡常数只与温度有关，与其它外界条件无关，故在上述变化中能使K发生变化的是降低体系温度，故合理选项是B。
常见考法三 化学平衡常数与方程式的关系
【例3】已知下列反应的平衡常数：①S(s)＋O2(g)SO2(g)，K1；②H2(g)＋S(s)H2S(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g) O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是（ ）
A．K1-K2 B．K2-K1 C．K2 /K1 D．K1/K2
【答案】C
【解析】由题干方程式可知，，，反应H2(g)＋SO2(g) ⇌O2(g)＋H2S(g)的平衡常数。答案选C。
必杀技
1．对于同一可逆反应，正反应和逆反应的平衡常数互为倒数；
2．若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或1/n次幂。
3．若干方程式相加，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积；若干方程式相减，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之商。
【同步练习3-1】已知反应 2NH3N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，在此条件下，氨的合成反应N2 + 3H2⇌2NH3的平衡常数为（ ）
A．4 B．2 C．1 D．0.5
【答案】A
【解析】反应2NH3⇌N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，则，在相同温度下，该条件下反应N2 + 3H2⇌2NH3的平衡常数，故A正确。故选A。
【针对练习3-2】反应Ⅰ：H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1；反应Ⅱ：HI(g)1/2H2(g)+1/2I2(g)的平衡常数为K2，则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】反应Ⅰ：H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)的平衡常数，反应Ⅱ：HI(g) ⇌1/2H2(g)+1/2I2(g)的平衡常数，对比两者表达式可得出，即，故答案选D。
常见考法四 化学平衡常数和平衡转化率的计算
【例4】化学反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是硫酸工业的基本反应。将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)注入容积为1.0 L的密闭反应器，并将反应器置于某较高温度下的恒温环境中。达到化学平衡后，测得反应器中有0.044 mol SO3(g)，求该温度下反应的平衡常数及SO2、O2的平衡转化率。
【答案】6722 88% 73%
【解析】设O2转化了x mol，则
2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)
起始（mol） 0.050 0.030 0
转化（mol） 2x x 2x
平衡（mol）0.050-2x 0.030-x 2x
依题意，2x=0.044，则x=0.022
平衡时，各物质的浓度分别为c(SO2)= 0.050-2x =0.006 mol·L-1，c(O2)= 0.030-x =0.008 mol·L-1，c(SO3)=0.044 mol·L-1。
K=……=6722，
SO2的平衡转化率=2x /0.050×100%=88%
O2的平衡转化率= x /0.030×100%=73%
必杀技
化学平衡常数和平衡转化率的解题模式：
（1）准确写出有关反应的化学方程式。
（2）在方程式下面列出起始、转化、平衡三种情况（可根据题意用物质的量、物质的量浓度、气体体积、气体压强等）。
（3）用题目中给出的条件把相关量联系起来。
【同步练习4-1】把7 mol A气体和5 mol B气体混合放入2 L密闭容器中，在一定条件下发生反应：3A(g)＋B(g)2C(s)＋xD(g)，经5 min达到平衡，此时生成2 mol C，测得D的平均反应速率为0.2 mol·(L·min)－1，求：
(1)B的转化率________。
(2)x的值________。
(3)平衡时压强与初始时压强之比________。
(4)该温度下此反应的平衡常数________。
【答案】(1)20% (2)2 (3) (4)
【解析】把7 mol A气体和5 mol B气体混合放入2 L密闭容器中，在一定条件下发生反应： 3A(g)＋B(g)2C(s)＋xD(g)，经5 min达到平衡，此时生成2 mol C，测得D的平均反应速率为0.2 mol·L－1·min－1，则生成的D的物质的量为0.2 mol·L－1·min－1×2 L×5 min＝2 mol，则可列出三段式(单位为mol)：
3A(g)＋B(g) ⇌ 2C(s)＋xD(g)
开始/mol 7 5 0 0
变化/mol 3 1 2 2
平衡/mol 4 4 2 2
(1)B的转化率×100%＝20%；
(2)根据化学计量数之比等于各物质的物质的量的变化量之比可知，x的值为2；
(3)恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比，则平衡时压强与初始时压强之比为＝；
(4)物质C为固体，平衡时，其余气体物质的浓度为
3A(g)＋B(g) ⇌ 2C(s)＋2D(g)，
平衡/mol 2 2 1
则该温度下此反应的平衡常数K＝＝。
【同步练习4-2】200℃时，测得反应H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K为2.25。若反应从H2(g)和CO2(g)开始，且H2(g)和CO2(g)的初始浓度均为0.0100 mol• L-1，请计算各物质的平衡浓度及H2和CO2的平衡转化率。
【答案】0.0040 mol• L-1 60% 60%
分层提分
题组A 基础过关练
1．下列关于化学反应限度的说法中正确的是（ ）
A. 改变外界条件不能改变化学反应的限度
B. 当某反应在一定条件下达到反应限度时即达到了化学平衡状态
C. 当某反应体系中气体的压强不再改变时，该反应一定达到反应限度
D. 当某反应达到限度时，反应物和生成物的浓度一定相等
【答案】B
【解析】A项，外界条件改变时，可能会改变反应的限度；C项，如反应H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g)，在恒容条件下，压强一直不变，因此压强不变不能作为达到反应限度的标志；D项，反应达到限度时，反应物和生成物的浓度不再变化，并不一定相等。
2．某温度下，反应SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) 的平衡常数K1=50，在同一温度下，反应SO3(g) SO2(g) +1/2O2(g)的平衡常数K2的值为（ ）
A．2500 B．100 C．0.02 D．0.001
【答案】C
【解析】SO2(g)+1/2O2(g) ⇌SO3(g)，；SO3(g) ⇌SO2(g) +1/2O2(g)，；，C正确。
3．下列关于化学平衡常数的说法中正确的是（ ）
A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值
B．化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度
C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关
D．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数一定会发生改变
【答案】B
【解析】选项A，温度改变，K也会改变，A错。选项B，K越大，反应进行得越完全，B正确。选项C和D，K与浓度、压强无关，C和D都错。答案为B。
4．下列关于平衡常数K的说法正确的是（ ）
A．加入催化剂可能会改变平衡常数K
B．改变反应物浓度能改变平衡常数K
C．平衡常数K与反应本身及温度有关
D．K越大，反应物的转化率越小
【答案】C
5．850K时，在一密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2、SO3的浓度分别为0.0020 mol• L-1、0.0025 mol• L-1、0.0020 mol• L-1.则该温度下反应的2SO2+O22SO3平衡常数为（ ）
A．25 B．0.0025 C．40 D．400
【答案】D
【解析】把题干中的平衡浓度代入K的表达式即可求解。
6．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是（ ）
A．增大H2O(g)的浓度或减小H2的浓度，会使平衡常数减小
B．改变反应的温度，平衡常数不一定变化
C．K=
D．K＝
【答案】D
【解析】选项A，K与浓度无关，A错。选项B，温度改变，K一定变化，B错。选项C，固体不能写在表达式中，C错。答案为D。
7．某温度时，N2+3H22NH3的平衡常数K=a，则此温度下，NH31/2 N2+3/2H2的平衡常数为（ ）
A．a-(1/2) B．a C．(1/2)a D．a-2
【答案】A
【解析】2NH3⇌ N2+3H2的平衡常数是1/ a，NH3⇌1/2 N2+3/2H2的平衡常数是前者开平方。答案为A。
8．在一定条件下，有下列分子数相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是（ ）
①H2 + F22HF K＝1047
②H2 + Cl22HCl K＝1017
③H2 + Br22HBr K＝109
④H2 + I22HI K＝1
比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是
A．①②③④ B．④②③① C．①④③② D．无法确定
【答案】A
【解析】K越大，反应正向进行得越完全。
9．对于可逆反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是（ ）
A．缩小容器体积 B．降低体系温度
C．保持体积不变，充入O2 D．使用合适的催化剂
【答案】B
【解析】K只与外界因素中的温度有关。
10．已知可逆反应CO(g)+H2O(g)CO2(g) + H2(g)，平衡常数为K。
(1)557℃时，若起始浓度：CO为1 mol·L-1，H2O为1.5 mol·L-1，平衡时CO转化率为60%，则H2O的转化率为_________；K值为_________。
(2)557℃时，若起始浓度改为：CO为1 mol·L-1，H2O为3 mol·L-1，平衡时H2O的转化率为_____。
【答案】40% 1 25%
【解析】(1)对于可逆反应CO(g)+H2O(g) ⇌CO2(g) + H2(g)，若起始浓度：CO为1 mol·L-1，H2O为1.5 mol·L-1，达到平衡时，平衡时CO转化率为60%，则CO的消耗量为mol·L-1×60%=0.6 mol·L-1，则水的消耗量为0.6 mol·L-1，而二氧化碳的生成量为0.6 mol·L-1，氢气的生成量为0.6 mol·L-1，而水的平衡浓度为1.5 mol·L-1-0.6 mol·L-1=0.9 mol·L-1，一氧化碳的平衡浓度为1 mol·L-1-0.6 mol·L-1=0.4 mol·L-1，则H2O的转化率为0.6 mol·L-1÷1.5 mol·L-1=40%，平衡常数。
(2) 557℃时，若起始浓度改为：CO为1 mol·L-1，H2O为3 mol·L-1，达到平衡时，一氧化碳的转化量为x mol·L-1，则水的转化量为x mol·L-1，二氧化碳的生成量为x mol·L-1，氢气的生成量为x mol·L-1，则水的平衡浓度为(3-x) mol·L-1，一氧化碳的平衡浓度为(1-x) mol·L-1，则根据平衡常数可以计算：x mol·L-1×x mol·L-1÷(3-x) mol·L-1×(1-x) mol·L-1=1，求出x=0.75 mol·L-1，H2O的转化率为0.75 mol·L-1÷3 mol·L-1=25%。
题组B 能力提升练
11．加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5N2O3＋O2，②N2O3N2O＋O2；在2 L密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol，则t ℃时反应①的平衡常数为（ ）
A．10.7 B．8.5
C．9.6 D．10.2
【答案】B
【解析】设①中N2O5转化了x mol，②中N2O3转化了y mol，
N2O5 ⇌ N2O3＋O2， N2O3 ⇌ N2O＋O2
x x x y y y
根据O2，有x+y=9，根据N2O3，有x-y=3.4。二者联立，得x=6.2 y=2.8。
平衡时，反应①中各物质的浓度为c(N2O5)=(8-6.2)/2=0.9 mol·L-1，c(N2O3)= 3.4/2=1.7 mol·L-1， c(O2) = 9/2 =4.5 mol·L-1，代入K的表达式，可得K=8.5。
12．一定温度下，将2 mol A和2 mol B两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中，发生反应3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，2 min末反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的物质的量浓度为0.4 mol·L-1，下列说法正确的是（ ）
A．此温度下该反应的平衡常数K等于0.5
B．A的平衡转化率为40%
C．x的值为1
D．A和B的平衡转化率相等
【答案】A
【解析】按化学平衡的计算模式进行计算。
13．据报道，在300℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实，其反应的化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。下列叙述正确的是（ ）
A．相同条件下，2 mol氢原子所具有的能量等于1 mol氢分子所具有的能量
B．该反应属于熵增反应
C．当平衡向正反应方向移动时，平衡常数一定增大
D．改变温度，化学平衡常数和平衡转化率都会发生变化
【答案】D
【解析】选项A，氢原子不稳定，能量较高，A错。选项B，生成物的气体比反应物的少，应属于熵减反应，B错。选项C，如果使平衡移动的因素不是温度，则平衡常数是不变的，C错。答案为D。
14．在一个容积为2 L的密闭容器中，加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体，一定条件下发生反应：A2(g)＋B2(g)2AB(g) ΔH<0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．图中a点的值为0.15
B．该反应的平衡常数K＝0.03
C．温度升高，平衡常数K值减小
D．平衡时A2的转化率为62.5%
【答案】B
15．在800℃时，体积为1升的密闭容器中，下列可逆反应达到化学平衡状态：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，已知CO和H2O(g)的初始浓度为0.01 mol·L-1时，H2平衡浓度为0.005 mol·L-1。若此时再加入0.02 mol·L-1的H2O(g)，重新达到平衡时，H2平衡浓度为（ ）
A．0.025 mol·L-1 B．0.0075 mol·L-1
C．0.005 mol·L-1 D．0.015 mol·L-1
【答案】B
【解析】先根据第一次平衡求出K，把数据代入后，可得K=1。再按照计算模式，用K=1把各物质联系起来，即可求解。具体做法是：
两次反应的温度相同，所以平衡常数不变，据此可以求出结果：
此时，又加入0.02 mol/L H2O后：
此时，解得x=0.0025mol/L，此时氢气的浓度为0.005+x=0.0075mol/L，正确选项为B。
16．PCl5的热分解反应如下：
PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
(1)写出反应的平衡常数表达式： 。
(2)已知某温度下，在容积为10.0 L的密闭容器中充入2.00 mol PCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150 mol·L－1。计算该温度下的平衡常数 。
【答案】（1） （2）0.45
【解析】(1)化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，故可逆反应PCl5(g) ⇌PCl3(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝；
(2)PCl5的起始浓度为＝0.2 mol·L－1，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150 mol·L－1，则：
PCl5(g) ⇌ PCl3(g)＋Cl2(g)
开始(mol·L－1)： 0.2 0 0
变化(mol·L－1)： 0.15 0.15 0.15
平衡(mol·L－1)： 0.05 0.15 0.15
所以平衡常数K＝＝＝0.45。
17．恒容容器中发生可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)＋R(s) ΔH>0，请回答下列问题。
（1）该反应平衡常数的表达式K＝ 。
（2）在某温度下，起始时c(M)＝1 mol·L－1、c(N)＝2.4 mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为 。
（3）若保持温度不变，起始时c(M)＝4 mol·L－1、c(N)＝a mol·L－1，达到平衡后c(P)＝2 mol·L－1，则a＝ 。
（4）若保持温度不变，起始时c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为 。
【答案】（1） （2）25% （3）6 （4）41%
【解析】根据三段式的解题模式作答。
题组C 培优拔尖练
18．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数值如下：
2NO(g) N2(g)+O2(g) K1=1×1030
2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) K2=2×1081
2CO2(g) 2CO(g)+O2(g) K3=4×10-92
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=
B．常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的进行程度由大到小的顺序为NO>H2O>CO2
C．常温下，水分解产生O2,此时平衡常数的数值约为5×10-80
D．以上说法都不正确
【答案】B
【解析】NO分解反应的K1的分母应是NO浓度的平方，A项错误；H2O分解产生O2的平衡常数K=1/K2=5×10-82，C项错误；根据NO、H2O、CO2分解的平衡常数，可判断放出O2的进行程度大小顺序为NO>H2O>CO2，B项正确；D项错误。答案：B。
19．（双选）已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,在不同的温度下该反应的平衡常数如下表：
t(℃)
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
下列有关叙述不正确的是（ ）
A．该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
B．上述反应的正反应是吸热反应
C．若在一定容积的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830℃，此时测得CO2为0.4 mol，则该反应达到平衡状态
D．若平衡浓度符合下列关系式：则此时的温度为1000℃
【答案】BC
【解析】根据平衡常数表达式可确定该反应为CO(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+H2(g),A项正确；由表格数据可知，随温度升高平衡常数减小，即正反应为放热反应，B项不正确；根据三段式法可知
CO(g)+H2O(g) ⇌ CO2(g)+H2(g)
起始/mol 0 0 1 1
变化/mol 0.6 0.6 0.6 0.6
5 min/mol 0.6 0.6 0.4 0.4
5min后Q=
20．(I)已知在448℃时，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K1为49,则该温度下反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为 ;反应1/2H2(g)+1/2I2(g) HI(g)的平衡常数K3为
(Ⅱ)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示：
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
A．容器中压强不变
B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)=v逆(H2O)
D．c(CO2)=c(CO)
(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 ℃
(4)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L-1，c(H2)为1.5 mol·L-1，c(CO)为1mol·L-1，c(H2O)为3mol·L-1，此时反应 达到平衡(填“是”或“否”)。
【答案】1/49 7 BC 830 否
【解析】(I)第2个反应是第1个反应的逆反应，平衡常数互为倒数关系，第3个反应的化学计量数与第1个相比，缩小为原来的一半，平衡常数也会发生变化，得K3=
(Ⅱ)(3)当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时，K=1,由表中数据可知此时温度为830℃。(4)可根据Q与K的大小关系判断，此时刻下，Q==1>0.9,所以反应未达到平衡。
21．下列反应在210℃达到平衡：
① PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) △H>0 K=1
② CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) △H<0 K=5×104
③ COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) △H>0
（1）根据反应①的平衡常数，下列等式一定成立的是 。
A．[PCl5]=[PCl3]=[Cl2]=1
B．[PCl5]=[PCl3][Cl2]=1
C．[PCl5]=[PCl3][Cl2]
（2）减少Cl2的浓度，反应③的K值 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）要使反应①和②的K值接近，可采取什么措施？
（4）求③的K值。
【答案】（1）C （2）不变 （3）同时升温 （4）2×10-5
【解析】（1）由反应①的平衡常数表达式，可得[PCl5]=[PCl3][Cl2]，选C。
（2）K只与外界条件中的温度有关，改变物质的浓度，K值不变。
（3）要使反应①和②的K值接近，也就是反应①正向移动，反应②逆向移动，同时升温即可。由于K只与外界条件中的温度有关，其他使平衡移动的因素是不可行的。
（4）反应③是反应②的逆反应，其K值是反应②K的值的倒数。
22．H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2．5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
(1)H2S的平衡转化率α1= %，反应平衡常数K= 。
(2)在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2 α1，该反应的ΔH 0(填“>” 、“<”或“=”)
(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是 (填字母)
A．H2S B．CO2 C．COS D．N2
【答案】(1)2.5 0.00285 (2)> > (3)B
【解析】 H2S(g)+CO2(g) ⇌ COS(g)+H2O(g)
初始/mol 0.40 0.10 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol 0.40-x 0.10-x x x
反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则=0.02，x=0.01(1)H2S的平衡转化率α1=×100% = 2.5%。钢瓶的体积为2.5 L，则平衡时各物质的浓度分别为c(H2S)=0.156 mol·L-1，c(CO2)=0.036 mol·L-1，c(COS) = c(H2O) = 0.004 mol·L-1，则K=≈0.00285
(2)根据题目提供的数据可知温度由610 K升高到620 K时，化学反应达到平衡后水的物质的量分数由0.02变为0.03，所以H2S的转化率增大，α2>α1；根据题意可知，升高温度，化学平衡向正反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故ΔH>0。
(3)增大CO2的浓度，平衡正向移动，故H2S转化率增大，B项正确。
2.2.1 化学平衡常数
【教师】我们先复习一下高一学习的化学平衡移动。可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡后，在其他条件不变时，如果只增加H2的浓度或I2的浓度，平衡怎么移动？
【学生】正向移动。
【教师】如果同时增大c(H2)和c(HI)至一定量，该反应是否处于平衡状态？
【学生】？
【教师】在这种情况下，要判断该反应是否达到平衡，或平衡怎么移动，需要一个定量的指标才能判断。这就是我们这节课要学习的“化学平衡常数”。
（板书）化学平衡常数
学习聚焦
知识精讲
知识点01 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，这个常数就是该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡：K＝ 略 。
化学平衡常数（K）是表明化学反应限度的一个定量表达，在外界条件中，通常情况下只受 温度 影响。
【即学即练1】在一定温度下，反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡，写出该反应的平衡常数表达式：K= 。若平衡时各物质的浓度分别为：c(A)=2.0 mol·L-1，c(B)=2.0 mol·L-1，c(C)=1.0 mol·L-1，则K= 。
【答案】 0.0625
知识点02 化学平衡常数的意义及影响因素
1．化学平衡常数的大小反映了一个化学反应可能进行的程度(即反应限度)，K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即反应进行得越完全。
2．影响因素： 内因——反应物本身的性质；
外因——温度。
【即学即练2】下列关于平衡常数K的说法正确的是( )
A．加入催化剂可能会改变平衡常数K B．改变反应物浓度能改变平衡常数K
C．平衡常数K与反应本身及温度有关 D．K越大，反应物的转化率越小
【答案】C
【解析】化学平衡常数K与化学反应本身及温度有关，加入催化剂、改变反应物浓度等均不能改变平衡常数K；平衡常数K越大，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，故选C。
知识点03 化学平衡常数的应用
1．判断可逆反应进行程度的大小
K值越大→正反应进行的程度越大→反应物的转化率越高；
K值越小→正反应进行的程度越小→反应物的转化率越低。
一般来说，当K＞ 105 时，通常认为反应基本完全；当K＜ 10-5 时，通常认为这个反应很难发生。
【即学即练3-1】已知卤化氢生成的平衡常数如下（25℃）：
则与H2反应最完全的卤素是（ ）
A．F2 B．Cl2 C．Br2 D．I2
【答案】A
【解析】K值越大，正反应进行的程度越大。
2．判断反应的热效应
（1）升高温度 K值增大→正反应为 吸热 反应；
K值减小→正反应为 放热 反应
（2）降低温度 K值增大→正反应为 放热 反应；
K值减小→正反应为 吸热 反应
【即学即练3-2】在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq) I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：
t/℃
5
15
25
35
50
K
1 100
841
689
533
409
下列说法正确的是( )
A．反应I2(aq)＋I－(aq) I(aq)的ΔH>0
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】根据表中提供的数据知温度升高，平衡常数减小，则平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，故正反应为放热反应，ΔH<0,A错误；其他条件不变，升高温度，平衡向逆反应方向移动，溶液中c(I)减小，B正确；该反应的平衡常数表达式为的分子和分母写反了，C错误；平衡常数只与温度有关，25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，虽然平衡向正方向移动，但平衡常数不变，D错误。
3．判断可逆反应是否平衡及不平衡时的反应方向
浓度商（Q）：对于可逆反应aA(g) + bB(g)cC(g) + dD(g)，在任意时刻，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，称为浓度商，常用Q表示。即Q＝__ ________
Q＝K，反应处于 平衡 状态；
Q≠K，反应处于 不平衡 状态。
【即学即练3-3】1000K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K=0.0059。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，下列说法正确的是（ ）
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
【答案】C
【解析】Q=[H2]/[H2O]，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，Q=1＞K，所以该反应未达到平衡状态，反应逆向进行。答案为C。
知识点04 平衡转化率的简单计算
1．含义：平衡时已转化了的某反应物的“量”与转化前(初始时)该反应物的“量”之比。
2．表达式：
对于可逆反应：aA＋bBcC＋dD
αA＝×100%＝×100%
αA＝×100%＝×100%。
【即学即练4】合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在某温度下达到平衡时，各物质的浓度是c(N2)=3 mol·L-1，c(H2)=9 mol·L-1，c(NH3)=4 mol·L-1，则
(1)该温度时的平衡常数为 ；起始浓度c(N2)=
(2)H2的转化率为 。
【答案】（1）7.3×10-3 5 mol·L-1 （2）40%
【解析】（1）把平衡浓度代入K的表达式，即可得到K=7.3×10-3。要生成4 mol·L-1的NH3，需转化2 mol·L-1的N2，所以N2的起始浓度为3 mol·L-1+2 mol·L-1= 5 mol·L-1。
（2）要生成4 mol·L-1的NH3，需转化6 mol·L-1的H2，所以H2的转化率为6/(9+6)×100% =40%。
常见考法
常见考法一 化学平衡常数的表达式书写
【例1】书写下列反应的K的表达式：
（1）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) K = _________________________
（2）3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g) K = _______________________
（3）NH4+(aq)+H2O(l)NH3·H2O(aq)+OH-(aq) K = _________________
（4）已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，
1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2，
NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3，
①写出K1和K2的关系式 。
②写出K2和K3的关系式 。
③写出K1和K3的关系式 。
【答案】（1） （2） （3）
（4）①K1=K22 ②K2=1/K3 ③K1=1/K32
必杀技
关于化学平衡常数K的表达式的书写：
1．把生成物浓度的幂的乘积写在分子上，把反应物浓度的幂的乘积写在分母上。
2．固体或液体纯物质不列入平衡常数的表达式中。
3．关于H2O的浓度问题：
（1）当H2O为液态时，其浓度为固定常数，不能代入平衡常数表达式；
（2）当H2O的是气态时，则需要代入平衡常数表达式。
【同步练习1-1】写出下列反应的化学平衡常数：
（1）2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) K = _________________________
（2）4NH3(g) + 5O2(g)4NO(g) + 6H2O(g) K = _________________________
（3）H2(g) + I2(g)2HI(g) K = _________________________
（4）C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g) K = _________________________
【答案】（1） （2） （3） （4）
【针对练习1-2】已知方程式A(g)C(g) （平衡常数为K1）和B(g)D(g)（平衡常数为K2），用K1、K2表示下列各反应的平衡常数。
（1）C(g) A(g) K3 = __________
（2）2B(g) 2D(g) K4 = __________
（3）A(g) + B(g) C(g) + D(g) K5 = __________
（4）2A(g) + D(g) B(g) + 2C(g) K6 = __________
【答案】（1）1/ K1 （2）K22 （3）K1· （4）2K1/K2
常见考法二 化学平衡常数的意义
【例2】下列关于化学平衡常数的说法中正确的是（ ）
A. 在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值
B. 由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度
C. 化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关
D. 当改变反应物的浓度时，化学平衡常数一定会发生改变
【答案】B
【解析】化学平衡常数只受温度影响，同一反应温度不同，平衡常数不同，A项错误；化学平衡常数越大，说明可逆反应正反应进行的程度越大，B项正确；化学平衡常数只受温度影响，与浓度、压强无关，C项错误，D项错误。答案：B
必杀技
1．通常，K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大；
2．K越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。
【同步练习2-1】下列关于化学平衡常数的说法中错误的是（ ）
A．某特定反应的平衡常数只与温度有关
B．催化剂不能改变平衡常数的大小
C．平衡常数发生改变，化学平衡必发生改变
D．化学平衡移动时，平衡常数必改变
【答案】D
【解析】选项A．平衡常数只与温度有关，A项不符合题意；选项B．平衡常数只受到温度的影响，催化剂不能改变平衡常数的大小，B项不符合题意；选项C．平衡常数变大，平衡正向移动，平衡常数减小，平衡逆向移动，平衡常数改变，化学平衡必然移动，C项不符合题意；选项D．平衡常数只受温度的影响，能引起平衡移动的因素有多个，只有平衡因为温度变化而移动时，平衡常数才会改变，D项符合题意。故正确选项为D。
【针对练习2-2】对于可逆反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是（ ）
A．缩小容器体积 B．降低体系温度
C．保持体积不变，充入O2 D．使用合适的催化剂
【答案】B
【解析】化学平衡常数只与温度有关，与其它外界条件无关，故在上述变化中能使K发生变化的是降低体系温度，故合理选项是B。
常见考法三 化学平衡常数与方程式的关系
【例3】已知下列反应的平衡常数：①S(s)＋O2(g)SO2(g)，K1；②H2(g)＋S(s)H2S(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g) O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是（ ）
A．K1-K2 B．K2-K1 C．K2 /K1 D．K1/K2
【答案】C
【解析】由题干方程式可知，，，反应H2(g)＋SO2(g) ⇌O2(g)＋H2S(g)的平衡常数。答案选C。
必杀技
1．对于同一可逆反应，正反应和逆反应的平衡常数互为倒数；
2．若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或1/n次幂。
3．若干方程式相加，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积；若干方程式相减，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之商。
【同步练习3-1】已知反应 2NH3N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，在此条件下，氨的合成反应N2 + 3H2⇌2NH3的平衡常数为（ ）
A．4 B．2 C．1 D．0.5
【答案】A
【解析】反应2NH3⇌N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，则，在相同温度下，该条件下反应N2 + 3H2⇌2NH3的平衡常数，故A正确。故选A。
【针对练习3-2】反应Ⅰ：H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1；反应Ⅱ：HI(g)1/2H2(g)+1/2I2(g)的平衡常数为K2，则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】反应Ⅰ：H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)的平衡常数，反应Ⅱ：HI(g) ⇌1/2H2(g)+1/2I2(g)的平衡常数，对比两者表达式可得出，即，故答案选D。
常见考法四 化学平衡常数和平衡转化率的计算
【例4】化学反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是硫酸工业的基本反应。将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)注入容积为1.0 L的密闭反应器，并将反应器置于某较高温度下的恒温环境中。达到化学平衡后，测得反应器中有0.044 mol SO3(g)，求该温度下反应的平衡常数及SO2、O2的平衡转化率。
【答案】6722 88% 73%
【解析】设O2转化了x mol，则
2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)
起始（mol） 0.050 0.030 0
转化（mol） 2x x 2x
平衡（mol）0.050-2x 0.030-x 2x
依题意，2x=0.044，则x=0.022
平衡时，各物质的浓度分别为c(SO2)= 0.050-2x =0.006 mol·L-1，c(O2)= 0.030-x =0.008 mol·L-1，c(SO3)=0.044 mol·L-1。
K=……=6722，
SO2的平衡转化率=2x /0.050×100%=88%
O2的平衡转化率= x /0.030×100%=73%
必杀技
化学平衡常数和平衡转化率的解题模式：
（1）准确写出有关反应的化学方程式。
（2）在方程式下面列出起始、转化、平衡三种情况（可根据题意用物质的量、物质的量浓度、气体体积、气体压强等）。
（3）用题目中给出的条件把相关量联系起来。
【同步练习4-1】把7 mol A气体和5 mol B气体混合放入2 L密闭容器中，在一定条件下发生反应：3A(g)＋B(g)2C(s)＋xD(g)，经5 min达到平衡，此时生成2 mol C，测得D的平均反应速率为0.2 mol·(L·min)－1，求：
(1)B的转化率________。
(2)x的值________。
(3)平衡时压强与初始时压强之比________。
(4)该温度下此反应的平衡常数________。
【答案】(1)20% (2)2 (3) (4)
【解析】把7 mol A气体和5 mol B气体混合放入2 L密闭容器中，在一定条件下发生反应： 3A(g)＋B(g)2C(s)＋xD(g)，经5 min达到平衡，此时生成2 mol C，测得D的平均反应速率为0.2 mol·L－1·min－1，则生成的D的物质的量为0.2 mol·L－1·min－1×2 L×5 min＝2 mol，则可列出三段式(单位为mol)：
3A(g)＋B(g) ⇌ 2C(s)＋xD(g)
开始/mol 7 5 0 0
变化/mol 3 1 2 2
平衡/mol 4 4 2 2
(1)B的转化率×100%＝20%；
(2)根据化学计量数之比等于各物质的物质的量的变化量之比可知，x的值为2；
(3)恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比，则平衡时压强与初始时压强之比为＝；
(4)物质C为固体，平衡时，其余气体物质的浓度为
3A(g)＋B(g) ⇌ 2C(s)＋2D(g)，
平衡/mol 2 2 1
则该温度下此反应的平衡常数K＝＝。
【同步练习4-2】200℃时，测得反应H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K为2.25。若反应从H2(g)和CO2(g)开始，且H2(g)和CO2(g)的初始浓度均为0.0100 mol• L-1，请计算各物质的平衡浓度及H2和CO2的平衡转化率。
【答案】0.0040 mol• L-1 60% 60%
分层提分
题组A 基础过关练
1．下列关于化学反应限度的说法中正确的是（ ）
A. 改变外界条件不能改变化学反应的限度
B. 当某反应在一定条件下达到反应限度时即达到了化学平衡状态
C. 当某反应体系中气体的压强不再改变时，该反应一定达到反应限度
D. 当某反应达到限度时，反应物和生成物的浓度一定相等
【答案】B
【解析】A项，外界条件改变时，可能会改变反应的限度；C项，如反应H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g)，在恒容条件下，压强一直不变，因此压强不变不能作为达到反应限度的标志；D项，反应达到限度时，反应物和生成物的浓度不再变化，并不一定相等。
2．某温度下，反应SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) 的平衡常数K1=50，在同一温度下，反应SO3(g) SO2(g) +1/2O2(g)的平衡常数K2的值为（ ）
A．2500 B．100 C．0.02 D．0.001
【答案】C
【解析】SO2(g)+1/2O2(g) ⇌SO3(g)，；SO3(g) ⇌SO2(g) +1/2O2(g)，；，C正确。
3．下列关于化学平衡常数的说法中正确的是（ ）
A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值
B．化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度
C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关
D．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数一定会发生改变
【答案】B
【解析】选项A，温度改变，K也会改变，A错。选项B，K越大，反应进行得越完全，B正确。选项C和D，K与浓度、压强无关，C和D都错。答案为B。
4．下列关于平衡常数K的说法正确的是（ ）
A．加入催化剂可能会改变平衡常数K
B．改变反应物浓度能改变平衡常数K
C．平衡常数K与反应本身及温度有关
D．K越大，反应物的转化率越小
【答案】C
5．850K时，在一密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2、SO3的浓度分别为0.0020 mol• L-1、0.0025 mol• L-1、0.0020 mol• L-1.则该温度下反应的2SO2+O22SO3平衡常数为（ ）
A．25 B．0.0025 C．40 D．400
【答案】D
【解析】把题干中的平衡浓度代入K的表达式即可求解。
6．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是（ ）
A．增大H2O(g)的浓度或减小H2的浓度，会使平衡常数减小
B．改变反应的温度，平衡常数不一定变化
C．K=
D．K＝
【答案】D
【解析】选项A，K与浓度无关，A错。选项B，温度改变，K一定变化，B错。选项C，固体不能写在表达式中，C错。答案为D。
7．某温度时，N2+3H22NH3的平衡常数K=a，则此温度下，NH31/2 N2+3/2H2的平衡常数为（ ）
A．a-(1/2) B．a C．(1/2)a D．a-2
【答案】A
【解析】2NH3⇌ N2+3H2的平衡常数是1/ a，NH3⇌1/2 N2+3/2H2的平衡常数是前者开平方。答案为A。
8．在一定条件下，有下列分子数相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是（ ）
①H2 + F22HF K＝1047
②H2 + Cl22HCl K＝1017
③H2 + Br22HBr K＝109
④H2 + I22HI K＝1
比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是
A．①②③④ B．④②③① C．①④③② D．无法确定
【答案】A
【解析】K越大，反应正向进行得越完全。
9．对于可逆反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是（ ）
A．缩小容器体积 B．降低体系温度
C．保持体积不变，充入O2 D．使用合适的催化剂
【答案】B
【解析】K只与外界因素中的温度有关。
10．已知可逆反应CO(g)+H2O(g)CO2(g) + H2(g)，平衡常数为K。
(1)557℃时，若起始浓度：CO为1 mol·L-1，H2O为1.5 mol·L-1，平衡时CO转化率为60%，则H2O的转化率为_________；K值为_________。
(2)557℃时，若起始浓度改为：CO为1 mol·L-1，H2O为3 mol·L-1，平衡时H2O的转化率为_____。
【答案】40% 1 25%
【解析】(1)对于可逆反应CO(g)+H2O(g) ⇌CO2(g) + H2(g)，若起始浓度：CO为1 mol·L-1，H2O为1.5 mol·L-1，达到平衡时，平衡时CO转化率为60%，则CO的消耗量为mol·L-1×60%=0.6 mol·L-1，则水的消耗量为0.6 mol·L-1，而二氧化碳的生成量为0.6 mol·L-1，氢气的生成量为0.6 mol·L-1，而水的平衡浓度为1.5 mol·L-1-0.6 mol·L-1=0.9 mol·L-1，一氧化碳的平衡浓度为1 mol·L-1-0.6 mol·L-1=0.4 mol·L-1，则H2O的转化率为0.6 mol·L-1÷1.5 mol·L-1=40%，平衡常数。
(2) 557℃时，若起始浓度改为：CO为1 mol·L-1，H2O为3 mol·L-1，达到平衡时，一氧化碳的转化量为x mol·L-1，则水的转化量为x mol·L-1，二氧化碳的生成量为x mol·L-1，氢气的生成量为x mol·L-1，则水的平衡浓度为(3-x) mol·L-1，一氧化碳的平衡浓度为(1-x) mol·L-1，则根据平衡常数可以计算：x mol·L-1×x mol·L-1÷(3-x) mol·L-1×(1-x) mol·L-1=1，求出x=0.75 mol·L-1，H2O的转化率为0.75 mol·L-1÷3 mol·L-1=25%。
题组B 能力提升练
11．加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5N2O3＋O2，②N2O3N2O＋O2；在2 L密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol，则t ℃时反应①的平衡常数为（ ）
A．10.7 B．8.5
C．9.6 D．10.2
【答案】B
【解析】设①中N2O5转化了x mol，②中N2O3转化了y mol，
N2O5 ⇌ N2O3＋O2， N2O3 ⇌ N2O＋O2
x x x y y y
根据O2，有x+y=9，根据N2O3，有x-y=3.4。二者联立，得x=6.2 y=2.8。
平衡时，反应①中各物质的浓度为c(N2O5)=(8-6.2)/2=0.9 mol·L-1，c(N2O3)= 3.4/2=1.7 mol·L-1， c(O2) = 9/2 =4.5 mol·L-1，代入K的表达式，可得K=8.5。
12．一定温度下，将2 mol A和2 mol B两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中，发生反应3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，2 min末反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的物质的量浓度为0.4 mol·L-1，下列说法正确的是（ ）
A．此温度下该反应的平衡常数K等于0.5
B．A的平衡转化率为40%
C．x的值为1
D．A和B的平衡转化率相等
【答案】A
【解析】按化学平衡的计算模式进行计算。
13．据报道，在300℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实，其反应的化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。下列叙述正确的是（ ）
A．相同条件下，2 mol氢原子所具有的能量等于1 mol氢分子所具有的能量
B．该反应属于熵增反应
C．当平衡向正反应方向移动时，平衡常数一定增大
D．改变温度，化学平衡常数和平衡转化率都会发生变化
【答案】D
【解析】选项A，氢原子不稳定，能量较高，A错。选项B，生成物的气体比反应物的少，应属于熵减反应，B错。选项C，如果使平衡移动的因素不是温度，则平衡常数是不变的，C错。答案为D。
14．在一个容积为2 L的密闭容器中，加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体，一定条件下发生反应：A2(g)＋B2(g)2AB(g) ΔH<0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．图中a点的值为0.15
B．该反应的平衡常数K＝0.03
C．温度升高，平衡常数K值减小
D．平衡时A2的转化率为62.5%
【答案】B
15．在800℃时，体积为1升的密闭容器中，下列可逆反应达到化学平衡状态：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，已知CO和H2O(g)的初始浓度为0.01 mol·L-1时，H2平衡浓度为0.005 mol·L-1。若此时再加入0.02 mol·L-1的H2O(g)，重新达到平衡时，H2平衡浓度为（ ）
A．0.025 mol·L-1 B．0.0075 mol·L-1
C．0.005 mol·L-1 D．0.015 mol·L-1
【答案】B
【解析】先根据第一次平衡求出K，把数据代入后，可得K=1。再按照计算模式，用K=1把各物质联系起来，即可求解。具体做法是：
两次反应的温度相同，所以平衡常数不变，据此可以求出结果：
此时，又加入0.02 mol/L H2O后：
此时，解得x=0.0025mol/L，此时氢气的浓度为0.005+x=0.0075mol/L，正确选项为B。
16．PCl5的热分解反应如下：
PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
(1)写出反应的平衡常数表达式： 。
(2)已知某温度下，在容积为10.0 L的密闭容器中充入2.00 mol PCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150 mol·L－1。计算该温度下的平衡常数 。
【答案】（1） （2）0.45
【解析】(1)化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，故可逆反应PCl5(g) ⇌PCl3(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝；
(2)PCl5的起始浓度为＝0.2 mol·L－1，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150 mol·L－1，则：
PCl5(g) ⇌ PCl3(g)＋Cl2(g)
开始(mol·L－1)： 0.2 0 0
变化(mol·L－1)： 0.15 0.15 0.15
平衡(mol·L－1)： 0.05 0.15 0.15
所以平衡常数K＝＝＝0.45。
17．恒容容器中发生可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)＋R(s) ΔH>0，请回答下列问题。
（1）该反应平衡常数的表达式K＝ 。
（2）在某温度下，起始时c(M)＝1 mol·L－1、c(N)＝2.4 mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为 。
（3）若保持温度不变，起始时c(M)＝4 mol·L－1、c(N)＝a mol·L－1，达到平衡后c(P)＝2 mol·L－1，则a＝ 。
（4）若保持温度不变，起始时c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为 。
【答案】（1） （2）25% （3）6 （4）41%
【解析】根据三段式的解题模式作答。
题组C 培优拔尖练
18．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数值如下：
2NO(g) N2(g)+O2(g) K1=1×1030
2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) K2=2×1081
2CO2(g) 2CO(g)+O2(g) K3=4×10-92
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=
B．常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的进行程度由大到小的顺序为NO>H2O>CO2
C．常温下，水分解产生O2,此时平衡常数的数值约为5×10-80
D．以上说法都不正确
【答案】B
【解析】NO分解反应的K1的分母应是NO浓度的平方，A项错误；H2O分解产生O2的平衡常数K=1/K2=5×10-82，C项错误；根据NO、H2O、CO2分解的平衡常数，可判断放出O2的进行程度大小顺序为NO>H2O>CO2，B项正确；D项错误。答案：B。
19．（双选）已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,在不同的温度下该反应的平衡常数如下表：
t(℃)
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
下列有关叙述不正确的是（ ）
A．该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
B．上述反应的正反应是吸热反应
C．若在一定容积的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830℃，此时测得CO2为0.4 mol，则该反应达到平衡状态
D．若平衡浓度符合下列关系式：则此时的温度为1000℃
【答案】BC
【解析】根据平衡常数表达式可确定该反应为CO(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+H2(g),A项正确；由表格数据可知，随温度升高平衡常数减小，即正反应为放热反应，B项不正确；根据三段式法可知
CO(g)+H2O(g) ⇌ CO2(g)+H2(g)
起始/mol 0 0 1 1
变化/mol 0.6 0.6 0.6 0.6
5 min/mol 0.6 0.6 0.4 0.4
5min后Q=
20．(I)已知在448℃时，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K1为49,则该温度下反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为 ;反应1/2H2(g)+1/2I2(g) HI(g)的平衡常数K3为
(Ⅱ)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示：
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
A．容器中压强不变
B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)=v逆(H2O)
D．c(CO2)=c(CO)
(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 ℃
(4)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L-1，c(H2)为1.5 mol·L-1，c(CO)为1mol·L-1，c(H2O)为3mol·L-1，此时反应 达到平衡(填“是”或“否”)。
【答案】1/49 7 BC 830 否
【解析】(I)第2个反应是第1个反应的逆反应，平衡常数互为倒数关系，第3个反应的化学计量数与第1个相比，缩小为原来的一半，平衡常数也会发生变化，得K3=
(Ⅱ)(3)当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时，K=1,由表中数据可知此时温度为830℃。(4)可根据Q与K的大小关系判断，此时刻下，Q==1>0.9,所以反应未达到平衡。
21．下列反应在210℃达到平衡：
① PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) △H>0 K=1
② CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) △H<0 K=5×104
③ COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) △H>0
（1）根据反应①的平衡常数，下列等式一定成立的是 。
A．[PCl5]=[PCl3]=[Cl2]=1
B．[PCl5]=[PCl3][Cl2]=1
C．[PCl5]=[PCl3][Cl2]
（2）减少Cl2的浓度，反应③的K值 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）要使反应①和②的K值接近，可采取什么措施？
（4）求③的K值。
【答案】（1）C （2）不变 （3）同时升温 （4）2×10-5
【解析】（1）由反应①的平衡常数表达式，可得[PCl5]=[PCl3][Cl2]，选C。
（2）K只与外界条件中的温度有关，改变物质的浓度，K值不变。
（3）要使反应①和②的K值接近，也就是反应①正向移动，反应②逆向移动，同时升温即可。由于K只与外界条件中的温度有关，其他使平衡移动的因素是不可行的。
（4）反应③是反应②的逆反应，其K值是反应②K的值的倒数。
22．H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2．5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
(1)H2S的平衡转化率α1= %，反应平衡常数K= 。
(2)在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2 α1，该反应的ΔH 0(填“>” 、“<”或“=”)
(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是 (填字母)
A．H2S B．CO2 C．COS D．N2
【答案】(1)2.5 0.00285 (2)> > (3)B
【解析】 H2S(g)+CO2(g) ⇌ COS(g)+H2O(g)
初始/mol 0.40 0.10 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol 0.40-x 0.10-x x x
反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则=0.02，x=0.01(1)H2S的平衡转化率α1=×100% = 2.5%。钢瓶的体积为2.5 L，则平衡时各物质的浓度分别为c(H2S)=0.156 mol·L-1，c(CO2)=0.036 mol·L-1，c(COS) = c(H2O) = 0.004 mol·L-1，则K=≈0.00285
(2)根据题目提供的数据可知温度由610 K升高到620 K时，化学反应达到平衡后水的物质的量分数由0.02变为0.03，所以H2S的转化率增大，α2>α1；根据题意可知，升高温度，化学平衡向正反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故ΔH>0。
(3)增大CO2的浓度，平衡正向移动，故H2S转化率增大，B项正确。
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