2024届高考化学复习讲义第七章化学反应速率和化学平衡第二讲化学平衡考点二化学平衡常数及化学平衡移动含答案

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1.化学平衡常数
（1）定义
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[1] 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。
（2）表达式
以化学反应aA（g）＋bB（g）⇌dD（g）＋eE（g）为例
注意 1.平衡常数受温度影响。
2.固体物质和纯液体物质的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中。
3.代入平衡常数表达式中的浓度是物质的平衡浓度。
4.化学平衡常数与化学方程式的书写形式有关。
5.在利用多个化学方程式归纳平衡常数（K）之间的关系时，化学方程式相加减，其平衡常数相乘除；化学方程式乘以某个系数x，平衡常数变为原来的x次方。
（3）意义及影响因素
2.化学平衡的移动及影响因素
（1）化学平衡的移动的定义
在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到[9] 新的平衡状态 的过程叫作化学平衡的移动。
（2）影响化学平衡的外界因素
在一定条件下，2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g） ΔH＝－196.6 kJ·ml－1达到平衡后，若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如表所示：
注意 （1）压强改变时，只有Qc改变才会对化学平衡产生影响。
（2）恒温恒容条件下，充入稀有气体，体系压强增大，但Qc不变，对化学平衡无影响。
（3）勒夏特列原理
在密闭体系中，如果改变影响平衡的一个因素（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
3.平衡转化率
对于一般的化学反应：aA（g）＋bB（g）⇌cC（g）＋dD（g），达到平衡时反应物A的平衡转化率为α（A）＝A的起始浓度－A的平衡浓度A的起始浓度×100％。
1.易错辨析。
（1）平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，v正增大。（ ✕ ）
（2）合成氨反应需使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动。（ ✕ ）
（3）对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定增大。（ ✕ ）
（4）改变条件使反应物的平衡转化率都增大，该可逆反应的平衡常数一定增大。（ ✕ ）
（5）反应A（g）＋3B（g）⇌2C（g）达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数增大。（ ✕ ）
2.向含有2 ml SO2的容器中通入过量O2发生反应2SO2（g）＋O2（g）催化剂 △ 2SO3（g） ΔH＝－QkJ·ml－1（Q＞0），充分反应后生成SO3的物质的量 ＜ （填“＜”“＞”或“＝”，下同）2ml，SO2的物质的量 ＞ 0，转化率 ＜ 100％，反应放出的热量 ＜ QkJ。
3.已知2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g） ΔH＝－196.6 kJ·ml－1，在550 ℃、0.1 MPa下，向恒压密闭容器中充入2 ml SO2、1 ml O2，达到平衡时，测得SO2的转化率为85.0％。
回答下列问题：
（1）达到平衡时，p（SO3）＝ 0.08 MPa，分压平衡常数Kp＝ 4602.59 MPa－1，设pθ＝100kPa，标准平衡常数Kθ＝ 460.26 （均保留小数点后两位）。
（2）若向平衡体系中再充入0.3 ml SO2、0.1 ml O2，Qc ＜（或小于） Kc，化学平衡向 正 反应方向移动，SO2的平衡转化率 减小 。
（3）若只升高平衡体系的温度，化学平衡向 逆 反应方向移动，Kc 减小 。
（4）若把平衡体系压强增大至0.5MPa，化学平衡向 正 反应方向移动，Kc 不变 。
（5）若把平衡体系中的SO3分离出来，化学平衡向 正 反应方向移动，SO3的产率 增大 。
（6）若把平衡体系中的催化剂改为更高效的催化剂，化学平衡 不 移动。
（7）已知在不同温度与压强下SO2的平衡转化率如表所示：
工业上通常采用450 ℃、0.1 MPa条件生产SO3，为什么不采用更高压强制备SO3？
450 ℃、0.1 MPa下SO2的平衡转化率已达97.0％，采用更高压强，SO2的平衡转化率提高不明显，且增大生产成本。
研透高考 明确方向
命题点1 影响化学平衡的因素
1.[压强、浓度对化学平衡的影响][2022海南]某温度下，反应CH2CH2（g）＋H2O（g）⇌CH3CH2OH（g）在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是（ C ）
A.增大压强，v正＞v逆，平衡常数增大
B.加入催化剂，平衡时CH3CH2OH（g）的浓度增大
C.恒容下，充入一定量的H2O（g），平衡向正反应方向移动
D.恒容下，充入一定量的CH2CH2（g），CH2CH2（g）的平衡转化率增大
解析 增大压强，该反应平衡正向移动，v正＞v逆，但平衡常数只与温度有关，因此平衡常数不变，A项错误；加入催化剂，平衡不移动，平衡时CH3CH2OH（g）的浓度不变，B项错误；恒容下，充入一定量的H2O（g），反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，C项正确；恒容下，充入一定量的CH2CH2（g），平衡向正反应方向移动，H2O（g）的平衡转化率增大，但CH2CH2（g）的平衡转化率减小，D项错误。
2.[压强、温度对化学平衡的影响][全国Ⅰ高考]接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2（g）＋12O2（g）钒催化剂SO3（g） ΔH＝－98 kJ·ml－1。当SO2（g）、O2（g）和N2（g）起始的物质的量分数分别为7.5％、10.5％和82％时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在5.0 MPa、550 ℃时的α＝ 0.975 ，判断的依据是 该反应气体分子数减少，增大压强，α提高。5.0 MPa＞2.5 MPa＝p2，所以p1＝5.0 MPa 。影响α的因素有 温度、压强和反应物的起始浓度（组成） 。
解析
命题点2 化学平衡移动图像分析
3.[江苏高考改编]在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示（图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化）。下列说法不正确的是（ C ）
A.反应2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）的ΔH＜0
B.图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率
C.图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率
D.380 ℃下，c起始（O2）＝5.0×10－4ml·L－1，NO平衡转化率为50％，则平衡常数K＞
2 000
解析 A项，实线表示不同温度下相同时间内NO的转化率，虚线表示相同条件下NO的平衡转化率，由题图知，随着温度升高，NO的平衡转化率减小，即温度升高，反应2NO（g）＋O2（g）⇌ 2NO2（g）的平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，ΔH＜0，正确；B项，X点对应NO的转化率低于该温度下NO的平衡转化率，所以反应没有达到平衡状态，延长反应时间，可以提高NO的转化率，正确；C项，Y点时反应已达平衡状态，增加O2的浓度，平衡正向移动，NO的转化率会提高，错误；D项，设起始时c（NO）＝aml·L－1，则：
2NO（g）＋O2（g） ⇌ 2NO2（g）
起始浓度/（ml·L－1） a 5.0×10－4 0
转化浓度/（ml·L－1） 0.5a 0.25a 0.5a
平衡浓度/（ml·L－1） 0.5a 5.0×10－4－0.25a 0.5a
K＝（0.5a）2（0.5a）2×（5.0×10－4－0.25a）＝15.0×10－4－0.25a，当0.25a＝0时，K＝2 000，但0.25a＞0，所以K＞2 000，正确。类型
表达式
浓度平衡常数（Kc）
Kc＝[2] cd（D）·ce（E）ca（A）·cb（B）
分压平衡常数（Kp）
Kp＝pd（D）·pe（E）pa（A）·pb（B）（p分＝p总×物质的量分数）
标准平衡常数（Kθ）
Kθ＝[p（D）pθ]d·[p（E）pθ]e[p（A）pθ]a·[p（B）pθ]b，其中pθ＝100 kPa
意义
K值越大
正反应进行的程度[3] 越大
反应物的平衡转化率[4] 越大
影响
因素
内因
反应物本身的性质
外因：只受温度影响
温度升高
ΔH＜0，K值[5] 减小 ；ΔH＞0，K值[6] 增大
温度降低
ΔH＜0，K值[7] 增大 ；ΔH＞0，K值[8] 减小
改变的条件（其他条件不变）
对平衡的影响
浓度
增大反应物的浓度（Qc＜Kc）或
减小生成物的浓度（Qc＜Kc）
向[10] 正 反应方向移动（填“正”“逆”或“不移动”，下同）
减小反应物的浓度（Qc＞Kc）或
增大生成物的浓度（Qc＞Kc）
向[11] 逆 反应方向移动
压强
增大压强（Qc＜Kc）
向[12] 正 反应方向移动
减小压强（Qc＞Kc）
向[13] 逆 反应方向移动
温度
升高温度
向[14] 逆 反应方向移动
降低温度
向[15] 正 反应方向移动
催化剂
使用催化剂（Qc＝Kc）
[16] 不移动
温度/℃
SO2的平衡转化率/％
0.1 MPa
0.5 MPa
1 MPa
450
97.0
99.0
99.2
550
85.0
93.0
95.0