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第 46 讲 化学平衡状态与平衡常数
[复习目标] 1.掌握化学平衡状态的特征及判定方法。2.了解化学平衡常数的含义及影响因
素。3.能利用化学平衡常数进行有关计算。
考点一 可逆反应、化学平衡状态
1．可逆反应
(1)概念
在同一条件下，既可以向____________进行，同时又能向____________进行的化学反应。
(2)特点
双向性 可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应
双同性 正、逆反应是在同一条件下，同时进行
共存性 反应物的转化率______100%，反应物与生成物共存
2.化学平衡状态
(1)概念
在一定条件下的______反应体系中，当正、逆反应速率______时，反应物和生成物的浓度均
保持不变，即体系的组成不随时间而改变，表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时
的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。
(2)化学平衡的建立
绘制“反应速率－时间”图像，表示从正反应开始建立化学平衡状态的过程。
(3)平衡特征(4)化学平衡状态的判断方法
①v正 ＝v逆
②宏观组成标志
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
态是平衡状态。
③间接标志
a．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，达到平衡状
态。
b．如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡状态。
c．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)。
1．反应2NaHCO =====NaCO ＋CO↑＋HO、NaCO ＋CO ＋HO===2NaHCO 互为可逆
3 2 3 2 2 2 3 2 2 3
反应( )
2．化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等( )
3．在一定条件下，向密闭容器中充入1 mol N 和3 mol H 充分反应，生成2 mol NH ( )
2 2 3
一、可逆反应的特征
1．在一密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g)。已知反应过程中某一时刻X、Y、Z
的浓度分别为0.3 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.4 mol·L－1，当反应达到平衡时，不可能存在的是
( )
A．c(X)＝0.5 mol·L－1
B．c(Y)＋c(X)＝0.5 mol·L－1
C．c(Y)＋c(Z)＝1.05 mol·L－1
D．c(X)＋c(Y)＋c(Z)＝0.75 mol·L－1
二、平衡状态的标志
2．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：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。
(1)能说明2SO (g)＋O(g)2SO (g)达到平衡状态的是______________(填序号，下同)。
2 2 3
(2)能说明I(g)＋H(g)2HI(g)达到平衡状态的是______________。
2 2
(3)能说明2NO (g)NO(g)达到平衡状态的是________________________。
2 2 4
(4)能说明C(s)＋CO(g)2CO(g)达到平衡状态的是______________。
2
(5)能说明NH COONH(s)2NH (g)＋CO(g)达到平衡状态的是______________。
2 4 3 2
(6)能说明5CO(g)＋IO(s)5CO(g)＋I(s)达到平衡状态的是______________。
2 5 2 2
3．若上述题目中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？
(1)__________________ 。
(2)________________________________________________________________________。
(3)__________________ 。
(4)________________________________________________________________________。
不能作为化学平衡状态“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)H(g)＋I(g)。
2 2
(3)全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如
2HI(g)H(g)＋I(g)。
2 2
(4)全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
考点二 化学平衡常数
1．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，即化学平衡常数，用符号____表示。
2．表达式
对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，K＝
______________(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入化学平衡常数表达式中)。
3．影响因素
K只受______影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，与压强变化、是否使用催化剂无关。4．平衡常数的意义及应用
(1)判断可逆反应进行的程度
K <10－5 10－5～105 >105
反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全
(2)判断反应是否达到平衡或进行的方向
对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商Q＝。
Q＜K，反应向____反应方向进行；
Q＝K，反应处于______状态；
Q＞K，反应向____反应方向进行。
(3)判断可逆反应的热效应
1．C(s)＋HO(g)CO(g)＋H(g)的平衡常数表达式为K＝( )
2 2
2．平衡常数发生变化，化学平衡一定发生移动( )
3．化学平衡发生移动，平衡常数一定发生变化( )
4．平衡常数K越大，表示反应进行得越快( )
5．温度不变，增大反应物浓度，平衡正向移动，平衡常数增大( )
6．反应A(g)＋B(g)C(g)达到平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数增
大( )
一、化学平衡常数与化学方程式的关系
1．请写出下列反应的平衡常数，并找出K 和K 、K 的关系。
1 2 3
(1)N (g)＋3H(g)2NH (g) K
2 2 3 1
(2)N(g)＋H(g)NH (g) K
2 2 3 2
(3)2NH (g)N(g)＋3H(g) K
3 2 2 3
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．已知下列反应的平衡常数：
①H(g)＋S(s)HS(g) K ；
2 2 1
②S(s)＋O(g)SO (g) K ；
2 2 2则反应H(g)＋SO (g)O(g)＋HS(g)的平衡常数K＝________(用K 和K 表示)。
2 2 2 2 1 2
(1)正、逆反应的化学平衡常数互为倒数。
(2)若化学方程式中各物质的化学计量数都变成n倍或倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂
或次幂。
(3)两化学方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。
二、化学平衡常数的应用
3．研究发现，液态苯是优质储氢材料：C H(l)＋3H(g)C H (l)。一定温度下，在密闭容
6 6 2 6 12
器中充入一定量液态苯(足量)和适量氢气，经反应达到平衡后，测得c(H )＝2 mol·L－1。保
2
持温度不变，将体积压缩至原来的一半，达到新平衡时c(H )为( )
2
A．1 mol·L－1 B．2 mol·L－1
C．3 mol·L－1 D．4 mol·L－1
4．在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的 CO气体，一定条件下发生反应：
Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO) (g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表所示。下列说法不
4
正确的是( )
温度/℃ 25 80 230
平衡常数 5×104 2 1.9×10－5
A.上述生成Ni(CO) (g)的反应为放热反应
4
B．25 ℃时，反应Ni(CO) (g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5
4
C．80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)
4
、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，则此时v正 >v逆
D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO) 的平衡浓度为2 mol·L－1
4
5．已知反应：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO(g) ΔH>0。
2
(1)此反应的平衡常数表达式为K＝________。
(2)温度降低，则K________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)已知1 100 ℃时，K＝0.263。若1 100 ℃时测得c(CO)＝0.025 mol·L－1，c(CO)＝0.01
2
mol·
L－1，此时该反应________(填“处于”或“不处于”)化学平衡状态，化学反应速率：正反
应速率______(填“>”“<”或“＝”)逆反应速率。
1．(2020·北京，10)一定温度下，反应I(g)＋H(g)2HI(g)在密闭容器中达到平衡时，测得
2 2
c(I)＝0.11 mmol·L－1，c(HI)＝0.78 mmol·L－1。相同温度下，按下列4组初始浓度进行实验，
2
反应逆向进行的是( )A B C D
c(I)/(mmol·L－1) 1.00 0.22 0.44 0.11
2
c(H )/(mmol·L－1) 1.00 0.22 0.44 0.44
2
c(HI)/(mmol·L－1) 1.00 1.56 4.00 1.56
(注：1 mmol·L－1＝10－3 mol·L－1)
2．[2022·浙江6月选考，29(1)]主要成分为HS的工业废气的回收利用有重要意义。
2
回收单质硫。将三分之一的 HS 燃烧，产生的 SO 与其余 HS 混合后反应：2HS(g)＋
2 2 2 2
SO (g)S(s)＋2HO(g)。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为c(H S)
2 8 2 2
＝2.0×10－5mol·L－1、c(SO )＝5.0×10－5 mol·L－1、c(H O)＝4.0×10－3 mol·L－1，计算该温度
2 2
下的平衡常数K＝__________________________________________________________。
3．[2017·全国卷Ⅲ，28(4)]298 K时，将20 mL 3x mol·L－1 Na AsO 、20 mL 3x mol·L－1 I
3 3 2
和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)＋I(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋
2
HO(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。
2
①下列可判断反应达到平衡的是______________(填字母)。
a．溶液的pH不再变化
b．v(I－)＝2v(AsO)
c.不再变化
d．c(I－)＝y mol·L－1
②t
m
时，v正 ______v逆 (填“大于”“小于”或“等于”)。
③t
m
时v逆 ______t
n
时v逆 (填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_____________________。
④若平衡时溶液的pH＝14，则该反应的平衡常数K为____________。
