化学平衡(讲义)

2025届高三化学一轮专题复习讲义（12）专题三基本理论3-5 化学平衡（二）（1课时，共2课时）【复习目标】1．了解化学平衡常数(K)的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。

2．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。

3．了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用【重点突破】1．能运用平衡移动原理，解决生活中的相关问题，讨论化学反应条件的选择和优化。

综合考虑化学反应速率、原料利用率、设备要求、催化剂的活性等，控制合适的反应条件。

2．联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律，根据图像中表现的关系与所学规律相对比，做出符合题目要求的判断。

能充分考查学生读图、提取信息、解决问题的能力。

【真题再现】例1．（2023·江苏卷）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为CO2(g)+4H2(g)===CH4(g)+2H2O(g) △H=-164.7kJ·mol-1CO2(g)+H2(g) ===CO(g)+H2O(g) △H=41.2kJ·mol-l在密闭容器中，1.01×10-5Pa、n起始(CO2)︰n起始(H2)=1︰4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如题13图所示。

CH4的选择性可表示为n生成(CH4)n反应(CO2)×100%。

下列说法正确的是A．反应2CO(g)+2H2(g)===CO2(g)+CH4(g)的熔变△H=-205.9kJ·mol-1B．CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480～530℃D．450℃时，提高n起始(H2)n起始(CO2)的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X点的值解析：A项，由盖斯定律可知反应2CO(g)+2H2(g)===CO2(g)+CH4(g)的焓变△H=-2×41.2 kJ·mol-1-164.7 kJ·mol-1=-247.1 kJ·mol-1，错误；B项，CO2(g)+4H2(g)===CH4(g)+2H2O(g)为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH4的含量降低，故CH4的平衡选择性随着温度的升高而降低，错误；C项，由图可知，已知条件之下，该催化剂催化二氧化碳反应温度范围约为380℃时二氧化碳转化率最大，此时为最适温度，温度继续增加，催化剂活性下降，错误；D项，450℃时，提高n起始(H2)n起始(CO2)的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强反应I平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，均能使CO2平衡转化率达到X点的值，D正确。

高中化学之：化学平衡一、化学平衡状态（一）研究对象：可逆反应 （二）建立：图像：（三）定义：指在一定条件下的可逆反应，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

（四）特点——逆、等、动、定、变 1、逆：研究对象是可逆反应2、等：平衡时，同一物质的正逆反应速率相等即v 正=v 逆3、动：化学平衡是动态平衡，即达平衡时正逆反应仍在进行，只不过同一物质的v 正=v 逆4、定：在平衡体系的混合物中，各组分的含量（物质的量、质量、浓度、质量百分数、物质的量百分数、体积百分数等）保持一定5、变：任何化学平衡状态均是暂时的，相对的，有条件的，与达平衡的过程无关（即化学平衡状态既可以从正反应方向开始达平衡，也可以从逆反应方向开始达平衡，还可以从正逆两个方向开始达平衡）当外界条件变化时，原来的化学平衡也会发生相应的改变，直至在新的条件下建立新的平衡状态注：化学平衡状态是在一定条件下可逆反应所能达到的最大程度，即该反应进行的限度。

化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率（五）判断达化学平衡的标志1、用速率判断：方法：先找出正、逆反应速率，再看物质：若同一物质，则正逆速率相等 若不同物质，则速率之比=系数之比2、用含量判断：（1）平衡时，各组分的物质的量、质量、浓度、体积、物质的量分数、质量分数、体积分数、转化率、产率都不变（2）若反应中有颜色变化，颜色不变时可认为达平衡（3）绝热的恒容反应体系中温度或压强保持不变，说明已达平衡（4）有固态、液态、气态不同状态物质参与的反应，混合气体的总质量不变，或混合气体的密度不变，都可以判断达平衡（5）对于反应前后气态物质前面的总系数发生改变的反应，混合气体的总物质的量不变，或混合气体的摩尔质量不变，或混合气体的压强不变都可以用来判断达平衡二、化学平衡常数（一）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（二）表达式：对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，则)()()()(B c A c D c C c K nmq p ••=（三）说明：1、表达式的浓度必须是平衡时的浓度，系数决定幂次2、有固体或纯液体（H 2O ）参与的反应，其浓度视为“常数”不计入表达式中3、在非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则水底额浓度应出现在平衡常数表达式中4、K 有单位，但一般不写5、K 表示某一具体反应的平衡常数，当反应方向改变或系数改变时，K 也相应发生改变6、对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即1=K K 正逆7、方程式扩大一定的倍数，K 就扩大相应的幂次；方程式缩小一定的倍数，K 就相应的开几次幂；方程式做加法，K 相应的做乘法；方程式做减法，K 相应的做除法。

第七章化学反应速率和化学平衡化学平衡化学平衡常数考点一可逆反应与化学平衡状态1.可逆反应2.化学平衡状态(1)概念:在一定条件下的反应中,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。

(2)建立过程:在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。

反应过程如下:以上过程可用如图所示:(3)化学平衡特点3.判断化学平衡状态的两种方法①动态标志(v正=v逆≠0)a.同种物质同一物质的生成速率等于消耗速率。

b.不同物质必须标明是“异向”的反应速率关系。

如a A+b B c C+d D,v正(A)v逆(B)=ab时,反应达到平衡状态。

②静态标志(各种“量”不变)a.各物质的质量、物质的量或浓度不变。

b.各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。

c.温度(绝热容器)、压强(化学反应前后气体分子数不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。

总之,若物理量由变量变成了不变量,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量恒为不变量,则不能作为平衡标志。

[学科能力提升]“一边倒”法判断可逆反应中物质的浓度取值(1)完全转化到“”的右侧,求出生成物的最大值,反应物的最小值,此时反应物可能为0,也可能不为0。

(2)完全转化到“”的左侧,求出反应物的最大值,生成物的最小值。

(3)据(1)(2)得出各物质的浓度的取值范围进行讨论。

[核心素养提升]判断化学平衡状态的两方法和两标志1.两方法——逆向相等、变量不变(1)逆向相等:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。

(2)变量不变:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否达到平衡状态的判断依据。

2.两标志——本质标志、等价标志(1)本质标志:v正=v逆≠0。

《化学平衡》讲义一、什么是化学平衡在化学反应中，经常会发现这样一种现象：当反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再发生明显的变化，好像反应停止了一样，但实际上反应仍在进行，这就是化学平衡状态。

举个简单的例子，比如氮气和氢气合成氨的反应：N₂＋ 3H₂⇌2NH₃。

在一定条件下，开始时氮气和氢气的浓度较大，反应向右进行，氨的浓度逐渐增加，而氮气和氢气的浓度逐渐减小。

但随着反应的进行，氨的浓度增加到一定程度后，就不再增加了，氮气和氢气的浓度也不再减少，此时就达到了化学平衡。

化学平衡是一种动态平衡，正反应和逆反应仍在同时进行，只是它们的速率相等，所以反应物和生成物的浓度保持不变。

二、化学平衡的特征1、等：正反应速率和逆反应速率相等。

这是化学平衡建立的关键条件。

如果正反应速率不等于逆反应速率，那么反应就会朝着速率较大的方向进行，直到达到平衡状态。

2、定：平衡混合物中各组分的浓度保持一定。

也就是说，一旦达到化学平衡，各物质的浓度就不再随时间改变。

3、动：化学平衡是一种动态平衡，反应仍在进行，正反应和逆反应都没有停止。

4、变：当外界条件（如温度、压强、浓度等）发生改变时，原有的化学平衡会被破坏，在新的条件下建立新的平衡。

三、影响化学平衡的因素1、浓度增加反应物的浓度或减少生成物的浓度，平衡会向正反应方向移动；减少反应物的浓度或增加生成物的浓度，平衡会向逆反应方向移动。

以二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫为例：2SO₂＋O₂⇌2SO₃。

如果增加二氧化硫的浓度，正反应速率会加快，平衡就会向生成三氧化硫的方向移动。

2、压强对于有气体参与且反应前后气体分子数发生变化的反应，增大压强会使平衡向气体分子数减小的方向移动；减小压强则会使平衡向气体分子数增大的方向移动。

比如合成氨的反应，N₂＋ 3H₂⇌ 2NH₃，反应前气体分子数为 4，反应后为 2。

增大压强，平衡会向生成氨的方向移动。

但对于反应前后气体分子数不变的反应，压强的改变对平衡没有影响。

第三节化学平衡的移动化学平衡常数【高考目标定位】考纲导引考点梳理1.理解外界条件（温度、压强、催化剂）对化学反应平衡的影响，认识其一般规律。

2.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

1.影响化学平衡的外界条件及原理。

2.化学反应进行的方向。

【考纲知识梳理】【要点名师精解】一、反应焓变与反应方向1.反应方向（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应。

如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，其△H（298K）==－444.3kJ·mol—1（2）部分吸热反应也能自发进行。

如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△H（298K）== +37.30kJ·mol —1。

（3）有一些吸热反应在常温下不能自发进行，在较高温度下则能自发进行。

如碳酸钙的分解。

因此，反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一依据。

2.反应熵变（1）熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，单位J·mol—1·K—1，熵值越大，体系的混乱度越大。

（2）化学反应的熵变．．（△S）：反应产物的总熵与反应物总熵之差。

（3）反应熵变与反应方向的关系①多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。

产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。

②有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。

如碳酸钙的分解。

③个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。

如铝热反应的△S== —133.8 J·mol—1·K—1，在yx—、＋—、— ＋、＋＋、—Ⅰ Ⅱ ⅢⅣ点燃的条件下即可自发进行。

4.焓变和熵变对反应方向的共同影响——“四象限法”判断化学反应的方向。

在二维平面内建立坐标系，第Ⅰ象限的符号为“＋、＋”，第Ⅱ象限的符号为“＋、—”，第Ⅲ象限的符号为“—、—”，第Ⅳ象限的符号为“—、＋”。

【化学平衡】知识点一：化学平衡 1、可逆反应（1）定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。

用“”代替“==”。

（2）可逆反应中所谓的正反应、逆反应是相对的，一般把向右进行的反应叫做正反应，向左进行的反应叫做逆反应。

（3）在不同条件下能向两个方向进行的反应不叫可逆反应。

如： 2H 2 + O 22H 2O ；2H 2O2H 2↑+ O 2↑（4）可逆反应不能进行到底，在一定条件下只能进行到一定程度后达到平衡状态。

2、化学反应的限度⑴化学反应的限度就是研究可逆反应在一定条件下所能达到的最大限度。

⑵反应的转化率 反应物的转化率：α=%100 该反应物起始量反应物的转化量3、化学平衡（1）化学平衡状态：在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度保持不变的状态，叫做化学平衡状态，简称化学平衡。

①化学平衡的微观标志（即本质）：v 正=v 逆②化学平衡的宏观标志：反应混合物中各组分的浓度和体积分数保持不变，即随时间的变化，保持不变。

③可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或正、逆反应同时开始，都能达到化学平衡。

（2）化学平衡的特征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，反应处于平衡态时，化学反应仍在进行，反应并没有停止。

③等：化学反应处于化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，且都不等于零。

④定：化学反应处于化学平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持一定，体积分数保持一定。

对反应物，有一定的转化率，对生成物，有一定的产率。

⑤变：化学平衡是有条件的平衡，当外界条件变化，原有的化学平衡被破坏，在新的条件下，平衡发生移动，最终又会建立新的化学平衡。

知识点二：判断可逆反应达到平衡的标志以可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)为例1、直接标志（1）v正=v逆。

具体可以是：①A、B、C、D中任一种在单位时间内的生成个数等于反应掉的个数。

第二节 化学平衡状态和平衡移动1．可逆反应[示例] 含有2 mol SO 2和2 mol O 2在一定条件下的密闭容器中发生2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)，平衡时的O 2物质的量范围为1 mol<n (O 2)<2 mol 。

2．化学平衡状态 (1)概念一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持不变的状态。

(2)建立过程在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。

反应过程如下：以上过程可用如图表示：若开始加入生成物，从逆反应建立平衡，则v -t图为。

(3)特征[深度归纳]化学平衡状态的判定(1)一般标志(2)等价标志①全部是气体参加的非等体积反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。

②对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。

③对于有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。

④绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。

⑤全部是气体的非等体积反应，恒压条件下，若密度不再变化；对于有固体参与或生成的反应，恒容条件下，若密度不再变化。

[应用体验]正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)Cl 2＋H2O HCl＋HClO，PCl3＋Cl2PCl5均为可逆反应。

(2)在化学平衡的建立过程中，v正一定大于v逆。

()(3)对于反应A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g)，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均不能作为达到化学平衡状态的标志。

()(g)＋O2(g) 2SO3(g)反应，(4)在相同温度下，相同容器(恒容)发生2SO当分别向容器中充入2 mol SO2、1 mol O2与2 mol SO3平衡时，c(SO2)相同。

()(g) N2O4(g)反应，当v正(NO2)＝v逆(N2O4)时，反应达平衡(5)对于2NO状态。

()答案：(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×⊙考法1极端转化法确定可逆反应某时刻的量1．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L －1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是()A．c1∶c2＝3∶1B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3C．X、Y的转化率不相等D．c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L－1D[平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；平衡时Y的生成表示的是逆反应速率，Z的生成表示的是正反应速率，且v Y(生成)∶v Z(生成)＝3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0<c1<0.14 mol·L －1，D正确。

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，生成物浓度的幂之积与反应物浓度的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。

2、表示式：对于一般的可逆反应，m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)，在一定温度下，K ＝c p (C)·c q (D)c m (A)·c n(B)，。

注意：(1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。

温度改变，K 一定改变。

(2) 各物质均为溶液或气体，其浓度为平衡时的浓度 。

(3)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做“l ”而不代入公式(联想化学反应速率一节固体和纯液体的处理)。

(4) 溶液中的可逆反应，H 2O 不表示。

不参加反应的离子不代入公式(5) 若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。

(6) 对于可逆反应，其正反应和逆反应的平衡常数互为倒数K (正)＝1／K (逆) 3、意义 (1)、表示反应进行的程度 K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；K 值越小，说明平衡体系中生成物所占的比例越小，即该反应进行得越不完全，反应物转化率越小。

(2)、 判断可逆反应进行的方向。

如对于可逆反应：m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)在任意时刻反应物与生成物的浓度有如下关系：Q c ＝c p (C)·c q(D)c m (A)·c n (B)，Q c 叫做该反应的浓度商。

⎩⎪⎨⎪⎧Q c <K ，反应向正反应方向进行Q c ＝K ，反应处于平衡状态Q c >K ，反应向逆反应方向进行 (3)、判断反应的热效应 若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应，平衡正方移动。

若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应，平衡逆方移动。

第6章化学反应速率和化学平衡6.2化学平衡一、可逆反应1．可逆反应的定义：在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能同时进行的化学反应称为可逆反应【要点诠释】不管反应方程式如何书写，向右方向进行的反应叫正反应，向左方向进行的反应叫逆反应。

一个可逆反应是2个反应组成的体系，含有2个反应速率：v(正)和v(逆)来表示各相应反应的快慢程度，v(正)与v(逆)既相互联系又各自独立。

2．可逆反应的特点：（1）反应不能进行到底（2）在一定条件下反应物与生成物同时存在（3）由正反应和逆反应2个反应组成，正、逆反应方向同时进行，分别用v(正)和v(逆)来衡量各自反应进行的快慢。

（4）若条件保持一定，最终都会建立一个化学平衡状态。

3．可逆反应的表示方法：可逆反应的化学方程式中，用“”号代替“===”号二、化学平衡1．化学平衡的建立（1）浓度对速率的影响的角度对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在一定温度下，将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中浓度速率变化v正、v逆关系反应开始反应物浓度最大v正最大v正＞v逆生成物浓度为0 v逆为0反应进行中反应物浓度逐渐减小v正逐渐减小v正＞v逆生成物浓度逐渐增大v逆增大反应一段时间(t1)后反应物浓度不再改变v正不变v正＝v逆≠0生成物浓度不再改变v逆不变（2）利用速率—时间(v­t)图像分析2．化学平衡状态的概念：在一定条件下，当反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态，称之为化学平衡状态，简称化学平衡【要点诠释】①化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大限度，即该反应进行的限度。

化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率②对于可逆反应来说，当处于化学平衡状态时，转化率、产率达到了最大限度3．化学平衡状态的特征（1）逆：化学平衡状态研究的对象是可逆反应（2）等：平衡时，同一物质的正、逆反应速率相等，即：v正＝v逆≠0(实质)（3）动：平衡时，反应仍在不断进行，是一种动态平衡（4）定：平衡时，各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量(M)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定（5）变：外界条件改变时，平衡可能被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡，即发生化学平衡移动三、化学平衡状态的判断1．任何情况下均可作为标志的是：（1）v(正)=v(逆)【要点诠释】v(正)=v(逆)在一个反应中，其含义是指对某一物质而言v(生)=v(消)，必须包含两个方向的速率（即正反应速率和逆反应速率）；同一物质，速率相等，不同物质，速率之比等于化学计量数之比。