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考点05 化学平衡状态 化学平衡常数【核心考点梳理】一、化学平衡状态 1．化学平衡状态的概念在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，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，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
2．化学平衡的特征化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变。
(1)逆：研究的对象是可逆反应。
(2)等：化学平衡的条件是v 正和v 逆相等。
(3)动：化学平衡是一种动态平衡，此时反应并未停止。
(4)定：当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为一定值。
(5)变：若外界条件改变，平衡可能发生改变，并在新条件下建立新的平衡。
二、化学平衡常数 1．浓度商对于一般的可逆反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，在任意时刻的c p C ·c q Dc mA ·c n B称为浓度商，常用Q 表示。
2．化学平衡常数 (1)表达式对于一般的可逆反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，平衡常数的表达式为K ＝c p C ·c q Dc m A ·c n B 。
(2)注意事项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。
①反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。
①化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，由于化学方程式的书写不同，平衡常数的表达式不同，如N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)，K ＝a 则有：2NH 3(g)N 2(g)＋3H 2(g)，K ′＝1a ；12N 2＋32H 2NH 3，K ″＝a 。
(3)意义K 越大→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→反应进行得越完全→平衡时反应物的转化率越大；反之，K 越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率就越小。
专题05 化学平衡（教材深度精讲）【核心素养分析】1.变化观念与平衡思想：知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律；认识化学变化有一定限度，是可以调控的，能多角度、动态地分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题。
2．证据推理与模型认知：建立观点、结论和证据之间的逻辑关系，知道可以通过分析、推理等方法认识化学平衡的特征及其影响因素，建立模型。
能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
3．科学态度与社会责任：具有可持续发展意识和绿色化学观念，能运用化学平衡原理对化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
【知识导图】【目标导航】高考命题在本专题有以下特点：1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下两个方面：(1)考查化学平衡的建立及化学平衡状态的特征及判断。
(2)结合化学反应速率或反应热，考查平衡移动的影响因素，及平衡移动引起的浓度、转化率等的判断。
试题情境注重证据获取与证据分析的设问，注重思维逻辑的考查。
2．从命题思路上看，试题往往以新材料的开发利用、新科技的推广应用、污染的治理或废物利用等形式呈现，考查平衡建立、平衡移动、转化率等内容。
(1)选择题：结合化学反应机理、化学平衡图像或图表考查外界条件对化学平衡的影响，或与化学反应速率结合的综合应用。
(2)非选择题：以工业生产为背景，通过反应机理或浓度、转化率图像提供信息进行命题，主要考查外界条件改变引起的化学平衡移动、对工业生产条件的选择等。
【重难点精讲】一、化学平衡状态1、可逆反应1）可逆反应的判断：反应形式相反，反应条件相同2）可逆反应的特点（1）同步性：正逆反应同时进行（2）等同性：反应条件完全相同（3）共存性①反应不可能进行到底，即反应体系中反应物与生成物共存②各组分的浓度都大于零3）证明某反应为可逆反应（1）检验出某种生成物（2）检验量少的反应物是否有剩余2．化学平衡状态的建立（1）建立过程①反应开始时：反应物浓度最大，v（正）最大，生成物浓度为零，v（逆）为零②反应进行时：反应物浓度逐渐减少→v（正）逐渐减小，生成物浓度逐渐增大→v（逆）逐渐增大③达到平衡时：v（正）＝v（逆），反应混合物中各组分的浓度保持不变（2）v～t图像【名师提醒】化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。
化学平衡1．（08海南卷）X 、Y 、Z 三种气体，取X 和Y 按1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X+2Y 2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3：2，则Y 的转化率最接近于（ ）A ．33%B ．40%C ．50%D ．65% 解析：由可知： X+2Y 2Z起始： 1 1 0转化： a 2a 2a平衡： 1－a 1－2a 2a根据题意有：2－3a 2a = 32，a ＝13，Y 的转化率最接近65%。
答案：D 。
2．（08全国Ⅱ卷）在相同温度和压强下，对反应CO 2(g)＋H 2(g)CO(g)＋H 2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是( )A ．乙＝丁＞丙＝甲B ．乙＞丁＞甲＞丙C ．丁＞乙＞丙＝甲D ．丁＞丙＞乙＞甲解析： CO 2(g)＋H 2(g)CO(g)＋H 2O(g)甲： amol amol 0mol 0mol乙： 2amol amol 0mol 0mol等效后的丙： amol amol 0mol 0mol等效后的丁： 2amol amol 0mol 0mol答案：A 。
3．（08广东卷）对于反应2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)，能增大正反应速率的措施是（ ）A ．通入大量O 2B ．增大窗口容积C ．移去部分SO 3D ．降低体系温度解析：增大反应物的浓度，正反应速率加快，在此瞬间逆反应速率不变。
答案：A4．（08天津卷）对平衡CO 2（g ）CO 2（aq ）；△H= -19.75kJ/mol ，为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是（ ）A ．升温增压B ．降温减压C ．升温减压D ．降温增压解析：气体在水中的溶解度随着温度的升高而降低，所以要使CO 2在水中的溶解度增大，可以降低温度，同时还可增大压强。
答案：D。
5．（08北京卷）工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)；△H＝＋QkJ·mol－1(Q＞0)某温度、压强下，将一定量的反应物通入密闭容器进行以上的反应(此条件下为可逆反应)，下列叙述正确的是( )A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转化率B．若反应开始时SiCl4为1mol，则达到平衡时，吸收热量为QkJC．反应至4min时，若HCl的浓度为0.12mol·L－1，则H2的反应速率为0.03mol/(L·min) D．当反应吸收热量为0.025QkJ时，生成的HCl通入100mL1mol·L－1的NaOH恰好反应【解析】该反应为体积增大的反应，增大压强平衡左移，减小SiCl4转化率，A错；该反应为可逆反应，不能实现完全转化，放出的热量一定小于QkJ，B错；反应至4min时，HCl的浓度为0.12mol/L，表示的反应速率为：v（HCl）=0.03mol/L.min，换算为v（H2）=0.015mol/L.min，C错；当放热0.025QkJ时，说明反应的SiCl4为0.025mol，生成HCl 0.1mol，其与100mL1mol/L的NaOH恰好反应，D正确。
【答案】D【高考考点】化学平衡的移动、反应热、反应速率知识【易错提醒】不能正确理解反应热的意义，造成错误解答。
【备考提示】对于反应热的知识，关键要理解化学反应过程中热量变化的原因是反应物总能量和和生成物总能量不相等。
特别是在可逆反应中，反应热仍然是指物质完全反应时的数值。
6．（08四川卷）在密闭的容器中进行如下的反应：H2(G＋I2(g)2HI(g)，在温度T1和T2时，产物的量彧时间的关系如下图所示，符合图象的正确的判断是( )A．T1＞T2，△H＞0 B．T1＞T2，△H＜0C．T1＜T2，△H＞0 D．T1＜T2，△H＜0解析：根据“先拐现平数字大”的原则，从图可以看出，反应时的温度T2＞T1，且温度越高，HI的量越少，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，即该反应的正反应属于放热反应，△H＜0。
答案：D。
7．（08上海卷）等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t 产生气体体积V的数据，根据数据绘制得到图1，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是（）A ．4－3－2－1B ．1－2－3－4C ．3－4－2－1D ．1－2－4－3解析：化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积的大小有关，实验1的盐酸的浓度最小，反应的温度最低，所以化学反应速率最慢；由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高，所以反应速率实验3大于实验2；而实验4和实验3虽然浓度相同，但反应的温度不同，物质的状态也不相同，所以不能比较。
答案：A 、C8．（08全国Ⅰ卷）已知：4NH 3(g)+5O 2(g)=4NO(g)+6H 2(g). △H=-1025kJ/mol 该反应是一个可逆反应。
若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是()解析：此题结合化学平衡图像考查外界条件对化学平衡的影响。
根据“先拐先平数值大”的原则，选项A 、B 正确；根据升高温度，平衡向吸热反应方向移动（即逆反应方向移动），可确定A 、B 正确；根据使用催化剂只能改变化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但对化学平衡的移动无影响，所以选项D 正确。
答案：C 。
9．（08广东卷）将H 2(g)和Br 2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H 2（g ）+Br 2(g) 2HBr （g ）0H ＜，g 平衡时Br 2(g)的转化率为a ；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br 2(g)的转化率为b 。
a 与b 的关系是（ ）A ．a ＞bB ．a=bC ．a ＜bD ．无法确定 解析：正反应为放热反应，前者恒温，后者相对前者，温度升高。
使平衡向左移动，从而使Br2的转化率降低。
所以b<a.答案：A10．（08广东卷）碘钨灯比白炽灯使用寿命长。
灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应：W （s ）+I 2（g ）11T T WI 2ΔH ＜0（温度T 1＜T 2）。
下列说法正确的是（ ）A ．灯管工作时，扩散到灯丝附近高温区的WI 2（g ）会分解出W 1W 重新沉积到灯丝上B ．灯丝附近温度越高，WI 2（g ）的转化率越低C ．该反应的平衡常数表达式是12()()()c W c I K c W I =D ．利用该反应原理可以提纯钨解析：该反应的正反应为放热反应，温度升高，化学平衡向左移动。
所以灯丝附近温度越高，WI2的转化率越高，B 错。
平衡常数，应为生成物除以反应物：K=c （WI2）/c （W ）· c （I2）利用该反应，可往钨矿石中，加如I2单质，使其反应生成WI2富集，再通过高温加热WI2生成钨，从而提纯W ，D 正确。
答案：A 、D11．（08宁夏卷）将固体NH 4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH 4I(s)NH 3(g)＋HI(g)；②2HI(g)H 2(g)＋I 2(g)。
达到平衡时，c(H 2)＝0.5mol ·L －1，c(HI)＝4mol ·L －1，则此温度下反应①的平衡常数为( )A ．9B ．16C ．20D ．25答案：C 。
12．（08山东卷）高温下，某反应达平衡，平衡常数K =()()()()c c c c ∙∙222C O H O C O H .恒容时，温度升高，H 2浓度减小。
下列说法正确的是（ ）A ．该反应的焓变为正值B ．恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小C ．升高温度，逆反应速率减小D ．该反应化学方程式为CO+H 2O=CO 2+H 2答案：A 。
13．（08海南卷）反应A(g)+B(g)C(g) +D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)该反应是____________________反应(填“吸热”“放热”);(2)当反应达到平衡时，升高温度，A 的转化率______(填“增大”“减小”“不变”)，原因是____________________________________________；(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?_______________，原因是_________。
(4)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E 1和E 2的变化是：E 1_________，E 2________(填“增大”“减小、”“不变”)。
解析：由图可以知道，由于该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应属于放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应进行，所以A 的转化率减小；当在反应体系中加入催化剂，能同倍数改变化学反应速率，因此对化学平衡的移动无影响，即对反应热也无影响。
因为化学反应速率增大，所以E1和E2同时降低。
答案：(1)放热。
(2)减小；该反应正反应为放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动。
(3)不影响；催化剂不改变平衡的移动。
(4)减小、减小。
14．（08上海卷）在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝___________________。
已知：K(300℃)＞K(350℃)，该反应是________热反应。
(2)右图中表示NO2的变化的曲线是____________。
用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝___________。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是___________。
a、v(NO2)=2v(O2)b、容器内压强保持不变c、v逆(NO)＝2v正(O2)d、容器内的密度保持不变(4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是__________。
a、及时分离出NO2气体b、适当升高温度c、增大O2的浓度d、选择高效的催化剂答案：（1）K＝〔NO2〕〔NO〕2〔O2〕；放热。
(2）b 1.5×10－3mol/(L·s)。
(3）b c。
(4）c。
15．（08江苏卷）将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气（忽略CO2）放入一定体积的密闭容器中，550℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O22SO3（正反应放热）。
反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6L（以上气体体积均为标准状况下的体积）。
（计算结果保留一位小数）请回答下列问题：(1）判断该反应达到平衡状态的标志是。
