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2.2.1 化学平衡状态化学平衡常数练习（解析版）1．在一个恒容密闭容器中发生反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0mo1•L﹣1、1.0mo1•L﹣1、0.5mo1•L﹣1，当反应达到最大限度时，可能出现的数据是（）A．c（SO3）═1.5mo1•L﹣1B．c（O2）＝c（SO3）═0.75mo1•L﹣1 C．c（O2）═1.25mo1•L﹣1D．c（SO2）+c（SO3）═1.5mo1•L﹣1【答案】D【解析】A．为可逆反应，不能完全转化，则c（SO3）＜1.5mo1•L﹣1，故A错误；B．某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0mo1•L﹣1、1.0mo1•L﹣1、0.5mo1•L﹣1，SO3的浓度增大0.25mol/L变为0.75mo1•L﹣1，此时转化的氧气为0.125mol/L，此时c（O2）＝1.0mol/L﹣0.125mol/L＝0.875mol/KL，故B错误；C．为可逆反应，不能完全转化，结合上述分析可知，c（O2）＜1.25mo1•L﹣1，故C错误；D．由S原子守恒可知，c（SO2）+c（SO3）═1.5mo1•L﹣1，故D正确；故选：D。
2．观察图：对合成氨反应中，下列叙述错误的是（）A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大C．反应到达t1时，正反应速率与逆反应速率相等，反应停止D．反应在t1之后，正反应速率与逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态【答案】C【解析】A、反应开始时，反应物的浓度最大，正反应速率最大，生成物的浓度为零，逆反应速率为零，故A正确；B、随着反应的进行，反应物的浓度降低，则正反应速率逐渐减小，生成物的浓度增大，则逆反应速率逐渐增大，故B正确；C、反应到达t1时，正反应速率与逆反应速率相等，但都不为零，反应没有停止，故C错误；D、反应在t1之后，正反应速率与逆反应速率相等，但都不为零，达到化学平衡状态，故D正确；故选：C。
化学反应平衡状态
化学反应平衡状态是指在一定的条件下，化学反应的正反应和逆反应速率相等，导致反应物和生成物的浓度保持不变的状态。
这种状态下的化学反应称为化学平衡。
在化学平衡状态下，虽然正逆反应仍在进行，但是宏观上观察到的化学物质的浓度不再发生变化。
化学平衡状态的特点包括：
1.正逆反应速率相等：在化学平衡状态下，正反应（从反应物到生成物）的速率与逆反应（从生成物到反应物）的速率相等。
2.浓度不变：在化学平衡状态下，反应物和生成物的浓度保持恒定，不再随时间变化。
3.可逆反应：化学平衡通常发生在可逆反应中，即反应可以在正向和逆向两个方向上同时进行。
4.条件恒定：化学平衡状态是在一定的温度、压力和浓度条件下维持的。
如果这些条件发生变化，平衡可能会被破坏，导致新的平衡状态的形成。
化学平衡状态的判断通常基于以下几种方法：
观察反应物和生成物的浓度是否保持不变。
通过实验测量正逆反应的速率是否相等。
检查反应体系的热量变化，如果反应放出的热量与吸收
的热量相等，则可能达到平衡状态。
对于气体反应体系，可以通过检查气体的分压、总压或体积是否保持不变来判断。
化学平衡状态的理解和应用对于化学工业、药物制备、环境保护等领域至关重要，它帮助科学家和工程师预测和控制化学反应的结果。
化学平衡状态化学平衡状态是指在闭合系统中，各种化学反应达到动态平衡时所处的状态。
在化学平衡状态下，反应物与生成物的浓度、物质的分子数以及相对于反应速率都保持不变。
本文将介绍化学平衡的概念、平衡常数以及对平衡状态的影响因素。
一、化学平衡的概念在一个封闭的化学反应系统中，当正反应与逆反应同时进行，并且它们的速率相等时，就达到了化学平衡。
此时，反应物转化为生成物，生成物又反应生成反应物的速率相互平衡，物质的浓度和分子数不再发生明显的变化。
化学平衡状态可以通过化学方程式来表示。
例如，对于一般的反应物A与生成物B的化学反应，可以表示为：A ⇌ B其中，↔代表正反应与逆反应同时发生。
在达到化学平衡状态时，反应物A与生成物B的浓度不再发生变化。
二、平衡常数在化学平衡状态下，反应物与生成物的浓度之比是一个恒定值，称为平衡常数(Kc)。
平衡常数与反应物浓度的关系可以由化学方程式及反应速率决定。
考虑一般反应式：aA + bB ⇌ cC + dD平衡常数Kc的表达式为：Kc = （[C]^c × [D]^d） / （[A]^a × [B]^b）其中[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应物A、B以及生成物C和D的浓度。
平衡常数的值与温度有关，不同的反应具有不同的平衡常数。
平衡常数越大，说明反应向生成物的方向偏移；平衡常数越小，说明反应向反应物的方向偏移。
三、影响化学平衡状态的因素1. 温度：温度是影响化学平衡状态的重要因素。
根据Le Chatelier原理，提高温度会使反应向右偏移，即正反应速率增加，逆反应速率减小。
降低温度则会使反应向左偏移。
2. 压力（对于气体反应）：在气体反应中，增加压力会使反应向右偏移，减小压力则会使反应向左偏移。
这是因为增加压力会导致体积减小，使得浓度增大，而减小压力则会使反应体系体积增大，浓度减小。
3. 浓度：增加反应物浓度会使反应向右偏移，而增加生成物浓度会使反应向左偏移。
第2节化学反应的限度第1课时化学平衡常数[学习目标定位] 1.知道化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式，知道化学平衡常数的影响因素。
2.能根据化学平衡常数表示的意义，判断反应进行的程度和方向。
1．化学平衡状态的概念：如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
化学平衡研究的对象是可逆反应。
2．化学平衡状态的特征：(1)等：v正＝v逆≠0。
(2)动：化学平衡状态是一种动态平衡。
达到平衡状态时，反应并没有停止，这时正反应和逆反应都依然在进行。
(3)定：反应物的浓度和生成物的浓度不再改变。
(4)变：外界条件(温度、浓度、压强等)一旦改变，化学平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。
3．一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO 2和3 mol O2，当反应达到平衡时，有3 mol SO2发生了反应，则：(1)生成了________mol SO3。
(2)平衡时容器内气体的总物质的量为________。
(3)平衡时SO2的浓度是__________，O2的浓度是________________________________，SO3的浓度是__________。
答案(1)3(2)6.5 mol(3)0.2 mol·L－10．15 mol·L－10.3 mol·L－1探究点一 化学平衡常数的概念及其表达式1．二氧化氮、四氧化二氮的相互转化是一个可逆反应：2NO 2(g)N 2O 4(g)，在298 K ，如果用不同起始浓度的二氧化氮或四氧化二氮进行反应，平衡后得到以下实验数据。
(1)请根据表中已知数据填写空格：①概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积与反应物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积的比值是一个常数。
化学平衡状态的特征与及判断化学平衡是指反应物转化为产物的速度与产物转化为反应物的速度相等的状态。
在化学平衡状态下，反应物和产物的浓度或分压不再发生明显的变化，系统处于稳定的状态。
1.反应物与产物浓度或分压不再改变：在平衡状态下，反应物转化为产物的速率与产物转化为反应物速率相等。
虽然反应仍然发生，但是反应物与产物的浓度或分压不再发生明显的变化。
这种平衡状态可以通过化学方程式的两边的物质的系数比来表达。
2.反应物与产物浓度或分压之间存在定量关系：根据化学平衡常数（K）的定义，平衡时反应物与产物的浓度或分压之间存在确定的定量关系。
在平衡状态下，反应物和产物浓度或分压的比值等于化学平衡常数，这可以用平衡常数表达式表示。
3.系统处于动态平衡：化学平衡是一个动态过程，反应物分子和产物分子之间仍然发生着碰撞和反应。
在平衡状态下，虽然反应物和产物的浓度或分压保持不变，但是由于分子之间的碰撞，反应和反应的逆反应仍然在继续进行。
4.反应速度的速度常数相等：在平衡状态下，反应物转化为产物的速率与产物转化为反应物的速率相等。
这意味着在达到平衡状态后，反应速率不再改变，且其速度常数相等。
5.平衡可以通过改变温度、压力和浓度等条件来调整：平衡可以通过改变反应条件来调整，例如改变温度、压力和浓度等条件。
这些条件的改变会导致平衡位置的移动，从而使反应向有利于生成产物的方向推进。
判断化学平衡状态的方法：1.反应物与产物浓度或分压不再发生明显的变化：判断化学平衡状态最直接的方法是观察反应物和产物的浓度或分压是否稳定，是否不再发生明显的变化。
如果反应物和产物的浓度或分压在一段时间内保持不变，那么可以判断系统已经达到化学平衡。
2.反应速率相等：在反应达到平衡之前，反应物和产物的浓度或分压会发生变化，但是一旦达到平衡状态，反应物转化为产物的速率与产物转化为反应物的速率相等，反应速率不再发生变化。
通过连续测定反应速率并观察是否变化可以判断系统是否达到平衡。
选修四——第二章——第二节（1）——化学平衡状态
【要点梳理】
要点一、可逆反应
1.定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应，用“”表示。
2.可逆反应的特征：
①正、逆反应再同一条件下同时发生，方向相反
②反应物和生成物共存于同一体系中
③反应物、生成物不可能全部转化，即任意一种反应物、生成物的转化率均小于100%
要点二、化学平衡状态
1.化学平衡状态
在一定条件下，可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的含量保持不变的状态叫化学平衡状态。
注意：
（1）可逆反应是前提，速率相等是实质，浓度保持不变是标志
（2）v正=v逆≠0，正反应和逆反应仍在进行
（3）百分含量指各组分的质量百分含量、物质的量百分含量、气体物质的体积百分含量等
2.化学平衡的特征
化学平衡状态具有“逆”“等”“动”“定”“变”“同”的特征
（1）逆：研究的对象是可逆反应
（2）等：化学平衡状态简历的条件是正、逆反应速率相等，即v (正)=v (逆)≠0
（3）动：化学平衡从表面上或宏观上看好像反应停止了，但从本质上看反应并未停止，只不过正反应速率与逆反应速率相等，即v (正)=v (逆)≠0。
所以化学平衡是一种动态平衡
（4）定：在平衡混合物中，各组成成分的百分含量保持一定，不再随时间的改变而改变
（5）变：化学平衡是在一定条件下建立的暂时平衡，若影响化学平衡的外界条件改变，化学平衡状态就会发生改变
（6）同：在其他条件不变时，可逆反应不论是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是从正反应和逆反应同时开始，途径虽然不同，但只要起始浓度相同，就可以达到相同的平衡状态，所建立的平衡是等效的
3.化学平衡的标志
（1）本质标志（等）：v(正)=v(逆)≠0
（2）等价标志（定）：变量不变达平衡
（3）反应类型分析
对于密闭容器中的反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，根据对化学平衡状态概念的理解，判断下列各情况是否达到平衡
可能的情况举例是否已达平衡
混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡
各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡
各气体的体积或体积分数一定平衡
总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡
正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了mmolA，同时生成mmolA，即v(正)=v(逆) 平衡
在单位时间内消耗了nmolB，同时生成pmolC 不一定平衡v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q 不一定平衡在单位时间内生成了nmolB，同时消耗qmolD 不一定平衡
压强
压强不再变化，当m+n≠p+q 平衡
压强不再变化，当m+n=p+q 不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量（）一定，当m+n≠p+q 平衡
一定，当m+n=p+q 不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的情况下，体系温
度一定
平衡
气体的密度密度一定不一定平衡
颜色反应体系内有色物质的颜色不变，即有色物质的浓度不变平衡
要点三、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K表示。
如：对于可逆反应m A (g)+n B (g)p C (g)+q D (g)，在一定温度下无论反应物的起始浓度如何，反应达到平
衡状态后，总有：
()()
()()
p q
m n
c C c D
K
c A c B
⋅
=
⋅。
注意：
（1）K只受温度影响，与反应物、生成物的浓度无关.温度一定时，对于一个反应来说，K是定值（2）由于固体、纯液体的浓度可视为常数，所以在平衡常数表达式中不写出。
如： CaCO3 (s)CaO (s)+CO2 (g) K=c (CO2)
（3）在稀溶液中进行的反应，如有水参加，由于水的浓度可视为常数，所以在平衡常数表达式中不写出。
如：CO 32―
+H 2O
HCO 3―
+OH ―
323(HCO )(OH )
(CO )
c c K c -
--
⋅= （4）在非水溶液中进行的反应，如有水参加或生成，则应出现在平衡常数表达式中。
（5）平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。
同一个化学反应，化学方程式书写方式不同，平衡常数不同。
如：
H 2 (g)+I 2 (g)
2HI (g) 222(HI)
(H )(I )
c K c c =
1/2H 2 (g)+1/2I 2 (g)
HI (g) 112
2
22(HI)'(H )(I )
c K c c =
⋅
2HI (g)
H 2 (g)+I 2 (g) 222
(H )(I )
''(HI)
c c K c ⋅=
（6）对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数，即：1''
K K = 2．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→反应物的转化率越大 K 值越小→正反应进行的程度越小→反应物的转化率越小
要点诠释：
一般地说，K ＞105
时，该反应就基本进行完全了。
10－5
＜K ＜105
时，典型的可逆反应，改变条件反应进行的方向就会变化。
K ＜10－5时，反应进行的程度很小，转化率极小，其逆反应会进行趋于完全。
，
（2）判断可逆反应是否平衡及不平衡时反应进行的方向 对于可逆反应：m A (g)+n B (g)
p C (g)+q D (g)，在一定温度的任意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关
系：c ()()()()
p
q
m n
c C c D Q c A c B ⋅=⋅，Q C 叫该反应的浓度商
c c c
,;,;
,Q K Q K Q K <⎧⎪=⎨⎪>⎩反应向正反应方向进行反应处于平衡状态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；若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应 若降低温度，K 值增大，则正反应为放热反应；若降低温度，K 值减小，则正反应为吸热反应 3．平衡转化率
平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比，用来表示反应限度。
对于反应a A+b B
c C+
d D ，反应物A 的转化率可以表示为：
00(A)(A)A A (A)100%100%A (A)
c c c α--=
⨯=⨯的初始浓度的平衡浓度
的初始浓度
要点三、化学平衡计算的一般思路和方法
1．解化学平衡计算题的一般思路为：建立模式、确定关系、依据题意列出方程。
最常用、最重要的模式是“列三行”，即列出起始量、变化量和平衡量。
简记为：始、变、平、列方程。
如： m A (g) + n B (g)
p C (g) + q D (g)
起始 a b 0 0 变化 mx nx px qx 平衡 a -mx b -nx px qx 计算中注意存在以下量的关系：
①对反应物：起始浓度－转化浓度=平衡浓度；对生成物：起始浓度+转化浓度=平衡浓度 ②各物质转化浓度之比等于化学方程式中各物质前面的化学计量数之比 2．在平衡计算中常涉及以下几个方面 （1）转化率的计算 A 100%100%mx
a
=
⨯=⨯已转化量的转化率转化前总量
若a ∶b =m ∶n ，则任何时刻A 、B 的物质的量（浓度）之比均为a ∶b ，且A 、B 的转化率相同 （2）产率的计算 C C 100%C =
⨯的实际产量
的产率的理论产量
（3）各组分的体积分数（ϕ）:A (A)100%100%()()n a mx n a mx b nx px qx
ϕ-=
⨯=⨯-+-++总 （4）平均相对分子质量:()()
m M n =
总总 M 的变化取决于气体总质量和总物质的量的变化
（5）密度:()
m V
ρ=
总 ρ的变化取决于气体总质量和体积的变化。
