13化学平衡

化学平衡常数（一）观察分析图表中的实验数据，你能得出哪些结论？一、化学平衡常数1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到时，生成物与反应物的比值是一个常数。

这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用____表示2、表达式：对于一般的可逆反应：mA(g)+nB pC(g)+qd(g)，当在一定温度下达到平衡时，K= 3、特点：K只受影响，与反应物或生成物的无关。

4、意义：（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度①K值越大，说明平衡体系中生成物所占比例_________。

它的正向反应进行的程度________，即该反应进行得越_____，反应物的转化率_______。

②K值越小，说明平衡体系中生成物所占比例_________，它的正向反应进行的程度_______，即该反应进行的程度越_____，反应物的转化率___________。

（2）一般当K＞______时，该反应进行得基本完全。

5、反应的的转化率某个指定反应物的转化率=____________________________________二、使用化学平衡平衡常数应注意的事项1、化学平衡常数表达式：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，K=Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)，K=【注意】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2、化学平衡常数表达式的书写①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1= ，②1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2= ，③NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3= ；【思考】通过K1、K2、K3的书写，它们的表达式相同吗？K2与K3之间存在什么关系？化学平衡常数（一）1、平衡浓度幂之积浓度幂之积K2、c p(C)·c q(D)/c m(A)·c n(B)3、温度4、（1）①越大越大完全越大②越小越小越小越小（2）1055、[指定反应物的起始浓度—指定反应物的平衡浓度]/指定反应物的起始浓度×100%一、化学平衡常数（1）温度不变时，c2(HI)/c(H2)·c(I2)为常数，用K值为表示，K = 48.74（2）平衡常数K与反应的起始浓度大小无关（3）平衡常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关，与平衡建立的过程无关。

备考小题提升精练13 化学平衡主要考查化学平衡状态的特征和判断以及外界条件对化学平衡的影响、化学平衡常数表达式及意义、化学平衡常数相关计算、判断典型反应的自发和非自发等内容。

1。

【2020年浙江选考题】在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O,能得到无水MgCl2.下列说法不正确．．．的是（）A．MgCl2·nH2O(s)=MgCl2·(n-1)H2O(s)+H2O（g）ΔH＞0 B．MgCl2·2H2O（s)=Mg(OH)2(s)+2HCl(g)，HCl气流可抑制反应进行yC．MgCl2·H2O（s）=Mg（OH）Cl（s）+HCl(g)，升高温度，反应更易发生D．MgCl2·4H2O（s)=MgCl2·2H2O(s）+2H2O(g），HCl气流可抑制反应进行【答案】D【解析】A项、MgCl2·nH2O的失水反应是吸热反应，焓变ΔH ＞0，故A正确；B项、在HCl气流中，能使MgCl2·2H2O的水解平衡向逆反应方向移动，抑制反应进行，故B正确；C项、MgCl2·H2O的水解反应是吸热反应，升高温度，水解平衡向正反应方向移动，促进反应进行，故C正确；D项、MgCl2·4H2O的失水反应没有氯化氢生成，HCl气流对反应没有影响,故D错误；故选D 。

【点睛】MgCl 2·6H 2O 加热时MgCl 2能水解，在HCl 气流中能抑制其水解，但对失水反应没有影响是解答易错点。

2．【2020年浙江选考】一定温度下，在2 L 的恒容密闭容器中发生反应。

A(g ）+2B （g ）3C （g)反应过程中的部分数据如下表所示: t/minn/moln(A) n(B) n(C)2。

0 2.4 0 5 0.9 101。

6 15 1.6下列说法正确的是（ ）A ．0～5min 用A 表示的平均反应速率为110.09mol Lmin --⋅⋅ B ．该反应在10min 后才达到平衡C ．平衡状态时，1c(C)0.6mol L-=⋅ D ．物质B 的平衡转化率为20%【答案】C【解析】v(C ）=110.9mol c 2L ==0.09mol t 5mi L min n --⋅∆⋅∆,同一反应反应中反应速率之比等于计量数之比,3v(A)=v （C)，所以v(A ）=110.03mol L min --⋅⋅，故A 错误；15min 时,n （B ）=1。

考前强化练13化学反应速率与化学平衡的图表及图像分析1.(2018辽宁大连高三双基测试)已知“在反应物和生成物均为气体的可逆反应中,若反应物按计量数比投料,则平衡时产物的体积分数最大”。

对于2A2(g)+3B2(g)2A2B3(g)ΔH<0的反应,在其他条件不变时,平衡时A2B3的体积分数(φ)与初始加入A2的物质的量(n)的关系如下图所示,下列说法中正确的是()A.T1和T2的关系:T1>T2B.a、b、c三点都处于平衡状态;但正向速率最大的是a点C.在n(A2)=d的点,n(B2)=1.5dD.a、b、c三点中,B2的转化率顺序为b>a>c,由T1变成T2时,A2B3的体积分数减小,平衡逆向移动,由于该反应为放热反应,说明是升高温度,因此T1<T2,故A项错误;根据题意,a、b、c三点都处于平衡状态,但c点时A2(g)的浓度最大,正向速率最大,故B项错误;根据题意,在反应物和生成物均为气体的可逆反应中,若反应物按计量数比投料,则平衡时产物的体积分数最大,因此在n(A2)=d时:,解得n(B2)=1.5d,故C项正确;在反应中增加A2的量,B2的转化率增大,因此a、b、c三点中:B2的转化率顺序为c>b>a,故D项错误。

2.(2018福建厦门期末质检)一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)。

已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图。

下列说法正确的是()A.M点的正反应速率v(正)大于N点的逆反应速率v(逆)B.若投料比n(H2)∶n(CO2)=4∶1,则图中M点乙烯的体积分数为5.88%C.250 ℃时,催化剂对CO2平衡转化率的影响最大D.当温度高于250 ℃时,升高温度,平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低,由图可得,催化剂的催化效率随温度的升高先增大后减小,所以M点的正反应速率v(正)有可能小于N点的逆反应速率v(逆),故A项错误;设开始投料n(H2)=4 mol,则n(CO2)=1 mol,如图当在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%,根据三段式可得: 6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)开始/mol 4 1 0 0转化/mol 1.5 0.5 0.25 1平衡/mol 2.5 0.5 0.25 1所以乙烯的体积分数为0.25÷(2.5+0.5+0.25+1)×100%≈5.88%,故B项正确;催化剂不影响反应物的平衡转化率,只影响化学反应速率,故C项错误;根据图像,当温度高于250 ℃时,升高温度二氧化碳的平衡转化率降低,则说明平衡逆向移动,但催化剂与化学平衡没有必然联系,并不是平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低,故D项错误。

考点3 反应速率常数、化学平衡常数的计算核心梳理1.速率常数(1)假设基元反应(能够一步完成的反应)为a A(g)＋b B(g)===c C(g)＋d D(g)，其速率可表示为v＝k·c a(A)·c b(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，k与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。

(2)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系对于基元反应a A(g)＋b B(g)⇌c C(g)＋d D(g)，v正＝k正·c a(A)·c b(B)，v逆＝kc c(C)·c d(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。

逆·2．化学平衡常数表达式(1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式，但在非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。

(2)K p含义及表达式①K p含义：有气体参与的反应，在化学平衡体系中，各气体物质的平衡分压替代平衡浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。

②表达式对于一般可逆反应m A(g)＋n B(g)⇌p C(g)＋q D(g)，当在一定温度下达到平衡时其压强平衡常数K p可表示为K p＝其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示反应物和生成物的分压，用平衡分压可以这样计算：分压＝总压×物质的量分数。

p(总)＝p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)；＝＝。

(3)K x含义：在化学平衡体系中，各物质的物质的量分数替代平衡浓度，计算的平衡常数。

3．转化率、产率及分压的计算反应物转化率＝×100%生成物的产率＝×100%典题精研考向1速率常数的计算与应用例3某合成氨速率方程为：v＝kcα(N2)cβ(H2)cγ(NH3)，根据表中数据，γ＝________；实验1 m n p q2 2m n p 2q3 m n 0.1p 10q4 m 2n p 2.828q在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为________。

什么是化学平衡
化学平衡是化学反应中一个重要的概念，它指的是在封闭系统中，正反两个反应同时进行，达到动态平衡状态的现象。

在化学平衡中，正反反应的速率相等，各种物质的浓度保持不变。

此时，系统内的化学能量、物质浓度以及反应速率等物理量均达到稳定状态。

化学平衡的原理来源于勒夏特列定律，它阐述了在一定条件下，一个化学体系会自动调整，以达到物质浓度和能量分布的最优状态。

化学平衡有助于我们理解许多化学反应在实际应用中的表现，如工业生产、生物体内代谢过程等。

化学平衡的建立：
1.反应达到平衡状态的时间：化学平衡的形成需要一定的时间，取决于反应速率常数和反应物的初始浓度。

一般来说，反应速率越快，达到平衡的时间越短。

2.平衡常数：化学平衡状态下，各物质的浓度保持不变，但反应物和生成物的浓度之比并非恒定不变。

平衡常数K表示在一定温度下，反应物和生成物的浓度比值。

K值越大，说明生成物的浓度越高，反应越偏向于生成物一方。

3.影响化学平衡的因素：温度、压力、浓度等。

当这些外部条件发生变化时，化学平衡会发生移动，以重新达到新的平衡状态。

4. 可逆反应与不可逆反应：化学平衡通常涉及可逆反应，即在相同条件下，反应可以向前或向后进行。

不可逆反应则表示反应只能
进行单向反应，无法回到初始状态。

总之，化学平衡是化学反应中一个关键的概念，它有助于我们理解反应速率、浓度、温度等物理量在反应过程中的变化。

通过掌握化学平衡的原理，我们可以更好地应用于实际问题，解决工业生产、环境保护等方面的问题。

第一讲化学平衡【知识一览】一、化学平衡状态：化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

二、平衡移动：【高考热点题型探究】一、判断化学平衡状态标志1．下列说法中能说明2HI(g) H2(g)＋I2(g)已达平衡状态的是__________。

(1)单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI；(2)一个H－H键断裂的同时有两个H－I键断裂；(3)c(HI)＝c(I2)；(4)反应速率：v(H2)＝v(I2)＝12v(HI)；(5)c(HI)∶c(I2)∶c(H2)＝2∶1∶1；(6)温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化； (7)温度和体积一定时，容器内压强不再变化； (8)条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化； (9)温度和体积一定时，混合气体的颜色不再发生变化； (10)温度和压强一定时，混合气体的密度不再发生变化。

2．可逆反应: 2A(气) + 3B(气)3C(气), 在 一定的条件下, 使一定量A 和B 气体反应, 达 到平衡状态时, 具有的性质是: ( )A. 各物质的浓度之比为c(A):c(B):c(C)=2:3:3B. 平衡时气体的总体积是反应开始时的3/5C. 平衡时混合物中各组份的浓度相等D. 单位时间内, 若消耗了 a mol A 物质, 同时也消耗了 1.5 a mol 的C 物质 3．一定条件下的密闭容器中，可逆反应2A(g) B(g)＋3C(g)在下列四种状态中处于平4．在一定容积的密闭容器中发生如下可逆反应: A(g)+2B(g)3C(g); △H ＞0，达到平衡的标志是: ( )A. 混合气体的压强不再变化B. 混合气体的密度不再变化C. 混合气体的物质的量不再变化D. 混合气体的温度不再变化 5．在一定的温度下的定容密闭容器中，可逆反应：H 2（g ）+I 2(g)2HI(g)达到平衡的标志是( )A 、混合气体密度不变B 、混合气体颜色不变C 、混合气体压强不变D 、混合气体总物质的量不变6．在一定的温度下的定容密闭容器中，不能说明可逆反应：2NO+O 22NO 2达到平衡的标志是( )A 、混合气体密度不变B 、混合气体颜色不变C 、混合气体压强不变D 、混合气体总物质的量不变7．在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应： A （s ） ＋ 2B （g ）C （g ）＋D （g ） 已达平衡的是 ( )A 、混合气体的压强B 、混合气体的密度C 、 B 的物质的量浓度D 、气体总物质的量二、平衡的移动：8．下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡是否移动？向哪个方向移①2NO(g) + O2(g)2NO2 (g)②CaCO3(s)CaO(s) + CO2 (g)③H2O(g) + C (s)CO(g) + H2(g)④H2O(g) + CO(g)CO2(g) + H2(g)⑤H2S(g)H2(g) + S(s)9．在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：2SO2 + O22SO3△H<0，试回答下列问题: 生产过程中常常通入过量的空气，你认为其原因是什么？10．反应2A (g)2B (g) + E (g) △H>0达到平衡时，要使反应向正反应方向移动，应采用的措施是( )A、加压B、减压C、加入正催化剂D、升温11．已知NO2能形成二聚分子2NO2N2O4△H<0 现在要测定NO2的相对分子质量，应采用的适宜条件为（）A、高温低压B、低温高压C、低温低压D、高温高压12．可逆反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g) 在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？CO浓度有何变化？①加入更多的碳②增加H2的浓度13．反应2A (g)2B (g) + E (g) △H>0达到平衡时，要使正反应速率下降，A的浓度增大，应采用的措施是（）A、加压B、减压C、减小E的浓度D、降温14．下列事实中不能用平衡移动原理解释的是（）A. 密闭、低温是存放氨水的必要条件B. 实验室用排饱和食盐水法收集氯气C. 硝酸工业生产中，使用过量空气以提高NH3的利用率D. 在FeSO4溶液中，加入铁粉以防止氧化15．对于X+Y(s)Z的平衡,若增大压强,Y的转化率增大,则X和Y的状态是( )A. X为气态,Z为固态B. X为固态,Z为气态C. X为气态,Z为气态D. X为固态,Z为固态16．某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是( )①生成物的百分含量一定增加②生成物的产量一定增加③反应物的转化率一定增大④反应物浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥使用了合适的催化剂A ①②B ②⑤C ③⑤D ④⑥17．恒温下, 反应aX(g)bY(g) +cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判断正确的是: （）A. a＞b+cB. a＜b+cC. a＝b+cD. a＝b=c 18．某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：X(g)+Y(g)Z(g) +cW(s) ；ΔＨ＞0下列叙述正确的是（）A、加入少量Ｗ，逆反应速率增大B、当容器中气体压强不变时，反应达到平衡C、升高温度，平衡逆向移动D、平衡后加入Ｘ，上述反应的ΔＨ增大19．反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某一温度下达到平衡时，下列各种情况中，不能使平衡发生移动的是（）A．移走一部分NH4HS 固体B．其他条件不变时，通SO2气体C．容器体积不变时，充入氦气D．保持压强不变时，充入氦气20．在容积一定的密闭容器中，反应2A B(g) + C(g) 达到平衡后，升高温度容器内气体的密度增大，则下列叙述正确的是（）A．正反应是吸热反应，且A不是气态B．正反应是放热反应，且A气态C．其他条件不变，加入少量C，该平衡向逆反应方向移动D．改变压强对该平衡的移动无影响21．密闭容器中，反应xA(g) + yB(g) zC(g)达平衡时，A的浓度为0.5mol/L, 若保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的2倍，达新平衡时A的浓度降为0.3mol/L。

1. 任一反应的平衡常数是否为一个不变的常数？答：不是。

平衡常数只是在一定的条件下才有定值，有的平衡常数只受温度的影响，如 ，也有的平衡常数既受温度的影响，又受压力的影响，如。

2. 根据公式，所以说 是在平衡状态时的吉布斯自由能的变化值,这样说对不对?答：不对。

在等温、等压、不作非膨胀功时，吉布斯自由能的变化值等于零，这样才得到上述公式。

是在标准状态下吉布斯自由能的变化值，在数值上等于反应式中各物质标准化学势的代数和，即：3. 在一定的温度、压力且不作非膨胀功的条件下，若某反应的0>∆m r G ，能否研制出一种催化剂使反应正向进行？答：不能。

催化剂只能改变反应的速率，而不能改变反应的方向。

用热力学函数判断出的不能进行的反应，用任何方法都不能使它进行。

4. 某反应的 ，所以该反应一定能正向进行吗？答：不一定。

判断反应能否进行只能用等温、等压、不作非膨胀功时的m r G ∆值，若m r G ∆<0，则能正向进行。

而 值只能起个估算作用，若它的值很负，基本上决定了的符号，则估计反应可以进行。

现在 值虽是负值，但绝对值太小，不足以决定的符号，所以反应能否进行还决定于 的值。

5. 对于反应前后气体分子数不变的反应，是否无论压力如何变化，总是常数？ 答：不是。

是各气态物质以压力表示的经验平衡常数，它与气体的活度系数有关，是温度和压力的函数。

只有当气体可看作理想气体时，活度系数为1，才仅是温度的函数，与压力无关。

6. 若用下列两个化学计量方程式来表示合成氨反应，两者的 和 的关系如何？答：的下标“m”表示反应进度为1 mol时吉布斯自由能的变化值，现在两个反应式中各物的量成倍数关系，所以。

因为，所以7. 反应达到平衡时，宏观和微观特征有何区别？答：到达平衡时，宏观上反应物和生成物的量不再随时间而变化，好像反应停止了。

而微观上，反应仍在不断的进行，反应物分子变为生成物分子，而生成物分子又不断变成反应物分子，只是正、逆变化的速率恰好相等，使反应物和生成物的量不再随时间而改变。