高一化學(xué)上冊(cè)暑假提升講義第04講 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡常數(shù)（原卷版）

第04講化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡常數(shù)模塊一思維導(dǎo)圖串知識(shí)模塊二基礎(chǔ)知識(shí)全梳理模塊三重點(diǎn)難點(diǎn)必掌握模塊四核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練模塊五小試牛刀過(guò)關(guān)測(cè)1．知道可逆反應(yīng)概念，認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，理解化學(xué)平衡的判斷方法。2．認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡常數(shù)是表示反應(yīng)限度的物理量，知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。3．了解濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)的相對(duì)大小與反應(yīng)方向間的聯(lián)系。一．可逆反應(yīng)概念在相同條件下，既能向方向進(jìn)行，同時(shí)又能向方向進(jìn)行的反應(yīng)三特征雙向性可逆反應(yīng)分為方向相反的兩個(gè)反應(yīng)方向：反應(yīng)方向和反應(yīng)方向雙同性正、逆反應(yīng)是在條件下，進(jìn)行共存性反應(yīng)物與生成物(反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率100%)二．化學(xué)平衡1．概念在一定條件下的反應(yīng)體系中，當(dāng)正、逆反應(yīng)速率時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度均保持不變，即體系的組成不隨時(shí)間而改變，表明該反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達(dá)到了“限度”，這時(shí)的狀態(tài)稱之為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡。2．化學(xué)平衡的建立化學(xué)平衡狀態(tài)的建立條件①可逆反應(yīng)；②封閉體系中；③一定的反應(yīng)條件(溫度、壓強(qiáng)等)途徑①可加入反應(yīng)物，從正反應(yīng)開(kāi)始；②可加入生成物，從逆反應(yīng)開(kāi)始；③也可同時(shí)加入反應(yīng)物和生成物，從正、逆向同時(shí)開(kāi)始繪制“反應(yīng)速率－時(shí)間”圖像，表示從正反應(yīng)開(kāi)始建立化學(xué)平衡狀態(tài)的過(guò)程。3．平衡特征七大特征化學(xué)平衡逆(研究對(duì)象)適用于反應(yīng)動(dòng)(動(dòng)態(tài)特征)建立平衡后，正、逆反應(yīng)仍在進(jìn)行，屬于平衡，可用法證明等(平衡實(shí)質(zhì))υ(正)＝v(逆)）≠0(正、逆反應(yīng)速率相等，但不等于零)定(平衡結(jié)果)達(dá)平衡后，反應(yīng)混合物中各組分的或不變(不可理解為相等)移(平衡移動(dòng))化學(xué)平衡其存在是有條件的、暫時(shí)的，濃度、溫度、壓強(qiáng)條件變化時(shí)平衡會(huì)發(fā)生相應(yīng)移動(dòng)同(等效平衡)外界條件同，同一可逆反應(yīng)從不同方向(正向、逆向、雙向)達(dá)到的平衡狀態(tài)恒(定量特征)一定溫度下，化學(xué)平衡常數(shù)保持三．化學(xué)平衡常數(shù)1．概念在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)反應(yīng)達(dá)到時(shí)，生成物冪之積與反應(yīng)物冪之積的比值是一個(gè)，即化學(xué)平衡常數(shù)，用符號(hào)表示。2．化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式當(dāng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，K＝。3．化學(xué)平衡常數(shù)的意義平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的(也叫反應(yīng)的)。①K值，表示反應(yīng)進(jìn)行得越，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大。②當(dāng)K＞時(shí)，該反應(yīng)就進(jìn)行的基本完全了。K值越小，表示反應(yīng)進(jìn)行得越不完全，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越。當(dāng)K＜時(shí)，該反應(yīng)發(fā)生。③判斷反應(yīng)的ΔH：若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為反應(yīng)。4．影響因素內(nèi)因：不同的化學(xué)反應(yīng)及方程式的書寫形式是決定化學(xué)平衡常數(shù)的主要因素。外因：在化學(xué)方程式一定的情況下，K只受影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)，與壓強(qiáng)變化、是否使用催化劑無(wú)關(guān)。5．濃度商對(duì)于一般的反應(yīng)，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意時(shí)刻的稱為濃度商，常用Qc表示，即Qc＝eq\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))。根據(jù)K與Qc判斷判斷正在進(jìn)行的可逆是否平衡及反應(yīng)向何方向進(jìn)行：①Q(mào)c＜K，反應(yīng)向反應(yīng)方向進(jìn)行②Qc＝K，反應(yīng)處于③Qc＞K，反應(yīng)向反應(yīng)方向進(jìn)行1．平衡常數(shù)K的書寫①固體或純液體和液態(tài)水不列入平衡常數(shù)的表達(dá)式中(注意有機(jī)反應(yīng)中的H2O則應(yīng)寫入)。②平衡常數(shù)的表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)，如N2＋3H22NH3，K＝a，則有：2NH3N2＋3H2，K′＝eq\f(1,a)；eq\f(1,2)N2＋eq\f(3,2)H2NH3，K″＝eq\r(a)。③對(duì)于給定的化學(xué)方程式，正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。2．K值的大小只能預(yù)示著某種可逆反應(yīng)向某方向進(jìn)行的最大程度，但不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間。1．化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法（1）本質(zhì)標(biāo)志正逆反應(yīng)速率相等、各組分的量保持不變。項(xiàng)目mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率關(guān)系在單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA的同時(shí)生成了mmolA在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB的同時(shí)消耗了pmolC在單位時(shí)間內(nèi)生成了nmolB的同時(shí)消耗了qmolDv正(A)∶v逆(B)＝m∶n（2）等價(jià)標(biāo)志項(xiàng)目mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)[只有A為有色氣體]是否平衡混合體系中各組分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)一定各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定總物質(zhì)的量一定A物質(zhì)斷裂的化學(xué)鍵與A物質(zhì)形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等氣體的顏色不變溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，在其他條件不變時(shí)，體系溫度一定時(shí)（3）特殊標(biāo)志項(xiàng)目mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡壓強(qiáng)當(dāng)m＋n≠p＋q時(shí)，總壓強(qiáng)一定(其它條件一定)當(dāng)m＋n＝p＋q時(shí)，總壓強(qiáng)一定(其它條件一定)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量當(dāng)m＋n＝p＋q時(shí)，一定當(dāng)m＋n≠p＋q時(shí)，一定密度（體積不變）C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)(ρ一定)?審題時(shí)，一看題干條件：恒溫恒容或恒溫恒壓或絕熱容器；二看化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)(物質(zhì)狀態(tài)、氣體計(jì)量系數(shù))：全部是氣體參與，是等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)。?判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡時(shí)，容易犯以下錯(cuò)誤：①若反應(yīng)前后氣體體積不變，則混合氣體總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量、混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量保持定值不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；②若反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)算數(shù)之比，不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)；③若反應(yīng)前后氣體的密度一定，不能說(shuō)明一定達(dá)到平衡狀態(tài)。2．化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算“三段式法”是有效解答化學(xué)平衡計(jì)算題的“萬(wàn)能鑰匙”。解題時(shí)，要注意準(zhǔn)確地列出起始量、變化量、平衡量，按題目要求進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)還要注意單位的統(tǒng)一。分析三個(gè)量：起始量、變化量、平衡量。（1）明確三個(gè)關(guān)系①對(duì)于同一反應(yīng)物，起始量－＝平衡量。②對(duì)于同一生成物，起始量＋變化量＝。③各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。（2）計(jì)算模式對(duì)以下反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B物質(zhì)的量分別為a、b，達(dá)到平衡后，A的為mxmol，容器容積為VL。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/molab00變化/molmxnxpxqx平衡/mola－mxb－nxpxqx則有①平衡常數(shù)：K＝eq\f(\f(px,V)p·\f(qx,V)q,\f(a－mx,V)m·\f(b－nx,V)n)。②A的平衡濃度：c(A)＝eq\f(a－mx,V)mol·L－1。③A的轉(zhuǎn)化率：α(A)＝eq\f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq\f(mx,a)∶eq\f(nx,b)＝eq\f(mb,na)。④A的體積分?jǐn)?shù)：φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋(p＋q－m－n)x)×100%。⑤平衡壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比：eq\f(p(平),p(始))＝eq\f(a＋b＋(p＋q－m－n)x,a＋b)。⑥混合氣體的平均密度eq\x\to(ρ)(混)＝eq\f(a·M(A)＋b·M(B),V)g·L－1。⑦混合氣體的平均摩爾質(zhì)量eq\x\to(M)＝eq\f(a·M(A)＋b·M(B),a＋b＋(p＋q－m－n)x)g·mol－1。⑧生成物的產(chǎn)率：實(shí)際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)，即產(chǎn)率＝eq\f(實(shí)際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量)×100%。一般來(lái)講，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高，產(chǎn)率越大?？键c(diǎn)一：化學(xué)平衡1．（23-24高二上·安徽馬鞍山·階段練習(xí)）恒溫恒容條件，進(jìn)行如下反應(yīng)：，已知、、的起始濃度分別為、、，總壓強(qiáng)為，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度或分壓有可能是A．的分壓為 B．的濃度為C．的分壓為 D．Z的濃度為2．（23-24高二下·山東青島·期中）一定溫度下，向1L恒容密閉容器中充入2molNO與2molCO發(fā)生反應(yīng)：

。下列說(shuō)法正確的是A．氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化時(shí)說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)B．反應(yīng)達(dá)平衡后，降低溫度，增大，減小，平衡正向移動(dòng)C．反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，與一定滿足D．及時(shí)分離出產(chǎn)物，既能增大平衡轉(zhuǎn)化率又能加快反應(yīng)速率3．（23-24高二下·湖南長(zhǎng)沙·期中）對(duì)燃油尾氣污染物進(jìn)行脫硝處理有助于減少空氣污染，可使用氨將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體，發(fā)生的反應(yīng)為。下列說(shuō)法正確的是A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，的體積約為B．可用作食品的保護(hù)氣，原因是的化學(xué)性質(zhì)不活潑C．該反應(yīng)中，與足量的反應(yīng)，理論上可得到D．該反應(yīng)中，每斷裂鍵，同時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4．（23-24高二下·北京·開(kāi)學(xué)考試）恒溫恒壓條件下，在一個(gè)容積可變的容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：，不能作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是A．容器內(nèi)硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變 B．的消耗速率和的消耗速率之比為1：1C．混合氣體的密度不變 D．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變5．（22-23高二上·北京·期中）在5L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，30秒后，SO3的物質(zhì)的量增加了0.3mol。下列敘述不正確的是A．v(SO3)=0.002mol·L-1.s-1B．v(O2)=0.001mol·L-1.s-1C．當(dāng)容器內(nèi)氣體密度不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡D．當(dāng)容器內(nèi)的SO3的濃度不再增加時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡6．（23-24高二上·北京海淀·期中）在恒容密閉容器中反應(yīng)該反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志是①混合氣顏色不隨時(shí)間的變化②數(shù)值上v（NO2生成）=2v（N2O4消耗）③混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化④壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化⑤混合氣的平均分子量不變A．②⑤④ B．①④⑤ C．①③④ D．①②③考點(diǎn)二：化學(xué)平衡常數(shù)7．（23-24高二下·上?！て谥校┲桓淖円粋€(gè)影響因素，平衡常數(shù)與化學(xué)平衡移動(dòng)的關(guān)系敘述正確的是A．變化，平衡可能不移動(dòng) B．變化，平衡一定移動(dòng)C．平衡不移動(dòng)，可能變化 D．平衡移動(dòng)，一定變化8．（23-24高二下·北京·開(kāi)學(xué)考試）向恒容密閉容器中加入1mol和一定量的，發(fā)生反應(yīng)：。不同投料比時(shí)，的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A．B．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C．點(diǎn)a、b、c對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)：D．投料比固定，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不再改變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)9．（23-24高二下·安徽·階段練習(xí)）一定條件下，反應(yīng)的平衡常數(shù)為1，在體積為2L的容器中充入1molCO、0.2mol發(fā)生上述反應(yīng)直至達(dá)到平衡，下列說(shuō)法正確的是A．該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為：B．CO的平衡轉(zhuǎn)化率為20%C．達(dá)到平衡時(shí)再充入CO和各0.2mol，平衡不移動(dòng)D．升高溫度，可以提高反應(yīng)的活化能，正、逆反應(yīng)速率均加快10．（23-24高二下·湖南岳陽(yáng)·開(kāi)學(xué)考試）在某一恒容密閉容器中，加入一定量的一氧化氮和足量的碳發(fā)生反應(yīng)：

，平衡時(shí)與溫度的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．該反應(yīng)中正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能B．無(wú)論反應(yīng)進(jìn)行到何種程度，一定為某一定值C．，點(diǎn)時(shí)，該容器中一定含有、和D．平衡常數(shù)：1．（23-24高二下·黑龍江哈爾濱·開(kāi)學(xué)考試）下列關(guān)于化學(xué)平衡的敘述正確的是A．化學(xué)平衡狀態(tài)是一種靜止的狀態(tài)，反應(yīng)物和生成物的濃度已經(jīng)不再改變B．化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等且等于零C．化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度、反應(yīng)物濃度、體系的壓強(qiáng)都有關(guān)D．通常K越大，說(shuō)明平衡體系中生成物所占比例越大，正反應(yīng)進(jìn)行程度越大2．（23-24高二上·新疆烏魯木齊·期末）某溫度下，若反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K1=25，則該溫度下HI(g)?H2(g)+I2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K2為A．0.2 B．0.4 C．0.004 D．53．（23-24高二上·青海西寧·期中）下列關(guān)于反應(yīng)

正確的是A．平衡時(shí)升高溫度，v(正)減小，v(逆)增大B．使用催化劑能提高平衡時(shí)CH3OH的產(chǎn)率C．反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為D．平衡時(shí)增大CO的濃度，v(正)瞬間增大，v(逆)瞬間不變4．（23-24高二上·廣東佛山·階段練習(xí)）對(duì)于可逆反應(yīng)：

，下列措施能使反應(yīng)物中活化分子百分?jǐn)?shù)、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)都增大的是A．増大壓強(qiáng) B．升高溫度 C．使用催化劑 D．增大濃度5．（23-24高二上·山東菏澤·階段練習(xí)）一定溫度下，恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：mA(g)+nB(g)=pC(g)+gD(g)，其中m、n、b、g為任意正整數(shù)。有下列狀態(tài)，其中能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是A．體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化 B．體系的密度不再發(fā)生變化C．各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變 D．各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變6．（22-23高二上·云南臨滄·階段練習(xí)）在恒溫恒容密閉容器中充入一定量的NO和，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：。下列不能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是A．反應(yīng)速率B．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化而發(fā)生變化C．容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變D．容器內(nèi)7．（23-24高二上·安徽馬鞍山·階段練習(xí)）氨基甲酸銨是合成尿素的一種中間產(chǎn)物。已知某溫度下，往一恒容密閉容器中加入發(fā)生反應(yīng)。在時(shí)達(dá)到平衡?？膳袛嘣摽赡娣磻?yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是A．氨基甲酸銨的濃度不再發(fā)生變化 B．氣體的體積分?jǐn)?shù)不再改變C．氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變 D．氣體的密度不再改變8．（23-24高二上·浙江杭州·期末）在淀粉一KI溶液中存在下列平衡：。測(cè)得不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K如下表所示：下列說(shuō)法正確的是T℃515253550K1100841689533409A．反應(yīng)的B．其他條件不變，升高溫度，溶液中減小C．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為D．25℃時(shí)，向溶液中加入少量KI固體，平衡常數(shù)K大于6899．（23-24高二上·貴州遵義·期中）用尿素水解生成的NH3催化還原NO，是柴油機(jī)車輛尾氣凈化的主要方法。反應(yīng)為，達(dá)到平衡后，再通入一定量O2，達(dá)到新平衡時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是A．N2的平衡濃度增大 B．NO的轉(zhuǎn)化率增大C．正向反應(yīng)速率增大 D．反應(yīng)平衡常數(shù)增大10．（23-24高二上·山西呂梁·期中）工業(yè)上在400～500℃、常壓時(shí)用合適的催化劑生產(chǎn)，發(fā)生反應(yīng)

(Q<0)。下列敘述正確的是A．為高效生產(chǎn)，應(yīng)該使用催化劑并盡可能提高體系溫度B．降低溫度，平衡正向移動(dòng)，熱化學(xué)方程式中的Q值增大C．只要選擇最佳的反應(yīng)條件，和就能全部轉(zhuǎn)化為D．該反應(yīng)400℃時(shí)的平衡常數(shù)大于500℃時(shí)的平衡常數(shù)11．（23-24高二上·河北滄州·期末）在一定溫度下的恒容密閉容器中，表明反應(yīng)：已達(dá)平衡狀態(tài)的是A．混合氣體的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化B．氣體的總物質(zhì)的量不再發(fā)生變化C．N的生成速率與Q的消耗速率之比為3∶1D．混合氣體的密度不再發(fā)生變化12．（23-24高一下·全國(guó)·期末）一定溫度下，反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g)的焓變?yōu)椤，F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是A．①② B．②④ C．③④ D．①④13．（23-24高二上·天津·階段練習(xí)）Ⅰ.恒溫恒容下，將2mol氣體A和2mol氣體B通入體積為2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)，2min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)剩余1.2molB，并測(cè)得C的濃度為1.2mol/L。（1）從開(kāi)始反應(yīng)至達(dá)到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應(yīng)速率為。（2）x=。（3）下列各項(xiàng)可作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是________(填字母)。A．壓