专题03 化学平衡（解析版）.docx

1、专题03 化学平衡目录 考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 题型归纳：归纳常考热点题型，高效解题 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 学以致用：真题感知+提升专练，全面突破复习要点聚焦1.化学平衡状态的特征及判定方法。2.化学平衡常数的含义及影响因素。3.化学平衡常数进行有关计算。4.平衡常数和平衡转化率计算的一般方法。5.外界条件改变对化学平衡的影响和勒夏特列原理。6.新旧平衡状态比较的一般方法和思路。知识网络聚焦一、化学平衡状态1、可逆反应：在相同条件下，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。2、化学平衡状态的建立（1

2、）如图1所示，N2与H2随着反应的进行，其浓度逐渐 减小 ，v正逐渐 减小 ，而c(NH3)逐渐 增大 ，v逆逐渐 增大 ，t1时刻，它们的浓度不再改变，v正v逆，反应达到平衡。（1）如图2所示，随着NH3的分解，其浓度逐渐 减小 ，v逆逐渐 减小 ，而c(N2)、c(H2)逐渐 增大 ，v正逐渐 增大 ，t2时刻起，它们的浓度不再改变， v正v逆 ，反应达到平衡。3、化学平衡状态：在一定条件下的可逆反应，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”，这时的状态我们称为化学平衡状态，简称化学平衡。二、化学平衡常数1

3、、化学平衡状态时浓度数据分析分析课本表21：457.6 时反应体系H2(g)I2(g)2HI(g)中各物质的浓度数据，我们可以发现以下规律：（1）无论该反应从正向进行还是从逆向进行，平衡时，只要温度一定，的值近似相等。（2）无论反应物或生成物的浓度如何改变，平衡时只要温度一定，的值也近似相等。2、化学平衡常数：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，用符号 K 表示。3、浓度商与化学平衡常数的表达式（1）浓度商：对于一般的可逆反应，mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，在任意时刻的称为 浓度商 ，常用 Q 表示，即Q。（2）化

4、学平衡常数表达式：当在一定温度下达到化学平衡时，K。（3）Q与K关系：当反应中有关物质的浓度商 等于 平衡常数时，表明反应达到化学平衡状态。三、影响化学平衡的因素1、浓度对化学平衡移动的影响实验原理Fe33SCN Fe(SCN)3(红色)实验操作现象与结论b溶液颜色变浅，平衡向逆反应方向移动c溶液颜色变深，平衡向正反应方向移动理论解释发生Fe2Fe3=3Fe2，Fe3浓度减小，Q增大，QK，平衡逆向移动c(SCN)增大，Q减小，QK，平衡正向移动2、化学平衡移动：在一定条件当可逆反应达到平衡状态后，如果 浓度 、 压强 、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着 改

5、变 ，直至达到新的平衡状态。这种由 原有的平衡状态 达到 新的平衡状态 的过程。3、化学平衡移动方向的判断当QK时：反应处于 平衡 状态， v正v逆 ；当QK时：反应向 正反应方向 进行，v正v逆；当QK时：反应向 逆反应方向 进行，v正v逆。4、压强变化对化学平衡移动的影响实验原理 实验步骤 活塞处处，压强增大活塞处处，压强减小实验现象混合气体的颜色先 变深 又逐渐 变浅 混合气体的颜色先 变浅 又逐渐 变深 实验结论活塞往里推，体积减小，压强增大，c(NO2)增大，颜色变深，但颜色又变浅，说明c(NO2)减小，平衡向 正反应 方向移动。活塞往外拉，体积增大，压强 减小 ，c(NO2)减小，

6、颜色变浅，但气体颜色又变深，说明c(NO2)增大，平衡向 逆反应 方向移动5、温度对化学平衡移动的影响实验原理 H56.9 kJmol1实验步骤实验现象热水中混合气体颜色 加深 ；冰水中混合气体颜色 变浅 实验结论混合气体受热颜色 加深 ，说明NO2浓度 增大 ，即平衡向 逆反应 方向移动；混合气体被冷却时颜色 变浅 ，说明NO2浓度 减小 ，即平衡向 正反应 方向移动6、勒夏特列原理：如果改变影响平衡的条件之一(如温度、浓度、压强等)，平衡将向着能够 减弱 这种改变的方向移动。7、化学平衡图像的类型及特点（1）速率时间图像(vt图像).正反应速率突变，逆反应速率渐变，v正v逆，说明是增大了

7、反应物的浓度 ，使正反应速率突变，且平衡 正向 移动。.v正、v逆都是突然减小的，v正v逆，平衡 正向 移动，说明该反应的正反应可能是 放热 反应或气体总体积增大 的反应，改变的条件是 降低温度 或 减小压强 。.v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，说明该化学平衡 没有发生 移动，可能是使用了 催化剂 ，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强所致。（2）百分含量时间温度图像.T2T1，温度升高，平衡 逆向 移动，正反应是 放热 反应。.p2p1，压强增大，A(反应物)的转化率 减小 ，说明正反应是气体总体积 增大 的反应。.生成物C的百分含量 不变 ，说明平衡

8、不发生 移动，但反应速率ab，故a可能使用了 催化剂 ；若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a也可能是增大了压强。题型一 可逆反应及反应限度典例1 1（2023上上海高二上海市七宝中学校考阶段练习）对SO2、NOx、CO2和CO进行回收利用是节能减排的重要课题。某温度下，向恒容密闭容器中充入NO2、SO2发生反应：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。向容器中充入S18O2和NO2，证明NO2、SO2的反应是可逆反应的是A每消耗1molNO2同时消耗1molSO2B一段时间后容器中存在S18O3C一段时间后容器中存在N18O2D一段时间后SO3的浓度保持不变【答案】C【解

9、析】A不管该反应是否为可逆反应，每消耗1molNO2都会同时消耗1molSO2，故A不选；B不管该反应是否为可逆反应，一段时间后容器中都会存在S18O3，故B不选；C若该反应不是可逆反应，则一段时间后容器中不存在N18O2，若反应同时逆向进行，容器中会存在N18O2，故C选；D不管该反应是否为可逆反应，一段时间后SO3的浓度都会保持不变，故D不选；正确答案是C。题型二 化学平衡状态本质及特征典例2 2（2023上江苏苏州高二阶段练习）在固定容积的密闭容器中，进行如下反应：N2+3H22NH3H0。下列说法正确的是A2v(H2)(正) = 3v(NH3)(逆)，能说明反应达平衡B不断移走氨气，正

10、反应速率增大，逆反应速率减小C升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减少D混合气体的密度不变，能说明反应达平衡【答案】A【解析】A若该反应速率等于逆反应速率，反应达平衡，而不同物质，反应速率之比等于化学计量数之比，所以当2v(H2)(正) = 3v(NH3)(逆) 能说明反应达平衡，A正确；B不断移走氨气，正反应速率逐渐减小，逆反应速率瞬时大幅减小，平衡正向移动，B错误；C升高温度，正、逆反应速率均增大，C错误；D混合气体的密度，气体总质量不变，容器体积不变，所以密度始终不变，不能说明反应达平衡，D错误； 故选A。题型三 化学平衡状态的判断方法典例3 3（2023上湖南常德高二常德市一中校考期中

11、）在特定条件下，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，DH0，且测得反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系为：v正=k正c(N2)c1.5(H2)c1(NH3)，v逆=k逆c(NH3)，k正、k逆为速率常数且只与温度有关。下列有关叙述错误的是A加压，v正增加的倍数大于v逆增加的倍数B升高温度，N2的平衡转化率降低C升高温度，由于正反应活化能大于逆反应，v正增加的倍数大于v逆增加的倍数D当氨气的百分含量不再变化时，反应达到化学平衡【答案】C【解析】A反应为气体分子数减小的反应，加压平衡正向移动，则v正增加的倍数大于v逆增加的倍数，A正确

12、；B反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，N2的平衡转化率降低，B正确；C反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，v正增加的倍数小于v逆增加的倍数，C错误；D当氨气的百分含量不再变化时，说明平衡不再移动，反应达到化学平衡，D正确；故选C。题型四 化学平衡的移动典例4 4（2023上北京昌平高二北京市昌平区第二中学校考期中）下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是已达平衡的反应，当仅增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动已达平衡的反应，当仅增大的浓度时，平衡向正反应方向移动，的转化率升高有气体参加的反应达平衡时，仅缩小容器容积，平衡一定向气体总系数增大的方向移动有气体参加的反应达平衡时，

13、在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动ABCD【答案】D【解析】C为固体，增大固体的量，平衡不移动，故错误；增大N2的物质的量，平衡向正反应方向移动，但是氮气转化的少增加的多，使得N2自身的转化率减小，故错误；如气体反应物与生成物化学计量数之和相等，则增大压强平衡不移动，故错误；在恒压反应器中充入稀有气体，如气体反应物与生成物化学计量数之和相等，则平衡不移动，如反应前后气体的化学计量数之和不等，则平衡移动，故错误；故选D。题型五 化学平衡建立的过程典例5 5（2023上天津静海高二静海一中校考阶段练习）将NO2与SO2以体积比为11置于恒温密闭容器中反应：NO2(g)SO2(g)SO3(g

14、)NO(g)H=41.8 kJmol-1，下列能说明反应达到平衡状态的是ASO2和NO的物质的量之比保持不变B体系气体的密度保持不变C体系压强保持不变D每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2【答案】A【解析】A反应过程中二氧化硫不断消耗，NO不断生成，SO2和NO的物质的量之比不断变小，当SO2和NO的物质的量之比保持不变，则达到平衡，故A符合题意；B密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，当体系气体的密度保持不变，则不能说明达到平衡，故B不符合题意；C该反应是等体积反应，压强始终不变，当体系压强保持不变，则不能说明达到平衡，故C不符合题意；D消耗

15、1 mol SO3，逆向反应，同时生成1 mol NO2，逆向反应，同一个方向，不能说明达到平衡，故D不符合题意。综上所述，答案为A。题型六 化学平衡常数典例6 6（2023上安徽宣城高二安徽省郎溪中学校考期中）一定温度下，在体积可变的反应器中充入足量的黄钠铁矾，发生反应：，达到平衡时压强为，保持温度不变，将体积变为原来的一半，平衡时测得压强为p。下列推断正确的是Ap0p2p0Bp0p2p0CD【答案】C【解析】该反应的特点是只有一种气体，温度不变，平衡常数不变，即水蒸气压强不变，C项符合题意，故选C。题型七 影响化学平衡的因素典例7 7（2023上北京西城高二北京市西城外国语学校校考期中）对

16、已经达到化学平衡状态的下列反应，减小容器体积时，对反应产生的影响是A逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动B逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动C正、逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动D正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动【答案】D【解析】减小容器体积体系压强增大，反应速率增大（受压强影响正逆反应速率同增同减只是程度可能不同），反应正向体积减小、放热，增大压强平衡正向移动；故选：D。典例8 8（2023上浙江台州高二路桥中学校考期中）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是A25时，纯水pH=7；100时，纯水的pH7B实验室用过氧化氢制取氧气时，常常加入固体

17、C实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气D新制的氯水在光照条件下颜色变浅【答案】B【解析】A温度升高，促进水的电离，H+浓度增大，pH减小，25时，纯水pH=7；100时，纯水的pHK，说明反应向逆向进行；Q反应B反应活化能：反应I反应，故A正确；B短时间里反应I得到的产物比反应得到的产物多，说明反应I的速率比反应的速率快，速率越快，其活化能越小，则反应活化能：反应IzB平衡向逆反应方向移动CC的体积分数减小DB的转化率降低【答案】A【分析】反应，保持温度不变，将容器的容积缩小到原来的二分之一，若平衡不移动，则理论上A的浓度增大为原来的2倍，但事实上再次达平衡时，测得A的浓度为原来的1.7倍，则

18、说明增大压强，平衡向正反应方向移动，据此分析解题。【解析】A正反应方向为气体分子数减小的方向，即xyz，故A正确；B平衡向正反应方向移动，故B错误；C平衡向正反应方向移动，C的体积分数增大，故C错误；D平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，故D错误；故答案选A。5（2023上广西柳州高二柳铁一中校考期中）对于可逆反应，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是A增大压强，平衡正向移动，化学平衡常数增大B当体系混合气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡C单位时间内消耗，同时生成，反应达到平衡D升高温度，平衡逆向移动，v(正)减小，v(逆)增大【答案】B【解析】A反应是气体体积不变的反应，增大

19、压强，平衡不移动，故A错误；B反应是气体体积不变的反应，反应过程中气体总质量改变，总物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量增大，当体系的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡，故B正确；C根据的系数可知，单位时间内消耗，即同时能生成，不能作为平衡的依据，故C错误；D反应，升高温度，平衡逆向移动，v(正)和v(逆)都增大v（逆），故D错误；故答案选B。6（2023上广东汕头高二金山中学校考期中）200时，向真空恒容密闭容器中加入足量草酸锰固体(MnC2O4)，发生反应：MnC2O4(s)MnO(s)+CO(g)+CO2(g)。达到平衡时，c(CO)=1mol/L，保持温度不变，将体积缩小至原来的

20、一半且保持不变，达到二次平衡。与第一次平衡相比，第二次平衡时，下列说法错误的是A容器的压强不变B c(CO)不变CMnO的质量减小D逆反应速率增大【答案】D【分析】对于反应：MnC2O4(s)MnO(s)+CO(g)+CO2(g)，K=c(CO)c(CO2)，且反应过程中满足c(CO2)=c(CO)，在一定温度下达到平衡，测得混合气体中CO的浓度为1.0molL-1，则c(CO2)=c(CO)=1.0molL-1，K=1，据此分析解题。【解析】A保持温度不变，将体积缩小至原来的一半且保持不变，即增大压强，上述平衡逆向移动，但根据平衡常数K=c(CO)c(CO2)，且反应过程中满足c(CO2)=

21、c(CO)，可知第二次达到平衡后CO的浓度仍然是1.0mol/L，故容器的压强不变，A正确；B由A项分析可知，第二次达到平衡后，c(CO)不变仍然为1.0mol/L，B正确；C保持温度不变，将体积缩小至原来的一半且保持不变，上述平衡逆向移动，故MnO的质量减小，C正确；D由A项分析可知，第二次达到平衡后，CO、CO2不变，仍然为1.0mol/L，故逆反应速率不变，D错误；故答案为：D。7（2023上北京西城高二北京市西城外国语学校校考期中）在一定温度下容积不变的密闭容器中，不能说明可逆反应，已达到平衡状态的是AA、B、C的浓度相等B容器内的压强保持不变CA的生成速率与A的分解速率相等D单位时间

22、内，生成3n mol B，同时生成2n mol C【答案】A【解析】AA、B、C的浓度相等不能说明可逆反应已达平衡，A、B、C的浓度不变才能说明可逆反应已达平衡，A符合题意；B容积不变的密闭容器中，压强之比等于物质的量之比，该反应物质的量是变量，故压强也是变量，容器内的压强保持不变时，说明反应已达平衡，B不符合题意；CA的生成速率与A的分解速率相等，说明可逆反应已达动态平衡，已达平衡状态，C不符合题意；D单位时间内，生成3n mol B，表示逆反应速率，同时生成2n mol C，表示正反应速率，且生成的速率之比等于化学计量数之比，说明可逆反应已达平衡，D不符合题意； 故选A。8（2023上北京

23、西城高二北京铁路二中校考期中）已知：在温度和下，和反应生成HX的平衡常数如下表。化学方程式4234随着卤素原子核电荷数的增加，仅依据K的变化，下列说法不正确的是A已知，HX的生成反应是放热反应B在相同条件下，平衡时的转化率逐渐降低C与反应的剧烈程度逐渐减弱DHX的稳定性逐渐减弱【答案】C【解析】A已知，则由表知：升温四个生成HX的反应的平衡常数均减小，说明升温不利于HX生成，HX的生成反应是放热反应，A正确；BK值越大，说明反应的正向程度越大，即转化率越高，则在相同条件下随着卤素原子核电荷数的增加，平衡时的转化率逐渐降低，B正确；CK值越大，只能说明反应的正向程度越大，但不能据此判断反应速率的

24、大小、即不能据此判断与反应的剧烈程度逐渐减弱，C不正确；DK值越大，说明反应的正向程度越大，反应的正向程度越大，说明生成物越容易生成、越稳定，能据此判断：随着卤素原子核电荷数的增加，HX的稳定性逐渐减弱，D正确；答案选C。9（2023上北京西城高二北京市第六十六中学校考期中）合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。(1)反应的化学平衡常数表达式为 。(2)请结合下列数据分析，工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是 。序号化学反应K(298K)的数值(3)对于反应，在一定条件下氨的平衡含量如下表。温度

25、/压强/Mpa氨的平衡含量2001081.5%550108.25%下列条件既能提高反应速率，又能升高氨的平衡含量的是 (填字母序号)。a加催化剂b升高温度至400-550度c采取10 MPa-30 MPa的高压条件哈伯选用的条件是550、10 MPa，而非200、10 MPa，可能的原因是 。(4)图1表示500、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中M(4，40%)点数据计算)N2的平衡体积分数 。(5)图2是合成氨反应平衡混合气中NH3的体积分数随温度或压强变化的曲线，图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是 (填“温度”或“压强”)；

26、判断L1、L2的大小关系并说明理由 。【答案】(1)(2)氮气与氢气反应的限度(或化学平衡常数)远大于氮气与氧气反应的限度(3) c 提高合成氨反应的化学反应速率，提高反应效率(4)8%(5) 压强 合成氨反应为放热反应，压强相同时，升高温度，平衡逆向移动，NH3的体积分数降低，故L2L1【解析】（1）反应的化学平衡常数表达式为K=。（2）平衡常数越大，说明反应物转化率越高，N2与H2反应的平衡常数远大于N2与O2反应的平衡常数，所以与H2反应时，N2转化率更高，故此处填：氮气与氢气反应的限度(或化学平衡常数)远大于氮气与氧气反应的限度。（3）a加催化剂能提高反应速率，但不影响平衡状态，不能提

27、高氨的平衡含量，故a不选；b该反应是放热反应，升高温度至400-550度，不利于提高氨的平衡含量，故b不选；c该反应是气体体积减小的反应，增大压强，反应速率增大，平衡正向移动，能提高氨的平衡含量，故c选；故选c。尽管降低温度利于氨的合成，但温度越低反应速率越慢，哈伯选用的条件是550、10MPa，而非200、10MPa，可能的原因是提高合成氨反应的化学反应速率，提高反应效率。（4）M点对应H2、N2投料比为4，假设H2为4 mol，N2为1mol，平衡时N2转化x mol，列三段式如下： 平衡时气体总物质的量=(1-x+4-3x+2x) mol=(5-2x) mol，则NH3的体积分数=40%

28、，解得x=，则N2的体积分数=8%。（5）若X代表温度，温度升高，平衡逆向移动，NH3体积分数减小，与图示不符，故X代表压强，L代表温度；合成氨反应为放热反应，压强相同时，升高温度，平衡逆向移动，NH3的体积分数降低，故L2L1。10（2023上山东日照高二山东省日照实验高级中学校考阶段练习）将气体充入固定容积的密闭容器中发生反应：。在和时，测得的物质的量随时间的变化如下图所示：(1)时，内用表示该反应的平均反应速率为 。(2)改变条件重新达到平衡时，要使变小，可采取的措施有_(填字母，下同)。A增大的起始浓度B升高温度C使用高效催化剂D向混合气体中通入(3)可发生二聚反应生成，反应为，反应达

29、到平衡后，升高温度可使体系颜色加深。已知该反应的正反应速率方程为，逆反应速率方程为，其中、分别为正、逆反应的速率常数。图(表示速率常数的对数，表示温度的倒数)中所示、四条斜线中，其中两条可分别表示、随变化的关系，则能表示随变化关系的是 。ABCD图中A、B、C、D点的纵坐标分别为，则温度时化学平衡常数 。(4)在温度为时，平衡体系中的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是_。AA、C两点的反应速率：BA、B两点的转化率：CA、C两点气体的颜色：A深，C浅D平衡状态的平衡常数【答案】(1)(2)AD(3) A 100(4)BD【解析】（1）T1时，040s内，。（2）A反应物只有一种

30、，增大N2O4的起始浓度，即按比例加入反应物，等效为加压，加压平衡向左移动，的值减小，A符合题意；B由图可知反应在T1条件下比T2条件下先达到平衡状态，所以T1T2，由于T1条件下达到平衡时n(NO2)比T2条件下达到平衡时多，则说明升高温度，平衡向生成NO2的方向移动，说明正反应为吸热反应，所以。升高温度，平衡向右移动，的值增大，B不符合题意；C使用高效催化剂不会影响反应的平衡状态，的值不变，C不符合题意；D生成物只有一种，向混合气体中通入NO2，即按比例加入生成物，则等效为加压，加压平衡逆向移动，的值减小，D符合题意；故选AD。（3）升高温度体系颜色加深，平衡逆向移动，则正反应为放热反应。

31、化学反应速率和温度成正比，随着温度降低，增大，正逆反应速率减小，则lgk正和lgk逆均减小，由于温度降低平衡正向移动，v正v逆，则降低相同温度时lgk逆减小更快，则表示lgk正随变化关系的斜线，表示lgk逆随变化关系的斜线，故选A。化学平衡常数。（4）AA、C点温度相同，C点压强大，则反应速率：CA，A错误；BA、B点压强相同，正反应为吸热反应，温度越高，NO2的体积分数越大，则T4T3，升高温度平衡正向移动， 则A、B两点N2O4的转化率：AB，B正确；CA中压强比C中小，C点浓度大，则A比C颜色浅，C错误；D平衡常数只与温度有关，由B选项分析知，T4T3，升高温度平衡正向移动，K增大，则平衡状态的平衡常数：KA=KCKB，D正确；故选BD。