第2节 化学反应的限度
第1课时 化学平衡常数
[核心素养发展目标] 1.通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。2.建立化学平衡状态判断方法及平衡常数表达式书写的思维模型。
一、化学平衡状态及其判断
1．化学平衡状态
在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和反应产物的组成(浓度、百分含量)不再_________而变化，正反应速率和逆反应速率相等的状态。
2．化学平衡状态的特征
3．平衡状态的判断方法
(1)直接判据——定义法
(2)间接判据——“变量不变”时即为平衡
当反应过程中变化的量不再改变时，化学反应达到平衡状态，即反应前后始终不变的量不能作为判据。
(1)在化学平衡建立过程中，v正一定大于v逆( )
(2)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果( )
(3)化学反应达到化学平衡状态后反应物和反应产物的浓度相等( )
1．在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法正确的是( )
A．用SO2表示的化学反应速率等于0
B．SO2和SO3共2 mol
C．放出197 kJ热量
D．生成O2的速率与生成SO3的速率相同
2．在恒温恒容条件下，下列三个可逆反应的某些“量”不再随时间改变时，判断是否一定达到了平衡状态。
N2(g)＋3H2(g) 2NH3 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) C(s)＋CO2(g) 2CO(g)
①混合气体的总质量m总
②混合气体的总物质的量n总
③混合气体的密度ρ
④体系的压强p
⑤混合气体的平均摩尔质量
二、认识化学平衡常数
1．下表是698.6 K时，反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)以不同初始浓度测得和计算的数据。
初始浓度/(mol·L－1) 平衡浓度/(mol·L－1)
c始(H2) c始(I2) c始(HI) c平(H2) c平(I2) c平(HI)
0.010 67 0.011 96 0 0.001 83 0.003 13 0.017 67 54.51
0.011 35 0.009 04 0 0.003 56 0.001 25 0.015 59 54.62
0.011 34 0.007 51 0 0.004 57 0.000 74 0.013 54 54.21
0 0 0.004 49 0.000 48 0.000 48 0.003 53 54.08
0 0 0.010 69 0.001 14 0.001 14 0.008 41 54.42
观察各组分的初始浓度和值，可得出的结论是_________________________。
2．平衡常数的概念
在一定温度下，一个可逆反应达到化学平衡时，体系内反应产物浓度幂(以其化学计量数为幂)之积与反应物浓度幂之积的比值就是一个常数，叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
3．平衡常数表达式
对于一般的可逆反应：
aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)
K＝_________________
1．写出下列可逆反应的平衡常数表达式
①H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，K＝_________________。
②C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)，K＝_________________。
③Cl2(aq)＋H2O(l)??H＋(aq)＋Cl－(aq)＋HClO(aq)，K＝_________________。
2．写出下列反应的化学平衡常数表达式，并回答下列问题。
(1)①N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) K1＝_________________。
②N2(g)＋H2(g)??NH3(g) K2＝_________________。
③2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g) K3＝_________________。
(2)书写化学平衡常数表达式时应注意哪些问题？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)由化学方程式①②知，若化学方程式①的化学计量数变为原来的后成为化学方程式②，化学平衡常数K1、K2有何关系？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(4)由化学方程式①③得出正向反应和逆向反应的平衡常数有何关系？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3．(1)已知在600 ℃时，写出以下三个反应的平衡常数表达式。
反应①：CO(g)＋CuO(s)??CO2(g)＋Cu(s)
K1＝____________________________________________________________________；
反应②：H2(g)＋CuO(s)??Cu(s)＋H2O(g)
K2＝____________________________________________________________________；
反应③：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
K3＝____________________________________________________________________；
(2)反应④2CO(g)＋2CuO(s)??2CO2(g)＋2Cu(s)的平衡常数K4与K1的关系是_____。
(3)反应③的K3与K1、K2的关系是___________________________________________。
(1)K与化学计量数等倍扩大或缩小成幂指数关系。
(2)对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。
(3)若两反应的平衡常数分别为K1、K2，则：
①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。
②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。
三、平衡常数的意义及应用
1．影响化学平衡常数的因素
(1)内因：反应物本身的性质，同一温度下，不同的反应化学平衡常数不同。
(2)外因：同一化学反应，平衡常数与浓度、压强 ，与温度有关，升高温度，吸热反应的平衡常数 ，反之减小。
如不同温度时，H2(g)＋I2(g)??2HI(g) ΔH＝－14.9 kJ·mol－1的平衡常数K：
温度 425.6 ℃ 457.6 ℃
K 54.5 48.7
2.意义及应用
(1)判断可逆反应进行的程度
平衡常数的大小反映了化学反应 (即反应限度)。
K值 <10－5 10－5～105 >105
反应程度 很难进行 可逆 进行得较完全
(2)判断可逆反应是否达到化学平衡状态及反应进行的方向
对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，在一定温度下的任意状态，反应物与反应产物的浓度有如下关系：
浓度商Q＝_______________________，
Q
(1)K越大，表明可逆反应正向进行的程度越大( )
(2)浓度、温度变化时，平衡常数都会改变( )
(3)K越大，反应越容易进行( )
(4)K越大，该可逆反应的速率越快( )
(5)升高温度，平衡常数增大( )
1．已知298.15 K时，可逆反应Pb2＋(aq)＋Sn(s)Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常数K＝2.2，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的浓度均为0.10 mol·L－1，则反应进行的方向是( )
A．向右进行 B．向左进行
C．处于平衡状态 D．无法判断
2．在1 L恒容密闭容器中充入0.2 mol CH4和1.0 mol H2O，在温度900 K条件下进行反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。
(1)保持温度不变，若容器内n(CO)＝0.1 mol，此时反应________(填“正向进行”“逆向进行”或“处于平衡状态”)(已知：900 K时反应的平衡常数为1.2 mol2·L－2)。
(2)若保持900 K，达到平衡时再往容器内充入0.1 mol He，此时v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)。
第1课时 化学平衡常数
一、
1．随时间的延续
2．可逆反应 浓度 百分含量 动态 ＝ ≠ 改变
3．(1)化学计量数 不同方向
正误判断
(1)× (2)√ (3)×
思考交流
1．B
2．不一定 不一定 是 是 不一定 是 不一定 不一定
是 是 不一定 是 是 不一定 是
二、
1．不管H2、I2和HI的初始浓度是多大，只要保持反应体系的温度不变，达到化学平衡状态后就为常数
3.
思考交流
1．① ②
③
2．(1)① ②
③
(2)①对于有纯固体或纯液体参与的反应，纯固体或纯液体不列入化学平衡常数的表达式中；②对于某一化学反应，K的表达式不是唯一的，取决于化学方程式的系数。
(3)K2＝。
(4)互为倒数，即K1·K3＝1。
3．(1)
(2)K4＝K (3)K3＝
三、
1．(2)无关 增大
2．(1)可能进行的程度 越大 完全 越小 不完全
(2) 正反应方向 化学平衡状态 逆反应方向
正误判断
(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
思考交流
1．A [Q＝＝＝12．(1)正向进行 (2)＝(共71张PPT)
第1课时
化学平衡常数
第2章 第2节
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核心素养
发展目标
1.通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。
2.建立化学平衡状态判断方法及平衡常数表达式书写的思维模型。
内容索引
一、化学平衡状态及其判断
二、认识化学平衡常数
课时对点练
三、平衡常数的意义及应用
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一
化学平衡状态及其判断
1.化学平衡状态
在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和反应产物的组成(浓度、百分含量)不再 而变化，正反应速率和逆反应速率相等的状态。
一
化学平衡状态及其判断
随时间的延续
2.化学平衡状态的特征
可逆反应
浓度
百分
含量
动态
＝
≠
改变
3.平衡状态的判断方法
(1)直接判据——定义法
化学计量数
不同方向
(2)间接判据——“变量不变”时即为平衡
当反应过程中变化的量不再改变时，化学反应达到平衡状态，即反应前后始终不变的量不能作为判据。
(1)在化学平衡建立过程中，v正一定大于v逆
(2)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果
(3)化学反应达到化学平衡状态后反应物和反应产物的浓度相等
×
√
×
1.在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法正确的是
A.用SO2表示的化学反应速率等于0
B.SO2和SO3共2 mol
C.放出197 kJ热量
D.生成O2的速率与生成SO3的速率相同
√
可逆反应处于平衡状态时，正、逆反应速率相等但不等于0，A错误；
化学反应中原子守恒，所以化学平衡时SO2和SO3中硫原子的总物质的量等于反应初始时SO2的物质的量，B正确；
达到化学平衡时2 mol SO2和1 mol O2不可能完全转化为2 mol SO3，故放出的热量小于197 kJ，C错误；
化学反应中SO3和O2的化学计量数不同，二者的生成速率不同，D错误。
2.在恒温恒容条件下，下列三个可逆反应的某些“量”不再随时间改变时，判断是否一定达到了平衡状态。
N2(g)＋3H2(g) 2NH3 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) C(s)＋CO2(g)
2CO(g)
①混合气体的总质量m总 _______ _______ ___
不一定
不一定
是
N2(g)＋3H2(g) 2NH3 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) C(s)＋CO2(g)
2CO(g)
②混合气体的总物质的量n总 ___ _______ ___
是
不一定
是
N2(g)＋3H2(g) 2NH3 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) C(s)＋CO2(g)
2CO(g)
③混合气体的密度ρ _______ _______ ___
不一定
不一定
是
N2(g)＋3H2(g) 2NH3 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) C(s)＋CO2(g)
2CO(g)
④体系的压强p ___ _______ ___
⑤混合气体的平均摩尔质量 ___ _______ ___
是
不一定
是
是
不一定
是
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认识化学平衡常数
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二
二
认识化学平衡常数
1.下表是698.6 K时，反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)以不同初始浓度测得和计算的数据。
初始浓度/(mol·L－1) 平衡浓度/(mol·L－1)
c始(H2) c始(I2) c始(HI) c平(H2) c平(I2) c平(HI) 0.010 67 0.011 96 0 0.001 83 0.003 13 0.017 67 54.51
0.011 35 0.009 04 0 0.003 56 0.001 25 0.015 59 54.62
0.011 34 0.007 51 0 0.004 57 0.000 74 0.013 54 54.21
初始浓度/(mol·L－1) 平衡浓度/(mol·L－1)
c始(H2) c始(I2) c始(HI) c平(H2) c平(I2) c平(HI) 0 0 0.004 49 0.000 48 0.000 48 0.003 53 54.08
0 0 0.010 69 0.001 14 0.001 14 0.008 41 54.42
观察各组分的初始浓度和 值，可得出的结论是____________
_______________________________________________________________
___________________________。
不管H2、I2
和HI的初始浓度是多大，只要保持反应体系的温度不变，达到化学平衡
状态后 就为常数
2.平衡常数的概念
在一定温度下，一个可逆反应达到化学平衡时，体系内反应产物浓度幂(以其化学计量数为幂)之积与反应物浓度幂之积的比值就是一个常数，叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
3.平衡常数表达式
对于一般的可逆反应：
aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)
K＝____________
1.写出下列可逆反应的平衡常数表达式
①H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，K＝ 。
②C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)，K＝ 。
③Cl2(aq)＋H2O(l) H＋(aq)＋Cl－(aq)＋HClO(aq)，
K＝ 。
2.写出下列反应的化学平衡常数表达式，并回答下列问题。
(1)①N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) K1＝ 。
③2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) K3＝ 。
(2)书写化学平衡常数表达式时应注意哪些问题？
提示 ①对于有纯固体或纯液体参与的反应，纯固体或纯液体不列入化学平衡常数的表达式中；
②对于某一化学反应，K的表达式不是唯一的，取决于化学方程式的系数。
(3)由化学方程式①②知，若化学方程式①的化学计量数变为原来的后成为化学方程式②，化学平衡常数K1、K2有何关系？
提示 K2＝ 。
(4)由化学方程式①③得出正向反应和逆向反应的平衡常数有何关系？
提示 互为倒数，即K1·K3＝1。
3.(1)已知在600 ℃时，写出以下三个反应的平衡常数表达式。
反应①：CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s) K1＝________；
反应②：H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g) K2＝________；
反应③：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) K3＝_______________；
(2)反应④2CO(g)＋2CuO(s) 2CO2(g)＋2Cu(s)的平衡常数K4与K1的关系是________。
(3)反应③的K3与K1、K2的关系是________。
归纳总结
(1)K与化学计量数等倍扩大或缩小成幂指数关系。
(2)对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。
(3)若两反应的平衡常数分别为K1、K2，则：
①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。
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平衡常数的意义及应用
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三
1.影响化学平衡常数的因素
(1)内因：反应物本身的性质，同一温度下，不同的反应化学平衡常数不同。
(2)外因：同一化学反应，平衡常数与浓度、压强 ，与温度有关，升高温度，吸热反应的平衡常数 ，反之减小。
如不同温度时，H2(g)＋I2(g) 2HI(g) ΔH＝－14.9 kJ·mol－1的平衡常数K：
三
平衡常数的意义及应用
无关
增大
温度 425.6 ℃ 457.6 ℃
K 54.5 48.7
2.意义及应用
(1)判断可逆反应进行的程度
平衡常数的大小反映了化学反应 (即反应限度)。
可能进行的程度
越大
完全
越小
不完全
K值 <10－5 10－5～105 >105
反应程度 很难进行 可逆 进行得较完全
(2)判断可逆反应是否达到化学平衡状态及反应进行的方向
对于可逆反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在一定温度下的任意状态，反应物与反应产物的浓度有如下关系：
浓度商Q＝ ，
Q
＜K 反应向 进行；
＝K 反应处于 ；
＞K 反应向 进行。
正反应方向
化学平衡状态
逆反应方向
(1)K越大，表明可逆反应正向进行的程度越大
(2)浓度、温度变化时，平衡常数都会改变
(3)K越大，反应越容易进行
(4)K越大，该可逆反应的速率越快
(5)升高温度，平衡常数增大
×
√
×
×
×
1.已知298.15 K时，可逆反应Pb2＋(aq)＋Sn(s) Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常数K＝2.2，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的浓度均为0.10 mol·L－1，则反应进行的方向是
A.向右进行 B.向左进行
C.处于平衡状态 D.无法判断
√
2.在1 L恒容密闭容器中充入0.2 mol CH4和1.0 mol H2O，在温度900 K条件下进行反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。
(1)保持温度不变，若容器内n(CO)＝0.1 mol，此时反应_________(填“正向进行”“逆向进行”或“处于平衡状态”)(已知：900 K时反应的平衡常数为1.2 mol2·L－2)。
正向进行
(2)若保持900 K，达到平衡时再往容器内充入0.1 mol He，此时v正____v逆(填“>”“<”或“＝”)。
＝
反应容器容积不变，达到平衡时再充入0.1 mol He，He不参与反应，也不会改变反应物和反应产物的浓度，K与Q仍然相等，平衡状态不变。
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课时对点练
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对点训练
题组一 平衡状态的判断
1.(2023·河北保定校考期中)一定条件下，反应C(s)＋CO2(g) 2CO(g)已达到平衡，下列说法正确的是
A.C和CO2不再反应
B.v正(C)＝v逆(C)＝0
C.混合物中CO和CO2的浓度不变
D.混合物中CO的浓度一定是CO2的两倍
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化学平衡为正、逆反应速率相等且不为零的动态平衡，故A、B错误；
当化学反应达到平衡后，正、逆反应速率相等，混合物中一氧化碳和二氧化碳的浓度不变，但一氧化碳的浓度不一定是二氧化碳的两倍，故C正确、D错误。
对点训练
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对点训练
2.在一定条件下，气体参与的某正反应方向ΔH＜0的可逆反应达到化学平衡时，下列说法不正确的是
A.反应物的浓度一定等于反应产物的浓度
B.反应体系中压强恒定
C.反应体系中混合物的组成保持不变
D.反应体系中温度不变
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对于放热的可逆反应，达到平衡时，反应物与反应产物的浓度不一定相等，A项错误；
可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，气体分子数保持不变，反应体系中压强恒定，混合物的组成保持不变，反应体系中温度不变，B、C、D项正确。
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对点训练
3.可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或反应产物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是
A.3v正(N2)＝v正(H2)
B.v正(N2)＝v逆(NH3)
C.2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D.v正(N2)＝3v逆(H2)
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可逆反应达到化学平衡状态的主要特征之一是v正＝v逆，而3v正(N2)＝v正(H2)并未反映出v正＝v逆的关系，即A项不正确；
在N2与H2合成NH3的反应中，v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，分析时一要注意二者应分别代表正反应速率和逆反应速率，二要注意不同物质的速率之比等于化学计量数之比。
15
4.一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO进行反应：NO(g)＋CO(g) N2(g)＋CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是
A.d点 B.b点 C.c点 D.a点
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对点训练
由图可知，a、b、c点的正反应速率均大于逆反应速率，都未达到化学平衡状态；只有d点正、逆反应速率相等，处于化学平衡状态。
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5.恒温时向2 L密闭容器中通入一定量的气体X和Y，发生反应：2X(g)＋Y(g) 3Z(g)，Y的物质的量n(Y)随时间t变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.正反应速率a点比b点小
B.t0 min时该反应停止
C.t0 min时，c(Z)＝0.75 mol·L－1
D.当密闭容器中的压强不再变化，该可逆反应达到化学平衡状态
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反应开始加入一定量的气体X和Y，则反应2X(g)＋Y(g) 3Z(g)从正反应方向开始进行，随着反应的进行，正反应速率越来越小，到平衡时达到最小值，则根据图示可知，a点的正反应速率大于b点的正反应速率，A错误；
可逆反应t0 min时达到平衡，此时反应仍在进行，正反应速率等于逆反应速率，B错误；
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从图像中可以看出，从反应开始到平衡，参加反应的Y的物质的量为0.5 mol，则生成的Z的物质的量为1.5 mol，因此t0 min时，c(Z)＝
＝0.75 mol·L－1，C正确；
该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，体系的压强始终不变，因此不能根据压强不变判断反应是否达到平衡状态，D错误。
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对点训练
题组二 平衡常数及影响因素
6.下列关于平衡常数的说法正确的是
A.在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示，反应产物浓度用
平衡浓度表示
B.任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值
C.可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度
D.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关
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在平衡常数表达式中，反应物浓度和反应产物浓度都应用平衡浓度表示，故A项错误；
平衡常数越大，说明可逆反应进行的程度越大，故C项正确；
同一反应，化学平衡常数只受温度影响，与浓度、压强、催化剂等无关，故D项错误。
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对点训练
7.已知：298 K下合成氨反应的平衡常数K＝4.1×106 mol－2·L2，下列说法错误的是
A.合成氨反应在298 K时进行得比较完全
B.合成氨反应在298 K时反应速率较快
C.仅从K的值无法得知该反应的平衡转化率
D.改变温度，K的值也会变化
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K的数值大于105，通常认为反应进行得较完全，A正确；
K只能衡量反应进行的程度，而不能体现反应速率，B错误；
K不能体现转化率，如恒温条件下，转化率发生变化，但是K不变，C正确；
K的值只与温度有关，随着温度的变化而变化，D正确。
15
对点训练
8.在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K分别是①H2＋F2 2HF K＝1047；②H2＋Cl2 2HCl K＝1017；③H2＋Br2 2HBr K＝109；④H2＋I2 2HI K＝1。比较K的大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是
A.①②③④ B.④②③①
C.①④③② D.无法确定
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化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大。
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9.对于可逆反应2SO2＋O2 2SO3，在一定温度下平衡常数为K，下列变化中，能使K发生变化的是
A.将SO2的浓度增大 B.增大体系的压强
C.使用合适的催化剂 D.升高体系的温度
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化学平衡常数只随温度的改变而改变，则只有改变体系温度才能使K发生变化，故选D。
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10.下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是
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综合强化
选项 反应条件 可逆反应 标志
A 恒温恒容 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) 混合气体的密度不变
B 恒温恒压 NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g) NH3在混合气体中的百分含量不变
C 恒温恒容 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) 2v正(H2)＝v逆(HI)
D 恒温恒压 2NO2(g) N2O4(g) c(NO2)＝2c(N2O4)
√
15
该反应的反应物和反应产物都是气体，气体的质量不变，反应在恒温恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，反应混合气体的密度始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，A不符合题意；
该反应中只有反应产物是气体，二者的物质的量之比为定值，NH3在混合气体中的百分含量始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，B不符合题意；
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综合强化
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在任何时刻都存在2v正(H2)＝v正(HI)，若2v正(H2)＝v逆(HI)，则v正(HI)＝v逆(HI)，反应处于平衡状态，C符合题意；
在任何时刻物质反应时转化浓度关系为c(NO2)＝2c(N2O4)，但反应达到平衡时是否存在该浓度关系，与开始时加入反应物的多少及反应条件有关，不能据此判断反应是否达到平衡状态，D不符合题意。
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综合强化
12.已知下列反应的平衡常数：①H2(g) ＋S(s) H2S(g) K1；②S(s)＋ O2(g) SO2(g) K2 ；则反应H2(g) ＋SO2(g) O2(g) ＋H2S(g)的平衡常数是
A.K1＋K2 B.K1－K2
C.K1 ·K2 D.
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综合强化
13.(2023·四川巴中高二期末)在容积不变的密闭容器中进行反应：2M(g)＋N(g) 2Q(g) ΔH，其平衡常数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.b点时v正>v逆
B.a点处v正(M)＝v逆(N)
C.c点处v正(M)∶v正(N)＝2∶1
D.a、b、c三点中，只有b点处反应达到平衡状态
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a点处于平衡状态，故v正(M)＝2v逆(N)，B错误；
化学反应中各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，c点处，v正(M)∶v正(N)＝2∶1，C正确；
a、b、c三点都处于曲线上，故都达到平衡状态，D错误。
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14.在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO) /mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)图中表示NO2的浓度变化的曲线是____，用O2表示0～2 s内该反应的平均反应速率v(O2)＝_____________________。
b
1.5×10－3 mol·L－1·s－1
15
综合强化
该反应达到平衡时，n(NO)＝0.007 mol，此时n(NO2)＝0.013 mol，其浓度变化量为0.006 5 mol·L－1，所以表示NO2浓度变化的曲线是b。
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(2)能说明该反应已达到平衡状态的是______(填字母)。
A.v(NO2)＝2v(O2)
B.容器内气体总的物质的量保持不变
C.v逆(NO)＝2v正(O2)
D.容器内气体的密度保持不变
BC
A项中未指明正、逆反应速率，故无法说明该反应是否达到平衡状态，而D项中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。
15
综合强化
15.下列反应在210 ℃时达到平衡：
①PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH1＞0 K1＝1 mol·L－1
②CO(g)＋Cl2(g) COCl2(g) ΔH2＜0 K2＝5×104 mol－1·L
③COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g) ΔH3＞0 K3
(1)根据反应①的平衡常数K的表达式，平衡时下列等式必定成立的是_____(填字母)。
A.c平(PCl5)＝c平(PCl3)＝c平(Cl2)的值为1
B.c平(PCl5)＝c平(PCl3)·c平(Cl2)的值为1
C.c平(PCl5)＝c平(PCl3)·c平(Cl2)
C
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综合强化
(2)反应②和反应③的平衡常数表达式______(填“相同”或“不同”)，K3＝_________ mol·L－1。
不同
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综合强化
(3)降低Cl2浓度，反应③的平衡常数K3将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
不变
平衡常数只随温度变化而变化，故Cl2浓度改变，K3不变。
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15作业15 化学平衡常数
(分值：100分)
(选择题1～13题，每小题6分，共78分)
题组一 平衡状态的判断
1．(2023·河北保定校考期中)一定条件下，反应C(s)＋CO2(g) 2CO(g)已达到平衡，下列说法正确的是( )
A．C和CO2不再反应
B．v正(C)＝v逆(C)＝0
C．混合物中CO和CO2的浓度不变
D．混合物中CO的浓度一定是CO2的两倍
2．在一定条件下，气体参与的某正反应方向ΔH＜0的可逆反应达到化学平衡时，下列说法不正确的是( )
A．反应物的浓度一定等于反应产物的浓度
B．反应体系中压强恒定
C．反应体系中混合物的组成保持不变
D．反应体系中温度不变
3．可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或反应产物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A．3v正(N2)＝v正(H2)
B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D．v正(N2)＝3v逆(H2)
4.一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO进行反应：NO(g)＋CO(g) N2(g)＋CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是( )
A．d点 B．b点 C．c点 D．a点
5．恒温时向2 L密闭容器中通入一定量的气体X和Y，发生反应：2X(g)＋Y(g) 3Z(g)，Y的物质的量n(Y)随时间t变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．正反应速率a点比b点小
B．t0 min时该反应停止
C．t0 min时，c(Z)＝0.75 mol·L－1
D．当密闭容器中的压强不再变化，该可逆反应达到化学平衡状态
题组二 平衡常数及影响因素
6．下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示，反应产物浓度用平衡浓度表示
B．任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值
C．可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度
D．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关
7．已知：298 K下合成氨反应的平衡常数K＝4.1×106 mol－2·L2，下列说法错误的是( )
A．合成氨反应在298 K时进行得比较完全
B．合成氨反应在298 K时反应速率较快
C．仅从K的值无法得知该反应的平衡转化率
D．改变温度，K的值也会变化
8．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K分别是①H2＋F22HF K＝1047；②H2＋Cl22HCl K＝1017；③H2＋Br22HBr K＝109；④H2＋I22HI K＝1。比较K的大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )
A．①②③④ B．④②③①
C．①④③② D．无法确定
9．对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在一定温度下平衡常数为K，下列变化中，能使K发生变化的是( )
A．将SO2的浓度增大 B．增大体系的压强
C．使用合适的催化剂 D．升高体系的温度
10．下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是( )
选项 反应条件 可逆反应 标志
A 恒温恒容 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) 混合气体的密度不变
B 恒温恒压 NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g) NH3在混合气体中的百分含量不变
C 恒温恒容 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) 2v正(H2)＝v逆(HI)
D 恒温恒压 2NO2(g) N2O4(g) c(NO2)＝2c(N2O4)
11．一定温度下，反应Ⅰ：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的平衡常数为K1；反应Ⅱ：HI(g) ?H2(g)＋I2(g)的平衡常数为K2，则K1、K2之间的关系为( )
A．K1＝K B．K1＝K2
C．K1＝K2 D．K1＝
12．已知下列反应的平衡常数：①H2(g) ＋S(s) H2S(g) K1；②S(s)＋ O2(g) SO2(g) K2 ；则反应H2(g) ＋SO2(g) O2(g) ＋H2S(g)的平衡常数是( )
A．K1＋K2 B．K1－K2
C．K1 ·K2 D.
13．(2023·四川巴中高二期末)在容积不变的密闭容器中进行反应：2M(g)＋N(g) 2Q(g) ΔH，其平衡常数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．b点时v正>v逆
B．a点处v正(M)＝v逆(N)
C．c点处v正(M)∶v正(N)＝2∶1
D．a、b、c三点中，只有b点处反应达到平衡状态
14．(10分)在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)(6分)图中表示NO2的浓度变化的曲线是________，用O2表示0～2 s内该反应的平均反应速率v(O2)＝________。
(2)(4分)能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。
A．v(NO2)＝2v(O2)
B．容器内气体总的物质的量保持不变
C．v逆(NO)＝2v正(O2)
D．容器内气体的密度保持不变
15．(12分，每空3分)下列反应在210 ℃时达到平衡：
①PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH1＞0
K1＝1 mol·L－1
②CO(g)＋Cl2(g) COCl2(g) ΔH2＜0
K2＝5×104 mol－1·L
③COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g) ΔH3＞0 K3
(1)根据反应①的平衡常数K的表达式，平衡时下列等式必定成立的是________(填字母)。
A．c平(PCl5)＝c平(PCl3)＝c平(Cl2)的值为1
B．c平(PCl5)＝c平(PCl3)·c平(Cl2)的值为1
C．c平(PCl5)＝c平(PCl3)·c平(Cl2)
(2)反应②和反应③的平衡常数表达式____(填“相同”或“不同”)，K3＝______ mol·L－1。
(3)降低Cl2浓度，反应③的平衡常数K3将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
作业15 化学平衡常数
1．C 2.A 3.C 4.A 5.C 6.C 7.B 8.A 9.D 10.C
11．D [根据平衡常数的定义可知，K1＝，K2＝，可得K1＝。]
12．D [根据平衡常数的定义可知，K1＝、K2＝，H2(g)＋SO2(g) O2(g)＋H2S(g)的平衡常数K＝＝。]
13．C [a点处于平衡状态，故v正(M)＝2v逆(N)，B错误；化学反应中各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，c点处，v正(M)∶v正(N)＝2∶1，C正确； a、b、c三点都处于曲线上，故都达到平衡状态，D错误。]
14．(1)b 1.5×10－3 mol·L－1·s－1 (2)BC
解析 (1)该反应达到平衡时，n(NO)＝0.007 mol，此时n(NO2)＝0.013 mol，其浓度变化量为0.006 5 mol·L－1，所以表示NO2浓度变化的曲线是b。v(NO)＝＝0.003 mol·L－1·s－1，v(O2)＝v(NO)＝0.001 5 mol·L－1·s－1。(2)A项中未指明正、逆反应速率，故无法说明该反应是否达到平衡状态，而D项中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。
15．(1)C (2)不同 2×10－5 (3)不变
解析 (1)反应①K1＝＝1 mol·L－1，故c平(PCl5)＝c平(PCl3)·c平(Cl2)，但其值不一定均等于1，故选C。
(2)反应②③互为可逆反应，所以K2与K3不同，K3＝＝2×10－5 mol·L－1。
(3)平衡常数只随温度变化而变化，故Cl2浓度改变，K3不变。
