專題3.3等效平衡與化學平衡常數(shù)的應用

【考綱要求】

I、理解等效平衡思想，會判斷的等效平衡

2、了解平衡常數(shù)的概念及意義。

考點一等效平衡

【核心知識梳理】

1、定義：在一定條件下（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，同一可逆反應體系，不管是從正反應開

始，還是從逆反應開始，還是正、逆反應同時投料，達到化學平衡狀態(tài)時\任何相同組分的

百分含量（質量分數(shù)、物質的量分數(shù)、體積分數(shù)等）均相同。

2、等效平衡分類及規(guī)律

對于可逆反應?A(g)+^B(g)=cC(g)+</D(g)

反應特點a+b/c+cla+b=c+d

反應條件等溫等容等溫等壓等溫等容等溫等壓

換算為化學方程

起始投料換算為化學方程式同一?換算為化學方程式同一

式同一邊物質，其

的條件邊物質，其“量”比例相同邊物質，其“量”比例相同

“量”相同

平物質的量（/?）相同成比例成比例成比例

衡百分含量（卬％）相同相同相同相同

特

濃度相同相同成比例相同

點

3、解題模板：等效平衡判斷“四步曲”

第?步，看：觀察可逆反應特點（物質狀態(tài)、氣體分子數(shù)），判斷反應是反應前后氣體體積

不變的可逆反應還是反應前后氣體體積改變的可逆反應;

第二步，挖：挖掘反應條件，是恒溫恒容還是恒溫恒區(qū)，注意密閉容器不等于恒容容器;

九倒：采用一邊倒法，將起始物質按可逆反應化學計量數(shù)之比轉化成同一邊的物質;

第四步，聯(lián)；聯(lián)系等效平衡判斷依據(jù)，結合題FI條件判斷是否達到等效平衡。

【精準訓練1】

1、把晶體N2O4放入一固為容積的密閉容器中氣化建立N2O4（g）^^2NO2（g）平衡后,

保持溫度不變，再通入若干N2O4氣體，反應再次達到平衡。則新平衡時?N2°4）與原平衡

比，其比值（）

A.變大B.變小C.不變D.無法確定

2、在甲、乙、丙三個恒溫恒容的密閉容器中，分別加入足量活性炭和一定量的NO,進

行反應C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g),測得各容器中c(NO)隨反應時間t的變化情況如

下表所示，下列說法正確的是()

tmin

容器(溫度)c/molF-04080120160

甲(400C)c(NO)2.001.501.100.800.80

乙(400C)c(NO)1.000.800.650.530.45

丙(TC)c(NO)2.001.401.101.101.10

A.達到平衡狀態(tài)時,2viE(NO)=v逆(N2)

B.活性炭的質量不再改變不能說明反應已達平衡狀態(tài)

C.內(nèi)容器中，從反應開始到建立平衡時的平均反應速率為八NO)＞0.0U25molL-mini

D.由表格數(shù)據(jù)可知：TV400c

*物注*物

CO2H2COH2O

享大驗,AMt\

甲amolamol0mol0mol

乙2amolamol0mol0mol

丙0mol0molamolamol

Tamol0molamolamol

上述四種情況達到平衡后，”(CO)的大小順序是()

A.乙=?。炯?丙B.甲＞乙＞丙＞丁

C.乙=甲＞丁=丙D.?。颈疽遥海炯?/p>

4、已知I容器恒壓，II容器恒容，其它條件相同時，在I、II中分別加入3moiZ,起始時

容積相同，發(fā)生反應2X(g)+2Y⑸=3Z(g)并達平衡。下列說法正確的是()

A.從起始到平衡所需時間:I>11

B.平衡后若在II中再加入2moiZ,則新平衡時Z的體積分數(shù)變小

C.平衡時Z的轉化率：IVII

D.平衡后若在【中再加入O.lmolY,則X的物質的量將減少

下列說法正確的是()

A.圖1達平衡時，c(SO2)：甲=乙

B.圖1達平衡時，平衡常數(shù)K：甲〈乙

C.圖2達平衡時，所需時間大丙>丁

D.圖2達平衡時，體積分數(shù)MSO。：丙〉丁

6、恒溫、恒壓下，在一個容積可變的密閉容器中發(fā)生反應：A(g)+B(g)?C(g),若開始

時通入ImolA和1molB,達到平衡時生成amolCo則下列說法錯誤的是()

A.若開始時通入3molA和3moiB,達到平衡時，生成C的物質的量為3ame>1

B.若開始時通入4molA、4molB和2molC,達到平衡時，B的物質的量一定大于4mol

C.若開始時通入2moiA、2molB^11ImolC,達到平衡時，再通入3moiC,則再次達到

平衡后，C的物質的量分數(shù)為六一

2-。

D.若在原平衡體系中，再通入ImolA和1molB,混合氣體的平均相對分子質量不變

考點二平街常數(shù)

【核心知識梳理】

一、化學平衡常數(shù)

1?概念

在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度塞之積與反應物濃度塞之

積的比值是一個常數(shù)，用符號K表示。

2.數(shù)學表達式

(2)實例

⑶化學平衡常數(shù)與化學方程式的關系

化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)。若反應方問改變，則平衡常數(shù)改變。若化學方

程式中各物質的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應，平衡常數(shù)也會改變。如：

化學方程式平衡常數(shù)關系式

2

.c(NH3)

Kx

~c(N2)(H2)&=兩

c(NHO1

&\_3(或后)

c2(N2)-C2(H2)

c(N)?/(H)

Ki222

~c(NH3)

3、化學平衡常數(shù)的意義及影響因素

(I)意義：K值越大，反應物的轉化率越大，正反應進行的程度越大，通常KAI。，可認為反

平衡常溫度/℃

化學反應

數(shù)500800

2.50.15

1.02.50

K2

Ky

⑴據(jù)反應①與②可推導出K、K與&之間的關系，則K=(用M、任表示)。

(2)反應③的0(填“〉”或"V”)。

(3)500C時測得反應③在某時刻H2(g)、82(g)、CH30H(g)、H2OQ)的濃度(molLC分別為

0.8、0.1、0.3、0.15,則此時v虱填'或"V”)。

6、向甲、乙、丙三個體積均為0.5L的密閉容器中充入一定量的A和B,發(fā)生反應:

A(g)+xB(g)：^i2c(g)。各容器的反應溫度、反應物起始量，反應過程中C的濃度隨時間變

化關系分別如表和如圖表示:

2

容器甲乙丙-.Q5

I2

mL

溫度/CTiTiTi/.5

6L.50

pa

反應物!.5molA1.5molA3.0moJAO

起始最0.5molB0.5molBLOmolB

O

下列說法正確的是()

A.lOmin內(nèi)甲容器中反應的平均速率v(A)=0.1mol?U?mi/

B.x=l

C.由圖可知：TI<T2,且該反應為吸熱反應

D.Tre,起始時甲容器中充入0.5molA、1.5molB,平衡時A的轉化率為25%

T/℃70080085010001200

K0.60.91.01.72.6

回答下列問題：

(1)升高溫度，化學平衡向方向移動(填“正反應”或“逆反應”)。

(2)若某溫度下,平衡濃度符合下列關系：C(CO2)CXH2)=C'(CO)C(H2O),此時的溫度為

；在此溫度下，若該容器中含有1molCO2>1.2molH2>0.75molCO、1.5molH2O,

則此時反應所處的狀態(tài)為(填“向正反應方向進行中”“向逆反應方向進行中”或“平

衡狀態(tài)

①rc時，在容器中若充入稀有氣體，平衡移動（填''正向"“逆向''或"不"，下同）；若充

入等體積的co：和co,平衡移動。

②CO體積分數(shù)為40%時，CO2的轉化率為o

③已知：氣體分壓（P分尸氣體總壓X體積分數(shù)。800℃時用平衡分壓代替平衡濃度表示平衡常

數(shù)Kp=（用含p總的代數(shù)式表示）。

【真題感悟】

A.K很大，NO與CO在排入大氣之前就已反應完全

B.增大壓強，平衡將向右移動，K>2.5xl（產(chǎn)

C.升高溫度，既增大反應速率乂增大K

D.選用適宜催化劑可達到尾氣排放標準

A.容器內(nèi)壓強不變，表明反應達到平衡

B.益時改變的條件：向容器中加入C

C.平衡時A的體積分數(shù)9：3（11）<3（I）

D.平衡常數(shù)K：K（H）vK（I）

A.加入苯，振蕩，平衡正向移動

B.經(jīng)苯2次萃取分離后，在水溶液中加入KSCN,溶液呈紅色，表明該化學反應存在限度

C.加入FeSO』固體，平衡逆向移動

D.該反應的平衡常數(shù)長=/下?+卜/（「）

【課時達標訓練】

A.升高溫度，該反應的正反應速率增大，逆反應速率減小

d(FeO)((C。)

B.該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=

C(CO2)C(FC)

C.該反應的正反應是吸熱反應

D.增大CO?濃度，平衡常數(shù)增大

2、一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：2A(g)+B(g)『+3c(g)+D(g),若反應開

始時充入2molA和ImolB,達到平衡時C的濃度為amolL」。若維持容器體積和溫度不變,

按下列四種配比作為起始物質，達到平衡后，C的濃度仍為〃mol-L」的是

A.molA+2molBB.2molA+ImolB—3molC+ImolD

C.3molC+ImolDH-ImolBD.3molC+ImolD

A.反應②的平衡常數(shù)為I

B.反應②的平衡常數(shù)為0.5

C.反應②iA到平衡時，的平衡濃度為0.25molL「

D.反應②達到平衡時，HI(g)的平衡濃度為0.5mo卜I71

5、化學平衡狀態(tài)I,II,III的相關數(shù)據(jù)見下表：

平衡溫度

編號化學方程式

常數(shù)979K1173K

IK\1.472.15

IIKi1.62b

IIIK3a1.68

根據(jù)以上信息判斷，下列結論錯誤的是()

A.a>b

B.增大壓強，平衡狀態(tài)II不移動

C.升高溫度平衡狀態(tài)HI向正反應方向移動

D.反應1【、III均為放熱反應

A.。變小，K不變，Ch轉化率減小

B.Q不變，K變大，SO2轉化率減小

C.Q不變，K變大，Ch轉化率增大

D.Q增大，K不變，SO：轉化率增大

A.該反應的AHvO

B.若該反應在A時H勺平衡常數(shù)分別為K、/，則KRK?

C.若狀態(tài)B、C、D的壓強分別為PB、〃c、PD，則PC=PD>〃B

D.在72℃時，若反應體系處于狀態(tài)D,則此時u正

A.KA>KB=KC>KDB.KA<KB=KC<KD

C.KA=KB>KC=KDD.KA=KB〈KC=KD

9、化學平衡常數(shù)K的大小是衡量化學反應進行程度的標志，在常溫下，下列反應的平衡常

數(shù)如下：

以下說法正確的是()

A.常溫下，NO分解生成02的反應的平衡常數(shù)表達式為^,=C(N2).C(O2)

B.常溫下，水分解生成02,此時平衡常數(shù)約為5XI。-80

C.常溫下，NO、氏0、CO2三種化合物分解放出。2的傾向由大到小的順序為NO>H2O>CO2

D.以上說法都不正確

A.rc時，該反應的平衡常數(shù)為4

B.c點沒有達到平衡，此時反應向逆反應方向進行

C.若c點為平衡點，則此時容器內(nèi)的溫度高于

D.:TC時，直線cd上的點均為平衡狀態(tài)

溫度/℃2580230

平衡常數(shù)5X10421.9x10-5

下列說法正確的是()

A.上述生成Ni(CO)Kg)的反應為吸熱反應

C.在80℃時，測得某時刻Ni(CO)4、CO的濃度均為0.5molL,則此時1，正“逆

D.在80c達到平衡時，測得〃(CO)=0.3mol,則Ni(CO)4的平衡濃度為2moiL〉

12、在恒容密閉容器中，由CO合成甲靜：CO(g)+2H2(g)CH30H(g),在其他條件不變

的情況卜研究溫度對反應的影響，實驗結果如圖所示，卜列說法正確的是()

c(CH-QH)

A.平衡常數(shù)犬=

C(CO)C(H2)

B.該反應在71時的平衡常數(shù)比4時的小

C.CO合成甲醇的反應為吸熱反應

D.處于A點的反應體系從力變到公，達到平衡時后曾不增大

13、氮氣是制備含氮化合物的一種重要物質，而含氮化合物的用途廣泛，兩個常見的固氮反

應的平衡常數(shù)的對數(shù)值CgK）與溫度的關系如圖所示：①N2+3H2U2NH3②N2+Ch=2NO；

根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)判斷下列說法正確的是（）

A.反應①和②均為放熱反應

B.升高溫度，反應①的反應速率減小

C.在1000'C時，反應①和反應②體系中N2的濃度一定相等

D.在標準狀況下，利用反應①固氮和利用反應②固氮反應程度相差很大

甲乙丙

n(SO2)/mol0.40.80.8

起始物質的量

n(O2)/mol0.240.240.48

SO2的平衡轉化率/%80ai(X2

A.甲中反應的平衡常數(shù)小于乙B.該溫度下，平衡常數(shù)值為400

C.平衡時，丙中c（S03）是甲中的2倍D.平衡時，甲中（）2的轉化率大于乙中02的轉化率

15、一定溫度下，密閉容器中進行反應：2SO2（g）+O2（g）^^2SO3（g））△H<0o測得v正（SO2）

隨反應時間（t）的變化如圖所示。其中在匕時刻改變了某個條件，下列有關說法正確的是

()

A.ti時平衡常數(shù)Ki小于t3時平衡常數(shù)K2

B.ti時平衡混合氣的Mi>t3時平衡混合氣的M2

C.12時刻改變的條件可能是：升溫或縮小容器體積

D.I,時平衡混合氣中的S03的體積分數(shù)等于13時平衡混合氣中S03的體積分數(shù)

17、恒溫、恒壓下，在一可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應：A(g)+B(g)^C(g)o

(1)若開始時放入ImolA和ImolB,達到平衡后，生.成amolC,這時A的物質的量為moL

⑵若開始時放入3molA和3moiB,達到平衡后，生成C的物質的量為—mol。

(3)若開始時放入xmolA、2molBflImolC,達到平衡后,A和C的物質的量分別是加ol和

3amol,則尸mobmol。平衡時，B的物質的量______(選填一個編號),

A.大于2moiB.等于2moiC.小于2moiD.可能大于、等于或小于2moi

作出此判斷的理由是。

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3moiC,待再次達到平衡后，C的物質的量分數(shù)是。

18、在一定容積的密閉容器中，進行如下化學反應：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其

化學平衡常數(shù)K和溫度r的關系如表：

70080083010001200

K0.60.91.01.72.6

回答下列問題：

(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=o

⑵該反應的正反應為反應(填“吸熱”或“放熱”)&

⑶某溫度下，各物質的平衡濃度符合關系式：3c(CO2)c(H2)=5r(CO)c(H2O),試判斷此

時的溫度為。

(4)若83UC時，向容器中允入1molC。、5molH2O,反應達到平衡后，具化學平衡常

數(shù)K1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。

(5)830°C時，容器中的反應已達到平衡。在其他條件不變的情況下，擴大容器的容積，

平衡移動(填“向正反應方向”“向逆反應方向"或“不

(6)若1200℃時，在某時刻反應體系中C02、出、CO、比0的濃度分別為2moi1一1、

2mol-L1、4mol-L\4mol-L則此時上述反應________________________(填“向正反應

方向進行““向逆反應方向進行”或“處于平衡狀態(tài)")。

19、密閉容器中用Na2co3(S)作固硫劑，同時用一定量氫氣還原輝銅礦(M0S2)的原理是：

MoS2(s)+4H2(g)+2Na2cO3(s)一Mo(s)+2CO(g)+4H2O(gi+2Na2S(s)AH,實驗測得平衡時

的有關變化曲線如圖所示：

H,的