【化学平衡-习题及答案】在化学学习过程中，化学平衡是一个非常重要的知识点，它不仅涉及到反应的可逆性，还与反应条件的变化密切相关。掌握好化学平衡的相关概念和计算方法，对于理解化学反应的方向和限度具有重要意义。
一、化学平衡的基本概念
化学平衡是指在一定条件下，可逆反应中正反应速率与逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度保持不变的状态。此时，虽然宏观上反应停止，但微观上反应仍在进行，只是处于动态平衡状态。
关键点：
- 平衡是动态的；
- 平衡时各物质的浓度不再变化；
- 平衡常数（K）是判断反应方向的重要依据；
- 温度是影响平衡的最主要因素之一。
二、化学平衡的特征
1. 正逆反应速率相等
在平衡状态下，正向反应与逆向反应的速率相同，因此体系中各组分的浓度不再改变。
2. 反应物和生成物共存
平衡时，反应物和生成物同时存在，不能完全转化为产物或反应物。
3. 平衡受外界条件影响
改变温度、浓度、压强等条件，会使平衡发生移动。
4. 平衡常数是定值
在一定温度下，平衡常数是一个固定数值，不随浓度或压强变化而变化。
三、典型习题及解析
题目1：
在密闭容器中，将1 mol CO和1 mol H₂O(g)混合，在高温下发生如下反应：
$$
CO(g) + H_2O(g) \rightleftharpoons CO_2(g) + H_2(g)
$$
当达到平衡时，测得CO的转化率为50%。求该温度下的平衡常数K。
解析：
设CO的转化量为x，则x = 0.5 mol。
根据反应式：
| 物质 | 初始浓度 | 变化量 | 平衡浓度 |
|------|----------|--------|----------|
| CO | 1| -0.5 | 0.5|
| H₂O| 1| -0.5 | 0.5|
| CO₂| 0| +0.5 | 0.5|
| H₂ | 0| +0.5 | 0.5|
则平衡常数为：
$$
K = \frac{[CO_2][H_2]}{[CO][H_2O]} = \frac{(0.5)(0.5)}{(0.5)(0.5)} = 1
$$
答案： K = 1
题目2：
已知某反应的平衡常数K = 0.25，在某一时刻测得各物质的浓度为：[A] = 0.4 M，[B] = 0.2 M，[C] = 0.1 M，试判断该反应是否处于平衡状态，并说明原因。
解析：
假设反应为：
$$
A + B \rightleftharpoons C
$$
计算反应商Q：
$$
Q = \frac{[C]}{[A][B]} = \frac{0.1}{0.4 \times 0.2} = \frac{0.1}{0.08} = 1.25
$$
由于Q > K（1.25 > 0.25），说明此时反应向左进行，系统未达平衡。
答案： 不处于平衡状态，因为反应商Q大于K，反应将向左移动。
四、总结
化学平衡是化学反应动力学与热力学结合的重要内容。通过分析平衡常数、反应商以及外界条件对平衡的影响，可以预测反应的方向和限度。掌握这些知识，有助于解决实际问题，如工业生产中的反应优化、环境化学中的污染物控制等。
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