专题18 化学平衡与平衡常数、转化率【六大题型】-【举一反三】2025年高考化学全程复习讲与练（新高考通用）

专题18 化学平衡与平衡常数、转化率【六大题型】 【新高考通用】 【知识点1 化学平衡状态】 2 【知识点2 化学平衡移动】 4 【知识点3 化学平衡常数及其应用】 6 【知识点4 有关化学平衡的相关计算】 8 【题型1 化学平衡状态的判断】 12 【题型2 外界条件对化学平衡的影响】 14 【题型3 转化率的分析】 16 【题型4 平衡常数及其影响因素】 18 【题型5 平衡常数与转化率相结合的相关计算】 20 【题型6 分压平衡常数的计算】 23 【过关测试】 25 考点要求 真题统计 考情分析 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 2．掌握化学平衡的特征。 3．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 4．了解化学平衡常数(K)的含义。能利用化学平衡常数进行相关计算。 5．能正确计算化学反应的转化率(α)。 2024吉林卷，3分；2024浙江卷，2分 2024浙江卷，2分；2024广东卷，4分 2024湖南卷，3分；2024江苏卷，4分 2024吉林卷，3分；2024浙江卷，3分 2023全囯乙，8分；2023河北卷，3分 2023重庆卷，3分；2023湖南卷，3分 2023重庆卷，3分；2023江苏卷，3分 2023广东卷，4分；2023北京卷，3分 2023湖南卷，3分；2022辽宁卷，3分 2022广东卷，4分；2022天津卷，4分 2022江苏卷，3分；2022河北卷，4分 2022海南卷，2分；2022重庆卷，3分 2022辽宁卷，3分 本专题试题以选择题为主，主要考查化学平衡的建立及化学平衡状态的特征及判断。结合化学反应速率或反应热，考查平衡移动的影响因素，及平衡移动引起的浓度、转化率等的判断，平衡常数及其计算。预测2025年，会依托新的试题情境，考查化学平衡状态及其平衡移动的影响因素、化学平衡常数、转化率的计算等。 【思维导图】 【知识点1 化学平衡状态】 1.可逆反应 (1)“二同”： 下；正、逆反应同时进行。 (2)“一不能”：不能进行到底。 2．化学平衡状态的建立 (1)概念 一定条件下的 中，当正反应速率和逆反应速率相等时，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的状态。 (2)建立 3.化学平衡的特征 （1）逆： 反应； （2）动：化学平衡是一种 平衡， ； （3）等：正反应速率 逆反应速率； （4）定：反应物和生成物的质量或浓度保持 ； （5）变：条件改变，平衡状态可能改变，新条件下建立 的化学平衡。 4．化学平衡状态的判断 （1）判断方法分析 化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 ②各物质的质量或质量分数一定 ③各气体的体积或体积分数一定 ④总体积、总压强、总物质的量一定 正、逆反 应速率之 间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 气体密度(ρ) ①只有气体参加的反应，密度保持不变(恒容密闭容器中) ②m＋n≠p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) ③m＋n＝p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变) 【方法技巧】 1.判断化学平衡状态的两种方法 (1)动态标志：v正＝v逆≠0 ①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 ②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。 (2)静态标志：“变量”不变 在未达到平衡时不断变化、在达到平衡时不再发生变化的各种物理量(如各物质的质量、物质的量或浓度、百分含量、压强、密度或颜色等)，如果不再发生变化，即达到平衡状态。 可简单总结为“正逆相等，变量不变”。 2.规避判断化学平衡状态的两个易错点 (1)化学平衡状态判断“三关注” ①关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器。 ②关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应。 ③关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 (2)不能作为化学平衡状态“标志”的四种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 【知识点2 化学平衡移动】 1．化学平衡移动 (1)原因：反应条件改变引起v正≠v逆。 (2)化学平衡移动方向与化学反应速率的关系 ①v正>v逆时，平衡向 方向移动； ②v正＜v逆时，平衡向 方向移动。 2．化学平衡移动的影响因素 在一定条件下，aA(g)＋bB(g)mC(g)　ΔH<0达到了平衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡影响如下： 条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向 方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向 方向移动 压强(对有气体存在的反应) 反应前后气体分子数改变 增大压强 向气体 的方向移动 减小压强 向气体 的方向移动 反应前后气体分子数不变 改变压强 平衡 温度 升高温度 向 方向移动 　降低温度 向 方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 3.几种特殊情况说明 (1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。 (2)“惰性气体”对化学平衡的影响。 ①恒温、恒容条件： 原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。 ②恒温、恒压条件： 原平衡体系―→ (3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 4．勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强)，平衡将向 的方向移动。 【知识点3 化学平衡常数及其应用】 1.平衡常数的概念 （1）条件：一定温度下一个可逆反应达到化学平衡状态时 （2）叙述： 浓度的系数次幂之积与 浓度的系数次幂之积的比值，叫化学平衡常数 （3）符号：Kc 2.平衡常数的表达式 （1）可逆反应：aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g） （2）表达式：Kc＝（固体和液体不列入平衡常数表达式） （3）平衡常数与书写方式的关系 ①正逆反应平衡常数的关系是：Kc正·Kc逆＝1 ②化学计量数变成n倍，平衡常数变为 倍 ③反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝ ，K3＝ ④反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝ ，K3＝ ⑤反应③＝a×反应①－×反应②，则：△H3＝a － ，K3＝ （4）速率常数和平衡常数的关系 A.基元反应：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g） B.速率方程 ①抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 v正＝k正·ca（A）·cb（B）、v逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 vA正＝k正·ca（A）·cb（B）、vC逆＝k逆·cc（C）·cd（D） C.速率常数和平衡常数的关系 ①抽象化：平衡条件 ，＝＝ ①具体化：平衡条件＝， ＝×＝×Kc 3.平衡常数的意义 （1）对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的 ； （2）平衡常数的数值越大，反应物的转化率 ，说明反应可以进行得越完全。 K值 ＜10－5 10－5～105 ＞105 反应程度 4.平衡常数的影响因素 （1）内因：反应物的 （某一具体反应）。 （2）外因：升高温度，对于放热反应，K值 ；对于吸热反应，K值 。 5.压强平衡常数Kp （1）Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的 替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。 （2）计算技巧： 第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度； 第二步，计算各气体组分的 或 ； 第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝ ； 第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。 6.化学平衡常数的应用 （1）判断、比较可逆反应进行的程度 一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应： K值 正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度 反应物转化率 越大 越小 【特别提醒】K值大小与反应程度的关系 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 （2）判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向 对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，浓度商Qc＝，则将浓度商和平衡常数作比较可判断可逆反应所处的状态。 （3）断可逆反应的热效应 ； ； （4）计算平衡体系中的相关量 根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的 、 、 等。 注意：计算时注意问题 ①平衡量必须为平衡时的浓度 ②等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度 ③恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数 【特别提醒】（1）计算平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，也不能用物质的量。 （2）固体和纯液体的浓度视为恒定常数，不出现在平衡常数表达式中。 如C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，达到平衡后的K＝。 （3）催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会改变平衡常数的大小。 （4）一般K>105时，认为该反应基本进行完全；K<10－5时，一般认为该反应很难进行；而K在10－5～105反应被认为是典型的可逆反应。 【知识点4 有关化学平衡的相关计算】 1.三段式计算模式 2.“三段式”法思维建模 “三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 （1）分析三个量：起始量、变化量、平衡量。 （2）明确三个关系 对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 各转化量之比等于各反应物的 之比。 （3）计算方法：三段式法 化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。 　　　　　　mA(g)＋ nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量(mol/L) a b 0 0 变化量(mol/L) mx nx px qx 平衡量(mol/L) a－mx b－nx px qx 则有①平衡常数：K＝。 ②A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 ④A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑥混合气体的平均密度(混)＝ g·L－1。 ⑦混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。 ⑧生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率＝×100%。 3．化学平衡常数的计算 （1）根据化学平衡常数表达式计算 （2）依据化学方程式计算平衡常数 ①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。 ②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝。 ③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于 。 ④水溶液中进行的反应，必须拆成 再计算平衡常数。 （3）压强平衡常数的计算技巧 第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度； 第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数； 第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)； 第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。 例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。 【答题模板】 计算Kp的两套模板[以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)为例] 模板1：N2(g)　＋　3H2(g)2NH3(g)(平衡时总压为p0) n(始) 1 mol 3 mol 0 Δn 0.5 mol 1.5 mol 1 mol n(平) 0.5 mol 1.5 mol 1 mol p(X) p0 p0 p0 Kp＝ 模板2：刚性反应器中 　 N2(g)＋ 3H2(g) 2NH3(g) p(始) p0 3p0 0 Δp p′ 3p′ 2p′ p(平) p0－p′ 3p0－3p′ 2p′ Kp＝ 4．转化率的分析与计算 （1）平衡转化率的分析与判断方法 反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的转化率分析 ①若反应物起始物质的量之比等于 之比，达到平衡后，它们的转化率相等。 ②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率 ，A的转化率 。 ③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。具体如下： （2）“虚拟路径”法判断化学平衡的移动 ①构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。 ②构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 （3）转化率的计算 转化率(α)＝×100% 【题型1 化学平衡状态的判断】 【例1】在一定温度下，在恒定容积的密闭容器中进行的可逆反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到化学平衡的标志是(　　) A.容器内的总压强不随时间而变化 B.反应速率v(A2)＝v(B2)＝v(AB) C.单位时间内有n mol A2生成的同时就有2n mol AB生成 D.容器内混合气体的密度不随时间而变化 【变式1-1】在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳在恒容密闭容器中发生下列反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)，不可用上述反应中某种物理量来说明该反应已达到平衡状态的是(　　) A.CO的生成速率与CO2的生成速率相等 B.气体密度不再变化 C.CO的质量不变 D.体系的压强不再发生变化 【变式1-2】反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是(　　) A.容器内的温度不再变化 B.容器内的压强不再变化 C.相同时间内，断开H—H键的数目和断开N—H键的数目比为1∶1 D.容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2 【变式1-3】汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_______(填序号)。 【题型2 外界条件对化学平衡的影响】 【例2】某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡： ①2X(g)＋Y(g)Z(s)＋ 2Q(g)　ΔH1＜0 ②M(g)＋N(g)R(g)＋Q(g)　ΔH2＞0 下列叙述错误的是(　　) A.加入适量Z，①和②平衡均不移动 B.通入稀有气体Ar，①平衡正向移动 C.降温时无法判断Q浓度的增减 D.通入Y，则N的浓度增大 【变式2-1】在一密闭容器中，反应aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是(　　) A.平衡向逆反应方向移动 B.a＜c＋d C.物质A的转化率增大 D.物质D的浓度减小 【变式2-2】将5 mL 0.005 mol·L－1FeCl3溶液和5 mL 0.015 mol·L－1 KSCN溶液混合，达到平衡后混合液呈红色。再将混合液分为5等份，分别进行如下实验： 实验①：滴加4滴水，振荡 实验②：滴加4滴饱和FeCl3溶液，振荡 实验③：滴加4滴1 mol·L－1KCl溶液，振荡 实验④：滴加4滴1 mol·L－1KSCN溶液，振荡 实验⑤：滴加4滴6 mol·L－1NaOH溶液，振荡 下列说法不正确的是(　　) A.实验②中溶液颜色比实验①中深 B.对比实验①和③，可证明增加反应物中某些离子的浓度，平衡发生逆向移动 C.对比实验①和④，可证明增加反应物浓度，平衡发生正向移动 D.对比实验①和⑤，可证明减少反应物浓度，平衡发生逆向移动 【变式2-3】某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是(　　) A.增大压强，v正>v逆，平衡常数增大 B.加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大 C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动 D.恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率增大 【题型3 转化率的分析】 【例3】在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L－1。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度为0.30 mol·L－1。下列有关判断正确的是(　　) A.x＋y<z B.平衡向正反应方向移动 C.B的转化率增大 D.C的体积分数减小 【变式3-1】室温下，向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是(　　) A.增大C2H5OH浓度，有利于生成C2H5Br B.若反应物均增大至3 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变 C.为缩短反应达到平衡的时间，将起始温度提高至50 ℃ D.加入NaOH，可增大乙醇的物质的量 【变式3-2】向一容积为2 L的恒容密闭容器里充入1 mol N2和4 mol H2，在一定温度下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。10秒时达到平衡，c(NH3)为0.4 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A.该反应达到平衡时H2的转化率为40% B.降低温度能使混合气体的密度增大 C.向该容器中充入N2，平衡正向移动 D.研发高效催化剂可大大提高NH3的产率 【变式3-3】利用传感技术可以探究压强对2NO2(g)N2O4(g)化学平衡移动的影响。在室温、100 kPa条件下，往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t1、t2时刻迅速移动活塞并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.B点处NO2的转化率为3% B.E点到H点的过程中，NO2的物质的量先增大后减小 C.E、H两点对应的正反应速率大小为vH＞vE D.B、E两点气体的平均相对分子质量大小为MB＜ME 【题型4 平衡常数及其影响因素】 【例4】对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH>0，下列有关说法正确的是(　　) A.平衡常数表达式为K＝ B.恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K不发生变化 C.升高体系温度，平衡常数K减小 D.恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K不发生变化 【变式4-1】已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(　　) A.反应①的平衡常数K1＝ B.反应③的平衡常数K＝ C.对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值 D.对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 【变式4-2】反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生，其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中，反应Ⅲ发生在氧化塔中，不同温度下各反应的化学平衡常数如下表所示。 温度 (K) 化学平衡常数 反应Ⅰ： 4NH3＋5O2===4NO＋6H2O 反应Ⅱ： 4NH3＋3O2===2N2＋6H2O 反应Ⅲ： 2NO＋O2===2NO2 500 1.1×1026 7.0×1034 1.3×102 700 2.1×1019 2.6×1025 1.0 下列说法正确的是(　　) A.使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可增大氧化炉中NO的含量 B.通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ C.通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ D.氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度 【变式4-3】用尿素水解生成的NH3催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)＋O2(g)＋4NO(g)4N2(g)＋6H2O(g)，下列说法正确的是(　　) A.上述反应ΔS<0 B.上述反应平衡常数K＝ C.上述反应中消耗1 mol NH3，转移电子的数目为2×6.02×1023 D.实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小 【题型5 平衡常数与转化率相结合的相关计算】 【例5】羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡： CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)　K＝0.1。反应前CO的物质的量为10 mol，平衡后CO的物质的量为8 mol。下列说法正确的是(　　) A.升高温度，H2S浓度增大，表明该反应是吸热反应 B.通入CO后，正反应速率逐渐增大 C.反应前H2S物质的量为7 mol D.CO的平衡转化率为80% 【变式5-1】已知反应：CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在一定压强下，按w＝向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是(　　) A.图甲中w2＞1 B.图乙中，A线表示逆反应的平衡常数 C.温度为T1、w＝2时，Cl2的转化率为50% D.若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强增大 【变式5-2】在一个容积为2 L的密闭容器中，加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体，一定条件下发生反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)　ΔH＜0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.图中a的值为0.15 B.该反应的平衡常数K＝0.03 C.温度升高，平衡常数K值减小 D.平衡时A2的转化率为62.5% 【变式5-3】工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。 Ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) (1)下列操作中，能提高CH4(g)平衡转化率的是________ (填标号)。 A.增加CH4(g)用量 B.恒温恒压下通入惰性气体 C.移除CO(g) D.加入催化剂 (2)恒温恒压条件下，1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为α，CO2(g)的物质的量为b mol，则反应Ⅰ的平衡常数Kx＝________ (写出含有α、b的计算式；对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Kx＝，x为物质的量分数)。其他条件不变，H2O(g)起始量增加到5 mol，达平衡时，α＝0.90，b＝0.65，平衡体系中H2(g)的物质的量分数为________(结果保留两位有效数字)。 【题型6 分压平衡常数的计算】 【例6】在恒容密闭容器中，加入足量的MoS2和O2，仅发生反应：2MoS2(s)＋7O2(g)2MoO3(s)＋4SO2(g)　ΔH。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示： (1)p1、p2、p3的大小：________________________________。 (2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，则A点平衡常数Kp＝________________(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压＝总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可)。 【变式6-1】SO2与Cl2反应可制得磺酰氯(SO2Cl2)，反应为SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)。按投料比1∶1把SO2与Cl2充入一恒压的密闭容器中发生上述反应，SO2的转化率与温度T的关系如下图所示： 若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的分压平衡常数Kp＝________(用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。 【变式6-2】在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g)，起始压强为0.2 MPa时，发生下列反应生成水煤气： Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH1=+131.4 kJ·mol-1 Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-41.1 kJ·mol-1 反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1 mol。反应Ⅰ的平衡常数Kp=　　　　(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。  【变式6-3】1 200 K时，假定体系内只有反应C40H12(g)C40H10(g)+H2(g)发生，反应过程中压强恒定为p0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp为　　　　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。  【基础题】 1.（2024·辽宁·模拟）在容积为的密闭容器中，充入物质的量均为的和，在一定条件下发生反应：，测得和的浓度随时间变化如图所示。 下列说法正确的是 A．曲线表示的浓度随时间的变化曲线 B． C．内，用D表示的化学反应速率为 D．A和B的平衡转化率相等 2.（2024·广东深圳·模拟预测）氨催化氧化时会发生如下反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   现将、充入1L恒容密闭容器中，在合金催化剂作用下反应模拟“氮催化氧化法”生产NO，相同时间内有关含氮生成物(假设只有两种)物质的量随温度变化曲线如图所示。已知：。 下列说法错误的是 A．由图可知，氨催化氧化生成NO的最佳温度为840℃ B．520℃时，的有效转化率约为33.3% C．对反应Ⅱ，当时，说明反应达到平衡状态 D．840℃后，NO物质的量下降的原因可能是催化剂活性降低 3.（2024·吉林长春·模拟预测）在盛有CuO/Cu2O载氧体的恒容密闭容器中充入空气，发生反应：2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)  ΔH，平衡时O2的体积分数φ(O2)随反应温度T变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．该反应在低温条件下能自发进行 B．在1030℃时加入催化剂，平衡时φ(O2)>21% C．1030℃，当气体密度不再随时间变化而变化时，反应达到了平衡状态 D．985℃达到平衡状态后，充入纯氧，再次达到平衡后，O2浓度不变 4.（2024·广西贵港·模拟预测）中国积极推动技术创新，力争2060年实现碳中和。催化还原的主要反应有： ①   ②   向恒温恒压的密闭容器中通入和进行上述反应。的平衡产率、的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应②在较高温度下才能自发进行 B．若气体平均摩尔质量不再变化，则反应①和②均达到平衡状态 C．任意温度下的平衡转化率： D．平衡时随温度升高先减小后增大 5.（2024·湖南邵阳·三模）汽车尾气净化反应为：、。向密闭容器中充入、，测得和的物质的量浓度与时间关系如图所示。下列说法正确的是 A．当体系中和浓度比不变时达到平衡状态 B．段反应速率 C．上述正反应在任何温度下都能自发进行 D．该温度下，上述反应的逆反应平衡常数 6.（2024·河北邯郸·三模）氨基甲铵（）是化学工业中尿素生产过程的中间产物。向刚性密闭容器中加入一定量，在不同温度下发生反应  ，反应的压强平衡常数（用平衡时气体的分压代替平衡浓度表示的平衡常数）与反应热间存在关系式：（已知：R、C为常数，为热力学温度）。与关系的图像及相关数据如下图所示，判断下列说法正确的是 A．当容器内气体平均相对分子质量不再变化时，说明反应已经达到平衡状态 B．当温度一定时，向平衡后的容器内再加入，再次达到平衡时和的浓度增大 C． D．若实验室利用与合成，则应选择低温环境进行 7.（2024·湖南衡阳·模拟预测）利用可消除污染，反应为。不同温度下，向装有足量的恒容密闭容器中通入，测得的体积分数随时间t变化的曲线如图，下列说法正确的是 A．温度：，平衡常数： B．容器内压强保持恒定时，表明反应达平衡状态 C．反应速率： D．b点时，向容器中再次通入，重新达平衡后， 8.（2025·河北·一模）某温度下，在刚性密闭容器中充入一定量的T(g)，发生反应：①  ②。测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示： 下列说法正确的是 A．反应②达到M点时，正反应速率大于逆反应速率 B．Ⅱ曲线代表P的浓度与时间的变化关系 C．反应①加入催化剂不改变单位时间内T的转化率 D．0~6 min内P的平均化学反应速率 9.（2024·安徽芜湖·模拟预测）在容积为2L的恒容密闭容器中通入2mol，发生反应，一定温度下，测得的转化率随时间的变化如图所示，在60min时反应达到平衡状态。下列说法错误的是 A．a点处的逆反应速率小于b点处的正反应速率 B．0-10min内，的平均反应速率 C．其他条件不变，改为恒压条件下发生反应，平衡时的转化率小于50% D．60min后，保持恒温恒容，再通入2mol NO和1mol，平衡逆向移动，平衡常数不变 10.（2024·河北衡水·模拟预测）向绝热恒容密闭容器中通入一定量与的混合气体，在一定条件下发生反应：，正反应速率随时间变化的曲线如下。不考虑副反应的影响，下列说法正确的是 A．逆反应速率随时间变化的曲线在此时间段内和上图曲线趋势相同 B．NO的分压在a点达到最大 C．在其他条件相同的情况下，若在恒温条件下发生反应，则的平衡转化率减小 D．达到平衡后压缩容器，平衡逆向移动 【提升题】 11.（2024·四川成都·模拟预测）羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，其制备原理为：。该反应在不同温度下达到化学平衡时，的转化率如图所示。下列说法正确的是 A．由方程式可知和CO的转化率相等 B．某温度下，反应体系平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态 C．反应过程中和的分压之和一定保持不变 D．该反应的平衡常数随温度升高而增大 12.（2025·四川·一模）已知：  。不同温度下，向恒容密闭容器中按不同进料比充入和，测得体系达平衡时的(，为体系初始时气体混合物的总物质的量，为体系平衡时气体混合物的总物质的量)随的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A． B．b、c点，的转化率相等 C．时，若，则平衡常数 D．a、b点，a点对应的的物质的量分数更大 13.（2025·云南·模拟预测）一定条件下合成乙烯；已知温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法正确的是 A．平衡常数 B．，催化剂对平衡转化率的影响最大 C．为了提高乙烯单位时间内的产率应尽可能选择低温 D．若投料比，则图中点时，的体积分数约为 14.（2024·辽宁·三模）黄铁矿(主要成分FeS2)在空气中会被缓慢氧化，过程如图所示。下列说法正确的是 A．发生反应a时，每0.2molFeS2被还原，转移2.8mole- B．25℃时，则该温度下d的逆反应平衡常数 C．c发生反应的离子方程式为： D．黄铁矿是工业制备硫酸的必选原料 15.（2024·江西赣州·二模）甲烷水蒸气重整制合成气［ ］是利用甲烷资源的途径之一、其他条件相同时，在不同催化剂(、、)作用下，反应相同时间后，的转化率随反应温度的变化如下图所示。下列说法错误的是 A．该反应 B．平衡常数： C．催化剂催化效率： D．增大压强，增大倍数小于增大倍数 16.（2024·河南新乡·一模）汽车尾气通过三元催化剂高效处理废气，发生反应为。一定温度下，在恒容密闭容器中充入、发生上述反应，测得NO的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是 A．2min时正反应速率大于逆反应速率 B．0～4min内CO的转化率 C．当NO消耗速率等于消耗速率一半时到达8min对应状态 D．2～4min内平均速率 17.（2025·北京·模拟预测）在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：  。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 下列说法不正确的是 A．在实际生产中，通入过量的空气，可提高SO2的转化率 B．450℃、0.1MPa时，投入1mol/L的SO2，5min后反应平衡，则SO2的反应速率为：0.195mol/(L·min) C．高温高压有利于反应的自发进行，所以工业上采取高温高压 D．平衡后，增大压强(改变容器体积)，平衡正向移动 18.（2024·北京·三模）一定温度下，在2个容积均为1L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应： △H＜0，相关数据见下表。 容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol Ⅰ 0.2 0.2 0.1 Ⅱ 0.2 0.2 0.12 下列说法不正确的是 A．T1＞T2 B．达到平衡所需要的时间：Ⅰ＜Ⅱ C．Ⅱ中反应达到平衡时，NO的转化率为60% D．对于Ⅰ，平衡后向容器中再充入0.2mol CO和0.2mol CO2，平衡正向移动 19.（2024·辽宁葫芦岛·二模）一定温度下，在2个容积均为1L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：，相关数据见下表。 容器编号 温度/℃ 起始物质的量 平衡物质的量 Ⅰ 0.2 0.2 0.1 Ⅱ 0.2 0.2 0.12 下列说法不正确的是 A．若；则 B．Ⅰ中反应达到平衡时，的转化率为50% C．条件下的平衡常数为5 D．对于Ⅱ，平衡后向容器中再充入0.2和0.2平衡逆向移动 20.（2024·北京·三模）在恒温恒容密闭容器中充入一定量，发生如下反应： 反应②和③的反应速率分别满足和，其中、分别为反应②和③的速率常数，反应③的活化能大于反应②。测得的浓度随时间的变化如下表。 0 1 2 3 4 5 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 下列说法正确的是 A．0~2min内，W的平均反应速率为 B．若增大容器容积，平衡时Z的产率增大 C．若，平衡时 D．若升高温度，平衡时减小 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题18 化学平衡与平衡常数、转化率【六大题型】 【新高考通用】 【知识点1 化学平衡状态】 2 【知识点2 化学平衡移动】 4 【知识点3 化学平衡常数及其应用】 6 【知识点4 有关化学平衡的相关计算】 8 【题型1 化学平衡状态的判断】 12 【题型2 外界条件对化学平衡的影响】 14 【题型3 转化率的分析】 16 【题型4 平衡常数及其影响因素】 18 【题型5 平衡常数与转化率相结合的相关计算】 20 【题型6 分压平衡常数的计算】 23 【过关测试】 25 考点要求 真题统计 考情分析 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 2．掌握化学平衡的特征。 3．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 4．了解化学平衡常数(K)的含义。能利用化学平衡常数进行相关计算。 5．能正确计算化学反应的转化率(α)。 2024吉林卷，3分；2024浙江卷，2分 2024浙江卷，2分；2024广东卷，4分 2024湖南卷，3分；2024江苏卷，4分 2024吉林卷，3分；2024浙江卷，3分 2023全囯乙，8分；2023河北卷，3分 2023重庆卷，3分；2023湖南卷，3分 2023重庆卷，3分；2023江苏卷，3分 2023广东卷，4分；2023北京卷，3分 2023湖南卷，3分；2022辽宁卷，3分 2022广东卷，4分；2022天津卷，4分 2022江苏卷，3分；2022河北卷，4分 2022海南卷，2分；2022重庆卷，3分 2022辽宁卷，3分 本专题试题以选择题为主，主要考查化学平衡的建立及化学平衡状态的特征及判断。结合化学反应速率或反应热，考查平衡移动的影响因素，及平衡移动引起的浓度、转化率等的判断，平衡常数及其计算。预测2025年，会依托新的试题情境，考查化学平衡状态及其平衡移动的影响因素、化学平衡常数、转化率的计算等。 【思维导图】 【知识点1 化学平衡状态】 1.可逆反应 (1)“二同”：同一条件下；正、逆反应同时进行。 (2)“一不能”：不能进行到底。 2．化学平衡状态的建立 (1)概念 一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等时，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的状态。 (2)建立 3.化学平衡的特征 （1）逆：可逆反应； （2）动：化学平衡是一种动态平衡，v（正）=v（逆）≠0； （3）等：正反应速率=逆反应速率； （4）定：反应物和生成物的质量或浓度保持不变； （5）变：条件改变，平衡状态可能改变，新条件下建立新的化学平衡。 4．化学平衡状态的判断 （1）判断方法分析 化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反 应速率之 间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体密度(ρ) ①只有气体参加的反应，密度保持不变(恒容密闭容器中) 不一定平衡 ②m＋n≠p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 平衡 ③m＋n＝p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变) 平衡 【方法技巧】 1.判断化学平衡状态的两种方法 (1)动态标志：v正＝v逆≠0 ①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 ②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。 (2)静态标志：“变量”不变 在未达到平衡时不断变化、在达到平衡时不再发生变化的各种物理量(如各物质的质量、物质的量或浓度、百分含量、压强、密度或颜色等)，如果不再发生变化，即达到平衡状态。 可简单总结为“正逆相等，变量不变”。 2.规避判断化学平衡状态的两个易错点 (1)化学平衡状态判断“三关注” ①关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器。 ②关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应。 ③关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 (2)不能作为化学平衡状态“标志”的四种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 【知识点2 化学平衡移动】 1．化学平衡移动 (1)原因：反应条件改变引起v正≠v逆。 (2)化学平衡移动方向与化学反应速率的关系 ①v正>v逆时，平衡向正反应方向移动； ②v正＜v逆时，平衡向逆反应方向移动。 2．化学平衡移动的影响因素 在一定条件下，aA(g)＋bB(g)mC(g)　ΔH<0达到了平衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡影响如下： 条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体存在的反应) 反应前后气体分子数改变 增大压强 向气体体积减小的方向移动 减小压强 向气体体积增大的方向移动 反应前后气体分子数不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 　降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 3.几种特殊情况说明 (1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。 (2)“惰性气体”对化学平衡的影响。 ①恒温、恒容条件： 原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。 ②恒温、恒压条件： 原平衡体系―→ (3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 4．勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强)，平衡将向减弱这种改变的方向移动。 【知识点3 化学平衡常数及其应用】 1.平衡常数的概念 （1）条件：一定温度下一个可逆反应达到化学平衡状态时 （2）叙述：生成物浓度的系数次幂之积与反应物浓度的系数次幂之积的比值，叫化学平衡常数 （3）符号：Kc 2.平衡常数的表达式 （1）可逆反应：aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g） （2）表达式：Kc＝（固体和液体不列入平衡常数表达式） （3）平衡常数与书写方式的关系 ①正逆反应平衡常数的关系是：Kc正·Kc逆＝1 ②化学计量数变成n倍，平衡常数变为n次方倍 ③反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝△H1+△H2，K3＝K1·K2 ④反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝△H1－△H2，K3＝ ⑤反应③＝a×反应①－×反应②，则：△H3＝a△H1－△H2，K3＝ （4）速率常数和平衡常数的关系 A.基元反应：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g） B.速率方程 ①抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 v正＝k正·ca（A）·cb（B）、v逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 vA正＝k正·ca（A）·cb（B）、vC逆＝k逆·cc（C）·cd（D） C.速率常数和平衡常数的关系 ①抽象化：平衡条件v正＝v逆，＝＝Kc ①具体化：平衡条件＝， ＝×＝×Kc 3.平衡常数的意义 （1）对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度； （2）平衡常数的数值越大，反应物的转化率越大，说明反应可以进行得越完全。 K值 ＜10－5 10－5～105 ＞105 反应程度 很难进行 反应可逆 进行完全 4.平衡常数的影响因素 （1）内因：反应物的本身性质（某一具体反应）。 （2）外因：升高温度，对于放热反应，K值减小；对于吸热反应，K值增大。 5.压强平衡常数Kp （1）Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。 （2）计算技巧： 第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度； 第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数； 第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)； 第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。 6.化学平衡常数的应用 （1）判断、比较可逆反应进行的程度 一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应： K值 正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度 反应物转化率 越大 越大 越大 越小 越高 越小 越小 越小 越大 越低 【特别提醒】K值大小与反应程度的关系 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 （2）判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向 对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，浓度商Qc＝，则将浓度商和平衡常数作比较可判断可逆反应所处的状态。 （3）断可逆反应的热效应 ； ； （4）计算平衡体系中的相关量 根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的浓度、转化率、反应速率等。 注意：计算时注意问题 ①平衡量必须为平衡时的浓度 ②等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度 ③恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数 【特别提醒】（1）计算平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，也不能用物质的量。 （2）固体和纯液体的浓度视为恒定常数，不出现在平衡常数表达式中。 如C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，达到平衡后的K＝。 （3）催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会改变平衡常数的大小。 （4）一般K>105时，认为该反应基本进行完全；K<10－5时，一般认为该反应很难进行；而K在10－5～105反应被认为是典型的可逆反应。 【知识点4 有关化学平衡的相关计算】 1.三段式计算模式 2.“三段式”法思维建模 “三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 （1）分析三个量：起始量、变化量、平衡量。 （2）明确三个关系 对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 （3）计算方法：三段式法 化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。 　　　　　　mA(g)＋ nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量(mol/L) a b 0 0 变化量(mol/L) mx nx px qx 平衡量(mol/L) a－mx b－nx px qx 则有①平衡常数：K＝。 ②A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 ④A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑥混合气体的平均密度(混)＝ g·L－1。 ⑦混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。 ⑧生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率＝×100%。 3．化学平衡常数的计算 （1）根据化学平衡常数表达式计算 （2）依据化学方程式计算平衡常数 ①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。 ②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝。 ③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。 ④水溶液中进行的反应，必须拆成离子方程式再计算平衡常数。 （3）压强平衡常数的计算技巧 第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度； 第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数； 第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)； 第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。 例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。 【答题模板】 计算Kp的两套模板[以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)为例] 模板1：N2(g)　＋　3H2(g)2NH3(g)(平衡时总压为p0) n(始) 1 mol 3 mol 0 Δn 0.5 mol 1.5 mol 1 mol n(平) 0.5 mol 1.5 mol 1 mol p(X) p0 p0 p0 Kp＝ 模板2：刚性反应器中 　 N2(g)＋ 3H2(g) 2NH3(g) p(始) p0 3p0 0 Δp p′ 3p′ 2p′ p(平) p0－p′ 3p0－3p′ 2p′ Kp＝ 4．转化率的分析与计算 （1）平衡转化率的分析与判断方法 反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的转化率分析 ①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。 ②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。 ③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。具体如下： （2）“虚拟路径”法判断化学平衡的移动 ①构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。 ②构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 （3）转化率的计算 转化率(α)＝×100% 【题型1 化学平衡状态的判断】 【例1】在一定温度下，在恒定容积的密闭容器中进行的可逆反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到化学平衡的标志是(　　) A.容器内的总压强不随时间而变化 B.反应速率v(A2)＝v(B2)＝v(AB) C.单位时间内有n mol A2生成的同时就有2n mol AB生成 D.容器内混合气体的密度不随时间而变化 【答案】C 【解析】A项，该反应反应前后气体的化学计量数之和相等，因此压强不是变量，根据分析，压强不变不能判断是否达到平衡状态，A不符合题意；B项，化学反应中，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，因此v(A2)∶v(B2)∶v(AB)＝1∶1∶2，v(A2)＝v(B2)＝v(AB)，与反应是否平衡无关，B不符合题意；C项，单位时间内生成n mol A2同时生成2n mol AB，说明v正＝v逆，可以判定反应达到平衡状态，C符合题意；D项，反应前后质量守恒，因此m不变，容积恒定，因此V不变，根据ρ＝，ρ为定值，不能判定反应是否平衡，D不符合题意。 【变式1-1】在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳在恒容密闭容器中发生下列反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)，不可用上述反应中某种物理量来说明该反应已达到平衡状态的是(　　) A.CO的生成速率与CO2的生成速率相等 B.气体密度不再变化 C.CO的质量不变 D.体系的压强不再发生变化 【答案】D 【解析】A项，CO的生成速率为逆反应速率，CO2的生成速率为正反应速率，且CO、CO2的化学计量数相等，则v正(CO2)＝v逆(CO)，达到化学平衡；B项，ρ＝，当m(气体)不变时，反应即达到平衡；C项，m(CO)不变，则n(CO)不变，反应达到平衡；D项，该反应是气体体积不变的反应，反应任意时刻，体系的压强均相同，所以压强不变不能作为达到平衡的标志。 【变式1-2】反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是(　　) A.容器内的温度不再变化 B.容器内的压强不再变化 C.相同时间内，断开H—H键的数目和断开N—H键的数目比为1∶1 D.容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2 【答案】A 【解析】已知反应为放热反应，当容器内的温度不变时，平衡不再移动，达到平衡状态，A项符合题意；反应在恒压条件下进行，反应前后压强均不变，不能判断是否达到平衡状态，B项不符合题意；当浓度为1∶3∶2时，无法证明正逆反应速率相等，即无法判定是否达到平衡状态，D项不符合题意。 【变式1-3】汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_______(填序号)。 【答案】②④⑤ 【解析】①达到平衡时，v正应保持不变；②由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小，当K不变时，温度不变，达到平衡状态；③图中达到平衡时，CO、CO2的改变量不是1∶1；④w(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变；⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化；⑥ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。 【题型2 外界条件对化学平衡的影响】 【例2】某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡： ①2X(g)＋Y(g)Z(s)＋ 2Q(g)　ΔH1＜0 ②M(g)＋N(g)R(g)＋Q(g)　ΔH2＞0 下列叙述错误的是(　　) A.加入适量Z，①和②平衡均不移动 B.通入稀有气体Ar，①平衡正向移动 C.降温时无法判断Q浓度的增减 D.通入Y，则N的浓度增大 【答案】B 【解析】A.Z为固体，加入适量Z不影响反应①的平衡移动，而反应②与Z无关，故加入Z也不影响反应②的平衡移动，A正确；B.通入稀有气体Ar，由于容器体积不变，故气体浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B错误；C.温度降低，反应①正向进行，反应②逆向进行，但两个反应中反应物的起始浓度未知，故无法判断Q浓度的增减，C正确；D.通入气体Y，反应①平衡正向移动，Q的浓度增大，导致反应②平衡逆向进行，则N的浓度增大，D正确。 【变式2-1】在一密闭容器中，反应aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是(　　) A.平衡向逆反应方向移动 B.a＜c＋d C.物质A的转化率增大 D.物质D的浓度减小 【答案】C 【解析】容器缩小为原来的一半，若平衡不移动，则A的浓度应变为原来的2倍，说明平衡正向移动，A的转化率增大。 【变式2-2】将5 mL 0.005 mol·L－1FeCl3溶液和5 mL 0.015 mol·L－1 KSCN溶液混合，达到平衡后混合液呈红色。再将混合液分为5等份，分别进行如下实验： 实验①：滴加4滴水，振荡 实验②：滴加4滴饱和FeCl3溶液，振荡 实验③：滴加4滴1 mol·L－1KCl溶液，振荡 实验④：滴加4滴1 mol·L－1KSCN溶液，振荡 实验⑤：滴加4滴6 mol·L－1NaOH溶液，振荡 下列说法不正确的是(　　) A.实验②中溶液颜色比实验①中深 B.对比实验①和③，可证明增加反应物中某些离子的浓度，平衡发生逆向移动 C.对比实验①和④，可证明增加反应物浓度，平衡发生正向移动 D.对比实验①和⑤，可证明减少反应物浓度，平衡发生逆向移动 【答案】B 【解析】对比实验①和②，FeCl3浓度增加，平衡正向移动，实验②中溶液颜色比实验①中深，故A正确；对比实验①和③，KCl实际不参加反应，且溶液总体积变大，浓度减小，不能证明增加反应物浓度，平衡逆向移动，故B错误；对比实验①和④，KSCN浓度增大，则证明增加反应物浓度，平衡正向移动，故C正确；对比实验①和⑤，加NaOH可降低铁离子浓度，证明减少反应物浓度，平衡逆向移动，故D正确；故选B。 【变式2-3】某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是(　　) A.增大压强，v正>v逆，平衡常数增大 B.加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大 C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动 D.恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率增大 【答案】C 【解析】A.该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应的，故v正> v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；B.催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；D.恒容下，充入一定量的CH2===CH2 (g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2===CH2 (g)的平衡转化率减小，D不正确。 【题型3 转化率的分析】 【例3】在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L－1。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度为0.30 mol·L－1。下列有关判断正确的是(　　) A.x＋y<z B.平衡向正反应方向移动 C.B的转化率增大 D.C的体积分数减小 【答案】D 【解析】容积扩大2倍，若不移动时c(A)＝0.25 mol·L－1，但达平衡为0.30 mol·L－1>0.25 mol·L－1，说明减小压强，平衡向逆反应方向移动，故x＋y>z，B转化率减小，C的体积分数减小，D项正确。 【变式3-1】室温下，向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是(　　) A.增大C2H5OH浓度，有利于生成C2H5Br B.若反应物均增大至3 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变 C.为缩短反应达到平衡的时间，将起始温度提高至50 ℃ D.加入NaOH，可增大乙醇的物质的量 【答案】C 【解析】增大C2H5OH浓度，平衡正向移动，有利于生成C2H5Br，A正确；当投料比与化学计量系数之比相等时，各物质的转化率相等，原投料比1∶1等于化学计量系数之比，则C2H5OH和HBr的转化率之比等于1∶1，将反应物均增大至3 mol，投料比不变，转化率之比不变，B正确；温度升高至50 ℃，C2H5Br气化，平衡正向移动，反应趋于完全，不再存在平衡，C错误；加入NaOH，与HBr反应，平衡逆向移动，乙醇的物质的量增大，D正确。 【变式3-2】向一容积为2 L的恒容密闭容器里充入1 mol N2和4 mol H2，在一定温度下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。10秒时达到平衡，c(NH3)为0.4 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A.该反应达到平衡时H2的转化率为40% B.降低温度能使混合气体的密度增大 C.向该容器中充入N2，平衡正向移动 D.研发高效催化剂可大大提高NH3的产率 【答案】C 【解析】A项，根据题中数据可知，NH3的生成量为0.8 mol，则H2的减少量为1.2 mol，α(H2)＝1.2÷4×100%＝30%，错误；B项，降温，平衡正向移动，但气体总质量不变，容器体积不变，则密度不变，错误；C项，体积不变，充入N2，c(N2)增大，平衡正向移动，正确；D项，催化剂不能使平衡发生移动，因此各物质的转化率不变、产率不变，错误。 【变式3-3】利用传感技术可以探究压强对2NO2(g)N2O4(g)化学平衡移动的影响。在室温、100 kPa条件下，往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t1、t2时刻迅速移动活塞并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.B点处NO2的转化率为3% B.E点到H点的过程中，NO2的物质的量先增大后减小 C.E、H两点对应的正反应速率大小为vH＞vE D.B、E两点气体的平均相对分子质量大小为MB＜ME 【答案】C 【解析】A.由图可知B点处压强为97 kPa，设起始二氧化氮为1 mol，转化率为α，由题意建立如下三段式： 由＝可得＝，解得α＝0.06，即二氧化氮的转化率为6%，故A错误；B.由图可知，t2时刻移动了活塞，压强迅速增大，说明迅速移动活塞使针筒体积减小，并保持活塞位置不变后，体系因体积减小而压强增大，平衡向生成四氧化二氮的方向移动，则E点到H点的过程中，二氧化氮的物质的量是一个减小过程，故B错误；C.对于有气体参加的反应，压强越大反应速率越大，由图可知，H点压强大于E点，则反应速率vH＞vE，故C正确；D.由图可知，B到E的过程为压强减小的过程，减小压强平衡向生成二氧化氮的方向移动，气体的物质的量增大，由质量守恒定律可知气体质量不变，则混合气体的平均相对分子质量减小，即MB＞ME，故D错误。 【题型4 平衡常数及其影响因素】 【例4】对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH>0，下列有关说法正确的是(　　) A.平衡常数表达式为K＝ B.恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K不发生变化 C.升高体系温度，平衡常数K减小 D.恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K不发生变化 【答案】D 【解析】固态物质浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式，A项错误；增大压强，平衡逆向移动，B项错误；升温，该反应正向进行，K增大，C项错误；恒压条件下，通入氦气，平衡向气体体积增大的方向移动，即平衡正向移动，K只与温度有关，温度不变，K不发生变化，D项正确。 【变式4-1】已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(　　) A.反应①的平衡常数K1＝ B.反应③的平衡常数K＝ C.对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值 D.对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 【答案】B 【解析】在书写平衡常数表达式时，纯固体不能出现在平衡常数表达式中，A错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K＝，B正确；对于反应③，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH<0，C错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。 【变式4-2】反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生，其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中，反应Ⅲ发生在氧化塔中，不同温度下各反应的化学平衡常数如下表所示。 温度 (K) 化学平衡常数 反应Ⅰ： 4NH3＋5O2===4NO＋6H2O 反应Ⅱ： 4NH3＋3O2===2N2＋6H2O 反应Ⅲ： 2NO＋O2===2NO2 500 1.1×1026 7.0×1034 1.3×102 700 2.1×1019 2.6×1025 1.0 下列说法正确的是(　　) A.使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可增大氧化炉中NO的含量 B.通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ C.通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ D.氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度 【答案】A 【解析】使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可促进反应Ⅰ的发生，增大氧化炉中NO的含量，故A正确；升高温度，反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数均减小，则正反应均为放热反应，无法通过改变氧化炉的温度达到促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ的效果，故B错误；反应Ⅰ和反应Ⅱ的正反应均为气体分子数增大的反应，无法通过改变氧化炉的压强达到促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ的效果，故C错误；反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ正反应均为放热反应，所以氧化炉出气在进入氧化塔前应降低温度，故D错误。 【变式4-3】用尿素水解生成的NH3催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)＋O2(g)＋4NO(g)4N2(g)＋6H2O(g)，下列说法正确的是(　　) A.上述反应ΔS<0 B.上述反应平衡常数K＝ C.上述反应中消耗1 mol NH3，转移电子的数目为2×6.02×1023 D.实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小 【答案】B 【解析】A.由方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即熵增的反应，反应ΔS＞0，错误；B.由方程式可知，反应平衡常数K＝，正确；C.由方程式可知，反应每消耗4 mol 氨气，转移12 mol 电子，则反应中消耗1 mol氨气转移电子的数目为3×4××6.02×1023＝3×6.02×1023，错误；D.实际应用中，加入尿素的量过多，导致尿素水解生成的氨气过量，柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度增大，错误。 【题型5 平衡常数与转化率相结合的相关计算】 【例5】羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡： CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)　K＝0.1。反应前CO的物质的量为10 mol，平衡后CO的物质的量为8 mol。下列说法正确的是(　　) A.升高温度，H2S浓度增大，表明该反应是吸热反应 B.通入CO后，正反应速率逐渐增大 C.反应前H2S物质的量为7 mol D.CO的平衡转化率为80% 【答案】C 【解析】A项，升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，错误；B项，通入CO气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，向正反应方向建立新的平衡，正反应速率逐渐减小，错误；C项，设反应前H2S的物质的量为n mol，容器的容积为V L，则 K＝＝0.1，解得n＝7，正确；D项，根据上述计算可知CO的转化率为20%，错误。 【变式5-1】已知反应：CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在一定压强下，按w＝向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是(　　) A.图甲中w2＞1 B.图乙中，A线表示逆反应的平衡常数 C.温度为T1、w＝2时，Cl2的转化率为50% D.若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强增大 【答案】C 【解析】根据题中信息可知，增大n(Cl2)，w增大，平衡正向移动，丙烯的体积分数(φ)减小，故w2＞1，A项正确；根据图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，则升高温度，正反应的平衡常数减小，逆反应的平衡常数增大，图乙中A线表示逆反应的平衡常数，B项正确；由图乙知，温度为T1时，正、逆反应的平衡常数相等，又因两者互为倒数，则平衡常数K＝1，当w＝2时，设CH2===CHCH3和Cl2的物质的量分别为a mol、2a mol，参加反应的Cl2的物质的量为b mol，利用三段式可列关系式＝1，解得＝，则Cl2的转化率约为33.3%，C项错误；该反应为反应前后气体体积不变的放热反应，反应向正反应方向进行，体系温度升高，气体膨胀，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，D项正确。 【变式5-2】在一个容积为2 L的密闭容器中，加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体，一定条件下发生反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)　ΔH＜0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.图中a的值为0.15 B.该反应的平衡常数K＝0.03 C.温度升高，平衡常数K值减小 D.平衡时A2的转化率为62.5% 【答案】B 【解析】根据图像和已知信息可得： 则有a＝0.4－0.25＝0.15，A正确；该反应的平衡常数K＝≈33.33，B错误；该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，K值减小，C正确；平衡时A2的转化率为×100%＝62.5%，D正确。 【变式5-3】工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。 Ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) (1)下列操作中，能提高CH4(g)平衡转化率的是________ (填标号)。 A.增加CH4(g)用量 B.恒温恒压下通入惰性气体 C.移除CO(g) D.加入催化剂 (2)恒温恒压条件下，1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为α，CO2(g)的物质的量为b mol，则反应Ⅰ的平衡常数Kx＝________ (写出含有α、b的计算式；对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Kx＝，x为物质的量分数)。其他条件不变，H2O(g)起始量增加到5 mol，达平衡时，α＝0.90，b＝0.65，平衡体系中H2(g)的物质的量分数为________(结果保留两位有效数字)。 【答案】(1)BC (2)　 0.43 【解析】(1)A.增加CH4 (g)用量可以提高H2O(g)的转化率，但是CH4(g)平衡转化率减小，A不符合题意；B.恒温恒压下通入惰性气体，相当于减小体系压强，反应混合物中各组分的浓度减小，反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH4(g)平衡转化率，B符合题意；C.移除CO(g)，减小了反应混合物中CO(g)的浓度，反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH4(g)平衡转化率，C符合题意；D.加入催化剂不能改变平衡状态，故不能提高CH4(g)平衡转化率，D不符合题意；综上所述，上述操作中，能提高CH4(g)平衡转化率的是BC；(2)恒温恒压条件下，1 mol CH4 (g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时，CH4 (g)的转化率为α，CO2 (g)的物质的量为b mol，则转化的CH4 (g)为α mol，剩余的CH4 (g)为(1－α) mol，根据C元素守恒可知，CO(g)的物质的量为(α－b) mol，根据H和O守恒可知，H2O(g)的物质的量为(1－α－b) mol，H2(g)的物质的量为(3α＋b) mol，则反应混合物的总物质的量为(2α＋2) mol，平衡混合物中，CH4(g)、H2O(g)、 CO(g)、H2(g)的物质的量分数分别为、、、，因此，反应Ⅰ的平衡常数Kx＝＝；其他条件不变，H2O(g)起始量增加到5 mol，达平衡时，α＝0.90，b＝0.65，则平衡时，CH4 (g)为0.1 mol，根据C元素守恒可知，CO(g)的物质的量为0.25 mol，，根据H和O守恒可知，H2O(g)的物质的量为(5－0.90－0.65) mol＝3.45 mol，H2(g)的物质的量为(3α＋b) mol＝3.35 mol，平衡混合物的总物质的量为(2α＋6) mol＝7.8 mol，平衡体系中H2(g)的物质的量分数为≈0.43。 【题型6 分压平衡常数的计算】 【例6】在恒容密闭容器中，加入足量的MoS2和O2，仅发生反应：2MoS2(s)＋7O2(g)2MoO3(s)＋4SO2(g)　ΔH。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示： (1)p1、p2、p3的大小：________________________________。 (2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，则A点平衡常数Kp＝________________(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压＝总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可)。 【答案】(1)p1＞p2＞p3　(2)(kPa)－3 【解析】(1)该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强平衡正向移动，氧气转化率增大，所以压强：p1＞p2＞p3。(2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，A点氧气转化率为50%，则A点n(O2)＝7.0 mol×(1－50%)＝3.5 mol，生成n(SO2)＝×4 ＝2 mol，恒温恒容条件下气体压强之比等于物质的量之比，所以A点压强为×7.0 kPa＝5.5 kPa，p(O2)＝×5.5 kPa＝3.5 kPa，p(SO2)＝(5.5－3.5)kPa＝2 kPa，则A点平衡常数Kp＝＝(kPa)－3。 【变式6-1】SO2与Cl2反应可制得磺酰氯(SO2Cl2)，反应为SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)。按投料比1∶1把SO2与Cl2充入一恒压的密闭容器中发生上述反应，SO2的转化率与温度T的关系如下图所示： 若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的分压平衡常数Kp＝________(用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。 【答案】 【解析】据图可知M点SO2的转化率为50%，不妨设初始投料为2 mol SO2和2 mol Cl2，则列三段式有 相同条件下气体压强之比等于物质的量之比，所以p(SO2)＝p(Cl2)＝p(SO2Cl2)＝ p，所以Kp＝＝。 【变式6-2】在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g)，起始压强为0.2 MPa时，发生下列反应生成水煤气： Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH1=+131.4 kJ·mol-1 Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-41.1 kJ·mol-1 反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1 mol。反应Ⅰ的平衡常数Kp=　　　　(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。  【解析】由H原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为0.5 mol，CO的物质的量为0.1 mol，CO2的物质的量为0.2 mol，水的物质的量为0.5 mol，则平衡时气体的总物质的量为0.5 mol+0.1 mol+0.2 mol+0.5 mol=1.3 mol，在同温同体积条件下，气体的总压之比等于气体的总物质的量之比，则平衡体系的总压为0.2 MPa ×1.3=0.26 MPa，反应Ⅰ[C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)]的平衡常数Kp=×p总=×0.26 MPa=0.02 MPa。 【答案】0.02 MPa 【变式6-3】1 200 K时，假定体系内只有反应C40H12(g)C40H10(g)+H2(g)发生，反应过程中压强恒定为p0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp为　　　　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。  【解析】1200 K时，假定体系内只有反应C40H12(g)C40H10(g)+H2(g)发生，反应过程中压强恒定为p0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，设起始量为1 mol，则根据信息列出下式： 　　　 　　　C40H12(g)C40H10(g)+H2(g) 起始量(mol) 　 1 　　　0 　　　0 变化量(mol) 　 α 　　 α 　　　α 平衡量(mol) 　 1-α 　　　α 　　　α 则p(C40H12)=p0×，p(C40H10)=p0×，p(H2)=p0×，该反应的平衡常数Kp==。 【答案】 【基础题】 1.（2024·辽宁·模拟）在容积为的密闭容器中，充入物质的量均为的和，在一定条件下发生反应：，测得和的浓度随时间变化如图所示。 下列说法正确的是 A．曲线表示的浓度随时间的变化曲线 B． C．内，用D表示的化学反应速率为 D．A和B的平衡转化率相等 【答案】C 【分析】在容积为的密闭容器中，充入物质的量均为的和，在一定条件下发生反应：，曲线III代表，浓度的变化量与化学计量系数成正比，因此曲线I、II分别表示、的浓度随时间的变化曲线。 【解析】A．浓度的变化量与化学计量系数成正比，因此曲线I、II分别表示的浓度随时间的变化曲线，A错误； B．的起始浓度均为，容器的容积为，因此，B错误； C．由图可知，内，用D表示的化学反应速率为v(D)=v(C)= ，C正确； D．A和B的初始浓度相等，浓度变化量之比为，平衡转化率不相等，D错误； 故选C。 2.（2024·广东深圳·模拟预测）氨催化氧化时会发生如下反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   现将、充入1L恒容密闭容器中，在合金催化剂作用下反应模拟“氮催化氧化法”生产NO，相同时间内有关含氮生成物(假设只有两种)物质的量随温度变化曲线如图所示。已知：。 下列说法错误的是 A．由图可知，氨催化氧化生成NO的最佳温度为840℃ B．520℃时，的有效转化率约为33.3% C．对反应Ⅱ，当时，说明反应达到平衡状态 D．840℃后，NO物质的量下降的原因可能是催化剂活性降低 【答案】C 【解析】A．840℃时一氧化氮的产率最高副产物氮气产率最低，则工业用氨催化氧化制备HNO3，选择的最佳温度是840℃，A正确； B．由图知520C时，生成氮气和一氧化氮的物质的量均为0.2mol，则反应Ⅱ消耗的氨气的物质的量为0.4mol，反应Ⅰ消耗的氨气的物质的量为0.2mol，NH3的有效转化率为×100%≈33.3%，B正确； C．对反应Ⅱ，当3v正(NH3)=2v逆(H2O)时，说明反应达到平衡状态，C错误； D．840℃后，NO的物质的量下降，可能是催化剂活性降低，反应速率减小，相同时间内产生NO的物质的量下降，D正确； 故答案选C。 3.（2024·吉林长春·模拟预测）在盛有CuO/Cu2O载氧体的恒容密闭容器中充入空气，发生反应：2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)  ΔH，平衡时O2的体积分数φ(O2)随反应温度T变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．该反应在低温条件下能自发进行 B．在1030℃时加入催化剂，平衡时φ(O2)>21% C．1030℃，当气体密度不再随时间变化而变化时，反应达到了平衡状态 D．985℃达到平衡状态后，充入纯氧，再次达到平衡后，O2浓度不变 【答案】B 【解析】A．升高温度，氧气含量增加，平衡逆向移动，则为放热反应，且反应为熵减的反应，根据可以自发可知，该反应在低温条件下能自发进行，A正确； B．催化剂通常能加快反应但不影响平衡的移动，不改变氧气含量，B错误； C．恒容密闭容器中，气体体积不变，气体的质量逐渐减少，所以密度一直在减小，当密度不变时，反应达到了平衡状态，C正确； D．985℃达到平衡状态后，充入纯氧不影响平衡常数，，则再次达到平衡后，，φ(O2)=10%，，O2浓度不变，D正确； 故选B。 4.（2024·广西贵港·模拟预测）中国积极推动技术创新，力争2060年实现碳中和。催化还原的主要反应有： ①   ②   向恒温恒压的密闭容器中通入和进行上述反应。的平衡产率、的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应②在较高温度下才能自发进行 B．若气体平均摩尔质量不再变化，则反应①和②均达到平衡状态 C．任意温度下的平衡转化率： D．平衡时随温度升高先减小后增大 【答案】A 【解析】A．由图像信息可知，随着温度的升高的平衡产率减小，即升高温度反应②平衡逆向移动，故反应②的，又因为该反应是气体分子数减少的反应，，故该反应在较低的温度下能自发进行，A错误； B．由题干信息可知，反应物质全部为气体，其中反应②为非等体积反应，故若气体平均摩尔质量不再变化，则反应①和②均达到平衡状态，B正确； C．由题干方程式可知，若只发生反应②，则和的平衡转化率相等，若只发生反应①，则的平衡转化率小于的，现同时发生反应①和反应②，故任一温度下的平衡转化率：，C正确； D．由题干图像信息可知，的平衡产率随温度的升高一直在减小，而的平衡转化率先减小后增大，说明温度较低时以反应②为主，随着温度升高平衡逆向移动，的物质的量减小，而温度较高时，以反应①为主，温度升高平衡正向移动，的物质的量增大，即平衡时随温度升高先减小后增大，D正确； 故选A。 5.（2024·湖南邵阳·三模）汽车尾气净化反应为：、。向密闭容器中充入、，测得和的物质的量浓度与时间关系如图所示。下列说法正确的是 A．当体系中和浓度比不变时达到平衡状态 B．段反应速率 C．上述正反应在任何温度下都能自发进行 D．该温度下，上述反应的逆反应平衡常数 【答案】D 【解析】A．向密闭容器中充入、，发生反应：，反应过程中和浓度比是定值，当体系中和浓度比不变时，不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．由曲线与纵坐标交点可知，曲线abcde表示CO，曲线xyzw表示NO，根据化学方程式可知，,1—2s，可计算出y=0.25×10-3mol，则段反应速率，B错误； C．根据反应可知ΔH<0，ΔS<0，当较低温度时满足，反应能自发进行，C错误； D．曲线abcde表示CO，曲线xyzw表示NO，则该温度下，达到平衡时，c(CO)=2.7×10-3mol/L，c(NO)=0.1×10-3mol/L，c(N2)= ，c(CO2)=2c(N2)=0.9×10-3mol/L，上述反应的逆反应平衡常数，D正确； 故选D； 6.（2024·河北邯郸·三模）氨基甲铵（）是化学工业中尿素生产过程的中间产物。向刚性密闭容器中加入一定量，在不同温度下发生反应  ，反应的压强平衡常数（用平衡时气体的分压代替平衡浓度表示的平衡常数）与反应热间存在关系式：（已知：R、C为常数，为热力学温度）。与关系的图像及相关数据如下图所示，判断下列说法正确的是 A．当容器内气体平均相对分子质量不再变化时，说明反应已经达到平衡状态 B．当温度一定时，向平衡后的容器内再加入，再次达到平衡时和的浓度增大 C． D．若实验室利用与合成，则应选择低温环境进行 【答案】D 【解析】A．容器内与两种气体物质的量始终保持2：1，则气体平均摩尔质量始终不变，因此不能用容器内气体平均相对分子质量不再变化说明反应已经达到平衡状态，A错误； B．反应的，因为温度一定，则保持不变，和的浓度均保持不变，B错误； C．利用图像中的任意两组数据代入关系式：，如将、点数据分别带入得①：，②：，①－②：，C错误； D．根据图像直线斜率判断，氨基甲酸铵分解反应为吸热反应，则合成氨基甲酸铵为放热反应，所以在低温环境有利于合成氮基甲酸铵，D正确； 故选D。 7.（2024·湖南衡阳·模拟预测）利用可消除污染，反应为。不同温度下，向装有足量的恒容密闭容器中通入，测得的体积分数随时间t变化的曲线如图，下列说法正确的是 A．温度：，平衡常数： B．容器内压强保持恒定时，表明反应达平衡状态 C．反应速率： D．b点时，向容器中再次通入，重新达平衡后， 【答案】C 【分析】图象分析可知，先拐先平，温度高，得到T1＜T2 ，依据化学平衡移动原理，温度越高二氧化碳体积分数越小，说明平衡逆向进行，正向是放热反应。 【解析】A．由分析可知，先拐先平，温度高，得到T1＜T2 ，正反应放热，温度越高，K越小，故Kd<Kb，A错误； B．反应前后气体体积数不变，无论是否到达平衡，容器内压强都不变，故B错误； C．相比b点，a点φ(CO2)小，c(CO)更大，且温度更高，故v正(a)>v正(b)，b点达到平衡，v正(b)=v逆(b)，故v正(a)>v逆(b)，C正确； D．b点已经到达平衡，向容器中再次通入2molCO，相同温度下K=一定，故重新达平衡后，φ(CO2)=0.8，故D错误； 本题选C。 8.（2025·河北·一模）某温度下，在刚性密闭容器中充入一定量的T(g)，发生反应：①  ②。测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示： 下列说法正确的是 A．反应②达到M点时，正反应速率大于逆反应速率 B．Ⅱ曲线代表P的浓度与时间的变化关系 C．反应①加入催化剂不改变单位时间内T的转化率 D．0~6 min内P的平均化学反应速率 【答案】A 【分析】初始时，充入一定量的T(g)，随着反应进行，T逐渐减少，W增多，随后W又转化为P，则曲线Ⅰ代表P，曲线Ⅱ代表W，曲线Ⅲ代表T。 【解析】A．反应②达到M点时，W浓度减小，P浓度增加，则反应正向移动，正反应速率大于逆反应速率，故A正确； B．由分析可知，Ⅱ曲线代表W的浓度与时间的变化关系，故B错误； C．反应①加入催化剂不改变T的平衡转化率，但是会加快反应速率，提高单位时间内T的转化率，故C错误； D．0~6 min内W的平均化学反应速率为：，v(P)＜v(W)=0.071mol·L-1·min-1，故D错误； 故选A。 9.（2024·安徽芜湖·模拟预测）在容积为2L的恒容密闭容器中通入2mol，发生反应，一定温度下，测得的转化率随时间的变化如图所示，在60min时反应达到平衡状态。下列说法错误的是 A．a点处的逆反应速率小于b点处的正反应速率 B．0-10min内，的平均反应速率 C．其他条件不变，改为恒压条件下发生反应，平衡时的转化率小于50% D．60min后，保持恒温恒容，再通入2mol NO和1mol，平衡逆向移动，平衡常数不变 【答案】C 【分析】根据图象可知，平衡时，二氧化氮的转化率为50%，即有： ，则，据此作答。 【解析】A．b点仍处于从正反应建立平衡的途中，则b点处的逆反应速率小于b点处的正反应速率，b点处NO和O2的浓度大于a点处的，则a点处的逆反应速率小于b点处的逆反应速率，更小于b点处的正反应速率，故A正确； B． 0~10 min内，O2的平均反应速率，故B正确； C． 其他条件不变，若在恒压条件下发生反应，等效于减压平衡右移，则平衡时的转化率大于50%，故C错误； D． 60 min后，保持温度不变，向该容器中再通入2molNO和1mol，则，因此反应逆向进行，温度不变，则平衡常数不变，故D正确； 故答案选C。 10.（2024·河北衡水·模拟预测）向绝热恒容密闭容器中通入一定量与的混合气体，在一定条件下发生反应：，正反应速率随时间变化的曲线如下。不考虑副反应的影响，下列说法正确的是 A．逆反应速率随时间变化的曲线在此时间段内和上图曲线趋势相同 B．NO的分压在a点达到最大 C．在其他条件相同的情况下，若在恒温条件下发生反应，则的平衡转化率减小 D．达到平衡后压缩容器，平衡逆向移动 【答案】D 【分析】由图可知，正反应速率先增大后减小，则该反应的正反应为放热反应，容器内温度升高，故开始阶段在反应物浓度减小时，正反应速率增大。 【解析】A．生成物浓度增大、容器内温度升高，逆反应速率持续增大，逆反应速率图像在此时间段内和上图趋势不相同，故A错误； B．a点反应速率发生改变，a点没有到达平衡，则NO的物质的量未达到最大值，故NO的分压在a点未达到最大，故B错误； C．在其他条件相同的情况下，若在恒温条件下发生反应，相对于绝热容器，该容器为降低温度，平衡正向移动，则的平衡转化率增大，故C错误； D．压缩该绝热容器，温度升高，该反应逆反应为吸热反应，故平衡逆向移动，故D正确； 故选D。 【提升题】 11.（2024·四川成都·模拟预测）羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，其制备原理为：。该反应在不同温度下达到化学平衡时，的转化率如图所示。下列说法正确的是 A．由方程式可知和CO的转化率相等 B．某温度下，反应体系平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态 C．反应过程中和的分压之和一定保持不变 D．该反应的平衡常数随温度升高而增大 【答案】C 【分析】由图像可知，CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g)，反应随温度的升高，H2S的转化率降低，说明温度升高，平衡向逆反应方向移动，。 【解析】A．转化率=，由方程式可知H2S和CO的相等，但不知道起始物质的量是否相等，故转化率不一定相等，A项错误； B．，反应物、生成物均为气体且反应前后分子数始终不变，故气体的总质量和总物质的量均保持不变，反应体系平均相对分子质量不变不能说明反应达到平衡状态，B项错误； C．，，，由方程式可知，反应过程中n总始终不变，故，即反应过程中H2S和H2的分压之和一定保持不变，C项正确； D．，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，D项错误； 故答案选C。 12.（2025·四川·一模）已知：  。不同温度下，向恒容密闭容器中按不同进料比充入和，测得体系达平衡时的(，为体系初始时气体混合物的总物质的量，为体系平衡时气体混合物的总物质的量)随的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A． B．b、c点，的转化率相等 C．时，若，则平衡常数 D．a、b点，a点对应的的物质的量分数更大 【答案】D 【解析】A．，反应放热，且方程式计量数减少，当温度降低，平衡正移，变大，故，A错误； B．b、c点温度不同，对应的转化率不相等，B错误； C．平衡常数K与平衡时反应物、生成物的浓度有关，题中没有给出容器容积，无法计算平衡常数，C错误； D．在a、b点中，a点按照投入，和刚好依据计量数反应，对应的的物质的量分数最大，D正确； 故选D。 13.（2025·云南·模拟预测）一定条件下合成乙烯；已知温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法正确的是 A．平衡常数 B．，催化剂对平衡转化率的影响最大 C．为了提高乙烯单位时间内的产率应尽可能选择低温 D．若投料比，则图中点时，的体积分数约为 【答案】D 【解析】A．由图可知，升高温度，CO2的平衡转化率减小，说明正反应放热，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，所以平衡常数，A错误； B．催化剂只能影响反应速率，不能使平衡发生移动，则催化剂不影响CO2平衡转化率，B错误； C．虽然温度降低，平衡正向移动，平衡转化率增大，但低温催化效率较低，反应速率较慢，不利于提高乙烯单位时间内的产率，C错误； D．若投料比，假设投料的物质的量为，则的物质的量为，图中点时，的平衡转化率为，所以转化的为，同时转化的为，生成的乙烯为，水蒸气为，所以平衡时，的物质的量为，的物质的量为，乙烯为，水蒸气为，所以的体积分数为，D正确； 故选D。 14.（2024·辽宁·三模）黄铁矿(主要成分FeS2)在空气中会被缓慢氧化，过程如图所示。下列说法正确的是 A．发生反应a时，每0.2molFeS2被还原，转移2.8mole- B．25℃时，则该温度下d的逆反应平衡常数 C．c发生反应的离子方程式为： D．黄铁矿是工业制备硫酸的必选原料 【答案】B 【分析】由题干转化关系图可知，a步反应中S化合价由-1升高到+6，硫元素化合价被氧化，反应的离子方程式为：2FeS2+7O2+2H2O═2Fe2++4+4H+，b步反应中Fe2+被O2氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O，c步反应中Fe3+被FeS2还原为Fe2+，S化合价由-1升高到+6，被氧化，反应的离子方程式为：，d为Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体的反应，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，发生反应a即2FeS2+7O2+2H2O═2Fe2++4+4H+时，每0.2molFeS2被氧化，转移2.8mole-，A错误； B．25℃时，则该温度下d的逆反应即Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O，平衡常数K====，B正确； C．由分析可知，c发生反应的离子方程式为：，原离子方程式电荷不守恒，C错误； D．黄铁矿是工业制备硫酸的原料之一，但不为必选原料，D错误； 故答案为：B。 15.（2024·江西赣州·二模）甲烷水蒸气重整制合成气［ ］是利用甲烷资源的途径之一、其他条件相同时，在不同催化剂(、、)作用下，反应相同时间后，的转化率随反应温度的变化如下图所示。下列说法错误的是 A．该反应 B．平衡常数： C．催化剂催化效率： D．增大压强，增大倍数小于增大倍数 【答案】C 【解析】A．随着温度升高，甲烷的转化率也在增大，说明平衡正向移动，温度升高反应向吸热方向移动，因此该反应，故A正确； B．平衡常数只受温度影响，温度相同，对于同一反应的平衡常数也相同，该反应的正反应方向为吸热反应，升高温度K值增大，，故B正确； C．根据图像可知在相同条件下，曲线I中甲烷的转化率最高，其次是Ⅱ、Ⅲ，则三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ，故C错误； D．增大压强，向气体体积分数较小的方向移动，即反应逆向移动，说明增大倍数小于增大倍数，故D正确； 故答案选C。 16.（2024·河南新乡·一模）汽车尾气通过三元催化剂高效处理废气，发生反应为。一定温度下，在恒容密闭容器中充入、发生上述反应，测得NO的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是 A．2min时正反应速率大于逆反应速率 B．0～4min内CO的转化率 C．当NO消耗速率等于消耗速率一半时到达8min对应状态 D．2～4min内平均速率 【答案】C 【解析】A．由图可知，2min时反应没有达到平衡，向正方向进行，故正反应速率大于逆反应速率，A正确； B．由图可知，0～4min内CO的转化率为，根据转化率定义，、起始投料相等、化学计量数相同，则它们转化率相等，B正确； C．8min达到平衡状态，此时NO消耗速率等于消耗速率的2倍，C错误； D．由图可知，2～4min内NO平均速率，在相同时间内，的平均速率是NO的一半，，D正确； 答案选C。 17.（2025·北京·模拟预测）在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：  。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 下列说法不正确的是 A．在实际生产中，通入过量的空气，可提高SO2的转化率 B．450℃、0.1MPa时，投入1mol/L的SO2，5min后反应平衡，则SO2的反应速率为：0.195mol/(L·min) C．高温高压有利于反应的自发进行，所以工业上采取高温高压 D．平衡后，增大压强(改变容器体积)，平衡正向移动 【答案】C 【解析】A．在实际生产中，通入过量的空气，增大氧气的浓度，平衡正向移动，可提高SO2的转化率，A正确； B．450℃、0.1MPa时，投入1mol/L的SO2，5min后反应平衡，则SO2的反应速率为：0.195mol/(L·min)，B正确； C．反应为熵减，放热反应，，低温有利于反应的自发进行，该反应为正向气体体积减少的反应，低温高压有利于产率增加，C错误； D．该反应为正向气体体积减少的反应，平衡后，增大压强(改变容器体积)，平衡正向移动，D正确； 故选C。 18.（2024·北京·三模）一定温度下，在2个容积均为1L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应： △H＜0，相关数据见下表。 容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol Ⅰ 0.2 0.2 0.1 Ⅱ 0.2 0.2 0.12 下列说法不正确的是 A．T1＞T2 B．达到平衡所需要的时间：Ⅰ＜Ⅱ C．Ⅱ中反应达到平衡时，NO的转化率为60% D．对于Ⅰ，平衡后向容器中再充入0.2mol CO和0.2mol CO2，平衡正向移动 【答案】D 【分析】一定温度下，在容积为1L的恒容密闭容器中，加入0.2molNO和0.2molCO，发生反应，生成0.1molCO2，可建立如下三段式： 平衡常数K==5。 【解析】A．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的物质的量减小，则T1＞T2，A正确； B．温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，因为T1＞T2，所以达到平衡所需要的时间：Ⅰ＜Ⅱ，B正确； C．Ⅱ中反应达到平衡时，生成CO2的物质的量为0.12mol，则参加反应NO的物质的量为0.12mol，NO的转化率为=60%，C正确； D．对于Ⅰ，平衡后向容器中再充入0.2mol CO和0.2mol CO2，此时浓度商Qc==5，平衡不移动，D不正确； 故选D。 19.（2024·辽宁葫芦岛·二模）一定温度下，在2个容积均为1L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：，相关数据见下表。 容器编号 温度/℃ 起始物质的量 平衡物质的量 Ⅰ 0.2 0.2 0.1 Ⅱ 0.2 0.2 0.12 下列说法不正确的是 A．若；则 B．Ⅰ中反应达到平衡时，的转化率为50% C．条件下的平衡常数为5 D．对于Ⅱ，平衡后向容器中再充入0.2和0.2平衡逆向移动 【答案】D 【解析】A．若T1＞T2，则表示降低温度CO2的量增加，平衡正向移动，正反应放热，，A正确； B．根据表格中的数据有 解得x=0.05，则NO的转化率为，B正确； C．由以上可知，1L的恒容密闭容器，平衡时c(NO)=0.1mol/L，c(CO)=0.1mol/L，c(N2)=0.05mol/L，c(CO2)=0.1mol/L，故平衡常数，C正确； D．对于Ⅱ，根据表格中的数据有 解得x=0.06，1L的恒容密闭容器，平衡时c(NO)=0.08mol/L，c(CO)=0.08mol/L，c(N2)=0.06mol/L，c(CO2)=0.12mol/L，故平衡常数，平衡后向容器中再充入0.2molCO和0.2molCO2后，CO和CO2的浓度变为0.3mol/L和0.3mol/L，浓度商，平衡正向移动，D错误； 故选D。 20.（2024·北京·三模）在恒温恒容密闭容器中充入一定量，发生如下反应： 反应②和③的反应速率分别满足和，其中、分别为反应②和③的速率常数，反应③的活化能大于反应②。测得的浓度随时间的变化如下表。 0 1 2 3 4 5 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 下列说法正确的是 A．0~2min内，W的平均反应速率为 B．若增大容器容积，平衡时Z的产率增大 C．若，平衡时 D．若升高温度，平衡时减小 【答案】D 【解析】A．由表知内∆c(W)=0.16-0.08=0.08mol/L，则v(W)<，故A错误； B．过程①是完全反应，过程②是可逆反应，若增大容器容积相当于减小压强，对反应平衡向气体体积增大的方向移动，即逆向移动，X的浓度增大，平衡时Z的产率减小，故B错误； C．由速率之比等于系数比，平衡时2v逆(X)=v正(Z)，即，2=，若，平衡时，故C错误； D．反应③的活化能大于反应②，∆H=正反应活化能-逆反应活化能<0，则，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡时减小，故D正确； 故选D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$