第七章 第25讲 化学平衡常数 化学反应的方向与调控-【勤径学升】2026年高考化学一轮总复习（人教版2019）

时乙容器中A、B的设入量是甲容器的2倍，两容器的容积均能达到X点，D正确。故选D。 相等，故恒有2=，C项正确，起始时乙容器中A,B的浓 4.D解析由图可知，T,比T,反应速率快，则T>T,:T 度是甲容器中的2倍，放乙容器达到平衡所需的时间比甲容 温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T,温度下平衡 器达到平衡所需的时间短，D项错误。 时：由于起始CO2与H2的物质的量之比为1：1，则达到平 4.(1)CD(2)B 衡时CO2和H的摩尔分数相等。A根据分析，T比T:反 解析(1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小 应速率快，反应速率常数与度有关，结合反应速率方程知 体积，压强增大，平衡正向移动，c(H)增大，正，逆反应速率 k1>k,A项正确：B.反应的遮率方程为v=·(H2)· 均增大，因而A,B均不正确。(2)A项，由于该反应正向是 cC0,则器-H,:cC0》,T道度下达到平 放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CHOH的产率降低：C (T2)k2c(H2)2·c(C02): 项，体积不变，充入He,平衡不移动。故选B。 衡时反应物的摩尔分数低于了温度下平衡时，则T骨 真题演练突破 1.C解析A.铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和H2,H ,B项正确C.温度不变，仅政变体系初始压力，虽然 的化合价由十1降低为0，发生还原反应，HO作氧化剂，A 不移动，但反应物的浓度改变，反应速率政变，反应达到平衡 错误；B.如果待测液中含有Ag,Ag与Cl反应也能产生 的时间改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化，C项 白色沉淀，或者CO、SO也会与Ba+产生白色沉淀，所以 正确：D.T,温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应 通过该实验不能得出待测液中含有SO的结论，B错误： 物的浓度，达到平衡时H,和CO:的摩尔分数不可能相等， C.Mg(OH),溶液能与盐酸反应，不能与NaOH溶波反应， 故不能使平衡时各组分摩尔分数与T,温度时相同，D项错 Al(OH),与NaOH溶液和盐酸都能反应，说明Mg(OH)2 误。故透D, 的碱牲比A1(OHD,的强，C正确：D.K,Cr,O,溶液中存在平5.(I)p,p:p(或p,<p:<p)正反应是气体分子数减小的 衡：Cr,O(橙色)+HO2CO(黄色)+2H',加入 反应，同温下，压强越大平衡转化率越大，x州越大(2)图2 NaOH溶液后，OH与H反应，生成物浓度减小，使平衡正 解析(1)根据图1，正反应是气体分子数减小的反应，则相 向移动，导致溶液由經色变为黄色，题给结论错误，D错误， 同温度下，压强越大，工越大，所以力，<p<力，。(2)在同 故选C, 湿同压下，充入情性气体A,气体体积增大，相当于减压，则 2.D解析由表可知，相同遇度下，乙院在发生转化时，反应 平衡逆向移动，x州减小，比较图1、图2，可知同温同压下图 I更易发生，则反应活化能：I<Ⅱ，A正确：由表可知， 4中的x较小，则图2为充入Ar的图像。 500℃时，乙烷的转化率为9.0%，可得转化的乙院的总物质 第25讲化学平衡常数化学反应的方向与调控 的量为2mol×9.0%=018mol,而此温度下乙希的选择性 考点1 为80%，则转化为乙转的乙烷的物质的量为0.18mol× 【必备知识·整合】 80%=0.144mol,根据方程式可得，生成乙烯的物质的量为 mC·c'(D) ☑越大图越大团温度 c"(A)·c(B) 0.144mol,则0-5min反应I的平均速率为：v(CH,)= [易错易混]1.×2.×3.×4.×5.×6./ 0.144mol 101 =2.88×102mol·Lt·min1,B正确：其伦条 【关键能力·提升】 5 min 1,D解析平衡常数只受温度影哨，使用催化剂可以加快反 件不变，平衡后及时移除HO(g),反应I正向透行，可提高 应速事，但不彩均平衡常数，D继误。 乙烯的产率，C正确：其他条件不变，增大投料比[n(C,H,)/2.D解析H,(g)+S(s)一H,S(g)的平衡常数K,一 n(CO,)]投料，平衡后CO转化率提高，CH。转化率降低， c(HS) D错误。 C,S()+0,(g)一S0,(g)的平衡常数K,-S0 c(O), 3.D解析已知反应①：CO,(g)+4H(g)=CH,(g)十 反应H(g)十SO(g)O,(g)十HS(g)的平衡常数K= 2H,0(g)△H1=-164,7kJ·mol,反应②：CO,(g)+ 99-发款选D H(g)-C0(g)+H,0(g)△H,=41.2kJ·mol。A 3.(1)K1·K:(2)<(3)> 项，根据盖斯定律，反应①一2×反应②得2C0(g)+2H2(g) c(CH,OH) CO2(g)+CH,(g)△H■△H1-2×△H2=-164.7kJ 解析(1)K,=2(H,)·c(CO),R:=·cH,O) c(H)·c(CO) ·mol厂-2×41.2kJ·mol1=-247.1kJ·mol,A0 K,=c(H,O)·c(CH,OH 误：B项，反应①的△H,<0,升高温度，反应①平衡逆向移 c3(H)·c(CO2) ,到K=K·K 动，CH。的平衡选择性减小，B错误C项，根据题图，CO,实 (2)报据K,=K,·K:,500℃、800℃时，反应③的平衡常数 际转化率在350~400℃范图内最高，最佳温度范围约为350 分别为2.5,0.375：升温，K减小，平衡左移，正反应为放热 ~400℃，C错误，D项，450℃时，提商H ”e(C0,)的值成增 反应，所以△H<0。 大压强，均能使反应①平衡正向移动，CO,平衡转化率增大， (3)500℃时，K,=2.5,Q= c(CH,OH)·c(H,O) c(H2)·c(CO,) 高考一轮总复习·化学 ·414 0.3×015≈0.88<K,敢反应正向进行，>4 84.6kPa①，p0=p-2p.=35,7kPa@,①②两式联立 0.83×0.1 解得p=40.98kPa、p,=2.64kPa,故Pn=46.26 kPa.Po.= 4.1)SC0)·c(H,0 c(CO2)·c(H2) (2)吸热(3)700℃ 2.64kPa,K,(I)=Pp-46.26X2.64kPa 35.7 (4)等于(5)不(6)向逆反应方向进行 P'so. 解析(1)根据化学方程式C0,(g)十H,(g)一C0(g)+2.(I)小于 低温.商压99×10（②）2 36 H,O(g)可知，该反应的平衡常数表达式为K 解析(1)随着温度升高，平衡时N(CO),的体积分数减小， -cC0·cH,0 说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应为放热反应，△H< c(CO)·c(H,)9 0:该反应为气体分子数减小的放热反应，降低温度、增大压 (2)根据题干中的表格可知，随者温度的升高，平衡常数逐渐 强，平衡均正向移动，均有利于Ni(CO),的生成：增大压强， 增大，说明正反应为吸热反应。 平衡正向移动，Ni(CO),的体积分数增大，则p:对应压强为 (3)某温度下，各物质的平衡浓度有如下关系：3c(CO,)· 1,0MPa,由图可知，p,100℃时，Ni(CO)的体积分数为 c(H)=5c(CO)·c(HO),根据平衡常数表达式K 0.9,设起始时CO的物质的量为4mol,达到平衡时转化的 c(CO)·c(H,O) c(CO2)·c(H, 可知，K=号=0.6，平衡常数只与温度有 C0为4xmol,列三段式： 关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为 Ni(s)++4CO(g)Ni(CO)(g) 700℃. 起给量/mol 4 0 (4)化学平衡常数只与温度有关，与反应物和生成物的浓度 转化量/mol 4x x 无关，所以只要在830℃条件下，该反应平衡常数的数值都 平衡量/mol 4-4x 为1.0. 36 则，3x=0,9,解得工一7，所以C0的平衡转化率为 37 (5)其他条件不变，扩大容器体积的瞬间，反应物和生成物的 4 浓度都减小相同的倍数，根据平衡常数表达式K c(CO)·c(HO) =;达到平衡时N(CO),的体积分数为0.9，分压为 可知，Q=K,平衡不移动， c(CO)·c(H) 0.9MPa,C0的体积分数为0.1，分压为0.1MPa,则平衡常 (6)1200℃时，在某时刻反应体系中Q=c(C0)·c(H0) 数K, 0.9 MPa c(CO,)·c(H2) (0.1MPa)' =9X10'(MP.) 2X24>K-2.6,所以此时该反应向逆反应方向进行。 4×4 (2)由题给关系武可得e*=cNi(C“O), o[Ni(CO) ,当Ni(CO), 考点2 e,[Ni(C"O),] 【必备知识·整合】 反应一半时， Co[Ni(C"O)] (px)·(qx) Dam·(b-z) n是，=lh2,则4-是 【关键能力·提升】 c2(S0,) ，A项正 1.(1)3.02.25增大 3.C解析A.平衡常数K=(S0)·c(O,)】 (2色46.26264x46.26 确：B.根据三段式及容幂I中测得的数据可知，在该温度下， 4 35.72 被反应的平衡常数K=1,25,容器Ⅱ中，达到平衡时(S0 e(SO,) 解析(1)由分解反应方程式可知，平衡时P如=P如，结合 c2(S0,) 题图可知，660K时pg=p知=L.5kPa,p。=pa十Pg =1K=(S0)·c0,)c07=1.25,平衡时0，的浓度 3.0kPa,K,(I)=pe·pm=1.5kPa×1.5kPa= c(O)=0.8mol·L,设起始时O,的浓度为xmol·L', 2,25(kP)':由题图可知，温度越高，平衡时SO,的压强越 列三段式： 大，p知和p知的数值越大，K,(I)越大。 2S0, +022S0 (2)若只考虑反应1，则力0与P0相等，此时的压强可看成 起始(mol/L)0.5 0.3 反应Ⅱ初始时SO,SO,的压强，设P知=P知=p,平衡时 变化(mol/1)2(x-0.8)x-0.82(x-0.8) SO,的压强减小量为2P,列三夜式分析如下： 平衡(mcl/1)0.5-2(x-0.8)0.8 0.3+2(x-0.8) 2S01(g)=2S0,(g)+0,(g) 0.5-2(x-0.8)=0.3十2(x一0.8)，x=0.85,B项正确：C 初始 p 0 c(s0) 0.22 变化 2p. 2p. P 容器中Q2(S0D·:(0)0.3x0.25-1.78>K此时 平衡 P-2p.P+2P.P. 平衡向逆反应方向移动，则平衡时O,的浓度c(O,)> ==+2D）P-2p2_,929K时，P, 0.25mol·L,C项错误，D.△H<0,温度升高，平衡向逆反 4 4 应方向移动，k。增大的幅度更大，n>m,D项正确。故选C, p知十p知十o=（p十2p,)十(p一2p,)十p,=2p十p,=4.A解析根据图示可知：曲线a比曲线b先达到平衡，说明 415 高考一轮总复习·化学 反应速率：a>b,由于A,B两个容器中，其他条件相同，一个 3D(g)的△S>0,所以当△H<0时，一定满足△H一T△S< 是恒温，一个是绝热，则说明二者的温度：a>b。温度升高， 0,反应一定能够自发进行，当△H>0时，高温下，△H-T△S 达到平衡时N,O的转化率降低，说明升高温度，化学平衡向 <0成立，地可以自发进行，故B错误：M(s)十N(g)一2Q 逆反应方向移动，说反应为吸热反应，故该反应的正反应为 (s)的△S<0,当△H>0时，△H一T△S>0,一定不能自发进 放热反应。然后结合平衡移动原理分析解答。A.该反应的 行，故D错误。 正反应为放热反应。绝热容器中随着反应进行，温度升高， 3.C解析由题图可知，NH,的体积分数随着温度的升高而 反应速率不断加快，达到平衡的时间缩短，同时温度升高不 显著下降，故要提高NH,的体积分数，必须降低温度，但目 利于反应正向进行，则到达平衡时，B容器相对于A容器， 前所用雀化剂铁触蝶的活性最高时的温度为500℃，故最有 NO的平衡转化率摩低，但达到平衡的时间缩短，所以曲线 前途的研究方向为研制低温催化剂。故选C. a表示的是反应B容器中N,O的转化率随时何的变化关系，4，C解析A,虽然增大压强能加快反应速率、使平衡正向移 A错误：B.缩短b曲线对应容器达到平衡的时间，但不改交 动而提高甲醇的产率，但压强越大，对材料的强度和设备的 NO的平衡转化率，且在催化剂一定的情况下，由于该反应 制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产 为气体分子数不变的反应，反应前后体系压强不变，增大压 投资，并可能降低综合经济效益，故合成甲醇时不是压强鹅 强可以增大化学反应速率缩短到达平衡的时问，同时不影响 大越好，A项错误：B.增大压强，正，逆反应速率都增大，B项 反应平衡转化率，具体猎施为减小容器体积，B正确：C起始 错误：C.根据图2可知，520K时甲醇的产率最大，合成甲醇 时充入0.1 mol N,O,0.4 mol CO发生反应NO(g)+CO(g) 的最佳置度为520K,C项正确：D.图示曲线为反应相同时 一N,(g)+C0,(g),根据图像，500℃时，N,O的平衡转化率 间，520K之前反应未达到平衡状态，升高温度，反应速率加 为25%，平衡时cN0=0.1molX1-252=0.075m0l/ 快，单位时间内甲醇的产率墙大，D项错误。故选C。 IL 真题演练突破 L.(CO)-0.4 mol-0.I molx50.375 mol/1c(N.) IL 1,B解析A项，在恒温恒容的化学平衡体系中，增大一种反 =c(C0,)=0.1molX25必=0.025mol/L,所以该反应的化 应物的浓度会使另一种反应物的转化率升高，而自身的转化 率降低，由题图知，在相同温度下授料比为1的CH,平衡 学平货容发K-8器88院器-名，CE骑：DM袋NO转 转化率更低，说明投料比±x1<x,正确。B项，点b、c对应温 度相司，而点c投料比更大，则授入的(HO)更少，平衡时 化率为20%，则读点处，c(N,0)=0.1X(1-20%mal 1L 总压强更小，反应速率更慢，反应速率：U:<:,错误。 0.08m0l/L,c(C0)=0.4mol-0.1molx20%=0.38mol/ C项，化学平衡常数只与温度有关，观察两条曲线，随着温度 IL 的升高，CH的平衡转化率增大，升温平衡正向移动，K增 L,c(N)=c(C0,)-Q1mX20%-a02ml/L,平衡时有 大，点a遇度最低，点b、c温度相同，故K<K。=K,正确。 D项，恒温恒容条件下，化学平衡体系中各物质均为气态且 ·则K-是希所以M点要-：cO,00 反应前后气体分子数不相等，容器内压强不变时可以说明反 ke·cN,)·c(C)) 应达到平衡状态，正确。故远B。 K·c(N0)·c(CO)_10.08Xa.38 c(N)·c(CO) 450.02×0.02 =1.69,D正确。故选A 2.A。解析A.由题图可知，3小时后异山梨醇浓度继续增 考点3 大，15h后异山梨醇浓度才不再变化，所以3h时，反应②未 【必备知识·整合】 达到平衡状态，即正，逆反应速率不相等，故A错误：B.图像 田混乱程度☒>图>④嫡的变化固自发进行 显示该温度下，15h后所有物质浓度都不再变化，且此时山 固能团平衡☒不能囹放热四减少团升高國增 梨醇转化完全，即反应充分，而1,4-失水山梨醇仍有剩余，即 大国催化剂证增大固降低 反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①，所 【关键能力·提升】 以该温度下的平衡常数：①>②，故B正确：C.由题图可知， 1.C解析A.物质聚集状态不同熵值不同，气体>液体>固 在0一3h内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol·kg,所 体，1molH,O在不同状态时的值：S[H,O1)]<S[HO 以平均速率（异山梨醇）=0.042m0l·kg=0.014m0l· 3h (g)],故A正确：B.CaCO(s)一CaO(s)+CO,(s)△H≥ kg·h,故C正确；D.催化剂只能或变化学反应速率，不 0,△S>0,若△H-T△S<0,则能自发进行，若△H一T△S≥ 能政变物质平衡转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平 0,则不能自发进行，与温度有关，故B正确：C.反应自发只 衡转化率，故D正确。故远A。 能说明△H一T△S<0,不能说明△H和△S的变化相同，故 3.B解析A.99%的X、Y转化为配离子时，溶液中 C错误：D.反应物有4mol图体、2mol液态物质，1mol气体 物质，生成物只有固体，△S<0,若能自发进行，△H一T△S< c(X) c(Y)1% e(X) :0X配离子Y配离子-9只，则gX配离子 0,则△H必须小于0，故D正确。故选C。 c(Y) 2.C解析A(s)—B(g)+C(s)的△S>0,△H>0,在高温 gY配离子)≈一2，根据围像可知，纵坐标为一2时，溶减 条件下能自发进行，故A错误：A(g)十2B(g)一2C(g)十 中-gcx(CN)>-lgcy(CN),则溶液中CN的平衡浓 高考一轮总复习·化学 。416 度：X<Y,A错误：B.Q点时1gX配离不 e(X) 时间内HCI的转化率增加，符合题意。故选BD (4)图中在较高流速下，T,温度下的转化率低于温度较高的 g2·用2加入少量可 c(Z) c(Z) T,和T,主要是流速过快，反应物分子来不及在催化刺表面 溶性Y盐后，会消耗CN形成Y配离子，使得溶液中 接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T,温度低，反应速 e(X) 率低，故单位时间内氯化氢的转化率低。 c(CN)减小（沿横坐标轴向右移动），1gX配离子与 (5)由图像可知，N点HCI的平衡转化率为80%，设起始 c(Z) gc(Z配离子)曲线在Q点相交后，随着一gc(CN)燃线增 n(HCl)=n(O,)=4mol,可列出三段式 2HC(g)+20(g)=C,(R)+H,0g) 大，X对应曲线位于Z对应曲线上方，即1gX配离子 c(X) 起始量/mol4 4 0 0 c(Z) c(X) c(Z) 转化量/mol3.2 g(Z配离子)，则X配离子)之Z配离子)B正确C.设 0.8 1.61.6 平衡量/mol0.8 3.2 1.6 1.6 金属离子形成配离子的离子方程式为金属离子十mCN 1.6×1.6 一配离子，则平衡常数K= c(配离子) 则该温度下反应的平衡常数K■ 7.2×7.2 c(金属离子)·e"(CN) 》×( gK=-QN)=-e量黄帮 (6)由于二者的品体结构相似，体积近似相等，则其密度之比 meeN),申能帮-gCN)-gK,故 等于岸水质蛋之比。款166-效十器则Ru的相对原 X、Y,Z三种金属离子形成配离子时结合的CN越多，对应 子质量为101 1g金属离子)、一1gc(CN)曲战斜率越大，由题图知，曲 专题讲座四化学反应速率、，化学平衡图像题 c(配离子) 1,D解析若使用催化剂，则化学反应速率加快，A项错误； 线斜率：Y>Z,测由Y,Z制备等物质的量的配离子时，消耗 由甲图像可知，A、B的浓度变化相同，故A,B的化学计量数 CN厂的物质的量：Z<Y,C错误；D.由P点状态移动到形成 相同，都为1，由乙图像可知，30min时改变的条件为减小压 Y配离子的反应的平衡状态时，一gc(CN)不变， 强，40min时改变的条件为升高温度，且升高置度平衡向逆 C(Y) 1gY配离子增大，即(Y)增大，c(Y配离子)减小，则P 反应方向移动，则正反应为放热反应，B项、C项错误：前 点状态Y配离子的解离速率>生成速率，D错误。故选B. 8minA的平均反应速率为2.0-1.36)molL- 8 min 4.(1)<360℃(2)-285.8(3)BD 0.08mol·L1·min,D项正确。故选D. (4)流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生 2.A解析A.对于达到平衡状态的反应：N,(g)十3H,(g) 反应，导致转化率下降，同时，T温度低，反应速率低，故单 一2NH,(g),在4时刻充入了一定量的NH,则逆反应速 位时间内氯化氢的转化率低 率鳞间增大，正反应速率此刻不变，与原速率相等，与图像不 (5)6(6)101 符，A错误：B.根据“先拐先平衡”，由图像可知p:>p、T:> 解析(1)反应2HC(g)+20,(g)一CL,(g)+H,O(g)前 T,:根据2A(g)+B(g)一2C(g)△H<0反应特点：是正 后的气体分子数目在减小，所以该反应△S<0,该反应为放 向气体体积减小的放热反应，温度越高，C%越低：压强越大， 热反应，由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率，所以 C%越大，以上均与图像符合，B正确：C.化学方程式X(g)十 在流速低的时候，温度越高，HCI的转化率越小，放T代表 Y(g)→2Z(g),图像中反应物减少和生成物增加的比例符 的温度为440℃，T,为360℃。 合1：1：2，然后达到平衡状态，与图像符合，C正确：D.反 应2X(g)十3Y(g).3Z(g)△H<0,升高温度平衡逆向移 (2)表示氢气悉烧热的指化学方程式为④H,(g)十之0，(g) 动，Z的百分含量减小：不同压强条件下Z的百分含量不同， —H,0①，①2HC(g)+20,(g)一C,(g)+H,0(g) 与图像符合，D正确。故选A。 3.A解析A.该反应是气体体积不变的反应，反应发生过程 ②H,O1)—H,O(g),③H(g)+CL,(g)—2HC1(g),对 中，气体的物质的量不随反应进行而变化，但由于该反应为 ④=①十③一②，因此氢气的指烧热△H=一57.2k· 放热反应，在绝热容器中，随反应进行温度会升高，导致容器 mol1-184.6kJ·mol1-44k·mol1=-285.8kJ 的压强会增大，当容器的压强不发生改变时，说明化学反应 ·mol. 达到平衡状态，故A正确：B.可以求出前10minB的平均反 (3)A.增大HCI的流速，由图像可知，HCI的转化率在减小 不符合题意：B.M对应温度为360℃，由图像可知，将温度 应速率为2X3mol·L 10 min -=0.60mol·L·min,但是第 升高40℃，即升温至400℃，HC1的转化率增大，符合题意： 10min时的瞬时反应速度无法求解，故B错误：C.由于A是 C.增大n(HCI):n(O2),HCI的转化率减小，不符合题意； 固体，改变A的量对化学平衡无影响，所以增加反应物A, D.使用高效催化剂，可以增如该温度下的反应速率，使单位 不能提高B的转化率，故C错误：D,速率之比等于化学计量 ·417 高考一轮总复习·化学国高考一轮总复习·化学 3.(2023·高考江苏卷)二氧化碳加氢制甲烷过 0.6 程中的主要反应为 0 CO(g)+4H,(g)=CH (g)+2H,O(g) 04 △H=-164.7kJ·mol1 CO.(g)+H,(g)CO(g)+H,O(g)AH 0 0.1 =41.2kJ·mol 0.04 在密闭容器中，1.01×10Pa、ne始(CO2): 0.001 0.01 0.1 10 时s n始(H,)=1:4时，CO平衡转化率、在催化剂 作用下反应相同时间所测得的CO,实际转化 A.k>k 率随温度的变化如图所示。CH,的选择性可 B.T,T:温度下达平衡时反应速率的比值： 表示为生(CH) (T)k n反(CO2) ×100%。下列说法正确的 v(T.)k 是 ) C.温度不变，改变体系初始压力，反应物摩尔 100 分数随时间的变化曲线发生变化 C0平衡 D.T,温度下，改变初始投料比例，可使平衡时 80 转化 各组分摩尔分数与T,温度时相同 5.(2023·高考新课标卷)在不同压强下，以两种 60 不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与 温度的变化关系如图所示。其中一种进料组 40 成为H=0.75、xN=0.25,另一种为工1= 0.675、xy=0.225、x=0.10。(物质i的摩 300400500 600 尔分数：x,=n:ne) 温度气 D.40 .40 A.反应2CO(g)十2H2(g)一CO2(g)十CH (g)的焓变△H=一205.9kJ·mol1 0.30 0.30 B.CH,的平衡选择性随着温度的升高而增加 C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度 020 020 范围约为480~530℃ =30MH 2=20Ma 010 0.10 D50℃时，提高的值或增大压强」 56007)0010 5(006D7I08)90I0) 均能使CO2平衡转化率达到X点的值 17K 图1 2 4.(2024·高考山东卷改编)逆水气变换反应： (1)图中压强由小到大的顺序为 CO(g)+H (g)=CO(g)+HO(g) ,判断的依据是 △H>0。一定压力下，按CO、H2物质的量之 比n(CO2):n(H2)=1：1投料，T1,Tz温度 (2)进料组成中含有惰性气体Ar的图 时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。 是 已知该反应的速率方程为口一 kca(H)·c(CO2),T、T2温度时反应速率 请完成《课时检测训练24 常数k分别为k1,k2。下列说法错误的是 ( ) 第25讲 化学平衡常数 化学反应的方向与调控 高考评价要求 1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义 2.能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数，转化率的简单计算，能利用平衡常数和浓度商的关系 判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。 3.知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和嫡变有关。 4,认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。知道催化剂 可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。 5.针对典型案例，能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。 ③152 第七章化学反应速率化学平衡回 考点 化学平衡常数 ,对亚答案P1 7必备知识·整合W (3)利用平衡常数判断可逆反应的反应热 →K增大·正反应为吸热反应 1.表达式 升高温度 (1)对于一般的可逆反应：mA(g)十B(g)、 →K减小→正反应为放热反应 C(g)十qD(g),化学平衡常数表达式为K ·K增大一·正反应为放热反应 降低温度 回 一K诚小一→正反应为吸热反应 (2)平衡常数与化学方程式的关系 易错1易1混 ①平衡常数指某一具体反应的平衡常数。 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 ②在相同温度下，对于给定的可逆反应，正、逆 1.平衡常数表达式中，可以是任一物质的浓度。 反应的平衡常数互为倒数，即K:一K。· 1 () 2.增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡 ③化学方程式乘以某个系数，x,则平衡常数变 常数增大 为原来的x次方。 3.对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一 ④两个化学方程式相加得总化学方程式，则总 定变大。 () 化学方程式的平衡常数等于两个化学方程式 4,一个可逆反应的正反应KE与逆反应K运 平衡常数的乘积，即K。=K,·K:。 相等。 () 2.意义及影响因素 5.平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生 (1)通常，K越大，说明平衡体系中生成物所占 移动。 的比例越大，正反应进行的程度☑ 6,化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的 即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化 程度。 ( ) 率☒ 0 W关键能力：提升 (2)通常情况下，K只受国 影响，与物 题组一 化学平衡常数的含义 质的浓度、压强变化无关。 1.下列关于化学平衡常数K的说法错误的是 3.应用 () (1)利用平衡常数判断化学反应可能进行的程 A.对于某一可逆反应来说，K只与温度有关， 度。当K>10时，认为反应基本进行完全：当 与浓度无关 K<10时，反应很难进行。 B.升高温度，K变小，正反应是放热反应 (2)利用平衡常数判断化学平衡移动的方向。 C.K越大，反应进行得越彻底 对于可逆反应：mA(g)+nB(g)一C(g)十 D.使用合适的催化剂，既可以改变反应速率， 9D(g),在任意时刻的CC)·c(D) 也可以改变平衡常数K c"(A)·c(B) 称为浓度 2.已知下列反应的平衡常数： 商，常用Q表示，根据浓度商与平衡常数的大 H2 (g)+S(s)=H,S(g),K: 小关系，可以判断化学平衡移动的方向。 S(s)+0(g)=SO.(g),K2. QK,化学平衡向正反应方向移动，直至达到新 则反应：H(g)+SO2(g)一O2(g)+HS(g) 的平衡状态 的平衡常数为 () Q=K,可逆反应处于平衡状态 A.K:+K2 B.K-K2 Q>K,化学平衡向逆反应方向移动，直至达到新 C.K·K 的平衡状态 哈 153型 国高考一轮总复习·化学 题组二化学平衡常数的应用 700 800 830 10001200 3.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料 甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在 回答下列问题： 不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K 温度℃ 化学反应 平衡常数 (2)该反应为 (填“吸热”或“放热”) 500 800 ①2H:(g)+(O(g) 反应。 K 2.5 0.15 CH.OH(g) (3)某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式： ②H(g)十CO(g) 3c(CO2)·c(H2)=5e(CO)·c(H.O),试判 K 1.0 2.50 H,O(g)+CO(g) 断，此时的温度为 ③3H,(g)+(C0,(g). (4)若830℃时，向容器中充入1molC0、5mol K CH,OH(g)+H,O(g) H2O,反应达到平衡后，其化学平衡常数K (1)据反应①与②可推导出K,、K,与K之间 (填“大于”“小于”或“等于”)1.0。 的关系，则K,= (用K、K,表示)。 (5)830℃时，容器中的反应已达到平衡。在 (2)反应③的△H (填“>”或“<”)0。 其他条件不变的情况下，扩大容器的体积，平 (3)500℃时测得反应③在某时刻H(g)、CO 衡 (填“向正反应方向”“向逆反 (g)、CHOH(g)、H,O(g)的浓度(mol·L) 应方向”或“不”)移动。 分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时 (6)若1200℃时，在某时刻反应体系中CO,、 (填“>”“=”或“<”)v继 H2、CO、HO的浓度分别为2mol·L、 4.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反 2mol·L、4mol·L、4mol·L,则此时 应：CO2(g)+H(g)CO(g)+HO(g),其 反应 (填“向正反应方 化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如表： 向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡 状态”)。 考点2 关于化学平衡常数的计算 -则应等案P415 7必备知识：整合w 2.掌握五个公式 1.牢记一个模式一“三段式” D反应物的转化率=m转化×100% n(起始) 对于反应：mA(g)十nB(g)一C(g)+qD c(转化2×100%。 (g),令A、B起始物质的量浓度分别为amol c(起始) ·L,bmol·L,达到平衡后消耗A的物质 (2)生成物的产率：实际产量占理论产量的百 的量浓度为m.xmol·L'。 分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越 mA(g)十Bg)C(g)十gD(g) 高，产率越大。 c/(mol·L')a b 0 0 产率= 实际产量 理论产量 ×100%。 cg/(mol·L.)m.x x (3)平衡时混合物中各组分的百分含量= cr/(mol·L1）a-m.xb-n.xpx g.r 平衡量 则K=回 平衡时各物质的总量X100%。 盛154 第七章化学反应速率化学平衡回 (4)某气体组分的体积分数 5.0 4.51 该气体组分的物质的量×100%。 混合气体的总物质的量 30 (5)压强平衡常数(K。):在化学平衡体系中。 用各气体物质的分压代替浓度计算的平衡常 10-巴 0.5 0.0+4 数叫压强平衡常数。计算步骤如下： 560600640、680720760 T/K 根据”段式”法川算平商体系中各物质的物质 (2)提高温度，上述容器中进一步发生反应 的量或物质的量浓度 2S0(g)一2SO,(g)十O(g)(Ⅱ)，平衡时 计算各气休州分的物质的量分数或体积分数 Po= (用、p表示)。 在929K时，pa=84.6kPa,p,=35.7kPa,则 根据分术计莽公式求出各气休物质的分压，某气 休的分压=休，总正强×该'体的体积分数或 Pso= kPa,K,(Ⅱ)= 物质的量分数0 kPa(列出计算式)。 根标平制常数川算公式#入计算.例如：：(g+ 2.(2024·高考新课标卷)Ni(CO),(四羰合镍， 3山(g)、=2八1(，卡强平常数表达式为 弟四步 (NIL 沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合 Kp- n(N pll 物羰基化反应的催化剂。回答下列问题： 3.明确平衡常数与速率常数的关系 (1)在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa 对于可逆反应：mA(g)十nB(g)一pC(g),若 下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，Ni(CO),体 速率方程为E=kE·c(A)·c"(B)、=k注 积分数x与温度的关系如图所示。反应Ni(s) +4CO(g)=Ni(CO),(g)的△H ·'(C),式中的称为速率常数，当化学反应 (填“大于”或“小于”)0，从热力学角度考虑， 达到平衡时，=递，即k正·c(A)·c"(B) 有利于Ni(CO),的生成（写出两点）， =k运·cP(C),则化学平衡常数K=k正k。 p:、100℃时CO的平衡转化率a= 该温度下平衡常数K。 (MPa)-3. W关键能力“提升 1.0 0.0 题组一化学平衡常数与压强平衡常数 0.8 1.(2023·高考全国乙卷)硫酸亚铁在工农业生 0.7 0.6- 产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗 0.5 病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列 0.4 .3 问题： 0.2 .1 (1)将FeSO,置入抽空的刚性容器中，升高温 0.0 50 60708090100110120130 度发生分解反应：2FeSO,(s)Fe,O(s)+ (2)对于同位素交换反应Ni(CO),+CO SO2(g)+SO,(g)(I),平衡时ps,~T的关 →Ni(CO),C*O+CO,20℃时反应物浓 系如下图所示。660K时，该反应的平衡总压 度随时间的变化关系为c,[Ni(C6O),]= P总= kPa,平衡常数K。(I)= c[Ni(C“O),]e(k为反应速率常数)，则 (kPa)。K,(I)随反应温度升高而 Ni(CO),反应一半所需时间t年= (填“增大”“减小”或“不变”)。 (用k表示)。 155 国高考一轮总复习·化学 题组三平衡常数与速率常数的关系及应用 4.(2023·哈尔滨模拟)用C0还原NO的化学 3.(2022·辽宁辽阳一模)硫酸工业中，将S0。氧 方程式为NO(g)+CO(g)一N(g)+CO 化为SO。是生产工艺中的重要环节。在温度 (g)。在体积均为1L的密闭容器A(500℃， 为T条件下，在三个容积均为1L的恒容密 恒温)、B(起始500℃，绝热)中分别加人 闭容器中仅发生反应：2S02(g)+O:(g)一 0.1molN(O,0.4 mol CO和相同催化剂。实 2SO(g)△H<0,实验测得：v=kE· 验测得A、B容器中NO的转化率随时间的变 c2(S02)·c(O2),v=k·c(S0) 化关系如图所示。该反应的反应速率压=表 起始浓度/(mal·1.) 平衡浓度/《mol·1.】 ·c(NO)·c(CO),=k进·c(N)· 容器编号 c(S)) c(0) c(CO)。kx、k进分别是正、逆反应速率常数。 0.6 0.3 0 0.2 A:030 转25 0.5 0.3 h 0.3 0.25 0.2 % 10 已知：k正、k送为速率常数，仅受温度的影响。 5 下列说法错误的是 ( 0 10200300400fs A.达到平衡时，平衡常数和速率常数的关系： 下列说法错误的是 K-气 A.A容器中NO的转化率随时间的变化关系 是上图中的a曲线 B若容器Ⅱ中达到平衡时(S0) =1,则x B.要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间，但 c(S)2) 不改变N,O平衡转化率，在催化剂一定的 =0.85 情况下可采取缩小容器体积的措施 C.容器Ⅲ中达到平衡时，c(O,)<0.25mol ·L C500℃该反应的化学平衡常数K=。 D.当温度升高为T,时，kE、k分别增大m倍 D.M处的正≈1.69 和n倍，则m<n 考点3 化学反应的方向与调控 ,对应答案P416 W必备知识·整合 当△G<0时，反应回 自发进行： 当△G=0时，反应处于☑ 状态： 1.化学反应方向的判断 (1)熵和嫡变的含义 当△G>0时，反应图 自发进行 ①嫡的含义 2.工业合成氨条件的选择 嫡是度量一个体系口 的物理量。用 (1)反应原理：N,(g)十3H,(g)一2NH(g) 符号S表示。同一条件下，不同物质有不同的 △H=-92.4kJ·mo1。 嫡值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一 可逆反应 般规律是S(g)☑ S(1)☒ (2)反应特点 正向为回反应 S(s). 正向为气体物质的量四的反应 ②熵变的含义 (3)从反应快慢和反应限度两个角度选择反应 嫡变是反应前后体系④ ,用△S表 条件 示，化学反应的△S越大，越有利于反应固 加快反 四温度，☑压强（反应 成速率 反应条件 物浓度)，使用图 (2)判断化学反应方向的判据（△G=△H 的选择 提高转化率国压强（反应物浓度）· T△S) 平衡移动区温度 盛156 第七章化学反应速率化学平衡回 (4)综合考虑一选择适宜的生产条件 题组二化学反应的调控分析 a.温度：400~500℃ 3.合成氨反应达到平衡时，NH,的体积分数与 b.压强：10~30MPa 温度、压强的关系如图所示。根据此图分析， n(N)_1 c.投料比：mH2.8 合成氨工业最有前途的研究方向是() 标 d.以铁触媒作催化剂 1.0×10°Pa e.采用循环操作提高原料利用率 1.0×10F 1.0×8 W关键能力：提开M HN 题组一化学反应方向的判断 0 温度/℃ 1.下列有关化学反应方向及其判据的说法中错 A.提高分离技术 误的是 ( B.研制耐高压的合成塔 A.1 mol H2O在不同状态时的熵值：S[HO C.研制低温催化剂 (1)]<S[HO(g)] D.探索不用N,和H2合成氨的新途径 B.反应CaCO(s)-CaO(g)+CO2(g)△H 4.(2025·吉林省白城实验高级中学高三期末考 >0能否自发进行与温度有关 试)工业合成甲醇的反应为CO,(g)十3H,(g) C.HO,分解和HCIO分解均是自发过程，故 CHOH(g)+H,O(g)△H<0。反应相 这两个反应的△H和△S的变化相同 同时间，实验测得甲醇的产率与压强、温度的 D.常温下，反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+ 关系分别如图1、图2所示。下列叙述正确的 2HO(I)一=4Fe(OH),(s)能自发进行，则 是 该反应的△H<0 CH OHW 2.下列对化学反应的预测正确的是 选项 化学方程式 已知条件 预测 32 A(s)-B(g)十C △H>0 它一定是非 1.52.535455.5h (s) 1'46o400m520540360尔 自发反应 图2 A(g)+2B(g) △H一定小 A.合成甲醇时压强越大越好 能自发反应 2C(g)+3D(g) 于0 B.增大压强，正反应速率增大，逆反应速率 减小 M(s)+aN(g》 △H<0,自发 :可能等于 -2Q(g） C.合成甲醇的最佳温度为520K 反应 1.2、3 D.520K之前，升高温度单位时间内甲醇的产 M(s)+N(g) 常温下，自发 △H>0 率减小 2Q(s) 进行 「对应答案P416 真题演练突破 1.(2023·高考湖南卷)向一恒容密闭容器中加 C.点a、b、c对应的平衡 入1 mol CH,和一定量的HO,发生反应： 常数：K<K。=K。 CH(g)+H,O(g)=CO(g)+3H (g). D.反应温度为T,当容 器内压强不变时，反 CH,的平衡转化率按不同投料比xx= 应达到平衡状态 (CH,) 2.(2024·高考黑吉辽卷)异山梨醇是一种由生 n(HO) 随温度的变化曲线如图所示。下列 物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备 说法错误的是 过程及相关物质浓度随时间变化如图所示， A.< 15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错 B.反应速率：wr< 误的是 ( 157图 国高考一轮总复习·化学 反应卫1,1失水山梨醇反应②山梨程 化率)。 山梨醇 反应②副物 00 0.10 000g 0.那 2.6 一小梨惊 1,4-失 (HC1)n(O,=1:3 60F 0.01 (3,0.012) 水梨序 61.17,61) 异山烈醇 是02 0.182140.10100 削产物 HC流速/mol·h与 T 图1 -0-T2 10 15 T 时oh 90 A.3h时，反应②正、逆反应速率相等 0-0-0-0 B.该温度下的平衡常数：①>② C.0~3h平均速率（异山梨醇）=0.014mol· kg1·h (HCI):n(O. D.反应②加人催化剂不改变其平衡转化率 3.(2024·高考河北卷)在水溶液中，CN可与多 0.180.110.100.0 HCI流速mo·h- 种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离 图2 子分别与CN形成配离子达平衡时， 回答下列问题： 1g金属离子与-gc(CN)的关系如图。 (1)△S 0(填“>”或“<”)；T= c(配离子) ℃ 10 (2)结合以下信息，可知H2的燃烧热△H= kJ·mol厂. -5 -10 H.O(D)-H.O(g) -15 20 △H2=+44.0kJ·mol- -25 H,(g)+Cl,(g)=2HCI(g) -30 -33 △H2=-184.6kJ·mol1 -40 (3)下列措施可提高M点HCI转化率的是 -lg d(CN-) (填标号)。 下列说法正确的是 A.增大HCI的流速 A.99%的X、Y转化为配离子时，两溶液中 B.将温度升高40℃ CN的平衡浓度：X>Y C.增大n(HC):n(O,) B.向Q点X,Z的混合液中加少量可溶性Y D.使用更高效的催化剂 c(X) c(Z) (4)图中较高流速时，a(T)小于a(T:)和 盐，达平衡时(X配离子)>c(Z配离子 a(T),原因是 C.由Y和Z分别制备等物质的量的配离子 时，消耗CN的物质的量：Y<Z D.若相关离子的浓度关系如P点所示，Y配 (5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度 离子的解离速率小于生成速率 下反应的平衡常数K= (用平衡物质 4.(2024·高考黑吉辽卷)为实现氯资源循环利 的量分数代替平衡浓度计算)。 用，工业上采用RuO,催化氧化法处理HCI (6)负载在TiO2上的 废气： RuO。催化活性高，稳定性 2HC(g)+20,(g)一C,(g)+H,0(g) 强。TiO,和RuO,的晶 体结构均可用右图表示， △H1=-57.2kJ·mol-△SK 二者晶胞体积近似相等， 将HC1和O,分别以不同起始流速通人反应 RuO2与TiO2的密度比为1.66，则Ru的相对 器中，在360℃、400℃和440℃下反应，通过 原子质量为 (精确至1)。 检测流出气成分绘制HCI转化率（α）曲线，如 请完成《课时检测训练25》 下图所示（较低流速下转化率可近似为平衡转 158