第03讲 化学平衡常数及其相关计算（复习讲义）（浙江专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第03讲 化学平衡常数及其相关计算 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 化学平衡常数 知识点1化学平衡常数的意义 知识点2速率常数与平衡常数的关系 知识点3化学平衡常数的应用 考向1 化学平衡常数的理解 考向2 化学平衡常数的应用 考向3 化学反应速率常数 考点二 化学平衡的计算 知识点1化学平衡计算方法——三段式 知识点2 化学平衡计算方法和技巧 考向1 化学平衡综合计算 【思维建模】化学平衡移动的定性分析与定量计算 考向2 分压平衡常数的计算 【思维建模】压强平衡常数(Kp)的计算流程 考向3 物质转化率的计算 【思维建模】平衡转化率技法 04 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 化学平衡常数 选择题 非选择题 浙江1月卷，11，3分) —— 浙江1月卷，19(2) 化学平衡的有关计算 选择题 非选择题 —— —— 浙江6月卷，19(2) 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，浙江选考中该知识点在选择题和非选择题运均有呈现，受题量所限，主要在化学反应原理综合中呈现，主要考查化学平衡常数、转化率的计算等。压强平衡常数与速率常数是在化学平衡常数基础上的延伸和拓展，它是定量研究平衡移动的重要手段，为考查的常客，可见各平衡常数的应用和计算是高考的热点和难点。 2．从命题思路上看，侧重以化工生产为背景，考查反应转化率、平衡常数的计算，压强平衡常数及速率常数的相关计算。在选择题中，考查化学平衡的表达式，结合化学平衡图像、图表考查化学平衡相关浓度、转化率等的计算。在非选择题：与基本理论、工业生产相联系，通过图像或表格提供信息，考查转化率、浓度平衡常数、压强平衡常数、速率常数等相关的判断和计算，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查生产条件的选择。 复习目标： 1．了解化学平衡常数(K)的含义。 2．能利用化学平衡常数进行相关计算。 3．能正确计算化学反应的转化率(α)。 ( ) 考点一 化学平衡常数 知识点1 化学平衡常数的意义 1．三种平衡常数 a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) (1)浓度平衡常数：Kc＝______________ 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 (2)压强平衡常数：Kp＝______________ ①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等均可 ②分压Pi＝P总×xi＝P总×＝(P1+P2+P3+…)× ③恒容条件下：先计算平衡总压，再算平衡常数或直接根据分压计算 (3)物质的量分数平衡常数：Kx＝______________ ①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等均可 ②物质的量分数：xi＝ 2．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＝______ (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＝ 5．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______，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 ______________ ______________ ______________ 6．影响因素 (1)内因：反应物的______________ (某一具体反应)。 (2)外因：反应体系的______，升高温度。 7．浓度熵：Qc＝ (1)浓度为任意时刻的浓度 (2)意义：Q越大，反应______向进行的程度越大 (3)应用：判断反应是否达到平衡或反应进行的方向 ①Q＞Kc，反应______向进行，v正______v逆 ②Q＝Kc，反应达到平衡状态，v正______v逆 ③Q＜Kc，反应______向进行，v正______v逆 8．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＝。 知识点2 速率常数与平衡常数的关系 1．基元反应：a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) 2．速率方程 (1)抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 ①v正＝k正·ca(A)·cb(B)、v逆＝k逆·cc(C)·cd(D) ②v正＝k正·pa(A)·pb(B)、v逆＝k逆·pc(C)·pd(D) ③v正＝k正·xa(A)·xb(B)、v逆＝k逆·xc(C)·xd(D) (2)具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 ①vA正＝k正·ca(A)·cb(B)、vC逆＝k逆·cc(C)·cd(D) ②vA正＝k正·pa(A)·pb(B)、vC逆＝k逆·pc(C)·pd(D) ③vA正＝k正·xa(A)·xb(B)、vC逆＝k逆·xc(C)·xd(D) 3．速率常数和平衡常数的关系 (1)抽象化：平衡条件_________，①＝_____；②＝______；③＝______ (2)具体化：平衡条件________，①＝________；②＝_________；③＝________ (3)升温对k正、k逆的影响 ①放热反应：K值_________；k正值_________，k逆值_________，_________变化更大 ②吸热反应：K值_________；k正值_________，k逆值_________，_________变化更大 4．计算某刻 (1)抽象化：＝＝K· (2)具体化：＝＝_____×K× 知识点3 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 ______________ ______________ ______________ ______________ 得分速记 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．判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 得分速记 (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。 考向1 化学平衡常数的理解 例1(2025·浙江省台州市高三一模)保持温度不变，在含足量HgI2(s)和一定量的溶液中，存在如下平衡关系： HgI2(s)HgI2(aq) K1 HgI2(s)HgI+(aq)+ I-(aq) K2 HgI+(s)Hg2+(aq)+ I-(aq) K3 HgI2(s) + I-(aq)HgI3-(aq) K4 HgI3-(aq) +I-(aq)HgI42-(aq) K5 HgI2(s)Hg2+(aq)+2I-(aq) Ksp K分别为平衡常数，设HgI2(s)的溶解度为smol/L。下列说法不正确的是( ) A．HgI2(s)的Ksp=K1×K2×K3 B． C．平衡体系中适量增大c(I－)且HgI2(s)足量，达到新平衡后c(HgI+)一定减小 D．平衡体系中适量增大c(I－)且HgI2(s)足量，达到新平衡后c(HgI3-)一定增大 思维建模 平衡常数与书写方式的关系 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。 (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＝； (6)固体和液体不列入平衡常数表达式。 【变式训练1·变考法】(2025·浙江省精诚联盟高三适应性联考)CO2资源化具有重要现实意义，相关技术研发是当前科技界研究的热点。 (2)一定条件下，合成尿素：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)，通过以下两步实现：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(l) ΔH1；NH2COONH4(l)CO(NH2)2(l)+ H2O(g) K2。那么ΔH1 0(填“>”“<”或“=”)，平衡常数K2的表达式为 。 【变式训练2·变载体】 (2025·浙江省强基联高三联考)CO2作为重要的温室效应气体，开发“碳捕获”技术，利用其生产其他化工产品是当前化工领域的热门方向。CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程主要发生下列反应： 反应①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.5kJ·mol−1 K1 反应②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝+41.2kJ·mol−1 K2 (1)反应③的平衡常数，其热化学方程式为 。 【变式训练3·变考法】在恒温条件下，向盛有食盐的2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO2、0.2moI NO 和0.1mol Cl2，发生如下两个反应： ①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) H1＜0平衡常数 K1 ②2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) H2＜0平衡常数 K2 10 分钟时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少 20%，10 分钟内用ClNO(g)表示 的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10-3mol/(L·min)。下列说法正确的是( ) A．平衡时 NO2的转化率为50% B．平衡后 c(NO)=2.5×10-2mol·L-1 C．其它条件保持不变，反应在恒压条件下进行，则平衡常数K2增大 D．反应 4NO2 (g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2 (g)的平衡常数为K22-K1 考向2 化学平衡常数的应用 例2(2025·浙江省第一届NBchem三模)碳的单质及其化合物是重要而值得深入探讨的研究对象。请回答： (2)研究表明，表面吸附的CO是电化学还原CO2过程中的关键中间体。CO在催化剂表面活性位点的吸附可以用如下反应方程式表示：  ；其中*表示一个未被占据的活性位点，*CO表示该位点被CO占据，该反应平衡常数表示为(这里的K是标准平衡常数，是无量纲的量)为被占据活性位点的比例，可以用CO的分压和表示，写出的表达式 。 【变式训练1·变题型】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 【变式训练2·变考法】T1时，在1 L的密闭容器中进行反应：2A(g)＋B(g)2C(g)。A、B的起始浓度分别为0.40 mol·L－1、0.96 mol·L－1，起始压强为p0，反应达到平衡状态时压强为p， ＝。下列说法错误的是( ) A．T1时，A的平衡转化率为80% B．T1时，K＝20，Kp＝ C．T1达到平衡时，再充入0.08 mol C和0.20 mol B，则平衡将正向移动 D．T2时(T2＞T1)，平衡常数为10，可知该反应为放热反应 【碳资源利用与学科知识结合】【变式训练3】 (2025·浙江省北斗星盟三模)化工生产中排放的CO2可通过热化学、电化学相关技术进行再利用，使其成为廉价易得的碳资源。 已知：I．CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH= -49.5kJ·mol−1 Ⅱ．2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) ΔH2＝-483.6kJ·mol−1 Ⅲ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝-41.2kJ·mol−1 (3)将CO2和H2按物质的量之比1：3充入恒温恒容密闭容器中，只发生反应I，已知该温度下反应的化学平衡常数。下列事实说明反应正向进行的是_______。 A．气体的密度不变 B．气体的平均摩尔质量变大 C．某时刻容器中，， D．体系的压强变小 (4)利用CO2作为碳源可以合成丙酸和丙二酸。丙酸的和丙二酸的的大小关系为，理由是 。 考向3 化学反应速率常数 例3(2025·浙江省嘉兴市高三三模)已知甲烷分解反应CH4(g)C(s)＋2H2(g) ΔH＞0。其正反应速率方程为，逆反应速率方程为(和为速率常数，只受温度影响)，1000℃达平衡时，。下列说法不正确的是( ) A．为提高化学反应速率，应选择适合高温条件的催化剂 B．其他条件不变，降温再次达到平衡时，可能存在 C．恒温恒压下通入Ar气体，平衡正向移动，c(H2)减小 D．根据该反应可推测，合成氨工业用熟铁作衬里代替钢铁是避免高压下氢气与碳反应 【变式训练1·变载体】温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得：v正=v(NO2)消耗=k正·c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆·c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是( ) 容器 编号 物质的起始浓度(mol·L-1) 物质的平衡浓度(mol·L-1) c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2 Ⅲ 0 0.5 0.35 A．设K为该反应的化学平衡常数，则有K= B．达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比为20∶17 C．容器Ⅱ中起始时平衡正向移动，达到平衡时，容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小 D．若改变温度为T2，且T2>T1，则k正∶k逆<0.8 【变式训练2·变考法】升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的速率却随温度的升高而减小，某化学小组为研究特殊现象的实质原因，查阅资料知：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步： i：2NO(g)N2O2(g)(快)，v1正＝k1正c2(NO) v1逆＝k1逆c(N2O2) ΔH1＜0 ii：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)，v2正＝k2正c(N2O2)c(O2) v2逆＝k2逆c2(NO2) ΔH2＜0 请回答下列问题： ①一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K＝_______________ ②由实验数据得到v2正～c(O2)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为__________________(填字母)。 【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】(2025·浙江省富阳中学高三选考模拟)氮是自然界的重要元素之一，研究氮及其化合物的性质，以及氮的利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。 设体系中只存在如下反应： i．N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH1 ii．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH2 iii．NO(g)＋O3(g)2NO2(g)＋O2(g) ΔH3 (3)向2L恒容密闭容器充入0.4molNO(g)和0.6molO3(g)发生反应iii，测得NO(g)的体积分数x(NO)与温度和时间的关系如图甲，速率方程，其中、为速率常数，仅与温度、催化剂有关，与浓度无关。 i. a点的转化率为 %， 。(选填“<”、“>”或“=”) ii. 下列说法正确的是 。 A．a点正逆反应活化能大小：E正＞E逆 B．化学反应速率：c点v正>b点v逆>a点v逆 C．b点O2产率为50% D．平均相对分子质量：M(a)=M(b)>M(c) ( ) 考点二 化学平衡的计算 知识点1化学平衡计算方法——三段式 1．解题模型 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 ①对于同一反应物，起始量_____变化量＝平衡量。 ②对于同一生成物，起始量_____变化量＝平衡量。 ③各转化量之比等于各________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%。 得分速记 (1)注意反应物和生成物的浓度关系： 反应物：c(平)＝c(始)－c(变)；生成物：c(平)＝c(始)＋c(变)。 (2)利用混＝和＝计算时要注意m总应为气体的质量，V应为反应容器的体积，n总应为气体的物质的量。 (3)起始浓度、平衡浓度不一定呈现化学计量数之比，但物质之间是按化学计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。 知识点2化学平衡计算方法和技巧 1．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＝________。 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′＝________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。 2．转化率的计算 转化率(α)＝×100% 3．常用的气体定律——气体状态方程：____________ 条件 公式 文字叙述 同温同压 == ____________________ 同温同容 == ____________________ 同温同压同质量 === ____________________ 4．压强平衡常数的计算技巧 (1)步骤 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＝。 (2)计算Kp的答题模板 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＝ 5．转化率大小变化分析技巧 判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。常见有以下几种情形： 反应类型 条件的改变 反应物转化率的变化 有多种反应物的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 恒容时只增加反应物A的用量 反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大 同等倍数地增大反应物A、B的量 恒温恒压条件下 反应物转化率________ 恒温恒容条件下 m＋n＞p＋q 反应物A和B的转化率均________ m＋n＜p＋q 反应物A和B的转化率均____ m＋n＝p＋q 反应物A和B的转化率均_______ 只有一种反应物的可逆反应：mA(g) nB(g)＋pC(g) 增加反应物A的用量 恒温恒压条件下 反应物转化率_______ 恒温恒容条件下 m＞n＋p 反应物A的转化率____ m＜n＋p 反应物A的转化率____ m＝n＋p 反应物A的转化率____ 考向1化学平衡综合计算 例1(2025·浙江省金华十校高三模拟)一定条件下乙烷与CO2可以制乙烯，在容积为1L的密闭容器中，控制C2H6和CO2初始投料分别为2 mol、3mol，发生的反应如下： 主反应：C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g) ΔH1 副反应：C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g) ΔH2＝+430kJ·mol−1 C2H6的平衡转化率和C2H4的选择性随温度、压强的变化如下表所示。下列说法不正确的是( ) 温度 300K 400K 500K 600K 压强 乙烷平衡转化率 50% 63% 72% 79% 乙烯平衡选择性 80% 65% 59% 45% 压强 乙烷平衡转化率 35% 44% 49% 53% 乙烯平衡选择性 A．压强：p1＜p2 B．ΔH1＞0 C．300K时主反应的平衡常数为0.57 D．改变压强，对乙烯的平衡选择性无影响 思维建模 化学平衡移动的定性分析与定量计算 11．(2025·浙江省温州市高三一模)1200℃下，将2.00molCaCO3(s)置于1.0L真空密闭容器中，发生反应： ⅰ.CaCO3(s)CaO(s)+ CO2(g) ΔH＞0 K=0.5 ⅱ.2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) tmin时，达到平衡状态，测得O2的体积分数为20%。下列说法不正确的是( ) A．若在下平衡，K＜0.5 B．若容器体积为0.5L，平衡时，CO的体积分数为40% C．平衡时，n(CaO)=0.5 mol D． 【变式训练1·变载体】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物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是( ) A．升高温度，H2S浓度增加，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% 【变式训练2·变考法】水煤气可以在一定条件下发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，现在向10L恒容密闭容器中充入CO(g)和H2O(g)，所得实验数据如表所示。下列说法错误的是( ) 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol Ⅰ 700 0.40 0.10 0.09 Ⅱ 800 0.10 0.40 0.08 Ⅲ 800 0.20 0.30 a Ⅳ 900 0.10 0.15 b A．， B．降低温度，有利于提高CO的平衡转化率 C．实验Ⅰ中，若某时刻测得，则此时混合气体中的体积分数为10％ D．实验Ⅰ和Ⅲ中，反应均达到平衡时，平衡常数之比 【二氧化碳利用与学科知识结合】【变式训练3】(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)CO2的综合利用，对于资源综合利用和减碳有重要意义。 (2)CO2与H2在固体催化剂X(性脆，高压下易碎)表面分两步被转化为甲醇： 反应I：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41kJ·mol−1 II：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2= -90kJ·mol−1 刚性容器中，CO2和H2按物质的量之比为5：16进行投料，只发生反应I和II，平衡时CO在含碳物质中的物质的量分数及CO2转化率随温度的变化如图所示。 T℃时，反应I的平衡常数为 。 b曲线在250℃之前随温度升高而降低的原因是 。 考向2分压平衡常数的计算 例2(2025·浙江省温州市高三一模)将硫化氢分解使其转化成氢气和硫具有非常重要的工业意义。H2S(g)分解反应：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g) ΔH1＝+170kJ·mol−1 (2)维持常压(0.1MPa)，将V(H2S)：V(N2)=1：4 (N2为稀释剂)的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)。T℃下，H2S的平衡转化率为，忽略副反应，则 MPa． 思维建模 压强平衡常数(Kp)的计算流程 【变式训练1·变载体】 (2025·浙江省第二届辛愉杯高三测试)“碳达峰”“碳中和”是近年来的热门话题，以二氧化氮和氢气为原料反应时，通常存在以下几个反应： I．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.2kJ·mol−1 II．CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2＝-48.8kJ·mol−1 III．2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH3＝-123.2kJ·mol−1 IV．2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4 (2)假设只发生反应I、反应II，一定条件下，向体积为的恒容密闭容器中通入1 molCO2和4 molH2发生反应，初始压强为2.5 kPa，达到平衡时，CO2的转化率为80%，CO浓度为0.3 mol·Lˉ1，则反应I的KP= 。 【氮的利用与学科知识结合】【变式训练2】(2025·浙江省富阳中学高三选考模拟)氮是自然界的重要元素之一，研究氮及其化合物的性质，以及氮的利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。 (2)工业上用天然气处理NO2，消除NO2发生的反应为2NO2(g)＋CH4(g)CO2(g)＋N2(g)＋2H2O(g)在一定温度下向恒容密闭容器充入1mol CH4 (g)和2molNO2(g)发生上述反应，起始时测得总压强为90kPa，N2(g)的分压与时间关系如图乙所示 ①0至10min内NO2(g)的分压变化速率为 kPa/min。 ②该温度下，反应的平衡常数Kp= 。(气体分压=总压强×物质的量分数) 【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】(2025·浙江省Z20名校联盟高三第二次联考)阿根廷科学家Mas Veronica等人利用Ni(Ⅱ)、Al(Ⅲ)层状复合催化剂进行了乙醇、水蒸气重整制氢的研究。其主要反应为： 反应I C2H5OH(g)＋3H2O(g)2CO2(g)＋6H2(g) ΔH1＝+173.3kJ·mol−1 反应Ⅱ C2H5OH(g)＋H2O(g)2CO(g)＋4H2(g) ΔH2＝+255.7kJ·mol−1 (3)研究发现，在压强为P0，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。注：的选择性 ①请分析说明曲线②随温度变化的原因 。 ②在密闭容器中，以投料比 n(C2H5OH)：n(H2O)=3：8通入混合气体，此时C2H5OH的转化率为66.67%，求交点M坐标为(500℃，50%)时反应Ⅱ的平衡常数Kp= (只需列出计算表达式，不必化简。已知Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数，即将表达式中的平衡浓度用平衡分压代替)。 考向3物质转化率的计算 例3(2025·浙江省衢州、丽水、湖州三地市高三二模)CO2通过电化学、热化学方法转化为CH3OH等高附加值化学品，符合绿色化学理念。 (2)热化学方法。相关热化学方程式如下： I：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.17kJ·mol−1 K1=1.0×10-5 II：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝-90.47kJ·mol−1 K2=2.5×104 III：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH (g)＋H2O(g) ΔH3 K3 某温度下，反应III在恒容密闭容器中进行，H2和CO2的投料浓度分别为3.00mol·L-1、1.00mol·L-1，平衡常数K3=0.148，则CO2转化为CH3OH的平衡转化率为 。 A．90.0% B．50.0% C．25.0% D．10.0% 思维建模 平衡转化率技法 [注意] ①在同一条件下，平衡转化率是该条件下的最大的转化率。 ②产率＝×100%，“产率”不一定是平衡状态下的。 ③催化剂可以提高未达到平衡的产率，但是不能提高平衡转化率。 ④平衡时混合物组分的百分含量＝×100%。 【变式训练1·变载体】二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取二甲醚的原理如下： Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) Ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) 500 K时，在2 L密闭容器中充入4 mol CO和8 mol H2，4 min达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，且2c(CH3OH)＝c(CH3OCH3)，则： (1)0～4 min，反应Ⅰ的v(H2)＝________。 (2)反应Ⅱ中CH3OH的转化率α＝________，反应Ⅰ的平衡常数K＝________。 【制备苯乙烯与学科知识结合】【变式训练2】(2025·浙江省绍兴市三模)苯乙烯作为一种重要的基础有机化工原料，广泛用于合成塑料和橡胶。工业常采用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯，其原理如下： 反应1：C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g) △H1=+117.6kJ•mol-1 反应2：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ•mol-1 (2)在某温度，100kPa下，向容器中充入1mol乙苯气体发生反应1，达平衡时转化率为50%，同温同压下，欲将转化率提高到60%，需充入 mol水蒸气作为稀释气。 (3)在恒温恒压下，CO2能显著提高乙苯的平衡转化率，可能的原因为： 。 【平衡思想与科学建模】【变式训练3】(2025·浙江省Flawless线上联考三模)将、CO2转化为其他高利用价值的化合物是目前的研究热点，回答下列问题。 I．CO2的综合利用 (1)利用CO2与H2的还原反应可以得到CH3OH，该反应一般认为通过以下步骤进行： CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41kJ·mol−1 CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2= -90kJ·mol−1 则二氧化碳与氢气的还原总反应的热化学方程式为 。 反应达到平衡后，降低温度，再次平衡时，CO2的平衡转化率 (选填“上升”或“降低”)。 (2)合成总反应的起始比例为n(CO2)：n(H2)=1：3，在、p= 5×105Pa的条件下达到平衡，且已知平衡时体系中甲醇的物质的量分数为0.15，则CO2的平衡转化率为 (保留2位小数)。 1．(2025·浙江1月卷，11，3分)下列说法正确的是( ) A．常温常压下H2(g)和O2(g)混合无明显现象，则反应2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)在该条件下不自发 B．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，升高温度，平衡逆移，则反应的平衡常数减小 C．CO(g)＋H2(g)C(s)＋H2O(g) ΔH＜0，则正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．Na(s)+Cl2(g)=NaCl(s) ΔH1＜0，Na+(g)+Cl−(g)=NaCl(s) ΔH2＜0，则Na(s)+Cl2(g)=Na+(g)+Cl−(g) ΔH＜0 2．(2024·浙江1月卷，19)通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为HCOOH等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。请回答： (2)该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下： ：C(s)＋O2(g)==CO2(g) ΔH1＝-393.5kJ·mol−1 Ⅱ：C(s)＋H2(g)＋O2(g)==HCOOH(g) ΔH2＝-378.7kJ·mol−1 Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g) ΔH3 反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行，CO2和H2的投料浓度均为，平衡常数，则CO2的平衡转化率为 。 3．(2023·浙江1月卷，19)“碳达峰•碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1= +247 kJ•mol-1 ，K1 II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2= +41 kJ•mol-1 ， K2 (2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的∆H=_________kJ•mol-1，K=_________ (用K1、K2表示)。 4．(2023·浙江6月卷，19)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。 水煤气变换反应：H2O(g)+ CO(g)CO2 (g)+ H2(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol－1 该反应分两步完成： 3Fe2O3(s)＋CO(g)2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH1＝－47.2 kJ·mol－1 2Fe3O4 (s)＋H2O(g)3Fe2O3 (s)＋H2(g) ΔH2 (2)恒定总压1.70MPa和水碳比[n (H2O)/ n(CO)] =12：5投料，在不同条件下达到平衡时CO2和H2的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表： p(CO2)/MPa p(H2)/MPa p(CH4)/MPa 条件1 0.40 0.40 0 条件2 0.42 0.36 0.02 ①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数___________。 ②对比条件1，条件2中H2产率下降是因为发生了一个不涉及CO2的副反应，写出该反应方程式____。 5．(2025·湖南卷，18) (4)一定温度下，CO、C2H4和H2(体积比为x：2：1)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器(入口压强为100kPa)发生反应i和ii．有存在时，反应ii的反应进程如图1所示。随着x的增加，C2H4的转化率和产物的选择性(选择性)如图2所示。 ①根据图1，写出生成C4H10的决速步反应式_______；C4H10的选择性大于C4H8的原因是_______。 ②结合图2，当x≥2时，混合气体以较低的流速经过恒容反应器时，反应近似达到平衡，随着x的增大，C2H4的转化率减小的原因是_______；当x=2时，该温度下反应ii的Kp=____________(kPa)-2 (保留两位小数)。 21 / 22 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲 化学平衡常数及其相关计算 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 化学平衡常数 知识点1化学平衡常数的意义 知识点2速率常数与平衡常数的关系 知识点3化学平衡常数的应用 考向1 化学平衡常数的理解 考向2 化学平衡常数的应用 考向3 化学反应速率常数 考点二 化学平衡的计算 知识点1化学平衡计算方法——三段式 知识点2 化学平衡计算方法和技巧 考向1 化学平衡综合计算 【思维建模】化学平衡移动的定性分析与定量计算 考向2 分压平衡常数的计算 【思维建模】压强平衡常数(Kp)的计算流程 考向3 物质转化率的计算 【思维建模】平衡转化率技法 04 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 化学平衡常数 选择题 非选择题 浙江1月卷，11，3分) —— 浙江1月卷，19(2) 化学平衡的有关计算 选择题 非选择题 —— —— 浙江6月卷，19(2) 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，浙江选考中该知识点在选择题和非选择题运均有呈现，受题量所限，主要在化学反应原理综合中呈现，主要考查化学平衡常数、转化率的计算等。压强平衡常数与速率常数是在化学平衡常数基础上的延伸和拓展，它是定量研究平衡移动的重要手段，为考查的常客，可见各平衡常数的应用和计算是高考的热点和难点。 2．从命题思路上看，侧重以化工生产为背景，考查反应转化率、平衡常数的计算，压强平衡常数及速率常数的相关计算。在选择题中，考查化学平衡的表达式，结合化学平衡图像、图表考查化学平衡相关浓度、转化率等的计算。在非选择题：与基本理论、工业生产相联系，通过图像或表格提供信息，考查转化率、浓度平衡常数、压强平衡常数、速率常数等相关的判断和计算，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查生产条件的选择。 复习目标： 1．了解化学平衡常数(K)的含义。 2．能利用化学平衡常数进行相关计算。 3．能正确计算化学反应的转化率(α)。 ( ) 考点一 化学平衡常数 知识点1 化学平衡常数的意义 1．三种平衡常数 a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) (1)浓度平衡常数：Kc＝ 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 (2)压强平衡常数：Kp＝ ①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等均可 ②分压Pi＝P总×xi＝P总×＝(P1+P2+P3+…)× ③恒容条件下：先计算平衡总压，再算平衡常数或直接根据分压计算 (3)物质的量分数平衡常数：Kx＝ ①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等均可 ②物质的量分数：xi＝ 2．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＝ 5．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 6．影响因素 (1)内因：反应物的本身性质(某一具体反应)。 (2)外因：反应体系的温度，升高温度。 7．浓度熵：Qc＝ (1)浓度为任意时刻的浓度 (2)意义：Q越大，反应逆向进行的程度越大 (3)应用：判断反应是否达到平衡或反应进行的方向 ①Q＞Kc，反应逆向进行，v正＜v逆 ②Q＝Kc，反应达到平衡状态，v正＝v逆 ③Q＜Kc，反应正向进行，v正＞v逆 8．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＝。 知识点2 速率常数与平衡常数的关系 1．基元反应：a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) 2．速率方程 (1)抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 ①v正＝k正·ca(A)·cb(B)、v逆＝k逆·cc(C)·cd(D) ②v正＝k正·pa(A)·pb(B)、v逆＝k逆·pc(C)·pd(D) ③v正＝k正·xa(A)·xb(B)、v逆＝k逆·xc(C)·xd(D) (2)具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 ①vA正＝k正·ca(A)·cb(B)、vC逆＝k逆·cc(C)·cd(D) ②vA正＝k正·pa(A)·pb(B)、vC逆＝k逆·pc(C)·pd(D) ③vA正＝k正·xa(A)·xb(B)、vC逆＝k逆·xc(C)·xd(D) 3．速率常数和平衡常数的关系 (1)抽象化：平衡条件v正＝v逆，①＝Kc；②＝Kp；③＝Kx (2)具体化：平衡条件＝，①＝Kc；②＝Kp；③＝Kx (3)升温对k正、k逆的影响 ①放热反应：K值减小；k正值增大，k逆值增大，k逆变化更大 ②吸热反应：K值增大；k正值增大，k逆值增大，k正变化更大 4．计算某刻 (1)抽象化：＝＝K· (2)具体化：＝＝×K× 知识点3 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 得分速记 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．判断可逆反应的热效应 (1)：；。 (2)：；。 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 得分速记 (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。 考向1 化学平衡常数的理解 例1(2025·浙江省台州市高三一模)保持温度不变，在含足量HgI2(s)和一定量的溶液中，存在如下平衡关系： HgI2(s)HgI2(aq) K1 HgI2(s)HgI+(aq)+ I-(aq) K2 HgI+(s)Hg2+(aq)+ I-(aq) K3 HgI2(s) + I-(aq)HgI3-(aq) K4 HgI3-(aq) +I-(aq)HgI42-(aq) K5 HgI2(s)Hg2+(aq)+2I-(aq) Ksp K分别为平衡常数，设HgI2(s)的溶解度为smol/L。下列说法不正确的是( ) A．HgI2(s)的Ksp=K1×K2×K3 B． C．平衡体系中适量增大c(I－)且HgI2(s)足量，达到新平衡后c(HgI+)一定减小 D．平衡体系中适量增大c(I－)且HgI2(s)足量，达到新平衡后c(HgI3-)一定增大 【答案】B 【解析】将已知反应依次编号为①②③④⑤⑥。A项， 由盖斯定律可知，反应①+反应②+反应③=反应⑥，则碘化汞的溶度积Ksp=K1×K2×K3，故A正确；B项，若视为只存在HgI(s)，溶液中碘离子浓度为2smol/L，汞离子浓度是smol/L，则溶度积Ksp=得s= ，而在含足量HgI2(s)和一定量I-的溶液中，碘离子浓度不是2smol/L，汞离子浓度不是smol/L，故B错误；C项，设起始溶液中碘化汞的浓度为1 mol/L，平衡时反应②生成HgI+离子的浓度为amol/L，反应③消耗HgI+离子的浓度为bmol/L，由题意可建立如下三段式： 由反应③的平衡常数可得：a—b=，设碘离子浓度为x、HgI+离子的浓度为y，由三段式数据可得a+b=x、a—b=y，解联立方程可得：y=，则HgI+离子的浓度与碘离子浓度的函数关系为减函数，当碘离子浓度增大时，HgI+离子的浓度一定减小，故C正确；D项，设起始溶液中碘化汞和碘离子的浓度都为1 mol/L，平衡时，反应④生成HgI3-离子的浓度为amol/L，反应⑤消耗HgI3-离子的浓度为bmol/L，由题意可建立如下三段式： 由反应⑤的平衡常数可得：a—b=，设碘离子浓度为x、HgI3-离子的浓度为y，由三段式数据可得1—a—b=x、a—b=y，解联立方程可得：y=，则HgI3-离子的浓度与碘离子浓度的函数关系为增函数，当碘离子浓度增大时，HgI3-离子的浓度一定增大，故D正确；故选B。 思维建模 平衡常数与书写方式的关系 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。 (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＝； (6)固体和液体不列入平衡常数表达式。 【变式训练1·变考法】(2025·浙江省精诚联盟高三适应性联考)CO2资源化具有重要现实意义，相关技术研发是当前科技界研究的热点。 (2)一定条件下，合成尿素：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)，通过以下两步实现：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(l) ΔH1；NH2COONH4(l)CO(NH2)2(l)+ H2O(g) K2。那么ΔH1 0(填“>”“<”或“=”)，平衡常数K2的表达式为 。 【答案】(2) < cH2O 【解析】(2)反应2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(l) ΔH1为化合反应，所以ΔH1＜0；由平衡常数意义可知，NH2COONH4(l)CO(NH2)2(l)+ H2O(g)的平衡常数表达式K2=c(H2O)； 【变式训练2·变载体】 (2025·浙江省强基联高三联考)CO2作为重要的温室效应气体，开发“碳捕获”技术，利用其生产其他化工产品是当前化工领域的热门方向。CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程主要发生下列反应： 反应①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.5kJ·mol−1 K1 反应②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝+41.2kJ·mol−1 K2 (1)反应③的平衡常数，其热化学方程式为 。 【答案】(1) CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝-90.7kJ·mol−1 【解析】(1)根据反应③的平衡常数，可知反应③等于反应①减去反应②，其热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝-90.7kJ·mol−1。 【变式训练3·变考法】在恒温条件下，向盛有食盐的2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO2、0.2moI NO 和0.1mol Cl2，发生如下两个反应： ①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) H1＜0平衡常数 K1 ②2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) H2＜0平衡常数 K2 10 分钟时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少 20%，10 分钟内用ClNO(g)表示 的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10-3mol/(L·min)。下列说法正确的是( ) A．平衡时 NO2的转化率为50% B．平衡后 c(NO)=2.5×10-2mol·L-1 C．其它条件保持不变，反应在恒压条件下进行，则平衡常数K2增大 D．反应 4NO2 (g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2 (g)的平衡常数为K22-K1 【答案】A 【解析】A项，10min时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少20%，则平衡时混合气体总物质的量为(0.2+0.2+0.1)mol×(1-20%)=0.4mol，10min内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10-3mol/(L·min)，则平衡时n(ClNO)=7.5×10-3mol/(L•min)×10min×2L=0.15mol，设①中反应的NO2为x mol，②中反应的Cl2为ymol，则： 则0.5x+2y=0.15，(0.2-x+0.2-2y+0.1-y)+0.5x+2y=0.4，联立方程，解得x=0.1、y=0.05，故平衡时NO2的转化率为，故A正确；B项，由A项分析，平衡后c(NO)= ，故B错误；C项，平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，则其它条件保持不变，反应在恒压条件下进行，平衡常数K2不变，故C错误；D项，①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) △H1＜0平衡常数K1；②2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) △H2＜0平衡常数K2；由盖斯定律可知，由①×2-②可得反应4NO2(g)+2NaC1(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)，则4NO2(g)+2NaC1(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数，故D错误；故选A。 考向2 化学平衡常数的应用 例2(2025·浙江省第一届NBchem三模)碳的单质及其化合物是重要而值得深入探讨的研究对象。请回答： (2)研究表明，表面吸附的CO是电化学还原CO2过程中的关键中间体。CO在催化剂表面活性位点的吸附可以用如下反应方程式表示：  ；其中*表示一个未被占据的活性位点，*CO表示该位点被CO占据，该反应平衡常数表示为(这里的K是标准平衡常数，是无量纲的量)为被占据活性位点的比例，可以用CO的分压和表示，写出的表达式 。 【答案】(2) 【解析】(2)由(吸附平衡，为未被占据活性位点比例 )，变形推导得。 【变式训练1·变题型】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。 【变式训练2·变考法】T1时，在1 L的密闭容器中进行反应：2A(g)＋B(g)2C(g)。A、B的起始浓度分别为0.40 mol·L－1、0.96 mol·L－1，起始压强为p0，反应达到平衡状态时压强为p， ＝。下列说法错误的是( ) A．T1时，A的平衡转化率为80% B．T1时，K＝20，Kp＝ C．T1达到平衡时，再充入0.08 mol C和0.20 mol B，则平衡将正向移动 D．T2时(T2＞T1)，平衡常数为10，可知该反应为放热反应 【答案】C　 【解析】设反应达平衡时，C的浓度为2x mol·L－1，则 2A(g) ＋ B(g) 2C(g) 起始/(mol/L) 0.40 0.96 0 转化/(mol/L) 2x x 2x 平衡/(mol/L) 0.40－2x 0.96－x 2x， 恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比，则＝，解得x＝0.16，故A的平衡转化率为×100%＝80%，A项正确；平衡时，K＝＝20，A、B、C的平衡分压分别为p＝p，p＝p、p＝p，则Kp＝＝，B项正确；保持体积不变，混合气体中再充入0.08 mol C和0.20 mol B，则C和B的浓度分别为0.40 mol·L－1和1.00 mol·L－1，故Q＝＝25＞K，反应逆向移动，C项错误；温度升高，K减小，可知平衡逆向移动，则该反应为放热反应，D项正确。 【碳资源利用与学科知识结合】【变式训练3】 (2025·浙江省北斗星盟三模)化工生产中排放的CO2可通过热化学、电化学相关技术进行再利用，使其成为廉价易得的碳资源。 已知：I．CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH= -49.5kJ·mol−1 Ⅱ．2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) ΔH2＝-483.6kJ·mol−1 Ⅲ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝-41.2kJ·mol−1 (3)将CO2和H2按物质的量之比1：3充入恒温恒容密闭容器中，只发生反应I，已知该温度下反应的化学平衡常数。下列事实说明反应正向进行的是_______。 A．气体的密度不变 B．气体的平均摩尔质量变大 C．某时刻容器中，， D．体系的压强变小 (4)利用CO2作为碳源可以合成丙酸和丙二酸。丙酸的和丙二酸的的大小关系为，理由是 。 【答案】(3)BD (4)丙二酸中-COOH使另一个-COOH的O-H键极性增强，酸性增强，HOOC-CH2-COO-易形成离子内氢键，氢离子比丙酸难电离 【解析】(3)A项，容器体积和气体质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，不能说明反应正向进行；B项，反应为气体分子数减小的反应，气体的平均摩尔质量变大，说明总的气体的物质的量减小，反应正向进行；C项，某时刻容器中，，，则，则反应逆向进行；D项，反应为气体分子数减小的反应，体系的压强变小，说明总的气体的物质的量减小，反应正向进行；故选BD； (4)羧基为吸电子基团，丙二酸中-COOH使另一个-COOH的O-H键极性增强，酸性增强；丙二酸一级电离后形成的HOOC-CH2-COO-易形成离子内氢键，使得其二级氢离子比丙酸难电离，故丙酸的Ka和丙二酸的Ka1、Ka2的大小关系为Ka1＞Ka＞Ka2； 考向3 化学反应速率常数 例3(2025·浙江省嘉兴市高三三模)已知甲烷分解反应CH4(g)C(s)＋2H2(g) ΔH＞0。其正反应速率方程为，逆反应速率方程为(和为速率常数，只受温度影响)，1000℃达平衡时，。下列说法不正确的是( ) A．为提高化学反应速率，应选择适合高温条件的催化剂 B．其他条件不变，降温再次达到平衡时，可能存在 C．恒温恒压下通入Ar气体，平衡正向移动，c(H2)减小 D．根据该反应可推测，合成氨工业用熟铁作衬里代替钢铁是避免高压下氢气与碳反应 【答案】B 【解析】A项，温度升高可以提升化学反应速率，催化剂可以提高化学反应速率，但催化剂对温度有要求，故选择适合高温条件的催化剂，提高化学反应速率，A正确；B项，1000℃达平衡时，，其他条件不变，降温再次达到平衡时，可能存在，反应为吸热反应，温度降低，K值减小，B错误；C项，恒温恒压下通入Ar气体，增加容积c(H2)减小，相当于减压，平衡正向移动，C正确；D项，根据该反应可推测，合成氨工业用熟铁(含碳量低于钢铁)作衬里代替钢铁是避免高压下氢气与碳反应，产生杂质，D正确；故选B。 【变式训练1·变载体】温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得：v正=v(NO2)消耗=k正·c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆·c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是( ) 容器 编号 物质的起始浓度(mol·L-1) 物质的平衡浓度(mol·L-1) c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2 Ⅲ 0 0.5 0.35 A．设K为该反应的化学平衡常数，则有K= B．达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比为20∶17 C．容器Ⅱ中起始时平衡正向移动，达到平衡时，容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小 D．若改变温度为T2，且T2>T1，则k正∶k逆<0.8 【答案】C 【解析】平衡时，正、逆反应速率相等，则有k正·c2(NO2)=k逆·c2(NO)·c(O2)，所以K==，A项错误。根据化学方程式和容器 Ⅰ 中O2的平衡浓度可知，平衡时，c(NO)=0.4 mol·L-1，c(NO2)=0.2 mol·L-1，则T1温度下，该反应的平衡常数K===0.8；容器Ⅱ中浓度商Qc=≈0.56<0.8，反应正向进行，气体的总物质的量大于1 mol，而容器Ⅲ中反应向左进行，气体的总物质的量小于0.85 mol，所以达到平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比大于20∶17，B项错误。容器Ⅰ中NO2的转化率为=，假设容器Ⅱ中NO2的转化率也为，反应正向进行： 2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) 起始量(mol·L-1) 0.3 0.5 0.2 变化量(mol·L-1) 0.2 0.2 0.1 平衡量(mol·L-1) 0.1 0.7 0.3 平衡常数K==14.7>0.8，所以容器Ⅱ中NO2的转化率小于，即容器Ⅱ中起始平衡正向移动，达到平衡时，容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小，C项正确。因为该反应的正反应是吸热反应，温度T2>T1，所以T2时平衡常数增大，则k正∶k逆>0.8，D项错误。 【变式训练2·变考法】升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的速率却随温度的升高而减小，某化学小组为研究特殊现象的实质原因，查阅资料知：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步： i：2NO(g)N2O2(g)(快)，v1正＝k1正c2(NO) v1逆＝k1逆c(N2O2) ΔH1＜0 ii：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)，v2正＝k2正c(N2O2)c(O2) v2逆＝k2逆c2(NO2) ΔH2＜0 请回答下列问题： ①一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K＝_______________ ②由实验数据得到v2正～c(O2)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为__________________(填字母)。 【答案】① ②a 【解析】①2NO(g)N2O2(g)；②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)；目标反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，由反应达平衡状态，所以，所以， ，则 ，故答案为：；②2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的速率随温度的升高而减小，因为决定该反应速率的是反应②，故升高到温度时v2正减小，且平衡逆向移动，氧气的浓度增大，所以反应重新达到平衡，则变为相应的点为a。 【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】(2025·浙江省富阳中学高三选考模拟)氮是自然界的重要元素之一，研究氮及其化合物的性质，以及氮的利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。 设体系中只存在如下反应： i．N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH1 ii．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH2 iii．NO(g)＋O3(g)2NO2(g)＋O2(g) ΔH3 (3)向2L恒容密闭容器充入0.4molNO(g)和0.6molO3(g)发生反应iii，测得NO(g)的体积分数x(NO)与温度和时间的关系如图甲，速率方程，其中、为速率常数，仅与温度、催化剂有关，与浓度无关。 i. a点的转化率为 %， 。(选填“<”、“>”或“=”) ii. 下列说法正确的是 。 A．a点正逆反应活化能大小：E正＞E逆 B．化学反应速率：c点v正>b点v逆>a点v逆 C．b点O2产率为50% D．平均相对分子质量：M(a)=M(b)>M(c) 【答案】(1)75 < BC 【解析】③分析图像，T1时反应先达到平衡，故T1＞T2，温度高时，x(NO)大，说明升温反应逆向移动，因此ΔH＜0；i．设反应的(g)的物质的量为xmol，用三段式计算， a点的体积分数为，x=0.3，因此a点的转化率为；由得，当v正=v逆时，， 由图分析可知，T1＞T2，ΔH＜0，因此温度越高，K越小，则＜；ii．A项，由图分析可知，ΔH＜0，故a点正逆反应活化能大小：E正＜E逆，A错误；B项，T1＞T2，c点未达平衡，b点达平衡，正逆反应速率相等且小于c点，b点温度和反应物浓度均大于a点，反应速率大于a点，故化学反应速率：c点v正>b点v逆>a点v逆，B正确；C项，设反应的(g)的物质的量为ymol，用三段式计算： b点的体积分数为，y=0.2，因此b点O2的产率为，C正确； D项，平均相对分子质量：，反应iii反应物与生成物全是气体，因此质量守恒，又因为反应前后气体分子系数不变，M(a)=M(b)=M(c)，D错误；故选BC； ( ) 考点二 化学平衡的计算 知识点1化学平衡计算方法——三段式 1．解题模型 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 ①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 ③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%。 得分速记 (1)注意反应物和生成物的浓度关系： 反应物：c(平)＝c(始)－c(变)；生成物：c(平)＝c(始)＋c(变)。 (2)利用混＝和＝计算时要注意m总应为气体的质量，V应为反应容器的体积，n总应为气体的物质的量。 (3)起始浓度、平衡浓度不一定呈现化学计量数之比，但物质之间是按化学计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。 知识点2化学平衡计算方法和技巧 1．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。 2．转化率的计算 转化率(α)＝×100% 3．常用的气体定律——气体状态方程：PV＝nRT 条件 公式 文字叙述 同温同压 == 气体体积比＝物质的量比＝分子数比 同温同容 == 气体压强比＝物质的量比＝分子数比 同温同压同质量 === 气体密度比＝气体体积反比 ＝物质的量反比＝分子数反比 4．压强平衡常数的计算技巧 (1)步骤 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＝。 (2)计算Kp的答题模板 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＝ 5．转化率大小变化分析技巧 判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。常见有以下几种情形： 反应类型 条件的改变 反应物转化率的变化 有多种反应物的可逆反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 恒容时只增加反应物A的用量 反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大 同等倍数地增大反应物A、B的量 恒温恒压条件下 反应物转化率不变 恒温恒容条件下 m＋n＞p＋q 反应物A和B的转化率均增大 m＋n＜p＋q 反应物A和B的转化率均减小 m＋n＝p＋q 反应物A和B的转化率均不变 只有一种反应物的可逆反应：mA(g) nB(g)＋pC(g) 增加反应物A的用量 恒温恒压条件下 反应物转化率不变 恒温恒容条件下 m＞n＋p 反应物A的转化率增大 m＜n＋p 反应物A的转化率减小 m＝n＋p 反应物A的转化率不变 考向1化学平衡综合计算 例1(2025·浙江省金华十校高三模拟)一定条件下乙烷与CO2可以制乙烯，在容积为1L的密闭容器中，控制C2H6和CO2初始投料分别为2 mol、3mol，发生的反应如下： 主反应：C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g) ΔH1 副反应：C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g) ΔH2＝+430kJ·mol−1 C2H6的平衡转化率和C2H4的选择性随温度、压强的变化如下表所示。下列说法不正确的是( ) 温度 300K 400K 500K 600K 压强 乙烷平衡转化率 50% 63% 72% 79% 乙烯平衡选择性 80% 65% 59% 45% 压强 乙烷平衡转化率 35% 44% 49% 53% 乙烯平衡选择性 A．压强：p1＜p2 B．ΔH1＞0 C．300K时主反应的平衡常数为0.57 D．改变压强，对乙烯的平衡选择性无影响 【答案】D 【解析】A项，主反应、副反应均为气体分子数增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，乙烷转化率降低，结合表数据，压强：p1＜p2，故A正确；B项，容积为1L的密闭容器中，控制C2H6和CO2初始投料分别为2mol、3mol，由表，p1压强下，300K时，消耗乙烷2mol×50%=1mol、生成乙烯1mol×80%=0.8mol，则： 则主反应；600K时，消耗乙烷2mol×79%=1.58mol、生成乙烯1.58mol×45%=0.711mol，则： 则主反应；升高温度，主反应平衡正向移动，则焓变大于0，ΔH1＞0，故B正确；C项，平衡常数只受温度影响，由B分析，300K时主反应的平衡常数为0.57，故C正确；D项，由表，p2压强下，300K时，消耗乙烷2mol×35%=0.7mol，若改变压强，对乙烯的平衡选择性无影响，则生成乙烯0.7mol×80%=0.56mol，则： ，则说明改变压强，对乙烯的平衡选择性有影响，故D错误；故选D。 思维建模 化学平衡移动的定性分析与定量计算 11．(2025·浙江省温州市高三一模)1200℃下，将2.00molCaCO3(s)置于1.0L真空密闭容器中，发生反应： ⅰ.CaCO3(s)CaO(s)+ CO2(g) ΔH＞0 K=0.5 ⅱ.2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) tmin时，达到平衡状态，测得O2的体积分数为20%。下列说法不正确的是( ) A．若在下平衡，K＜0.5 B．若容器体积为0.5L，平衡时，CO的体积分数为40% C．平衡时，n(CaO)=0.5 mol D． 【答案】C 【解析】A项，由题干信息可知，CaCO3(s)CaO(s)+ CO2(g) ΔH＞0该反应正反应是一个吸热反应，即降低温度平衡逆向移动，K减小，故若在1000℃下平衡，K＜0.5，A正确；B项，由题干信息可知，CaCO3(s)CaO(s)+ CO2(g) K=c(CO2)=0.5，即容器的体积不影响CO2的浓度，则若容器体积为0.5L，平衡时，CO2的浓度不变，O2体积分数为20%，则CO的体积分数为40%，B正确；C项，由题干信息可知，CaCO3(s)CaO(s)+ CO2(g) K=c(CO2)=0.5，即平衡时，c(CO2)=0.5mol/L，根据O2的体积分数为20%，CO的体积分数为40%，CO2的体积分数为40% 故有：2x=0.5，则a=0.5+2x=0.5+0.5=1.0，即CaCO3分解生成的CO2的物质的量浓度为：1.0mol/L，则n(CaO)=1.0 mol，C错误；D项，由C项分析可知，tmin时O2的浓度为0.25mol/L，故，D正确；故选C。 【变式训练1·变载体】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物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是( ) A．升高温度，H2S浓度增加，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】升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，故A不正确；通入CO后，正反应速率瞬间增大，之后化学平衡发生移动，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，当正反应速率和逆反应速率相等时，反应达到新的化学平衡状态，故B不正确；设反应前H2S的物质的量为a mol，容器的容积为1 L，列“三段式”进行解题： CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g) 起始物质的量 浓度(mol·L－1) 10 a 0 0 转化物质的量 浓度(mol·L－1) 2 2 2 2 平衡物质的量 浓度(mol·L－1) 8 a－2 2 2 化学平衡常数K＝＝0.1，解得a＝7，故C正确；CO的平衡转化率为×100%＝20%，故D不正确。 【变式训练2·变考法】水煤气可以在一定条件下发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，现在向10L恒容密闭容器中充入CO(g)和H2O(g)，所得实验数据如表所示。下列说法错误的是( ) 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol Ⅰ 700 0.40 0.10 0.09 Ⅱ 800 0.10 0.40 0.08 Ⅲ 800 0.20 0.30 a Ⅳ 900 0.10 0.15 b A．， B．降低温度，有利于提高CO的平衡转化率 C．实验Ⅰ中，若某时刻测得，则此时混合气体中的体积分数为10％ D．实验Ⅰ和Ⅲ中，反应均达到平衡时，平衡常数之比 【答案】A 【解析】温度不变，平衡常数不变，则实验Ⅱ、Ⅲ的平衡常数相同，实验Ⅱ的三段式 实验Ⅲ ，； 【解析】A项，根据平衡常数可列三段式求出，与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ起始时反应物的物质的量减半，若温度相等，则，实验Ⅳ的温度较实验Ⅲ高，故，A错误；B项，根据实验Ⅰ和Ⅱ数据，可知升高温度，平衡时氢气的物质的量减少，故平衡逆向移动，该反应为放热反应，降低温度，有利于提高CO的平衡转化率，B正确；C项，该反应是气体的物质的量不变的反应，若某时刻测得，则的物质的量为0.05mol，故此时混合气体中的体积分数％＝10％，C正确；D项，K只与温度有关，根据实验Ⅰ的数据，到平衡时，、、、，，同理可算出，则，故，D正确；故选A。 【二氧化碳利用与学科知识结合】【变式训练3】(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)CO2的综合利用，对于资源综合利用和减碳有重要意义。 (2)CO2与H2在固体催化剂X(性脆，高压下易碎)表面分两步被转化为甲醇： 反应I：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41kJ·mol−1 II：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2= -90kJ·mol−1 刚性容器中，CO2和H2按物质的量之比为5：16进行投料，只发生反应I和II，平衡时CO在含碳物质中的物质的量分数及CO2转化率随温度的变化如图所示。 T℃时，反应I的平衡常数为 。 b曲线在250℃之前随温度升高而降低的原因是 。 【答案】(2)1/18 ΔH1＞0，ΔH2＜0，升温，反应II平衡左移，c(CO)变大，成为影响反应I平衡移动的主要因素，导致反应I平衡左移，α(CO2)减小 【解析】根据图示，曲线a表示CO在含碳物质中的物质的量分数，曲线b表示CO2转化率随温度的变化。T℃时CO2的平衡转化率为40%、CO在含碳物质中的物质的量分数为20%： T℃时，反应达到平衡，二氧化碳的物质的量为3amol、氢气的物质的量为12amol、CO的物质的量为amol、水的物质的量为2amol，反应I的平衡常数为；ΔH1＞0，ΔH2＜0，升温，反应II平衡左移，c(CO)变大，成为影响反应I平衡移动的主要因素，导致反应I平衡左移，α(CO2)减小，所以α(CO2)在250℃之前随温度升高而降低。 考向2分压平衡常数的计算 例2(2025·浙江省温州市高三一模)将硫化氢分解使其转化成氢气和硫具有非常重要的工业意义。H2S(g)分解反应：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g) ΔH1＝+170kJ·mol−1 (2)维持常压(0.1MPa)，将V(H2S)：V(N2)=1：4 (N2为稀释剂)的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)。T℃下，H2S的平衡转化率为，忽略副反应，则 MPa． 【答案】(2)或 【解析】(2)假设硫化氢、氮气投料分别为1mol、4mol，T℃下，H2S的平衡转化率为50.0%，忽略副反应，则反应硫化氢0.5mol，生成氢气0.5mol、S20.25mol，总的物质的量为5.25mol，则或 MPa； 思维建模 压强平衡常数(Kp)的计算流程 【变式训练1·变载体】 (2025·浙江省第二届辛愉杯高三测试)“碳达峰”“碳中和”是近年来的热门话题，以二氧化氮和氢气为原料反应时，通常存在以下几个反应： I．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.2kJ·mol−1 II．CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2＝-48.8kJ·mol−1 III．2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH3＝-123.2kJ·mol−1 IV．2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4 (2)假设只发生反应I、反应II，一定条件下，向体积为的恒容密闭容器中通入1 molCO2和4 molH2发生反应，初始压强为2.5 kPa，达到平衡时，CO2的转化率为80%，CO浓度为0.3 mol·Lˉ1，则反应I的KP= 。 【答案】(2)6/7 【答案】(1) -25.6kJ·mol−1 L1＞L2，反应III为气体分子数减小的反应，相同温度时，压强越大，二甲醚的平衡产率就越高。 (2) (3) C > > (4) CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O 0.5mol·L-1 【解析】(2)向体积为2L的恒容密闭容器中通入1 molCO2和4 molH2发生反应，初始压强为为2.5 kPa，达到平衡时，CO2的转化率为80%，CO浓度为0.3 mol·L-1，参加反应I的二氧化碳为0.6mol、参加反应II的二氧化碳0.2mol；反应I消耗0.6molH2，反应II消耗0.6molH2，则容器中剩余2.8molH2，反应I生成0.6molH2O、反应II生成0.2molH2O、0.2mol甲醇。反应平衡时气体总物质的量为4.6mol，总压强为，则反应I的。 【氮的利用与学科知识结合】【变式训练2】(2025·浙江省富阳中学高三选考模拟)氮是自然界的重要元素之一，研究氮及其化合物的性质，以及氮的利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。 (2)工业上用天然气处理NO2，消除NO2发生的反应为2NO2(g)＋CH4(g)CO2(g)＋N2(g)＋2H2O(g)在一定温度下向恒容密闭容器充入1mol CH4 (g)和2molNO2(g)发生上述反应，起始时测得总压强为90kPa，N2(g)的分压与时间关系如图乙所示 ①0至10min内NO2(g)的分压变化速率为 kPa/min。 ②该温度下，反应的平衡常数Kp= 。(气体分压=总压强×物质的量分数) 【答案】(2) 2 1.25kPa 【解析】(2)①0～10min内N2的分压变化速率为=1kPa•min-1，相同时间内NO2的分压变化速率是N2的分压变化速率的2倍，所以0～10min内NO2的分压变化速率为2kPa•min-1。②恒温恒容条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，在一定温度下，充入1molCH4和2molNO2，起始时测得总压强为90kPa，CH4为30kPa，NO2为60kPa。则可建立如下三段式： 该温度下，平衡常数Kp==1.25kPa。 【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】(2025·浙江省Z20名校联盟高三第二次联考)阿根廷科学家Mas Veronica等人利用Ni(Ⅱ)、Al(Ⅲ)层状复合催化剂进行了乙醇、水蒸气重整制氢的研究。其主要反应为： 反应I C2H5OH(g)＋3H2O(g)2CO2(g)＋6H2(g) ΔH1＝+173.3kJ·mol−1 反应Ⅱ C2H5OH(g)＋H2O(g)2CO(g)＋4H2(g) ΔH2＝+255.7kJ·mol−1 (3)研究发现，在压强为P0，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。注：的选择性 ①请分析说明曲线②随温度变化的原因 。 ②在密闭容器中，以投料比 n(C2H5OH)：n(H2O)=3：8通入混合气体，此时C2H5OH的转化率为66.67%，求交点M坐标为(500℃，50%)时反应Ⅱ的平衡常数Kp= (只需列出计算表达式，不必化简。已知Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数，即将表达式中的平衡浓度用平衡分压代替)。 【答案】(3)反应I、Ⅱ正反应方向均为吸热反应，升高温度均向正反应方向移动，H2产率上升，但在升温大于300℃后，温度对反应Ⅱ的影响大于对反应I的影响，所以H2产率逐渐减小 【答案】(3)①根据图像变化，随着温度的升高，H2的产率会增加，所以曲线②表示H2的产率；反应I、Ⅱ正反应方向均为吸热反应，升高温度均向正反应方向移动，H2产率上升。但在升温过程中，温度对反应Ⅱ的影响大于对反应I的影响，所以H2产率逐渐减小；②以投料比n(C2H5OH)：n(H2O)=3：8通入混合气体，设n(C2H5OH)=3mol，则n(H2O)=8mol，此时C2H5OH的转化率为66.67%，即消耗2mol，交点M坐标为(500℃，50%)，则CO选择性为50%，故生成的CO与CO2的物质的量相等，若假设反应按顺序进行，由图根据“三段式”计算： 体系气体物质总物质的量为1+4+2+10+2=19(mol)，所以对反应Ⅱ：P(C2H5OH(g))=P0，P(H2O(g))=。 考向3物质转化率的计算 例3(2025·浙江省衢州、丽水、湖州三地市高三二模)CO2通过电化学、热化学方法转化为CH3OH等高附加值化学品，符合绿色化学理念。 (2)热化学方法。相关热化学方程式如下： I：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.17kJ·mol−1 K1=1.0×10-5 II：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝-90.47kJ·mol−1 K2=2.5×104 III：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH (g)＋H2O(g) ΔH3 K3 某温度下，反应III在恒容密闭容器中进行，H2和CO2的投料浓度分别为3.00mol·L-1、1.00mol·L-1，平衡常数K3=0.148，则CO2转化为CH3OH的平衡转化率为 。 A．90.0% B．50.0% C．25.0% D．10.0% 【答案】(2)B 【解析】某温度下，反应III在恒容密闭容器中进行，H2和CO2的投料浓度分别为3.00mol·L-1、1.00mol·L-1，列出“三段式： 平衡常数，x≈0.5，则CO2转化为CH3OH的平衡转化率为=50%，故选B； 思维建模 平衡转化率技法 [注意] ①在同一条件下，平衡转化率是该条件下的最大的转化率。 ②产率＝×100%，“产率”不一定是平衡状态下的。 ③催化剂可以提高未达到平衡的产率，但是不能提高平衡转化率。 ④平衡时混合物组分的百分含量＝×100%。 【变式训练1·变载体】二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取二甲醚的原理如下： Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) Ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) 500 K时，在2 L密闭容器中充入4 mol CO和8 mol H2，4 min达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，且2c(CH3OH)＝c(CH3OCH3)，则： (1)0～4 min，反应Ⅰ的v(H2)＝________。 (2)反应Ⅱ中CH3OH的转化率α＝________，反应Ⅰ的平衡常数K＝________。 【答案】(1)0.8 mol·L－1·min－1 (2)80% 1.25 【解析】(1)设平衡时CO为x mol，H2为y mol，CH3OH为z mol，则CH3OCH3为2z mol，H2O为2z mol，根据： C守恒：x＋z＋2×2z＝4 H守恒：2y＋4z＋6×2z＋2×2z＝2×8 O守恒：x＋z＋2z＋2z＝4 CO的转化率为＝80%，解得x＝0.8，y＝1.6，z＝0.64，v(H2)＝＝0.8 mol·L－1·min－1。(2)反应Ⅰ中CO的转化率为80%，则生成的CH3OH的物质的量为4 mol×80%＝3.2 mol，反应Ⅱ生成的CH3OCH3的物质的量为2z mol即2×0.64 mol＝1.28 mol，则反应Ⅱ转化的CH3OH的物质的量为2×1.28 mol＝2.56 mol，则反应Ⅱ中CH3OH的转化率α＝×100%＝80%。根据之前所解方程，可得平衡时：CH3OH、H2、CO的浓度分别为0.32 mol·L－1、0.8 mol·L－1、0.4 mol·L－1，反应Ⅰ的平衡常数K＝＝1.25。 【制备苯乙烯与学科知识结合】【变式训练2】(2025·浙江省绍兴市三模)苯乙烯作为一种重要的基础有机化工原料，广泛用于合成塑料和橡胶。工业常采用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯，其原理如下： 反应1：C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g) △H1=+117.6kJ•mol-1 反应2：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ•mol-1 (2)在某温度，100kPa下，向容器中充入1mol乙苯气体发生反应1，达平衡时转化率为50%，同温同压下，欲将转化率提高到60%，需充入 mol水蒸气作为稀释气。 (3)在恒温恒压下，CO2能显著提高乙苯的平衡转化率，可能的原因为： 。 【答案】(2)1.1 (3)CO2与H2发生反应2，使反应1的平衡正向移动 【解析】(2)由题意可知，平衡时乙苯的转化率为50%，则由方程式可知，平衡时乙苯、苯乙烯、氢气的物质的量分别为1mol—1mol×50%=0.5mol、1mol×50%=0.5mol、1mol×50%=0.5mol，则反应的平衡常数K==kPa；设加入xmol水蒸气后，乙苯的转化率为60%，则由方程式可知，平衡时乙苯、苯乙烯、氢气的物质的量分别为1mol—1mol×60%=0.4mol、1mol×60%=0.6mol、1mol×60%=0.6mol，由恒温恒压下，平衡常数不变可得：=kPa，解得x=1.1； 【平衡思想与科学建模】【变式训练3】(2025·浙江省Flawless线上联考三模)将、CO2转化为其他高利用价值的化合物是目前的研究热点，回答下列问题。 I．CO2的综合利用 (1)利用CO2与H2的还原反应可以得到CH3OH，该反应一般认为通过以下步骤进行： CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41kJ·mol−1 CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2= -90kJ·mol−1 则二氧化碳与氢气的还原总反应的热化学方程式为 。 反应达到平衡后，降低温度，再次平衡时，CO2的平衡转化率 (选填“上升”或“降低”)。 (2)合成总反应的起始比例为n(CO2)：n(H2)=1：3，在、p= 5×105Pa的条件下达到平衡，且已知平衡时体系中甲醇的物质的量分数为0.15，则CO2的平衡转化率为 (保留2位小数)。 【答案】(1)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH= -491kJ·mol−1 上升 (2)46.15% 【解析】(1)已知：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41kJ·mol−1；CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2= -90kJ·mol−1；将两个反应相加，可得总反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)根据盖斯定律可知总反应，则二氧化碳与氢气的还原总反应的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH=-491kJ·mol−1；上述计算可知总反应的ΔH=-491kJ·mol−1<0，说明该反应是放热反应，当反应达到平衡后降低温度，根据勒夏特列原理，平衡会向放热反应方向移动，即向正反应方向移动，再次平衡时，CO2的平衡转化率上升； (2)n(CO2)：n(H2)=1：3设起始时，CO2及H2的物质的量分别为1mol、3mol，CO2的转化量为x mol，列三段式： 平衡时气体总物质的量为(4-2x)mol，平衡时体系中甲醇的物质的量分数为0.15，即 ，解得，CO2的平衡转化率为； 1．(2025·浙江1月卷，11，3分)下列说法正确的是( ) A．常温常压下H2(g)和O2(g)混合无明显现象，则反应2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)在该条件下不自发 B．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，升高温度，平衡逆移，则反应的平衡常数减小 C．CO(g)＋H2(g)C(s)＋H2O(g) ΔH＜0，则正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．Na(s)+Cl2(g)=NaCl(s) ΔH1＜0，Na+(g)+Cl−(g)=NaCl(s) ΔH2＜0，则Na(s)+Cl2(g)=Na+(g)+Cl−(g) ΔH＜0 【答案】B 【解析】A项，根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS，该反应ΔH＜0、ΔS＜0，温度较低时ΔG＜0，故低温能自发进行，A错误；B项，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，平衡常数减小，B正确；C项，该反应为放热反应，则E正-E逆＜0，则正反应的活化能小于逆反应的活化能，C错误；D项，①Na(s)+Cl2(g)=NaCl(s) ΔH1＜0，②Na+(g)+Cl−(g)=NaCl(s) ΔH2＜0，根据盖斯定律，反应①－反应②得到目标反应Na(s)+Cl2(g)=Na+(g)+Cl−(g)，则ΔH=ΔH1-ΔH2，由于不能明确ΔH1、ΔH2相对大小，则ΔH不能确定，D错误；故选B。 2．(2024·浙江1月卷，19)通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为HCOOH等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。请回答： (2)该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下： ：C(s)＋O2(g)==CO2(g) ΔH1＝-393.5kJ·mol−1 Ⅱ：C(s)＋H2(g)＋O2(g)==HCOOH(g) ΔH2＝-378.7kJ·mol−1 Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g) ΔH3 反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行，CO2和H2的投料浓度均为，平衡常数，则CO2的平衡转化率为 。 【答案】(2) 2.4×10−8 【解析】(2)根据三段式，设转化的CO2为x，则： 则，，则转化率= ； 3．(2023·浙江1月卷，19)“碳达峰•碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1= +247 kJ•mol-1 ，K1 II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2= +41 kJ•mol-1 ， K2 (2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的∆H=_________kJ•mol-1，K=_________ (用K1、K2表示)。 【答案】(2)+329 K1•K22 【解析】(2)已知：I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1= +247 kJ•mol-1 ，K1 II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2= +41 kJ•mol-1 ， K2 根据盖斯定律，由Ⅰ+Ⅱ2得反应H4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)；故△H=△H1+2△H2=+329 kJ•mol-1，K= K1•K22； 4．(2023·浙江6月卷，19)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。 水煤气变换反应：H2O(g)+ CO(g)CO2 (g)+ H2(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol－1 该反应分两步完成： 3Fe2O3(s)＋CO(g)2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH1＝－47.2 kJ·mol－1 2Fe3O4 (s)＋H2O(g)3Fe2O3 (s)＋H2(g) ΔH2 (2)恒定总压1.70MPa和水碳比[n (H2O)/ n(CO)] =12：5投料，在不同条件下达到平衡时CO2和H2的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表： p(CO2)/MPa p(H2)/MPa p(CH4)/MPa 条件1 0.40 0.40 0 条件2 0.42 0.36 0.02 ①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数___________。 ②对比条件1，条件2中H2产率下降是因为发生了一个不涉及CO2的副反应，写出该反应方程式____。 【答案】(2)① 2.0 ②CO+3H2CH4+H2O 【解析】(2)①条件1下没有甲烷生成，只发生了水煤气变换反应，该反应是一个气体分子数不变的反应。设在条件1下平衡时容器的总体积为V，参加反应的一氧化碳为xmol，根据已知信息可得以下三段式： ，解得x=4；则平衡常数；②根据表格中的数据可知，有甲烷生成，且该副反应没有二氧化碳参与，且氢气的产率降低，则该方程式为：CO+3H2CH4+H2O； 5．(2025·湖南卷，18) (4)一定温度下，CO、C2H4和H2(体积比为x：2：1)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器(入口压强为100kPa)发生反应i和ii．有存在时，反应ii的反应进程如图1所示。随着x的增加，C2H4的转化率和产物的选择性(选择性)如图2所示。 ①根据图1，写出生成C4H10的决速步反应式_______；C4H10的选择性大于C4H8的原因是_______。 ②结合图2，当x≥2时，混合气体以较低的流速经过恒容反应器时，反应近似达到平衡，随着x的增大，C2H4的转化率减小的原因是_______；当x=2时，该温度下反应ii的Kp=____________(kPa)-2 (保留两位小数)。 【答案】(4)①*C2H5+*C2H4=*C4H9 由C4H9生成C4H8时，活化能较大，反应速率慢 ②随着x的增大，CO的分压增大，对于反应i和反应ii相当于减压，反应i和反应ii平衡均逆向移动，所以C2H4的转化率减小 0.16 【解析】(4)总反应的反应速率由慢反应决定，故决速步是反应最慢的步骤，由图可知，TSⅡ的垒能最大，该步骤是决速步骤，反应式为*C2H5+*C2H4=*C4H9；由图可知，由C4H9生成C4H8时，活化能较大，反应速率慢，所以C4H10的选择性大于C4H8；当x≥2时，由题意可知，该过程近似认为是平衡状态，则增大CO的分压，相当于减压，反应i和反应ii平衡均逆向移动，所以C2H4的转化率减小；当x=2时，C2H4的转化率为90%，C4H10的选择性为80%，设初始投料：CO：2mol、C2H4：2mol、H2：1mol，则、、、，气体总物质的量为(2+0.72+0.18+0.2+0.28)mol=3.38mol，此时压强为，、、，反应ii的Kp=。 1 / 35 学科网（北京）股份有限公司 $$