第03讲 化学平衡常数及其相关计算（复习讲义）（四川专用）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 化学平衡常数的含义 知识点2 化学平衡常数的应用 考向1 考查化学平衡常数的含义 【思维建模】理解化学平衡常数应注意的问题 考向2 考查化学平衡常数的应用 【思维建模】应用化学平衡常数应注意的问题 考点二 化学平衡常数及转化率的计算 知识点1 “三段式”法及其应用 知识点2 化学平衡计算的方法和技巧 考向1 考查化学平衡常数的计算 【思维建模】计算压强平衡常数(Kp)的思维模型 考向2 化学平衡常数与速率常数的关系 【思维建模】化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系 考向3 考查转化率的计算及判断 【思维建模】化学平衡计算解题模型 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 化学平衡常数 选择题 非选择题 四川卷T18(4)，2分 浙江1月卷，11，3分) 黑吉辽蒙卷T18，6分 湖南卷T14，3分 江苏卷T14，4分 湖南卷T13，3分 辽宁卷T18，3分 化学平衡常数的计算 选择题 非选择题 四川卷T5，3分 山东卷T10，3分 黑吉辽蒙卷T18，6分 吉林卷T10，3分 浙江6月卷T11，3分 全囯乙卷T28，8分 河北卷T12，3分 重庆卷T14，3分 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现。选择题主要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。非选择题常常与基本理论、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等。其中，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等。 预测2026年四川高考仍会以选择题和非选择题呈现。重点考查化学平衡常数的表达式、结合化学平衡图像、图表考查化学平衡相关浓度、转化率等的计算等为主要内容。结合基本理论、工业生产考查转化率、浓度平衡常数、压强平衡常数、速率常数相关的判断和计算。以及从反应时间、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等。 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)。 4.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。 考点一 化学平衡常数 知识点1 化学平衡常数的含义 1．表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) （1）浓度商：在任意时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，通常用Q表示：Q=。 （2）化学平衡常数：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示：K=，单位：（mol·L－1）（c+d）－（a+b） 得分速记 ①平衡常数表达式中，各物质的浓度均为平衡时的浓度。其书写形式与化学方程式的书写有关。 ②固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中。 （3）意义： ①K值越大，正反应进行的程度_越大_，反应物的转化率_越大_。当K＞_105_时，可以认为反应进行得较完全。 ②K值越小，正反应进行的程度_越小_，反应物的转化率_越小_。当K＜_10－5_时，认为反应很难进行。 2．影响因素 （1）内因：_反应物本身_的性质。 （2）外因：只受_温度_影响，与_浓度_、_压强_、_催化剂_等外界因素无关。即在一定温度下，平衡常数保持不变。若升高温度，ΔH<0，K值减小，ΔH>0，K值增大。 得分速记 ①K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 ②K值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度，不能预示反应达到平衡所需要的时间。 ③当K>105时，可以认为反应进行完全。 3．平衡常数与方程式的关系 （1）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 （2）在相同温度下，对于给定的可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数，即K正＝。 （3）方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的x次方。 （4）两方程式相加得总方程式，则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的乘积，即K总＝K1·K2。 化学方程式 平衡常数表达式 相互关系 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) K1＝K22 K2·K3＝1 K1·K32＝1 N2(g)＋H2(g)NH3(g) NH3(g)N2(g)＋H2(g) 知识点2 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。 当Q<K时，反应向正反应方向进行，直至达到新的平衡状态，v正 > v逆； 当Q＝K时，反应处于平衡状态，v正 = v逆； 当Q>K时，反应向逆反应方向进行，直至达到新的平衡状态v正 < v逆，。 3．判断可逆反应的热效应 （1）升高温度：K值增大→正反应为吸热反应；K值减小→正反应为放热反应。 （2）降低温度：K值增大→正反应为放热反应；K值减小→正反应为吸热反应。 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。 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 考查化学平衡常数的含义 例1 （2025·四川巴中·预测）“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关主要反应有： Ⅰ：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)  ΔH1=+247kJ/mol，K1 Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ΔH2=+41kJ/mol，K2 下列说法正确的是 A．反应Ⅰ的平衡常数K1= B．反应Ⅱ的ΔS<0 C．有利于提高CO2平衡转化率的条件是高温低压 D．该工艺每转化0.2mol CO2可获得0.4molCO 【答案】C 【解析】A．平衡常数的表达式为生成物浓度幂次方与反应物浓度幂次方的比值，反应Ⅰ的平衡常数K1=，故A项不符合题意；B．反应Ⅱ能发生，说明ΔH-TΔS＜0，已知ΔH2>0，则ΔS＞0，故B项不符合题意；C．升高温度反应Ⅰ和反应Ⅱ均正向移动，降低压强使反应Ⅰ平衡正向移动，平衡转化率将增大，故C项符合题意；D．反应I每反应1mol CO2生成2molCO，反应II每反应1mol CO2生成1molCO，则每转化0.2mol CO2获得小于0.4molCO，故D项不符合题意；综上所述，故答案为C。 思维建模 理解化学平衡常数应注意的问题 （1）化学平衡常数K值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的程度。一个反应的K值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率也越大。可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。 （2）化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 （3）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； （4）正、逆反应的化学平衡常数互为倒数。 （5）若化学方程式中各物质的化学计量数都变成n倍或倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 【变式训练1·变载体】（2025·四川乐山实验中学·期中）下列有关平衡常数的说法中，正确的是 A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大 B．反应：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，增加c(N2O4)，该反应的平衡常数增大 C．对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等 D．平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 【答案】D 【解析】平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，选项A错误；该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，该反应的平衡常数减小，选项B错误；对于给定的可逆反应，温度一定时，因K正·K逆＝1，只有平衡常数等于1时，其正、逆反应的平衡常数才相等，选项C错误；化学平衡常数，是指在一定温度下可逆反应达平衡时，各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比，固体和液体不写入平衡常数表达式，则平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，选项D正确。 【变式训练2·变考法】（2025·吉林·一模）一定温度下，反应物和生成物均为气态的平衡体系，平衡常数表达式为K＝。下列有关该平衡体系的说法不正确的是 A．升高温度，该反应的平衡常数K的变化无法判断 B．该反应逆反应的化学平衡常数为 C．该反应的化学方程式为3Z(g)＋2W(g)X(g)＋2Y(g) D．增大X的浓度，该反应的平衡常数增大 【答案】D 【解析】由于无法知道该反应是吸热反应还是放热反应，故升高温度化学平衡常数的变化无法判断，故A正确；正反应与逆反应的化学平衡常数互为倒数，故B正确；根据平衡常数表达式且所有反应物和生成物均为气态可知，该反应的化学方程式为3Z(g)＋2W(g)X(g)＋2Y(g)，故C正确；改变反应物的浓度对化学平衡常数无影响，故增大X的浓度，该反应的平衡常数不变，故D项错误。 【变式训练3·变题型】（2025·八省联考四川·提升卷）乙炔(C2H2)、乙烯和乙烷是重要的基础化工原料，在生产、生活中有广泛应用。回答下列问题： （3）在反应器中充入一定量的C2H4(g)和H2(g)，在铂催化剂作用下合成乙烷，测得C2H6(g)平衡体积分数(ψ)与温度、压强关系如图乙所示。 ①随着X增大，ψ降低的原因是 。 ②平衡常数M N(填“>”“<”或“=”，下同)；Y1 Y2。正反应速率v(N) v(Q)。 （4）一定温度下，保持总压强为100 kPa，向反应器中充入1 mol C2H2(g)和3 mol H2(g)，加入一定量催化剂，经a min达到平衡，乙炔平衡转化率为50%，乙烯的选择性为60%。 ①反应开始到恰好达到平衡状态时，H2平均压强变化率为 (用所给字母表示，数字保留1位小数)kPa/min。 ②反应C2H2(g)＋H2(g)C2H4(g)的平衡常数Kp为 (kPa)-1(只列计算式)。提示：用分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数。。 【答案】（3） X为温度，正反应放热，升温，平衡向逆反应方向移动 = ＞ ＜ （4） (或) 【解析】（3）①根据上述分析可知反应：C2H4(g)＋H2(g)C2H6(g)△H2=-219.1 kJ/mol，该反应的正反应是气体体积减小的放热反应。升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致乙烷的体积分数降低，故横坐标X对应的物理量为温度。升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致乙烷的体积分数降低；②化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变。根据上述①分析可知：横坐标为温度，点M、N的反应温度相同，所以化学平衡常数：M=N；Y对应的物理量为压强，在温度不变时，增大压强，化学平衡向气体体积的正反应方向移动，导致C2H6的含量增大。根据图像可知：M、N点对应温度相同，C2H6的含量：M＞N，所以压强大小关系：Y1＞Y2；根据上述分析可知：横坐标表示温度。升高温度，化学反应速率加快。根据图像可知温度：N点＜Q点，故正反应的化学速率：N点＜Q点； （4）①开始时p(C2H2)=100 kPa×1mol/(1mol+3mol)=25 kPa，p(H2)=100 kPa-25 kPa=75 kPa。反应达到平衡时乙炔转化率是50%，此时n(C2H2)=0.5 mol，由于乙烯的选择性为60%，则发生反应C2H2(g)＋H2(g)C2H4(g)产生C2H4的物质的量是n(C2H4)=0.5 mol×60%=0.3 mol，该反应消耗H2的物质的量是0.3 mol，发生反应C2H4(g)＋H2(g)C2H6(g)产生C2H6的物质的量是n(C2H4)=0.5 mol-0.3 mol=0.2 mol，该反应消耗H2的物质的量是2×0.2 mol=0.4 mol，故平衡时n(H2)=3 mol-0.3 mol-0.4 mol=2.3 mol，n(总)=0.5 mol+0.3 mol+0.2 mol+2.3 mol=3.3 mol，由于反应前后气体总压强不变，故平衡时各种气体的平衡分压分别是：，，，，则H2的分压变化率为kPa/min；②的压强平衡常数Kp==(kPa)-1(或)。 考向2 化学平衡常数的应用 例2 （2025·四川资阳市·模拟）工业上利用碳热还原BaSO4制得BaS。进而生产各种含钡化合物，温度对反应后组分的影响如图。 已知：碳热还原BaSO4过程中可能发生下列反应。 i． ii． iii． 下列关于碳热还原BaSO4过程的说法正确的是 A． B．400℃后，反应后组分的变化是由C(s)+CO2(g)2CO(g)的移动导致的 C．温度升高，C(s)+CO2(g)2CO(g)的平衡常数K减小 D．反应过程中，生成的CO2和CO的物质的量之和始终等于投入C的物质的量 【答案】B 【解析】A项，由1/2(ii+iii)可得i式，则由盖斯定律得：，A错误；B．由图可知，400℃后，BaS的物质的量分数基本不变，BaSO4基本反应完全，但C、CO2的物质的量分数减小，CO的物质的量分数增大，说明C、CO2反应生成CO，则反应后组分的变化是由C(s)+CO2(g)2CO(g)的移动导致的，B正确；C．由1/4×(ii-iii)可得反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)，根据盖斯定律，该反应，则正反应吸热，升高温度，反应C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡正向移动，其平衡常数K增大，C错误；D．由图可知，一段时间内，体系中同时存在C、CO2和CO，则反应过程中生成的CO2和CO的物质的量之和可能小于投入C的物质的量，D错误；故选B。 思维建模 应用化学平衡常数应注意的问题 （1）化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。 （2）化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 （3）反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，其浓度可看作一个常数，而不计入平衡常数表达式中。 （4）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。 （5）两化学方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。 【变式训练1·变载体】（2025·四川·联考）甲醇-水催化重整可获得H2.其主要反应为 反应Ⅰ  CH3OH(g) + H2O(g) = CO2(g) + 3H2(g) ΔH = 49.4 kJ·mol−1 反应Ⅱ  CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g) ΔH = 41.2 kJ·mol−1 在1.0×105Pa、n始(H2O)∶n始(CH3OH)=1.2时，若仅考虑上述反应，平衡时CO的选择性、CH3OH的转化率和H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性= × 100％ 下列说法正确的是 A．一定温度下，增大可提高CO的选择性 B．平衡时CH3OH的转化率一定大于H2O的转化率 C．图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化 D．一定温度下，降低体系压强，反应Ⅰ的平衡常数增大 【答案】B 【解析】根据已知反应Ⅰ CH3OH(g) + H2O(g) = CO2(g) + 3H2(g)  ΔH = 49.4 kJ·mol−1，反应Ⅱ CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)  ΔH = 41.2 kJ·mol−1，且反应①的热效应更大，温度升高的时候对反应①影响更大一些，根据选择性的含义，升温时CO选择性增大，同时CO2的选择性减小，所以图中③代表CO的选择性，①代表CO2的选择性，②代表H2的产率。A项，增大，平衡正向移动，可提高CH3OH的转化率，A错误；B项，由于n始(H2O)∶n始(CH3OH)=1.2，H2O过量，故平衡时CH3OH的转化率一定大于H2O的转化率，B正确；C项，由分析可知②代表H2的产率，C错误；D项，反应Ⅰ的平衡常数只与温度有关，温度不变，反应Ⅰ的平衡常数不变，D错误；故选B。 【变式训练2·变考法】固氮是科学家致力研究的重要课题。自然界中存在天然的大气固氮过程：N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH＝+180.8kJ·mol−1。工业合成氨则是人工固氮，分析两种固氮反应的平衡常数，下列结论正确的是( ) 反应 大气固氮 工业固氮 温度 27 2000 25 350 400 450 K 0.1 1.847 0.507 0.152 A．常温下，大气固氮很难进行，而工业固氮却容易进行 B．模拟大气固氮应用于工业上的意义不大 C．工业固氮时，温度越低时其K越大，所以温度越低反应速率越快 D．大气固氮、工业固氮的反应都是放热反应 【答案】B 【解析】化学平衡常数说明反应进行的彻底程度问题，大气固氮和工业固氮与反应进行的难易程度无关，A错误；利用大气固氮原理进行工业生成，大气固氮的进行程度很小，产率很小，没有实际意义，B正确；合成氨是放热反应，温度越低，有利于平衡向正反应移动，反应的转化率越高，反应越完全，但温度越低反应速率越慢，C错误；由题干表中数据可知，大气固氮反应中温度越高，K越大，说明升高温度平衡正向移动，则正反应是一个吸热反应，而工业固氮反应中温度越高，K越小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应是一个放热反应，D错误；故选B。 【变式训练3·变题型】（2025·内蒙古海拉尔·一模）二氧化碳合成二甲醚的主要反应有： I. Ⅱ. Ⅲ. 一定温度下，将、和双催化剂(通常由甲醇合成催化剂和甲醇脱水制二甲醚催化剂组成)，加入1L密闭容器中，测得各含碳产物占所有含碳物质的量分数(例：CO的物质的量分数)随时间变化如图所示： 下列说法正确的是 A．30min时，使用活性更高的甲醇合成催化剂，不可能使图中的X点升至Y点 B．40min前， C．40min后，物质的量分数减小，原因是反应I向逆反应方向移动 D．90min时，的转化率约为 【答案】D 【解析】30min时，使用活性更高的甲醇合成催化剂，可加快反应速率，则单位时间内生成甲醇量增加，有可能使图中的X点升至Y点，A错误；由图可知，40min时，CH3OH占所有含碳物质的物质的量分数为0.35，CH3OCH3占所有含碳物质的物质的量分数为0.17，则生成的v(CH3OH)生成>2v(CH3OCH3)生成，故40min前，v(CH3OH)生成>2v(CH3OCH3)生成，B错误；由图可知，40min后，CH3OH物质的量分数减小，而CH3OCH3的物质的量分数增加，且CH3OCH3的物质的量分数增大趋势明显强于反应前40min，说明CH3OH物质的量分数减小是由于反应Ⅲ的反应速率增快引起的，C错误；90min时，CH3OCH3、CH3OH、CO占所有含碳物质的物质的量分数分别为0.3、0.2、0.1，则CH3OCH3、CH3OH、CO的物质的量之比为3:2:1，则 n(CH3OH)=2n(CO)① n(CH3OCH3)=3n(CO)②，CO的物质的量分数③，将①、②代入③中可得 n(CO2)=4n(CO)⑤，反应前，容器中加入1mol CO2，根据C原子守恒可知，⑥，将①、②、⑤代入⑥中可得，n(CO2)=1/13，则根据⑤可计算出n(CO)=4/13，则的转化率为，D正确；故选D。 考点二 化学平衡常数的计算 知识点1 “三段式”法及其应用 1．“三段式”法思维模型 （1）确定三个量：“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 （2）明确三个关系：明确起始量、变化量、平衡量关系。 ①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ③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。 2．常用计算模型 （1）常用的四个计算公式 公式 备注 反应物的转化率 ×100%＝×100% ①平衡量可以是物质的量、气体的体积； ②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数 生成物的产率 ×100% 平衡时混合物组分的百分含量 ×100% 某组分的体积分数 ×100% （2）计算方法：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%。 知识点2 化学平衡计算的方法及技巧 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 （1）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＝。 （3）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 考查化学平衡常数的计算 例1 （2025·四川·三模）逆水煤气变换反应是一种转化和利用的重要途径，发生的反应有： 反应ⅰ：         反应ⅱ：     反应ⅲ：     常压下，向密闭容器中充入1mol CO2和2mol H2，达平衡时H2、H2O和含碳物质的物质的量随温度的变化如图。下列说法正确的 A． B．a代表CO、b代表、c代表 C．649℃时，反应Ⅰ的平衡常数 D．800℃时，适当增大体系压强，n(CO)保持不变 【答案】D 【解析】由题干信息可知，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ逆向移动，则n(CO)增大、c(CH4)减小，结合题干图像可知，c表示CO、a表示CO2、b表示CH4，据此分析解题A．方程式Ⅱ-Ⅰ得方程式3H2(g)+CO(g)═CH4(g)+H2O(g)ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-165.0-41.1)kJ/mol=-206.1kJ/mol，A错误；B．由分析可知， a表示CO2、b表示CH4 、c表示CO，B错误；C．由分析结合题干图示信息可知，649℃平衡时n(H2)=1.2mol，消耗n(H2)=(2-1.2)mol=0.8mol，n(CO)=n(CO2)，因为还生成CH4，所以生成n(H2O)小于0.8mol，该反应的平衡常数K=＜=，C错误；D．高温时反应Ⅰ进行的程度很大，反应Ⅱ、Ⅲ进行的程度很小，CH4含量很少，平衡不受压强影响，适当增大体系压强，n(CO)保持不变，D正确；答案为：D。 思维建模 计算压强平衡常数(Kp)的思维模型 【变式训练1·变考法】（2025四川成都市·二诊） 1-苯基丙炔可以在Al2O3催化下发生如下反应： 双键同侧基团间的排斥影响烯烃的稳定性（排斥力：苯基-甲基>氯原子-甲基）。体系中各物质含量随时间变化情况如图所示。当体系中各物质含量不再改变时，产物A与产物B的含量之比为1：35。下列说法错误的是 A. 产物B对应结构是 B. 若想获取产物A，应适当缩短反应时间 C. 产物A、B可用核磁共振氢谱加以区分 D. 该条件下体系中存在AB，其平衡常数K=35 【答案】A 【解析】已知排斥力：苯基-甲基>氯原子-甲基，说明更稳定，达到平衡时，其产量更高，故产物A代表，产物B代表；A．由分析可知，产物B对应结构，A错误；B．由图可知，反应开始时，产物A的含量迅速上升，说明开始反应时，生成产物A的反应为优势反应，故若想获取产物A，应适当缩短反应时间，B正确；C．产物A、B氢原子所处的环境不相同，可以用核磁共振氢谱加以区分，C正确；D．炔烃在30分钟以后含量很少，而产物A迅速下降，产物B迅速上升，说明存在平衡：AB，平衡常数，结合题目已知条件：当体系中各物质含量不再改变时，产物A与产物B的含量之比为1：35，则K=35，D正确；故选A。 【变式训练2·变载体】（2025高三上·江苏南通·阶段练）在一定温度和压强下，发生如下两个反应： I．C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)　Kx1 II．C2H6(g)+H2(g)=2CH4(g)　Kx2 其中Kx2>>Kx1，且Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数。 则下列说法正确的是 A．仅发生反应I时，若C2H6(g)的平衡转化率为25.00%，则Kx1=0.67 B．同时发生反应I和II时，与仅仅发生反应I时，乙烯的平衡产率减小 C．工业上常常选择通入适量空气，这种做法有利于提供反应所需的热量 D．达到平衡时，加入高效催化剂有利于增大Kx1 【答案】C 【解析】A．仅发生反应I时，若C2H6(g)的平衡转化率为25.00%，假设C2H6(g)的起始量为1mol，则反应达到平衡时n[C2H6(g)]=0.75mol、n[C2H4(g)]=0.25mol、n[H2(g)]=0.25mol，则Kx1= =0.067，A错误；B．Kx2>>Kx1，反应II正向进行的程度远大于反应I，同时发生反应I和II时，与仅仅发生反应I时，C2H6(g)的转化量增大，乙烯的平衡产率增大，B错误；C．工业上常常选择通入适量的热空气，相当于加热，有利于提供反应所需的热量，C正确；D．平衡常数Kx1只受温度影响，达到平衡时，加入高效催化剂不能增大Kx1，D错误；故选C。 【变式训练3·变题型】（2025·四川达州市·一模） 二氧化碳是常见废气物质，甲醇是21世纪的清洁能源之一，如果能用废气CO2为原料合成CH3OH，既能实现碳中和，也能改变能源结构，实现双赢。回答下列问题： II.我国科学家杨教授等人进行了二氧化碳加氢制甲醇的研究，其主要反应为： 反应I： 反应III： （3）反应物的物质的量之比对反应的影响如下表，请选择投料比例_______，并说明选择的理由_______。(CH3OH的选择性) 2：1 3：1 5：1 7：1 平衡转化率/% 11.63 33.68 45.93 48.71 选择性/% 30.04 40.12 50.26 49.93 （4）研究发现，其他条件相同时，反应温度对CO2平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性影响如图所示：①在密闭容器中，以投料比通入混合气体，则达到平衡点F时反应I物质的量分数平衡常数_______。 ②从平衡角度分析CO2平衡转化率随温度升高而增大的主要原因是_______。 【答案】（3） ① 5：1 ②由数据可知，n(H2)：n(CO2)的比值增大超过5：1，CO2转化率增大不明显且CH3OH选择性下降 （4） ① 1728/250或864/125或6.912 ② 反应I放热，反应III吸热，升温，反应I正向进行的程度减小，CO2平衡转化率下降，反应III正向进行的程度增大，CO2平衡转化率上升，且上升幅度大于下降幅度 【解析】（3）由表格数据可知，当n(H2)：n(CO2)=5:1时，CO2的转化率最高，且CH3OH的选择性最高，大于5:1时CO2转化率增大不明显且CH3OH选择性下降，故选择此比值的理由是：由数据可知，n(H2)：n(CO2)的比值增大超过5：1，CO2转化率增大不明显且CH3OH选择性下降； （4）①以投料比n(H2)：n(CO2)=3:1通入混合气体，设H2、CO2的物质的量分别为3mol、1mol，CO2的转化率为75%，CH3OH的选择性为2/3，故反应I生成CH3OH的物质的量为0.5mol，反应II生成CO的物质的量为0.25mol，故： 、，平衡时： ，反应I：； ②从平衡角度分析CO2平衡转化率随温度升高而增大的主要原因是：反应I放热，反应III吸热，升温，反应I正向进行的程度减小，CO2平衡转化率下降，反应III正向进行的程度增大，CO2平衡转化率上升，且上升幅度大于下降幅度； 考向2 考查化学平衡常数与速率常数的关系 例2 (2025·江西省南昌市东湖区南昌二中高三期中)向某恒容密闭容器中充入等物质的量的PCl3(g)和Cl2(g)，发生如下反应：PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)，测得不同温度下PCl3(g)的转化率α与时间的关系如图所示。其速率方程为v正=k正·c(PCl3)·c(Cl2)，v逆=k逆·c(PCl5)(k正、k逆是速率常数，只与温度有关)。下列说法错误的是 A．该反应的ΔH<0 B．M点：> C．升高温度，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数 D．T1时，若平衡体系中c(Cl2)=0.25 mol·L-1，则=1/16 【答案】D 【解析】A项，在其它条件相同时，温度越高，反应速率越快，达到平衡所需时间就越短。由图可知，温度：T2＞T1，根据图：升高温度，PCl3的平衡转化率降低，说明化学平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应是放热反应，ΔH＜0，A正确；B项，根据图可知：在M点反应还未达到平衡状态，反应正向进行，v正＞v逆，即k正·c(PCl3)·c(Cl2)>k逆·c(PCl5)，得>，B正确；C项，据A分析：该反应的正反应是放热反应，在其它条件不变时，升高温度，化学平衡逆向移动，说明k正增大的倍数小于k逆增大的倍数，C正确；D项，T1时，平衡时v正=k正·c(PCl3)·c(Cl2)=v逆=k逆·c(PCl5)，则，若平衡体系中c(Cl2)=0.25 mol·L-1，假设投料PCl3(g)和Cl2(g)均为amol/L，此时PCl3(g)转化率为80%，则反应0.8amol/L PCl3(g)、生成0.8amol/LPCl5(g)，则，D错误；故选D。 思维建模 化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系 （1）正、逆反应的平衡常数互为倒数，即K正·K逆＝1。 （2）若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 （3）两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积，即K＝K1·K2。 【变式训练1·变载体】在恒温恒容密闭容器中发生反应2H2(g)+2NO(g)2H2O(g) +N2(g)，N2的瞬时生成速率v=k·cm(H2)c2 (NO)。控制NO起始浓度为0.5 mol/L，N2的瞬时生成速率和H2起始浓度的关系如图所示，下列说法正确的是 A．由题可知，该反应的速率常数k为15 B．随着H2起始浓度增大，该反应平衡常数增大 C．达平衡后，H2和NO的浓度均增加一倍，则NO转化率减小 D．H2起始浓度0.2 mol/L，某时刻NO的浓度为0.4 mol/L，则N2的瞬时生成速率为0.24 mol/L 【答案】A 【解析】A项，NO起始浓度为0.5 mol/L，由图像可知，N2的瞬时生成速率与H2起始浓度呈直线关系，则m=1，将数据(0.2，0.75)代入v=k·c(H2)c2 (NO)，该反应的速率常数，A项正确；B项，反应一定，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B项错误；C项，达平衡后，H2和NO的浓度均增加一倍，新平衡与原平衡相比，相当于加压，平衡正向移动，则NO转化率增大，C项错误；D项，由2H2(g)+2NO(g)2H2O(g) +N2(g)可知，NO起始浓度为0.5 mol/L，某时刻NO的浓度为0.4 mol/L，变化量为0.1 mol/L，则时刻H2的浓度为0.2mol/L-0.1mol/L =0.1mol/L，N2的瞬时生成速率为，单位错误，D项错误；故选A。 【变式训练2·变考法】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3·变题型】(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。 考向3 考查转化率的计算及判断 例3（2025·湖南岳阳·模拟预测）NH3的还原性可用来消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)   ΔH<0。某研究小组将2molNH3、3molNO和一定量的O2充入2L密闭加热反应器中，在Ag2O催化剂表面发生上述反应。随着反应器温度的不断升高，测得升温过程中不同温度下NO的转化率如图所示，下列说法错误的是 A．在5min内，从420K升温到580K，此时段内NO的平均反应速率是0.342mol·L-1·min-1 B．加入O2后NO的转化率升高，可能是O2活化了Ag2O催化剂 C．低温条件有利于提高NO的平衡转化率 D．在有氧条件下，温度580K之后NO生成N2的转化率降低的主要原因是平衡逆向移动 【答案】A 【解析】A．420K时一氧化氮的转化率为2%，此时消耗的n(NO)=3mol×2%=0.06mol，580K时一氧化氮的转化率为59%，此时消耗的n(NO)=3mol×59%=1.77mol，此时段内一氧化氮的变化量为：1.77mol-0.06mol=1.71mol，容器的体积为2L，所以反应速率==0.171 mol•L-1•min-1，A错误；B．根据图示信息可知，相同条件下有O2存在的条件下，NO的转化率明显增大，可能是O2活化了Ag2O催化剂，B正确；C．该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，故低温条件有利于提高NO的平衡转化率，C正确；D．该反应为放热反应，温度升高，580K反应达到平衡后，平衡逆向移动，一氧化氮的转化率降低，或者NH3在高温情况下被氧气氧化为NO，从而降低了NO的转化率，D正确；故选A。 思维建模 化学平衡计算解题模型 【变式训练1·变载体】(2025·辽宁省点石联考高三期末考试)CO2与H2合成甲醇的反应为CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。在恒压密闭容器中，测得平衡体系中CH3OH的体积分数与温度、投料比[用表示]的关系如图所示。已知该反应的速率方程为，300℃、400℃时反应速率常数分别为、。下列说法错误的是 A．该反应的ΔH＜0 B．M点和N点反应速率的比值： C．加入合适催化剂有利于提高单位时间内CH3OH的产量 D．M点CO2的平衡转化率为80% 【答案】B 【解析】A项，由图像可知，在投料比相同时，温度越高，CH3OH的体积分数越小，该反应为放热反应，ΔH＜0，故A正确；B项，在恒压密闭容器中，M点和N点投料比相同，温度不同，N点CH3OH的体积分数小于M点，则N点反应物的体积分数大于M点，可知N点反应物的浓度(用c2表示)大于M点(用c1表示)，则，故B错误；C项，催化剂能加快反应速率，可以提高单位时间内CH3OH的产量，故C正确；D项，M点投料比n(H2)/n(CO2)=3，设H2为3 mol、CO2为1 mol，列三段式： 平衡时混合气体总物质的量为（4-2x）mol，平衡体系中CH3OH的体积分数=x/(4-2x)=1/3，解得x=0.8，M点CO2的平衡转化率为80%，故D正确；故选B。 【变式训练2·变考法】（2025·湖南岳阳·二模）乙烯可由CO2和H2制取：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。在0.1MPa下，反应起始的条件下，不同温度下达到平衡时，CO2、H2、C2H4、H2O四种组分的物质的量分数如图所示： 下列说法错误的是 A．该反应的 B．440K时的平衡转化率为50% C．曲线b表示的物质的量分数随温度的变化 D．在440K恒容条件下反应已达平衡时，继续通入与起始等比例的和，可以提高和的平衡转化率 【答案】B 【解析】A．升高温度，二氧化碳的物质的量分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，反应的焓变ΔH＜0，A正确；B．440℃时氢气和水蒸气的物质的量分数都为0.39，设起始二氧化碳、氢气的物质的量为1mol、3mol，设平衡时生成乙烯的物质的量为amol，则平衡时n(H2)=3-6a，n(H2O)=4a，由3-6a=4a，可得a=0.3，氢气的转化率为=60%，B错误； C．由于ΔH＜0，故升高温度平衡逆向移动，表示氢气的物质的量分数随温度变化的曲线是a，由方程式可知，水蒸气的物质的量分数是乙烯物质的量分数的4倍，则表示水蒸气和乙烯的物质的量分数随温度变化的曲线分别是b、c，C正确；D．恒温恒容条件下，继续通入等比例的CO2和H2，相当于加压，平衡正向移动，可以提高H2和CO2的平衡转化率，D正确；答案选B。 【变式训练3·变题型】(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 x/（4-2x）=0.15，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．（2025·江苏·高考真题）甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ   反应Ⅱ   反应Ⅲ   条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是 A．时，的平衡转化率为20% B．反应达平衡状态时， C．其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 【答案】A 【解析】A．时，，，，根据C原子守恒，可得，根据O原子守恒，可得(也可利用H原子守恒计算，结果相同)，则，A正确；B．时，，，则，B错误；C．范围，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动，增大，说明反应Ⅲ逆向移动程度更大，则H2O的物质的量减小，C错误；D．增大压强，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡不移动，反应Ⅲ平衡正向移动，H2的物质的量减小，D错误；故选A。 3．（2025·山东·高考真题）在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是 A．a线所示物种为固相产物 B．T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1 C．P3小于T3温度时热解反应的平衡常数 D．T1温度时、向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 【答案】D 【解析】Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物，则其分解产物为和，其分解的化学方程式为，根据图数据分析可知，a线代表，b线代表，c线代表。由各线的走势可知，该反应为吸热反应，温度升高，化学平衡正向移动。A．a线所示物种为，固相产物，A正确；B．T1温度时，向容器中通入N2，恒容密闭容器的体积不变，各组分的浓度不变，化学平衡不发生移动，虽然总压变大，但是气相产物分压不变，仍为p1，B正确；C．在温度T2时刻分解已经结束P3=P2，又因为该反应为吸热反应，温度升高Kp增大，因此，p3小于T3温度时热解反应的平衡常数，C正确；D．b线所示物种为，T1温度时向容器中加入，重新达平衡时，温度不变，Kp不变，分压不变，故逆反应速率不变，D错误；综上所述，本题选D。 4．（2025·重庆卷）水是化学反应的良好介质，探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。 （1）天然水中可以分离出重水(D2O)。D2O溶液中存在电离平衡：，c(D+)和c(OD-)的关系如图所示。 ①图中3个状态点对应的溶液呈中性的是 。 ② (填“>”“=”或者“<”)。 （3）利用驰豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)。其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的驰豫时间()，从而获得k的信息。对于，若将纯水瞬时升温到25℃，测得。已知：25℃时，，，，(为的平衡浓度)。 ①25℃时，的平衡常数 (保留2位有效数字)。 ②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为 。 ③25℃时，计算得为 。 【答案】（1） B ＞ （3） D 【解析】（1）①重水中存在电离平衡，中性溶液中，，只有B点符合，所以“A、B、C”三点中呈中性的是B点，故答案为：B； ②水的电离平衡为吸热过程，温度升高，电离程度增大，，均增大，Kw也增大，由图可知，T1时离子浓度更高，Kw更大，所以＞，故答案为：＞； （3）①对于反应，平衡常数K的定义为：K=，在25℃的纯水中，水的离子积常数为Kw=，而且平衡时，已知，带入公式：K=，保留两位小数K，故答案为：； ②瞬时升温后，逆反应速率增大，但水的浓度是恒定的，正反应速率不变，所以建立新平衡的过程示意图为D， ③驰豫时间公式为，其中，，带入得：，在平衡时，，可推出，带入已知值：，即，将k1带入驰豫时间公式为：，整理可得，，计算括号内：，，由于，可忽略不计，所以，得出，故答案为：。 5.（2025·黑吉辽蒙卷）乙二醇是一种重要化工原料，以合成气为原料合成乙二醇具有重要意义。 Ⅰ．直接合成法：，不同温度下平衡常数如下表所示。 温度 298K 355K 400K 平衡常数 1.0 （3）实验表明，在500K时，即使压强(34MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低，可能的原因是_______(答出1条即可)。 Ⅱ．间接合成法：用合成气和制备的DMO合成乙二醇，发生如下3个均放热的连续反应，其中MG生成乙二醇的反应为可逆反应。 （4）在2MPa、催化、固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比，出口处检测到DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示[某物质的选择性]。 ①已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性，则曲线_______(填图中标号，下同)表示DMO的转化率，曲线_______表示MG的选择性。 ②有利于提高A点DMO转化率的措施有_______(填标号)。 A．降低温度 B．增大压强 C．减小初始氢酯比 D．延长原料与催化剂的接触时间 ③483K时，出口处的值为_______(精确至0.01)。 ④A点反应的浓度商_______(用物质的量分数代替浓度计算，精确至0.001)。 【答案】（3）温度过高，反应平衡常数较小导致产率过低(或温度过高，催化剂的催化活性下降导致产率过低) （4）I IV BD 1.98 0.025 【解析】（3）根据表格中的平衡常数，反应温度在500K时，平衡常数K<，此时平衡常数过小，导致乙二醇产率过低；或温度过高，催化剂的催化活性下降，导致乙二醇打标产率过低。 （4）根据图示的曲线，随着反应的温度升高I曲线的变化趋势为上升后逐渐平衡，此时说明DMO的转化率区域恒定，故I曲线为DMO的实际转化率曲线；又已知II为乙二醇的选择性曲线，观察曲线II和曲线IV可知，随着反应的进行MG逐渐转化为乙二醇，故曲线IV为MG的选择性曲线，因此曲线III为乙醇的选择性曲线。 ①根据上述分析，曲线I为DMO的实际转化率曲线；曲线IV为MG的选择性曲线； ②根据图示，降低温度，DMO的转化率降低，A不符合题意；增大压强，反应体系中的活化分子数增加，化学反应速率加快，DMO的转化率增大，B符合题意；减小初始的氢酯比导致体系中氢含量下降，DMO的转化率降低，C不符合题意；A点时DMO的转化率为80%，升高温度后转化率持续上升说明A点时反应未平衡，延长原料和催化剂的反应时间可以促进反应的继续进行，增大DMO的转化率，D符合题意；故选BD； ③483K时，DMO的实际转化率为99%，设起始投入反应的DMO为100mol，则出口出流出的乙醇的物质的量为100mol×99%×2%=1.98mol，此时还有1mol DMO未反应从出口流出，因此出口处==1.98； ④设初始时H2与DMO的投料分别为52.4mol和1mol，A点时DMO的实际转化率为80%，MG和乙二醇的选择性为50%，假设该反应分步进行，第一步发生DMO转化为MG，可写出如下关系： 第二步反应，MG转化为乙二醇，可写出如下关系： 这时，体系中DMO的物质的量为0.2mol、MG的物质的量为0.4mol、H2的物质的量为50.0mol、CH3OH的物质的量为1.2mol、乙二醇的物质的量为0.4mol，体系中总物质的量为0.2+0.4+50.0+1.2+0.4=52.2mol。用物质的量分数代替浓度计算反应的浓度熵Qx==0.025。 6．(2024·福建卷，14节选)SiHCl3是制造多晶硅的原料，可由 Si和SiCl4耦合加氢得到，相关反应如下： Ⅰ．SiCl4(g)＋H2(g)= SiHCl3(g)＋HCl(g) ΔH1＝52kJ·mol−1 Ⅱ．Si(s)＋3HCl(g)= SiHCl3(g)＋H2(g) ΔH2＝-236kJ·mol−1 Ⅲ．Si(s)＋SiCl4(g)＋2H2(g)=2SiH2Cl2(g) ΔH3＝16kJ·mol−1 Ⅳ．Si(s)＋3SiCl4(g)＋2H2(g)=4SiHCl3(g) ΔH4＝-80 kJ·mol−1 （3）在压强为p0的恒压体系中通入2molH2和1molSiCl4，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。 ①图中n代表的组分为_______。(填化学式) ②时，反应Ⅲ的平衡常数Kp=_______。(列出计算式) ③时，SiCl4的平衡转化率为f，消耗硅的物质的量为_______mol。(列出计算式) 【答案】(3)①HCl ② ③或 【解析】(3)在压强为p0的恒压体系中通入2molH2和1molSiCl4，①根据反应I→IV可知，温度升高反应I和II向正反应方向进行，产物含量增加，结合图可知n为HCl，m为SiHCl3；②750K时按照反应II进行：Si(s)＋SiCl4(g)＋2H2(g)=2SiH2Cl2(g)，由图中可知道平衡时SiCl4的物质的量分数为x，SiH2Cl2的物质的量分数为z，H2的物质的量分数为w，则；③750K，1mol SiCl4的平衡转化率为f，则转化的SiCl4为fmol，剩余的SiCl4为(1-f)mol，平衡时的物质与物质的量分数分别为：SiCl4→x、SiH2Cl2→z和SiHCl3→y，设平衡时混合物的总物质的量为Mmol，则可以根据剩余的SiCl4计算出M，mol，再计算出、，根据硅原子守恒，消耗硅的物质的量=平衡物质中硅的总物质的量-起始时的1molSiCl4，或者消耗硅的物质的量=平衡物质中SiH2Cl2和SiHCl3物质的量之和-消耗的fmol SiCl4，。 / 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 化学平衡常数的含义 知识点2 化学平衡常数的应用 考向1 考查化学平衡常数的含义 【思维建模】理解化学平衡常数应注意的问题 考向2 考查化学平衡常数的应用 【思维建模】应用化学平衡常数应注意的问题 考点二 化学平衡常数及转化率的计算 知识点1 “三段式”法及其应用 知识点2 化学平衡计算的方法和技巧 考向1 考查化学平衡常数的计算 【思维建模】计算压强平衡常数(Kp)的思维模型 考向2 化学平衡常数与速率常数的关系 【思维建模】化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系 考向3 考查转化率的计算及判断 【思维建模】化学平衡计算解题模型 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 化学平衡常数 选择题 非选择题 四川卷T18(4)，2分 浙江1月卷，11，3分) 黑吉辽蒙卷T18，6分 湖南卷T14，3分 江苏卷T14，4分 湖南卷T13，3分 辽宁卷T18，3分 化学平衡常数的计算 选择题 非选择题 四川卷T5，3分 山东卷T10，3分 黑吉辽蒙卷T18，6分 吉林卷T10，3分 浙江6月卷T11，3分 全囯乙卷T28，8分 河北卷T12，3分 重庆卷T14，3分 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现。选择题主要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。非选择题常常与基本理论、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等。其中，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等。 预测2026年四川高考仍会以选择题和非选择题呈现。重点考查化学平衡常数的表达式、结合化学平衡图像、图表考查化学平衡相关浓度、转化率等的计算等为主要内容。结合基本理论、工业生产考查转化率、浓度平衡常数、压强平衡常数、速率常数相关的判断和计算。以及从反应时间、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等。 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)。 4.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。 考点一 化学平衡常数 知识点1 化学平衡常数的含义 1．表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) （1）浓度商：在任意时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，通常用Q表示：Q= 。 （2）化学平衡常数：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂 之积的比值是一个常数，用符号K表示：K= ，单位： 得分速记 ①平衡常数表达式中，各物质的浓度均为平衡时的浓度。其书写形式与化学方程式的书写有关。 ②固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中。 （3）意义： ①K值越大，正反应进行的程度 ，反应物的转化率 。当K＞ 时，可以认为反应进行得较完全。 ②K值越小，正反应进行的程度 ，反应物的转化率 。当K＜ 时，认为反应很难进行。 2．影响因素 （1）内因：_ _的性质。 （2）外因：只受 影响，与 、 、 等外界因素无关。即在一定温度下，平衡常数保持不变。若升高温度，ΔH<0，K值 ，ΔH>0，K值 。 得分速记 ①K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化 。 ②K值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的 ，不能预示反应达到平衡所需要的 。 ③当K>105时，可以认为反应进行 。 3．平衡常数与方程式的关系 （1）化学平衡常数是指某一 的平衡常数。 （2）在相同温度下，对于给定的可逆反应，正逆反应的平衡常数互为 ，即K正＝ 。 （3）方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的 。 （4）两方程式相加得总方程式，则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的 ，即K总＝ 。 化学方程式 平衡常数表达式 相互关系 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) K1＝K22 K2·K3＝ K1·K32＝ N2(g)＋H2(g)NH3(g) NH3(g)N2(g)＋H2(g) 知识点2 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。 当Q<K时，反应向 方向进行，直至达到新的平衡状态，v正 v逆； 当Q＝K时，反应处于平衡状态，v正 v逆； 当Q>K时，反应向逆反应方向进行，直至达到新的平衡状态v正 v逆，。 3．判断可逆反应的热效应 （1）升高温度：K值增大→正反应为 反应；K值减小→正反应为 反应。 （2）降低温度：K值增大→正反应为 反应；K值减小→正反应为 反应。 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。 得分速记 ①计算平衡常数利用的是物质的 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 ，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 考查化学平衡常数的含义 例1 （2025·四川巴中·预测）“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关主要反应有： Ⅰ：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)  ΔH1=+247kJ/mol，K1 Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ΔH2=+41kJ/mol，K2 下列说法正确的是 A．反应Ⅰ的平衡常数K1= B．反应Ⅱ的ΔS<0 C．有利于提高CO2平衡转化率的条件是高温低压 D．该工艺每转化0.2mol CO2可获得0.4molCO 思维建模 理解化学平衡常数应注意的问题 （1）化学平衡常数K值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的程度。一个反应的K值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率也越大。可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。 （2）化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 （3）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； （4）正、逆反应的化学平衡常数互为倒数。 （5）若化学方程式中各物质的化学计量数都变成n倍或倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 【变式训练1·变载体】（2025·四川乐山实验中学·期中）下列有关平衡常数的说法中，正确的是 A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大 B．反应：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，增加c(N2O4)，该反应的平衡常数增大 C．对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等 D．平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 【变式训练2·变考法】（2025·吉林·一模）一定温度下，反应物和生成物均为气态的平衡体系，平衡常数表达式为K＝。下列有关该平衡体系的说法不正确的是 A．升高温度，该反应的平衡常数K的变化无法判断 B．该反应逆反应的化学平衡常数为 C．该反应的化学方程式为3Z(g)＋2W(g)X(g)＋2Y(g) D．增大X的浓度，该反应的平衡常数增大 【变式训练3·变题型】（2025·八省联考四川·提升卷）乙炔(C2H2)、乙烯和乙烷是重要的基础化工原料，在生产、生活中有广泛应用。回答下列问题： （3）在反应器中充入一定量的C2H4(g)和H2(g)，在铂催化剂作用下合成乙烷，测得C2H6(g)平衡体积分数(ψ)与温度、压强关系如图乙所示。 ①随着X增大，ψ降低的原因是 。 ②平衡常数M N(填“>”“<”或“=”，下同)；Y1 Y2。正反应速率v(N) v(Q)。 （4）一定温度下，保持总压强为100 kPa，向反应器中充入1 mol C2H2(g)和3 mol H2(g)，加入一定量催化剂，经a min达到平衡，乙炔平衡转化率为50%，乙烯的选择性为60%。 ①反应开始到恰好达到平衡状态时，H2平均压强变化率为 (用所给字母表示，数字保留1位小数)kPa/min。 ②反应C2H2(g)＋H2(g)C2H4(g)的平衡常数Kp为 (kPa)-1(只列计算式)。提示：用分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数。。 考向2 化学平衡常数的应用 例2 （2025·四川资阳市·模拟）工业上利用碳热还原BaSO4制得BaS。进而生产各种含钡化合物，温度对反应后组分的影响如图。 已知：碳热还原BaSO4过程中可能发生下列反应。 i． ii． iii． 下列关于碳热还原BaSO4过程的说法正确的是 A． B．400℃后，反应后组分的变化是由C(s)+CO2(g)2CO(g)的移动导致的 C．温度升高，C(s)+CO2(g)2CO(g)的平衡常数K减小 D．反应过程中，生成的CO2和CO的物质的量之和始终等于投入C的物质的量 思维建模 应用化学平衡常数应注意的问题 （1）化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。 （2）化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 （3）反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，其浓度可看作一个常数，而不计入平衡常数表达式中。 （4）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。 （5）两化学方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。 【变式训练1·变载体】（2025·四川·联考）甲醇-水催化重整可获得H2.其主要反应为 反应Ⅰ  CH3OH(g) + H2O(g) = CO2(g) + 3H2(g) ΔH = 49.4 kJ·mol−1 反应Ⅱ  CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g) ΔH = 41.2 kJ·mol−1 在1.0×105Pa、n始(H2O)∶n始(CH3OH)=1.2时，若仅考虑上述反应，平衡时CO的选择性、CH3OH的转化率和H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性= × 100％ 下列说法正确的是 A．一定温度下，增大可提高CO的选择性 B．平衡时CH3OH的转化率一定大于H2O的转化率 C．图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化 D．一定温度下，降低体系压强，反应Ⅰ的平衡常数增大 【变式训练2·变考法】固氮是科学家致力研究的重要课题。自然界中存在天然的大气固氮过程：N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH＝+180.8kJ·mol−1。工业合成氨则是人工固氮，分析两种固氮反应的平衡常数，下列结论正确的是( ) 反应 大气固氮 工业固氮 温度 27 2000 25 350 400 450 K 0.1 1.847 0.507 0.152 A．常温下，大气固氮很难进行，而工业固氮却容易进行 B．模拟大气固氮应用于工业上的意义不大 C．工业固氮时，温度越低时其K越大，所以温度越低反应速率越快 D．大气固氮、工业固氮的反应都是放热反应 【变式训练3·变题型】（2025·内蒙古海拉尔·一模）二氧化碳合成二甲醚的主要反应有： I. Ⅱ. Ⅲ. 一定温度下，将、和双催化剂(通常由甲醇合成催化剂和甲醇脱水制二甲醚催化剂组成)，加入1L密闭容器中，测得各含碳产物占所有含碳物质的量分数(例：CO的物质的量分数)随时间变化如图所示： 下列说法正确的是 A．30min时，使用活性更高的甲醇合成催化剂，不可能使图中的X点升至Y点 B．40min前， C．40min后，物质的量分数减小，原因是反应I向逆反应方向移动 D．90min时，的转化率约为 考点二 化学平衡常数的计算 知识点1 “三段式”法及其应用 1．“三段式”法思维模型 （1）确定三个量：“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出 、 、 ，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 （2）明确三个关系：明确起始量、变化量、平衡量关系。 ①对于同一反应物，起始量 变化量＝平衡量。 ③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。 2．常用计算模型 （1）常用的四个计算公式 公式 备注 反应物的转化率 ×100%＝×100% ①平衡量可以是物质的量、气体的体积； ②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数 生成物的产率 ×100% 平衡时混合物组分的百分含量 ×100% 某组分的体积分数 ×100% （2）计算方法：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%。 知识点2 化学平衡计算的方法及技巧 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：PV＝nRT 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 （1）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）计算步骤： 第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的 或 ； 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＝气体总压强×该气体的 (或 )； 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＝ 。 （3）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 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 考查化学平衡常数的计算 例1 （2025·四川·三模）逆水煤气变换反应是一种转化和利用的重要途径，发生的反应有： 反应ⅰ：         反应ⅱ：     反应ⅲ：     常压下，向密闭容器中充入1mol CO2和2mol H2，达平衡时H2、H2O和含碳物质的物质的量随温度的变化如图。下列说法正确的 A． B．a代表CO、b代表、c代表 C．649℃时，反应Ⅰ的平衡常数 D．800℃时，适当增大体系压强，n(CO)保持不变 思维建模 计算压强平衡常数(Kp)的思维模型 【变式训练1·变考法】（2025四川成都市·二诊） 1-苯基丙炔可以在Al2O3催化下发生如下反应： 双键同侧基团间的排斥影响烯烃的稳定性（排斥力：苯基-甲基>氯原子-甲基）。体系中各物质含量随时间变化情况如图所示。当体系中各物质含量不再改变时，产物A与产物B的含量之比为1：35。下列说法错误的是 A. 产物B对应结构是 B. 若想获取产物A，应适当缩短反应时间 C. 产物A、B可用核磁共振氢谱加以区分 D. 该条件下体系中存在AB，其平衡常数K=35 【变式训练2·变载体】（2025高三上·江苏南通·阶段练）在一定温度和压强下，发生如下两个反应： I．C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)　Kx1 II．C2H6(g)+H2(g)=2CH4(g)　Kx2 其中Kx2>>Kx1，且Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数。 则下列说法正确的是 A．仅发生反应I时，若C2H6(g)的平衡转化率为25.00%，则Kx1=0.67 B．同时发生反应I和II时，与仅仅发生反应I时，乙烯的平衡产率减小 C．工业上常常选择通入适量空气，这种做法有利于提供反应所需的热量 D．达到平衡时，加入高效催化剂有利于增大Kx1 【变式训练3·变题型】（2025·四川达州市·一模） 二氧化碳是常见废气物质，甲醇是21世纪的清洁能源之一，如果能用废气CO2为原料合成CH3OH，既能实现碳中和，也能改变能源结构，实现双赢。回答下列问题： II.我国科学家杨教授等人进行了二氧化碳加氢制甲醇的研究，其主要反应为： 反应I： 反应III： （3）反应物的物质的量之比对反应的影响如下表，请选择投料比例_______，并说明选择的理由_______。(CH3OH的选择性) 2：1 3：1 5：1 7：1 平衡转化率/% 11.63 33.68 45.93 48.71 选择性/% 30.04 40.12 50.26 49.93 （4）研究发现，其他条件相同时，反应温度对CO2平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性影响如图所示：①在密闭容器中，以投料比通入混合气体，则达到平衡点F时反应I物质的量分数平衡常数_______。 ②从平衡角度分析CO2平衡转化率随温度升高而增大的主要原因是_______。 考向2 考查化学平衡常数与速率常数的关系 例2 (2025·江西省南昌市东湖区南昌二中高三期中)向某恒容密闭容器中充入等物质的量的PCl3(g)和Cl2(g)，发生如下反应：PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)，测得不同温度下PCl3(g)的转化率α与时间的关系如图所示。其速率方程为v正=k正·c(PCl3)·c(Cl2)，v逆=k逆·c(PCl5)(k正、k逆是速率常数，只与温度有关)。下列说法错误的是 A．该反应的ΔH<0 B．M点：> C．升高温度，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数 D．T1时，若平衡体系中c(Cl2)=0.25 mol·L-1，则=1/16 思维建模 化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系 （1）正、逆反应的平衡常数互为倒数，即K正·K逆＝1。 （2）若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 （3）两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积，即K＝K1·K2。 【变式训练1·变载体】在恒温恒容密闭容器中发生反应2H2(g)+2NO(g)2H2O(g) +N2(g)，N2的瞬时生成速率v=k·cm(H2)c2 (NO)。控制NO起始浓度为0.5 mol/L，N2的瞬时生成速率和H2起始浓度的关系如图所示，下列说法正确的是 A．由题可知，该反应的速率常数k为15 B．随着H2起始浓度增大，该反应平衡常数增大 C．达平衡后，H2和NO的浓度均增加一倍，则NO转化率减小 D．H2起始浓度0.2 mol/L，某时刻NO的浓度为0.4 mol/L，则N2的瞬时生成速率为0.24 mol/L 【变式训练2·变考法】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3·变题型】(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 考向3 考查转化率的计算及判断 例3（2025·湖南岳阳·模拟预测）NH3的还原性可用来消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)   ΔH<0。某研究小组将2molNH3、3molNO和一定量的O2充入2L密闭加热反应器中，在Ag2O催化剂表面发生上述反应。随着反应器温度的不断升高，测得升温过程中不同温度下NO的转化率如图所示，下列说法错误的是 A．在5min内，从420K升温到580K，此时段内NO的平均反应速率是0.342mol·L-1·min-1 B．加入O2后NO的转化率升高，可能是O2活化了Ag2O催化剂 C．低温条件有利于提高NO的平衡转化率 D．在有氧条件下，温度580K之后NO生成N2的转化率降低的主要原因是平衡逆向移动 思维建模 化学平衡计算解题模型 【变式训练1·变载体】(2025·辽宁省点石联考高三期末考试)CO2与H2合成甲醇的反应为CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。在恒压密闭容器中，测得平衡体系中CH3OH的体积分数与温度、投料比[用表示]的关系如图所示。已知该反应的速率方程为，300℃、400℃时反应速率常数分别为、。下列说法错误的是 A．该反应的ΔH＜0 B．M点和N点反应速率的比值： C．加入合适催化剂有利于提高单位时间内CH3OH的产量 D．M点CO2的平衡转化率为80% 【变式训练2·变考法】（2025·湖南岳阳·二模）乙烯可由CO2和H2制取：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。在0.1MPa下，反应起始的条件下，不同温度下达到平衡时，CO2、H2、C2H4、H2O四种组分的物质的量分数如图所示： 下列说法错误的是 A．该反应的 B．440K时的平衡转化率为50% C．曲线b表示的物质的量分数随温度的变化 D．在440K恒容条件下反应已达平衡时，继续通入与起始等比例的和，可以提高和的平衡转化率 【变式训练3·变题型】(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．（2025·江苏·高考真题）甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ   反应Ⅱ   反应Ⅲ   条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是 A．时，的平衡转化率为20% B．反应达平衡状态时， C．其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 3．（2025·山东·高考真题）在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是 A．a线所示物种为固相产物 B．T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1 C．P3小于T3温度时热解反应的平衡常数 D．T1温度时、向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 4．（2025·重庆卷）水是化学反应的良好介质，探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。 （1）天然水中可以分离出重水(D2O)。D2O溶液中存在电离平衡：，c(D+)和c(OD-)的关系如图所示。 ①图中3个状态点对应的溶液呈中性的是 。 ② (填“>”“=”或者“<”)。 （3）利用驰豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)。其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的驰豫时间()，从而获得k的信息。对于，若将纯水瞬时升温到25℃，测得。已知：25℃时，，，，(为的平衡浓度)。 ①25℃时，的平衡常数 (保留2位有效数字)。 ②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为 。 ③25℃时，计算得为 。 5.（2025·黑吉辽蒙卷）乙二醇是一种重要化工原料，以合成气为原料合成乙二醇具有重要意义。 Ⅰ．直接合成法：，不同温度下平衡常数如下表所示。 温度 298K 355K 400K 平衡常数 1.0 （3）实验表明，在500K时，即使压强(34MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低，可能的原因是_______(答出1条即可)。 Ⅱ．间接合成法：用合成气和制备的DMO合成乙二醇，发生如下3个均放热的连续反应，其中MG生成乙二醇的反应为可逆反应。 （4）在2MPa、催化、固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比，出口处检测到DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示[某物质的选择性]。 ①已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性，则曲线_______(填图中标号，下同)表示DMO的转化率，曲线_______表示MG的选择性。 ②有利于提高A点DMO转化率的措施有_______(填标号)。 A．降低温度 B．增大压强 C．减小初始氢酯比 D．延长原料与催化剂的接触时间 ③483K时，出口处的值为_______(精确至0.01)。 ④A点反应的浓度商_______(用物质的量分数代替浓度计算，精确至0.001)。 6．(2024·福建卷，14节选)SiHCl3是制造多晶硅的原料，可由 Si和SiCl4耦合加氢得到，相关反应如下： Ⅰ．SiCl4(g)＋H2(g)= SiHCl3(g)＋HCl(g) ΔH1＝52kJ·mol−1 Ⅱ．Si(s)＋3HCl(g)= SiHCl3(g)＋H2(g) ΔH2＝-236kJ·mol−1 Ⅲ．Si(s)＋SiCl4(g)＋2H2(g)=2SiH2Cl2(g) ΔH3＝16kJ·mol−1 Ⅳ．Si(s)＋3SiCl4(g)＋2H2(g)=4SiHCl3(g) ΔH4＝-80 kJ·mol−1 （3）在压强为p0的恒压体系中通入2molH2和1molSiCl4，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。 ①图中n代表的组分为_______。(填化学式) ②时，反应Ⅲ的平衡常数Kp=_______。(列出计算式) ③时，SiCl4的平衡转化率为f，消耗硅的物质的量为_______mol。(列出计算式) / 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