2026年高三化学平衡常数补偿练习

**基本信息** 聚焦平衡常数计算与应用，通过工业情境题构建“概念-计算-图像-多反应”四维方法体系，强化科学思维与证据推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |单一反应K计算|第2(5)题|三段式法、分压公式|从平衡浓度/分压定义到K表达式推导| |多反应体系K|第1(4)题|总压-分压关系、物质守恒|多反应叠加时K与反应进度的关联| |温度对K影响|第1(3)题|活化能与ΔH关系、图像斜率分析|温度通过改变反应方向影响K值| |实际应用K|第6(3)题|物质的量分数K计算、转化率-选择性结合|从理论计算到工业生产条件优化|

2026年高三化学平衡常数补偿式练习 1．碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(CO和H2的混合气体)是碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在刚性密闭容器中会发生如下两个反应： 已知在20℃时： Ⅰ：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；其正、逆反应的活化能分别为m kJ/mol、n kJ/mol； Ⅱ：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)；其正、逆反应的活化能分别为p kJ/mol、q kJ/mol。 (3)已知反应Ⅱ的正反应速率，逆反应速率，、分别为正、逆反应速率常数，(k表示或)与温度的关系如图所示，其中直线a、b分别表示、随温度的变化。升高温度，反应Ⅱ的平衡常数K_______(填“变大”或“变小”或“不变”)。 (4)在上图A点对应的温度下，向某刚性密闭容器中加入足量焦炭和一定量水蒸气，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，已知起始时容器内压强为80kPa，10分钟后体系达到平衡状态，容器内总压强变为100kPa，p(CO2)= 12kPa。 ①平衡时CO的分压_______kPa，平衡时水蒸气的转化率为_______%。 2．肼()是一种潜在储氢材料。向某密闭容器中充入，一定条件下体系中发生反应： 反应1：    反应2：    反应3：       回答下列问题： (5)某温度下，保持总压强为100 kPa，向反应器中投入，只发生反应3，达到平衡时气体总物质的量为3 mol。反应3的平衡常数___________(为用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 3．Ⅱ．已知一定条件下气体、、、之间存在如下转化关系：①；②，并且反应①的速率方程为，反应②的速率方程为，在容积为的密闭容器中，在一定温度下，加入发生上述反应，反应体系中总压和的分压随时间的变化如下表： 0 1 2 3 4 5 0 (4)达到平衡时反应②的压强平衡常数___________(用包含各物质的分压表示)。 4．工业上可采用丙烯氨氧化法制丙烯腈，其原料丙烯通过丙烷脱氢反应获取。 丙烷脱氢制丙烯的过程可发生如下反应： 主反应  ①  副应  ②   ③  ④   (5)已知：同一个反应的压强平衡常数随温度变化存在的等式关系。丙烯通过氨氧化法制丙烯腈的化学方程式为  ，如图为该反应的随的变化图，已知，计算该反应的__________（写出计算式即可）。 (6)长期接触丙烯腈可能引起高铁血红蛋白血症。血红蛋白（Hb）的主要任务是运输氧气：，该反应的标准平衡常数。若在292 K时，空气中的，在水中的溶解度为，则的标准平衡常数__________。（已知：标准平衡常数表达式中代入标准浓度或标准分压，如 5．作为化石燃料的燃烧产物，直接排放易导致温室效应，因此大力开发的资源化利用具有十分重要的意义和广阔的前景。如用二氧化碳与氢气合成甲醇、乙醇等。 已知： ①   ②   回答下列问题： (5)按投料比发生反应②，起始压强为8 MPa的恒容条件下，平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系如图所示，曲线d表示的物质是_______(填化学式)，M点所示温度时，该反应的压强平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 6．合成气(和)制醇是煤、天然气等非石油基碳资源的高值化转化的重要途径之一、已知合成气制甲醇的反应为 (1)若逆反应活化能，则正反应活化能___________(用含的代数式表示)。合成气制甲醇的反应在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下自发。 (2)向四个容积均为的容器中分别充入和值分别为时的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。 ③温度下，投料比时，反应达到平衡后混合气体中甲醇的物质的量分数___________%，物质的量分数平衡常数___________。(用物质的量分数代替浓度计算平衡常数) 7．乙烯在工业、农业等多个领域都有广泛的用途，利用乙烷可以制乙烯。回答下列问题： (1)乙烷脱氢制备乙烯反应的可能性论证 标准摩尔生成焓：在和，由各种元素的指定单质生成标准状态的某纯物质的热效应。已知乙烷、乙烯的标准摩尔生成焓分别为、。则的___________，该反应在___________(填“高温”或“低温”)下可自发进行。 (3)乙烷制备乙烯的优化 由于直接脱氢制的平衡常数较小，且需消耗大量水蒸气，故可优化为乙烷-二氧化碳制乙烯。主要发生如下反应： 主反应I：   副反应II：   容器体积恒为，控制和初始投料量分别为和，乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性与温度或压强的关系如图所示。 已知：乙烯的选择性 ①表示___________(填“温度”或“压强”)。 ②根据点和点坐标计算，主反应的平衡常数___________(保留3位有效数字，下同)，平衡体系中和的体积分数之和为___________。 8．、常用于制造农药、有机中间体。已知： ⅰ．   ⅱ．   (5)在体积均为1 L的甲、乙恒容密闭容器中分别充入和，分别在绝热和恒温条件下发生反应：，测得气体压强与时间的关系如图所示。甲容器中，b点平衡常数___________(填“>”“<”或“=”)。 (6)某温度下，保持总压强恒定为，在密闭容器中充入和，发生上述反应ⅰ和ⅱ，达到平衡时测得转化率为60%，。平衡体系中，的分压为___________kPa。 9．甲醇是一种重要的化工原料和液态氢储存燃料，选择性加氢制甲醇反应在全球范围内引起了广泛关注。已知发生的主要反应如下： 反应Ⅰ.   反应Ⅱ.   反应Ⅲ.   回答下列问题： (1)__________；反应Ⅰ在一定条件下可自发进行，则自发进行的条件为__________（填“高温”“低温”或“任何温度”）。 (2)反应Ⅲ的反应历程如图所示（*表示吸附态）。由图可知HCOO*上的__________原子加氢更有利。 (4)一定条件下，在压强为p的恒压密闭容器中，加入1 mol 和3 mol ，使之发生上述三个反应，转化率和甲醇选择性[]随温度的变化关系如图所示。 ②240℃时反应的平衡常数________（列出含p的计算式即可）。 10．复旦大学郑耿锋教授团队合成了空心多层纳米球催化剂，并利用该催化剂光催化氧化制乙醇。相关反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   ②某温度下，向容积为2L的恒容容器中加入，发生反应Ⅰ和Ⅱ，在催化剂的作用下达到平衡时的体积分数为，的转化率为80%，则的选择性为______，该温度下反应Ⅰ的平衡常数______（保留三位有效数字）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 平衡常数专题练习 答案 1.(4) 8 40 增大容器体积 及时分离出H2或CO2 【详解】 （4）①设与C反应的水对应的压强为x，由题干信息可知 ，，则有x-12+80-x-12+12+x+12=100，解得x=20 kPa，故平衡时CO的分压p(CO)=20 kPa -12 kPa =8kPa，平衡时水蒸气的转化率为 ； ②进一步提高水蒸气平衡转化率的方法有增大容器体积或者及时分离出H2或CO2，促进平衡正向移动。 2． (5)1875 (6)21.44 【详解】；（5）某温度下，保持总压强为100 kPa，向反应器中投入，只发生反应3，达到平衡时气体总物质的量为3 mol，设反应中生成的为x mol，由三段式，，则，解得x=0.5 mol，则平衡时的分压为，的分压为，的分压为，则反应3的(kPa)2； （6）完全反应的电极反应为，的物质的量为，转移电子数为，每转移电子对应容量，则理论容量。 3． (3)1:3或1/3 (4) 【详解】 （3）平行反应的速率之比等于对应产物的平衡分压之比，反应速率，，因此。 平衡时，，总消耗的分压为，则。代入得，即比值为。 （4）反应②的压强平衡常数表达式为。 平衡时总消耗的分压为，因此平衡时。反应①生成的分压与相等，为；反应②生成的分压与相等，为，因此总，。 代入表达式得。 4 (5) (6) 【详解】 （5）根据题给压强平衡常数随温度变化的等式，变形可得，故随变化的图像斜率为。图中横坐标的单位为，故斜率为，已知，代入得： 整理得。 （6）反应的标准平衡常数。 的溶解平衡为，其平衡常数，代入题给数据，，，，得： 目标反应的标准平衡常数，代入数值： 。 5． (5) (或) 【详解】 （5）为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，反应物的物质的量分数增大，产物的物质的量分数减小，结合图3、化学方程式计量系数和投料比可知a、b分别为、，c、d分别为、；M点所示温度时，假设、投料量分别为3 mol、1 mol，平衡时的物质的量为a mol，则： M点、的含量相同，则，，则反应达到平衡时，各组分物质的量为：n()=，n()=1，n()=，n()=1，气体的总物质的量为，一定温度恒容条件下，压强与物质的量成正比，设平衡时压强为，则，结合反应与图象可确定、、、的分压分别为、、、，则该反应的压强平衡常数。 （6）由图4可知，电极P上转化为，电解质为NaOH溶液，故电极反应为。 6．(1) 108 (3) 【详解】 ③温度下，投料比时，即曲线c，反应达到平衡后，CO转化率为75%，列三段式 可知混合气体中甲醇的物质的量分数，氢气和一氧化碳的物质的量分数分别为、，则物质的量分数平衡常数； （3）反应CO为0.8mol，生成甲醇0.8mol×70%=0.56mol，则平均反应速率。 7．(3) 温度 0.569 33.3% 【详解】 （3）① 主副反应均为气体体积增大的吸热反应：若X为压强，压强增大，平衡逆向移动，乙烷转化率降低，与图像不符；若X为温度，温度升高，两个吸热反应平衡均正向移动，乙烷转化率升高，且副反应焓变更大，升温更促进副反应，乙烯选择性降低，与图像一致，因此X是温度。 ② 由图：M点乙烷为转化率50%，总转化 ；N点乙烯选择性为，因此主反应消耗 ，副反应消耗 ，容器体积为，浓度数值等于物质的量，平衡浓度： ， ， ， ， ， ，主反应平衡常数：，总物质的量，CO和总物质的量=(1.6+0.6)mol=2.2mol ，体积分数之和。 8． (4) < (5)> (6) 【详解】 （5）的正反应是气体分子数减小的放热反应，由题图可知，甲容器的压强随着反应进行，先升高后降低，说明甲容器在绝热条件下进行，乙容器在恒温条件下进行，甲容器的温度高于乙，a、b点对应的压强相等，容器体积相等，所以b点气体总物质的量小于a点；正反应是气体分子数减少的反应，所以b点正向进行的程度大于a点，设a点时发生反应的PCl3的物质的量为x，此时a点的物质的量：n(PCl5)=x mol，n(PCl3)=1-x mol，n(Cl2)=1-x mol，在恒温恒容条件下，气体压强与物质的量成正比：，a点的浓度商Q=，所以b点的平衡常数K>； （6）根据原子守恒，平衡体系中，设转化的P4为0.6 mol（转化率为60%），则剩余的P4为0.4 mol； 设PCl3为y mol，则PCl5为5y mol，由P元素守恒：，可得y=0.4 mol，则n(PCl3)=0.4 mol、n(PCl5)=2.0 mol； 由Cl原子守恒：n(Cl2)=； 平衡时，各组分的物质的量为n(P4)= n(Cl2)= n(PCl3)=0.4 mol、n(PCl5)=2.0 mol，气体总物质的量为3.2 mol，p(PCl5)= p kPa p kPa。 9．(4) 反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应，反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动程度大于反应Ⅰ平衡正向移动程度，从而使转化率和甲醇选择性下降 【详解】 （4）②240°C时反应的Kp计算，图中数据α(CO2)=20%，总消耗CO2=0.2mol，x(CH3OH)=50%，用于生成甲醇的CO2=0.1mol，列三段式： 平衡时气体总物质的量n(总)=n(CO2)+n(H2)+n(CH3OH)+n(H2O)+n(CO)=0.8mol+2.6mol+0.1mol+0.2mol+0.1mol=3.8mol，恒压条件下，各组分分压，，，，代入平衡常数表达式为。 10． (5) 68.75% 18.9 【详解】（5）①依据表中数据，使用，在相同时间内生成的乙醇最多，所以应选择作催化剂。 ②某温度下，向容积为2L的恒容容器中加入，发生反应Ⅰ和Ⅱ，在催化剂的作用下达到平衡时的体积分数为，的转化率为80%， 设参与反应Ⅰ的甲烷的物质的量为amol、参与反应Ⅱ的甲烷的物质的量为bmol， ，解得a=1.1，b=0.5。则的选择性为，该温度下反应Ⅰ的平衡常数。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $