第22讲 化学平衡状态与化学平衡常数-2027年高考化学一轮复习专项训练

**基本信息** 聚焦化学平衡核心概念与定量计算，通过多情境图像分析和工业反应案例，系统构建平衡状态判断、常数应用及移动规律的知识网络。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|3题|可逆反应、平衡状态标志判断|从定义出发，结合速率关系、浓度不变等特征建立判断依据| |平衡常数与移动|5题|K/Kp计算、温度/浓度对平衡影响|以K只与温度有关为核心，推导条件改变对转化率、分压的影响规律| |图像分析与应用|7题|转化率-温度/投料比、分压-时间图像|整合反应热效应、平衡移动原理，培养从图像提取关键数据的科学思维|

第22讲　化学平衡状态与化学平衡常数 一、 选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1 [2025常州中学期中]下列关于可逆反应和化学平衡的说法正确的是(　　) A. 催化剂可以改变某确定温度下某反应的平衡常数 B. 温度是唯一可以影响平衡常数的环境因素 C. 工业合成氨选择较高的温度是为了增大反应的平衡常数 D. 增大反应物浓度一定能增大反应速率 2 [2025南通期中]下列关于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0的说法正确的是(　　) A. V2O5不改变该反应的焓变 B. 反应达到平衡状态时，2v逆(SO3)＝v正(O2) C. 升高温度时，平衡逆向移动，v正减小，v逆增大 D. 反应物所含化学键的键能总和大于生成物所含化学键的键能总和 3 [2026泰州月考]t ℃时，向容积为2 L的刚性容器中充入1 mol CO2和一定量的H2发生反应：CO2(g)＋2H2(g)⥫⥬HCHO(g)＋H2O(g)，达到平衡时，HCHO的分压(分压＝总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知：初始加入2 mol H2时，容器内混合气体的总压强为1.2p kPa。下列说法正确的是(　　) A. 5 min时反应达到c点平衡状态，0～5 min内v(H2)＝0.2 mol/(L·min) B. 随着增大，HCHO(g)的平衡分压不断增大 C. b点时反应的平衡常数Kp＝ D. 由图像可得到：Kp(a)<Kp(b)<Kp(c) 4 [2025泰州期末]利用催化技术处理汽车尾气的反应为2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)。向恒容密闭容器中通入NO和CO各0.2 mol发生上述反应，达到平衡时NO的转化率随温度的变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A. 该反应为放热反应 B. T1 ℃下，a点的反应速率：v正>v逆 C. 的比值不变时，反应达到平衡 D. T2 ℃下，向容器中按物质的量之比1∶1再充入一定量的NO和CO，达到平衡时NO的转化率大于α2 5 [苏州期初调研]在CuO催化下，经过氯化、氧化等步骤，有机氯化工业的副产品HCl可被O2转化为Cl2，总反应为4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)，下列说法正确的是(　　) A. 反应的平衡常数可表示为K＝ B. 该反应ΔS<0、ΔH>0 C. 4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)是基元反应 D. 提高HCl转化率，需要研发在低温区高效的催化剂 6 [2025南京、盐城一模]H2S、CH4热解重整制H2过程中的主要反应如下： Ⅰ. 2H2S(g)⥫⥬2H2(g)＋S2(g) ΔH1＝＋170 kJ/mol； Ⅱ. 2H2S(g)＋CH4(g)⥫⥬CS2(g)＋4H2(g) ΔH2＝＋234 kJ/mol。 常压下，将n(H2S)∶n(N2)＝4∶46的混合气甲、n(CH4)∶n(H2S)∶n(N2)＝1∶4∶45的混合气乙分别以相同流速通过反应管热解，H2S的转化率与温度的关系如图所示。CS2的选择性＝×100%。若不考虑其他副反应，下列说法正确的是(　　) A. 温度升高，反应Ⅰ的平衡常数K减小 B. 反应CH4(g)＋S2(g)⥫⥬CS2(g)＋2H2(g)的ΔH＝－64 kJ/mol C. 900 ℃时，保持通入的H2S体积分数不变，增大可提高H2S的转化率 D. 在1 000～1 300 ℃范围，随着温度的升高，混合气乙的体系中CS2的选择性增大 7 [2025扬州中学月考]SCl2可用作有机合成的氯化剂。在容积为V L的密闭容器中充入0.2 mol SCl2(g)，发生反应：2SCl2(g)⥫⥬S2Cl2(g)＋Cl2(g)。图中所示曲线分别表示反应在a min 时和平衡时SCl2的转化率与温度的关系。下列说法正确的是(　　) A. 2SCl2(g)⥫⥬S2Cl2(g)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS＝0 B. 当容器中气体密度恒定不变时，反应达到平衡状态 C. 82 ℃时，起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1 mol，此时v逆>v正 D. 55 ℃时，向体积为0.5V L的容器中充入0.2 mol SCl2(g)，a min时SCl2(g)的转化率大于50% 8 [2025常州中学期中]逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH2 在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A. CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH<0 B. M点反应Ⅰ的平衡常数K<1 C. N点H2O的压强是CH4的3倍 D. 500 ℃后，温度升高，反应Ⅰ的改变程度大于反应Ⅱ，导致CO2转化率明显增大 9 [2025天一中学、海安中学等联考]异山梨醇是一种应用广泛的化学品。在温度为T、催化剂条件下，其制备过程及相关物质的浓度随时间变化的关系如图所示，山梨醇的初始浓度为0.10 mol/kg，t3 h后各物质浓度不再变化。已知：山梨醇1，4­脱水山梨醇异山梨醇。下列说法正确的是(　　) A. 曲线b表示异山梨醇的浓度 B. 该温度下的平衡常数：＞1 C. t h时，反应②的正、逆反应速率相等 D. 反应①存在副产物，加入高选择性催化剂可提高反应①的平衡转化率 10 在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g)⥫⥬zC(g)，图Ⅰ表示200 ℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图Ⅱ表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。下列结论正确的是(　　) Ⅰ Ⅱ A. 200 ℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)＝0.02 mol/(L·min) B. 图Ⅱ可知反应xA(g)＋yB(g)⥫⥬zC(g)的ΔH＜0，且a＝2 C. 若在图Ⅰ所示的平衡状态下，再向体系中充入He，重新达到平衡前v正＞v逆 D. 200 ℃时，向容器中充入2 mol A和1 mol B，达到平衡时，A的体积分数大于0.5 11 [2025泰州调研]乙醇水蒸气制H2的过程中的主要反应(忽略其他副反应)： ①C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)　ΔH1＝＋173.3 kJ/mol； ②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH2。 101 kPa时，H2的平衡产率与温度、起始时水醇比的关系如图，图中同一曲线上H2的平衡产率相同。下列说法不正确的是(　　) A. H2的平衡产率：曲线a<曲线b B. 反应②的焓变ΔH2>0 C. Q点处与P点处反应①的平衡常数K相等 D. H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时，要提高水醇比 12 [2025苏北四市调研]硫酸工业尾气中SO2可用CO处理并回收S，涉及的反应如下： 反应Ⅰ：SO2(g)＋3CO(g)⥫⥬COS(g)＋2CO2(g)　ΔH1<0； 反应Ⅱ：COS(g)⥫⥬S(g)＋CO(g)　ΔH2。 恒压条件下，按n(SO2)∶n(CO)＝1∶3充入原料，其中SO2的平衡转化率以及COS和S的平衡选择性随温度的变化如图所示。已知：曲线b表示COS的平衡选择性。下列说法不正确的是(　　) X的平衡选择性＝×100%，X为COS或S。 A. 曲线c表示S的平衡选择性 B. ΔH2>0 C. 1 400 K下，反应SO2(g)＋2CO(g)⥫⥬S(g)＋2CO2(g)的平衡常数 K＝5.12 D. 其他条件不变，增大体系压强，SO2的平衡转化率不变 二、 非选择题 13 [2025连云港赣榆期中]安装汽车尾气净化装置，将NOx转化为无污染的N2。 (1) 活性炭可对汽车尾气进行处理，原理为C(s)＋2NO(g)⥫⥬N2(g)＋CO2(g)。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是________(填字母)。 A. 2v正(NO)＝v逆(CO2) B. 混合气体中N2的体积分数保持不变 C. 恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变 (2) 含钯(Pd)等金属催化剂，可将汽车尾气中CO和NO转化为N2和CO2。 若在容积为1.0 L的密闭容器中进行该反应，起始时充入0.04 mol CO、0.02 mol NO，反应在不同条件下进行，反应体系的总压强随时间的变化如图所示。 ①NO的平衡转化率：实验a________(填“大于”“小于”或“等于”)实验b。 ②实验b从开始至平衡(40 min)时NO的平均反应速率为________________。 ③与实验b相比，实验c改变的条件是________________。 14 [2025南通海安中学月考]氮元素是一种重要的非金属元素，可形成多种化合物。试回答下列有关问题。 (1) 合成NH3的反应为放热反应，如果该反应平衡时，只改变一个条件，再次达到新平衡时，平衡常数K变大。下列说法正确的是________(填字母，下同)。 A. 反应一定正向移动 B. 平衡移动时，v正先增大后减小 C. 反应一定逆向移动 D. 平衡移动时，v逆先减小后增大 (2) 400 ℃、28 MPa下，将1 mol N2和3 mol H2混合充入容积可变的密闭容器中，加入催化剂，10 min后反应达到平衡状态时，N2的转化率为60%。 ①下列图像能正确表示该过程中相关量的变化的是________。 A B C D ②平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 (3) 恒温恒容时，若原料气投料比n(H2)∶n(N2)＝1∶1，平衡时，NH3的体积分数为30%。容器内的压强与起始压强之比为________。 15 [2025常州中学期中]化学的应用非常广泛，如对含碳和含氮物质的反应研究在生产、生活、科研等方面具有重要的意义。回答下列问题。 (1) 已知： ⅰ. 2NO(g)＋O2(g)⥫⥬2NO2(g) ΔH1＝－114 kJ/mol ⅱ. 2NO(g)⥫⥬N2(g) ＋O2(g) ΔH2＝－181 kJ/mol ⅲ. C(s)＋2NO(g)⥫⥬N2(g) ＋CO2(g) ΔH3＝－574.5 kJ/mol 则C(s)与NO2(g)反应生成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式为______________ _____________________________________________________。 (2) 如果上述反应ⅰ是在恒容绝热密闭容器中进行(不考虑其他化学反应)，下列可用来判断该反应已达到平衡状态的有________(填字母)。 A. v正(NO)＝v逆(O2) B. 容器中的值保持不变 C. 混合气体的密度保持不变 D. 容器内的温度保持不变 (3) 2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)。研究发现，NO与H2的反应过程可分为三步，每步均为基元反应： ①2NO===N2O2(快) ②N2O2＋H2===N2O＋H2O(慢) ③……(快) 第③步对应的基元反应是________________________________________。 (4) NO分解ICl制取I2和Cl2的原理如下： 反应Ⅰ：2ICl(g)＋2NO(g)⥫⥬2NOCl(g)＋I2(g) K1 反应Ⅱ：2NOCl(g)⥫⥬2NO(g)＋Cl2(g)　K2 反应的－lgK～T(K值为平衡时用各气体的分压表示得出的值)的关系如图1所示。 图1 ①430 K时，反应I2(g)＋Cl2(g)⥫⥬2ICl(g)的K为________。 ②410 K时，向容积不变的容器中充入1 mol NO和1 mol ICl进行反应，测得反应过程中容器内压强与时间的关系如图2所示(反应开始和平衡后容器的温度相同)。在0～t1时间段内，容器中压强增大的主要原因是____________________ ______________________________________________________________________。 图2 1 B　 2 A　 3 C　 4 C　 5 D　 6 D 7 D　 8 B 9 B 10 A 11 A 12 D　 13 (1) BC　(2) ①大于　②2.5×10-4 mol/(L·min)　③使用催化剂 14 (1) AD　(2) ①A　②　(3) 10∶13 15 (1) 2C(s)＋2NO2(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－854 kJ/mol (2) BD　(3) N2O＋H2===N2＋H2O　(4) ①104　②反应Ⅰ为放热反应，随着反应的进行容器中的温度上升，导致容器内的压强增大 学科网（北京）股份有限公司 $