第9章 3.第3节 化学平衡常数及其相关计算（word练习）-【高考突破新方案】2027年高考化学大一轮复习练案

**基本信息** 聚焦化学平衡常数（K、Kp、Kx、Kө）及相关计算，通过高考真题与模拟题系统覆盖平衡移动、转化率、焓变等核心考点，体现科学思维中的证据推理与模型建构。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |高考真题|8题|平衡常数计算、反应方向判断、转化率分析、图表数据处理|从基础K到Kp/Kx/Kө，构建“概念→计算→应用”逻辑链，结合反应速率、焓变深化平衡规律| |高考模拟|5题|多反应体系、条件对平衡影响、产率计算|通过变式训练强化平衡常数与转化率、压强、温度的关联，体现物质变化规律的化学观念|

第3节 化学平衡常数及其相关计算 高考真题 1.★★★(2022辽宁,12,3分)某温度下,在1 L恒容密闭容器中2.0 mol X发生反应2X(s) Y(g)+2Z(g),有关数据如下: 时间段/min 产物Z的平均生成速率/mol·L-1·min-1 0~2 0.20 0~4 0.15 0~6 0.10 下列说法错误的是( ) A.1 min时,Z的浓度大于0.20 mol·L-1 B.2 min时,加入0.20 mol Z,此时v正(Z)<v逆(Z) C.3 min时,Y的体积分数约为33.3% D.5 min时,X的物质的量为1.4 mol 答案 B 2.★★★(2024江西,9,3分)温度T下,向1 L真空刚性容器中加入1 mol (CH3)2CHOH,反应达到平衡时,c(Y)=0.4 mol/L。下列说法正确的是 ( ) (CH3)2CHOH(g) (CH3)2CO(g)+H2(g) X Y Z A.再充入1 mol X和1 mol Y,此时v正<v逆 B.再充入1 mol X,平衡时,c(Y)=0.8 mol/L C.再充入1 mol N2,平衡向右移动 D.若温度升高,X的转化率增加,则上述反应ΔH<0 答案 A 3.★★★(2024重庆,17节选)高辛烷值的汽油可提升发动机的抗爆震性能,异构烷烃具有较高的辛烷值。 (1)在密闭容器中,n-C5H12(正戊烷)发生异构化反应,可同时生成i-C5H12(异戊烷)和t-C5H12(新戊烷),其平衡常数Kp随温度的变化如下表所示。 异构化反应 Kp 456 K 486 K 512 K 反应1 n-C5H12(g) i-C5H12(g) 2.80 2.50 2.31 反应2 n-C5H12(g) t-C5H12(g) 1.40 1.00 0.77 ①体系平衡后,增加压强,反应1的平衡 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。  ②456 K平衡时,i-C5H12和t-C5H12的体积比值为 。  ③根据上表数据推断t-C5H12(g) i-C5H12(g)为吸热反应,其推断过程是 。  答案 (1)①不移动 ②2 ③反应1减去反应2得到t-C5H12(g) i-C5H12(g),该反应的Kp=,得出456 K、486 K、512 K时Kp分别是2、2.5、3,随着温度升高,Kp增大,则t-C5H12(g) i-C5H12(g)为吸热反应 4.★★★(涉及Kx的计算)(2024安徽,17节选)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料,由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题: 【乙烷制乙烯】 (2)C2H6直接脱氢反应为C2H6(g) C2H4(g)+H2(g) ΔH4,C2H6的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,则ΔH4 0(填“>”“<”或“=”)。结合下图,下列条件中,达到平衡时转化率最接近40%的是 (填标号)。  a.600 ℃,0.6 MPa b.700 ℃,0.7 MPa c.800 ℃,0.8 MPa (3)一定温度和压强下,反应ⅰ C2H6(g) C2H4(g)+H2(g) 反应ⅱ C2H6(g)+H2(g) 2CH4(g) (远大于) (Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数) ①仅发生反应ⅰ时,C2H6的平衡转化率为25.0%,计算= 。  ②同时发生反应ⅰ和ⅱ时,与仅发生反应ⅰ相比,C2H4的平衡产率 (填“增大”“减小”或“不变”)。  答案 (2)> b (3)① ②增大 5.★★★(2024甘肃,17,14分)SiHCl3是制备半导体材料硅的重要原料,可由不同途径制备。 (1)由SiCl4制备SiHCl3:SiCl4(g)+H2(g) SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH1=+74.22 kJ·mol-1(298 K) 已知:SiHCl3(g)+H2(g) Si(s)+3HCl(g) ΔH2=+219.29 kJ·mol-1(298 K)。 298 K时,由SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)制备56 g硅 (填“吸”或“放”)热 kJ。升高温度有利于制备硅的原因是 。  (2)在催化剂作用下由粗硅制备SiHCl3:3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s) 4SiHCl3(g)。在773 K、2 L密闭容器中,经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与0.4 mol H2(g)和0.1 mol SiCl4(g)反应,SiCl4转化率随时间的变化如下图所示: ①0~50 min,经方式 处理后的反应速率最快;在此期间,经方式丙处理后的平均反应速率v(SiHCl3)= mol·L-1·min-1。  ②当反应达平衡时,H2的浓度为 mol·L-1,平衡常数K的计算式为 。  ③增大容器体积,反应平衡向 移动。  答案 (1)吸 587.02 升高温度会加快反应速率,且该反应为吸热反应,升高温度有利于反应正向进行 (2)①甲 5.6×10-5 ②0.195 15 ③逆反应方向 6.★★★ (涉及Kө的计算)(2021湖南,16节选)氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过下面两种方法由氨气得到氢气。 方法Ⅰ.氨热分解法制氢气 相关化学键的键能数据 化学键 H—H N—H 键能E/(kJ·mol-1) 946 436.0 390.8 在一定温度下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题: (1)反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH= kJ·mol-1;  (2)已知该反应的ΔS=198.9 J·mol-1·K-1,在下列哪些温度下反应能自发进行? (填标号);  A.25 ℃ B.125 ℃ C.225 ℃ D.325 ℃ (3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下,将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。 ①若保持容器体积不变,t1时反应达到平衡,用H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1(用含t1的代数式表示);  ②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是 (用图中a、b、c、d表示),理由是   ； ③在该温度下,反应的标准平衡常数Kө= [已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应dD(g)+eE(g) gG(g)+hH(g) Kө=,其中pө=100 kPa,pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压]。  答案 (1)+90.8 (2)CD (3)① ②b 体积压缩一半瞬间,N2压强变大(为80 kPa),该反应为气体分子数增大的反应,加压平衡逆向移动,N2的分压随着平衡逆向移动而变小 ③0.48 7.★★★★(2024广西,17节选)二氯亚砜(SOCl2)是重要的液态化工原料。回答下列问题: (1)合成SOCl2前先制备SCl2。有关转化关系为 则S(s)+Cl2(g) SCl2(l)的ΔH3= kJ·mol-1。  (2)密闭容器中,以活性炭为催化剂,由SCl2和O2制备SOCl2。反应如下: Ⅰ SCl2(g)+O2(g) SO2Cl2(g) Ⅱ SCl2(g)+SO2Cl2(g) 2SOCl2(g) ①反应Ⅱ的lgK(K为平衡常数)随(T为温度)的变化如图1,推断出该反应为 (填“吸热”或“放热”反应)。  ②466 K时,平衡体系内各组分的物质的量分数x(A)随的变化如图2。反应Ⅱ的平衡常数K1= (保留1位小数)。保持T和不变,增大SCl2平衡转化率的措施有 (任举一例)。  ③改变T,使反应Ⅱ的平衡常数K2=K1,导致图2中的曲线变化,则x(SCl2)等于x(SOCl2)的新交点将出现在 (填“d”“e”“f”或“g”)处。  答案 (1)-50 (2)①放热 ②32.4 移出SOCl2或加入SO2Cl2 ③d 8.★★★★(2025四川,18,13分)乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇,反应按如下两步进行: ①HCHO(g)+CO(g)+H2(g) HOCH2CHO(l) ②HOCH2CHO(l)+H2(g) HOCH2CH2OH(l) 已知:ΔfHm为物质生成焓,反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。 物质 HCHO(g) CO(g) H2(g) HOCH2CH2OH(l) ΔfHm/kJ·mol-1 -116 -111 0 -455 回答下列问题: (1)生成乙二醇的总反应③,其热化学方程式为 ,ΔS 0(填“>”“<”或“=”),反应在 (填“高温”或“低温”)自发进行。  (2)恒压时,合成气中n(H2)∶n(CO)增大,HOCH2CHO(羟基乙醛)单位时间产率降低,其原因是 。  (3)反应中伴随副反应④:HCHO(g)+H2(g) CH3OH(l)。平衡常数与温度之间满足关系lnK=-+常数,反应②和④的lnK与的关系如图所示,则ΔH2 ΔH4(填“>”“<”或“=”);欲抑制甲醇的生成,应适当 (填“升高”或“降低”)反应温度,理由是 。  (4)若反应在恒容密闭容器中进行,溶剂中甲醛初始浓度为1.0 mol·L-1。 ①反应5 h后,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为38%、8%、10%,则甲醛的平均消耗速率v= mol·L-1·h-1。  ②溶剂中H2和CO浓度分别保持为1.0×10-4 mol·L-1、6.0×10-4 mol·L-1,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为18%、34%、14%,生成乙二醇的平衡常数K= (mol·L-1)-3(科学记数,保留小数点后2位)。  答案 (1)HCHO(g)+CO(g)+2H2(g) HOCH2CH2OH(l) ΔH=-228 kJ·mol-1 < 低温 (2)反应②的速率大于反应①,使得单位时间内HOCH2CHO(羟基乙醛)产率降低 (3)< 降低 随着的增大,即温度降低,反应②的lnK增大的程度大于反应④的lnK增大的程度 (4)①0.112 ②1.67×1011 高考模拟 9.★★★(2026届河北衡水12月考,10)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ/mol是目前大规模制取氢气的方法之一。下列说法中错误的是( ) A.在生产中,增大水蒸气的浓度可使CO的转化率提高,同时提高H2的产率 B.在容积不变的密闭容器中,将2.0 mol CO与8.0 mol H2O混合加热到830 ℃发生上述反应,达到平衡时CO的转化率是80%。计算可得830 ℃时,K=1 C.其他条件不变,在相同时间内,向上述体系中投入一定量的CaO可以明显提高H2的体积分数 D.其他条件相同,若体系1中投入纳米CaO,体系2中投入微米CaO,相同时间内两体系中氢气产率相同 答案 D 10.(2026届湖南衡阳县四中8月考,8)向容积为1 L的容器中充入4 mol A,发生反应:2A(s) 2B(g)+C(?),不同温度下的平衡常数与达到平衡时B的物质的量如下表所示: 温度 K n(B)/mol T1 4 x T2 1 y 下列说法正确的是( ) A.容器中气体的平均摩尔质量不变时,该反应达到平衡状态 B.T1时,若平衡时剩余2 mol A,则C必为气体 C.T2时,当反应达到平衡后,容器内剩余A的物质的量为3 mol D.T2时,若容器的容积变为2 L,则平衡时n(B)=2y mol 答案 D 11.(2026届福建莆田一中开学考,9改编)一定条件下存在反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),其正反应放热。图1、图2表示起始时容器甲、丙容积都是V,容器乙、丁容积都是;向甲、丙内都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒温;向乙、丁内都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持绝热(即与外界无热量交换),在相同温度下开始反应,并分别达到平衡状态。 下列说法不正确的是( ) A.SO2的质量分数:甲<乙 B.平衡常数K:甲=丙>乙 C.所需时间t:丙>丁 D.若想使甲达到与乙相同的平衡状态,可以向内推动活塞 答案 D 12.★★★(2025辽宁鞍山二模,18节选)一种利用焦炉气中的H2和工业废气捕获的CO2生产CH3OH的主要反应为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0;同时发生副反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH'>0。 (4)合成甲醇的反应也可以在复合分离膜反应器中进行,原理简化如右图所示。 某温度下,在容积为1 L的反应器中充入1 mol CO2和3 mol H2,仅发生合成甲醇的主要反应,复合分离膜能选择性透过水分子,进而使反应物转化率由66.7%(无复合分离膜)提升至90%,该反应的K= L2·mol-2(计算结果用分数表示,下同);H2O的分离率为 (H2O的分离率=)。  答案 (4) 13.★★★(2026届湖南衡阳一中第一次月考,18节选)(4)MEA溶液吸收CO2的反应可表示为MEA(aq)+CO2(g)+H2O(l) MEAH+(aq)+HC(aq)。 在T ℃的刚性密闭容器中,用20 L 2.4 mol/L的MEA溶液吸收总压为p0的合成氨原料气(含体积分数分别为25%的N2、55%的H2、20%的CO2),充分吸收后,MEA浓度降低为2.0 mol/L,CO2的吸收率为50%,忽略反应过程中溶液的体积变化,则此时,CO2的分压为 (用含p0的代数式表示);若其他条件不变,只增大MEA溶液的浓度,则Kө (填“增大”“减小”或“不变”){标准平衡常数Kө可以表示平衡时各物质的相对浓度和相对分压关系:如反应A(aq)+2B(g) C(g)+D(aq)的Kө=,其中cө=1 mol/L,pө为标准大气压,p(B)、p(C)分别为气体的分压}。  答案 (4)0.1p0 不变 学科网（北京）股份有限公司 $