课时规范练37 化学平衡常数及转化率（Word习题）-【满分思维】2027年高考一轮总复习·化学

**基本信息** 聚焦化学平衡常数及转化率，通过分级训练构建"概念辨析-定量计算-综合应用"的方法体系，强化平衡思想与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |化学平衡常数及其应用|4题|平衡常数影响因素分析、表达式应用、图像解读|从K的物理意义出发，构建"温度-压强-浓度"对平衡影响的逻辑链| |化学平衡常数及转化率的计算|3题|三段式计算法、平衡移动与转化率关系判断|以K计算为核心，推导转化率与外界条件的定量关系| |素能提升练|3题|多反应体系K关联计算、工业流程平衡分析|整合热力学数据与实际应用，体现科学态度与责任|

课时规范练37　化学平衡常数及转化率 A级必备知识练 命题角度1　化学平衡常数及其应用 1.利用CO2和CH4制备合成气(CO、H2)的原理是CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH>0。温度为T ℃时,该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是(　　) A.K越大,说明反应速率、CO2的平衡转化率越大 B.增大压强,平衡向逆反应方向移动,K减小 C.升高温度,反应速率和平衡常数K都增大 D.加入催化剂,能提高合成气的平衡产率 2.常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 ℃时,该反应的平衡常数K=2×10-5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃,固体杂质不参与反应。 第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4; 第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230 ℃制得高纯镍。 下列判断正确的是(　　) A.第一阶段应选择稍高于42.2 ℃的反应温度 B.该反应达到平衡时,v分解[Ni(CO)4]=4v消耗(CO) C.其他条件不变,增加c(CO),平衡正向移动,平衡常数增大 D.第二阶段,230 ℃时,反应的平衡常数很小,故Ni的产率很低 3.25 ℃时,向40 mL 0.05 mol·L-1的FeCl3溶液中一次性加入10 mL 0.15 mol·L-1的KSCN溶液,发生反应,混合溶液中c(Fe3+)随反应时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.该反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3↓ B.E点对应的坐标为(0,0.05) C.t4 min时向溶液中加入50 mL 0.1 mol·L-1 KCl溶液,平衡不移动 D.若该反应是可逆反应,在25 ℃时平衡常数的数值为 4.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,在不同的温度下该反应的平衡常数见下表。 T/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有关叙述不正确的是(　　) A.该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) B.上述反应的正反应是放热反应 C.如果在一定容积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ℃,此时测得CO为0.4 mol时,该反应为平衡状态 D.某温度下,如果平衡浓度符合关系式:,判断此时的温度是1 000 ℃ 命题角度2　化学平衡常数及转化率的计算 5.(2026·甘肃张掖开学考)容积恒定的密闭容器中发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0,其他条件不变时,下列说法正确的是(　　) A.降低温度使反应速率减小的程度:v(正)>v(逆) B.增大压强可使化学平衡常数增大 C.移走CO2可提高CO的平衡转化率 D.使用催化剂可提高NO的平衡转化率 6.(2025·黑龙江齐齐哈尔一模)利用反应2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)　ΔH<0可实现从燃煤烟气中回收硫。向三个容积相同的恒容密闭容器中通入2 mol CO(g)和1 mol SO2(g)发生反应,反应体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A.实验b中,40 min内CO的平均反应速率2.0 kPa·min-1 B.与实验a相比,实验b改变的条件是加入催化剂 C.实验b中SO2的平衡转化率是75% D.实验a、b、c相应条件下的平衡常数:Ka=Kb<Kc 7.(10分)(2024·湖北卷节选)用BaCO3和焦炭为原料,经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2,再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。 反应Ⅰ:BaCO3(s)+C(s)BaO(s)+2CO(g) 反应Ⅱ:BaO(s)+3C(s)BaC2(s)+CO(g) 回答下列问题: (1)写出BaC2与水反应的化学方程式:　 　　　　　　　　　　　　。  (2)已知Kp=(pCO)n、K=()n(n是CO的化学计量数)。反应Ⅰ、Ⅱ的lgK与温度的关系曲线见图1。 ①反应BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)在1 585 K的Kp=　　　　 Pa3。  ②保持1 320 K不变,假定恒容容器中只发生反应Ⅰ,达到平衡时pCO=　　　　　Pa,若将容器容积压缩到原来的,重新建立平衡后pCO=　　　 Pa。  (3)恒压容器中,焦炭与BaCO3的物质的量之比为4∶1,Ar为载气。1 400 K和1 823 K下,BaC2的产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。 初始温度为900 K,缓慢加热至1 400 K时,实验表明BaCO3已全部消耗,此时反应体系中含Ba物种为　　　　　。  B级素能提升练 8.(2025·江西新余模拟)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对应的结构是 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 9.(15分)(2025·八省联考云南卷)氮化钒(VN)广泛用于钢铁产业、储能、工业催化等领域。工业上可采用碳热还原氮化法制备VN,100 kPa、1 317.0 K时热化学方程式及平衡常数如下: Ⅰ.V2O3(s)+3C(s)+N2(g)2VN(s)+3CO(g)　ΔH　Kp 回答下列问题: (1)钒元素在元素周期表中属于　　　区。  (2)反应Ⅰ分两步进行: Ⅱ.V2O3(s)+4C(s)V2C(s)+3CO(g)　ΔH1=+742.0 kJ·mol-1　 Ⅲ.V2C(s)+N2(g)2VN(s)+C(s)　ΔH2=-304.2 kJ·mol-1　 ①反应Ⅰ的ΔH=　　　 kJ·mol-1,Kp=　　　(用表示)。  ②升温有利于提高VN的产率,从平衡移动角度解释: 　　　　　　　　　。  (3)通过热力学计算,不同压强下反应Ⅰ的ΔG随T的变化如图所示,　　　　　　　　(填“高温低压”或“低温高压”)有利于该反应自发进行(已知ΔG<0时,反应可自发进行)。  (4)N2参与反应可能的机理示意图如下。下列说法错误的是　　　(填字母)。  A.反应过程中有非极性键断裂 B.N2与V原子直接反应生成VN C.该反应中活性位点是碳原子 (5)反应过程中,含钒化合物的物质的量随时间的变化如图所示,前30 min内化学反应速率v(VN)=　　　 mol·h-1,30 min时的氮化率为　　　%[保留一位小数,已知氮化率=×100%]。  10.(12分)(2023·全国乙卷节选)将FeSO4置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)(Ⅰ)。 (1)平衡时-T的关系如图所示。660 K时,该反应的平衡总压p总=　　　　 kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)=　　　　(kPa)2。  (2)Kp(Ⅰ)随反应温度升高而　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  (3)升高温度,上述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)　(Ⅱ),平衡时=　　　　(用表示)。在929 K时,p总=84.6 kPa、=35.7 kPa,则=　　　　　 kPa,Kp(Ⅱ)=　　　　 kPa(列出计算式)。  11.(10分)(2023·广东卷节选)配合物广泛存在于自然界,且在生产和生活中都发挥着重要作用。 (1)某研究小组对反应N+2[FeR3]2+(橙红色)+3H+HNO2+2[FeR3]3+(淡蓝色)+H2O进行了研究。 用浓度分别为2.0 mol·L-1、2.5 mol·L-1、3.0 mol·L-1的HNO3溶液进行了三组实验,得到c([FeR3]2+)随时间t的变化曲线如图。 ①c(HNO3)=3.0 mol·L-1时,在0~1 min内,[FeR3]2+的平均消耗速率=　　　　　。 ②下列有关说法中,正确的有　　　(填字母)。  A.平衡后加水稀释,增大 B.[FeR3]2+平衡转化率:αⅢ>αⅡ>αⅠ C.三组实验中,反应速率都随反应进程一直减小 D.体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间:tⅢ>tⅡ>tⅠ (2)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡: M+LML　K1 ML+LML2　K2 研究组配制了L起始浓度c0(L)=0.02 mol·L-1、M与L起始浓度比不同的系列溶液,反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种L、ML、ML2中的化学位移不同,该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。 S(L) S(ML) S(ML2) 0 1.00 0 0 a x <0.01 0.64 b <0.01 0.40 0.60 【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比;“<0.01”表示未检测到。 ①=a时,x=　　　　　　。  ②=b时,平衡浓度比c平(ML2)∶c平(ML)=　　　　　　　。  (3)研究组用吸收光谱法研究了(2)中M与L反应体系。当c0(L)=1.0×10-5 mol·L-1时,测得平衡时各物种的变化曲线如图。=0.51时,计算M的平衡转化率为　　　　　　　　　(结果保留两位有效数字)。  参考答案 1.C　解析:K越大,说明反应进行得越完全,CO2的平衡转化率越大,但反应速率受外界因素影响,反应速率不一定越大,A错误;K只受温度影响,温度不变,则K不变,B错误;升高温度,反应速率增大,正反应的ΔH>0,正反应为吸热反应,则平衡常数K增大,C正确;加入催化剂,只能改变反应速率,平衡不移动,则不能提高合成气的平衡产率,D错误。 2.A　解析:Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃,第一阶段应选择稍高于42.2 ℃的反应温度,使镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4,A正确;该反应达到平衡时,4v分解[Ni(CO)4]=v消耗(CO),B错误;平衡常数只与温度有关,其他条件不变,增加c(CO),平衡正向移动,但平衡常数不变,C错误;第二阶段,230 ℃时,正反应的平衡常数很小,说明该反应逆向进行程度较大,Ni的产率很高,D错误。 3.D　解析:Fe3+与SCN-反应生成配合物,离子方程式应为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,故A错误;E点为反应起点,混合溶液体积为50 mL,此时溶液中c(Fe3+)==0.04 mol·L-1,所以E点对应的坐标为(0,0.04),故B错误;t4 min时向溶液中加入50 mL 0.1 mol·L-1 KCl溶液,相当于稀释溶液,平衡逆向移动,故C错误;由图可知,平衡时Fe3+的浓度为m mol·L-1,则Fe(SCN)3的浓度为(0.04-m) mol·L-1,SCN-的浓度为-3×(0.04-m) mol·L-1=(3m-0.09) mol·L-1,所以平衡常数K=,故D正确。 4.C　解析:已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,则该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),故A正确;由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,所以该反应的正反应是放热反应,故B正确; 　　　　 　CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 起始量/mol 0 0 1 1 变化量/mol 0.4 0.4 0.4 0.4 5 min后/mol 0.4 0.4 0.6 0.6 反应前后气体的体积不变,可以用物质的量代替物质的量浓度计算,故Q==2.25>1,830 ℃时Q不等于K,说明此时该反应不是平衡状态,故C错误;某温度下,如果平衡浓度符合关系式:,则K==0.60,可知此时温度是1 000 ℃,故D正确。 5.C　解析:降低温度时,正、逆反应速率均减小,该反应放热,逆反应活化能较高,速率下降更显著,故v(正)减小的程度小于v(逆),A错误;化学平衡常数仅与温度有关,增大压强不会改变化学平衡常数,B错误;移走CO2使平衡正向移动,CO的平衡转化率提高,C正确;催化剂能改变正、逆反应速率,但不改变反应物NO的平衡转化率,D错误。 6.D　解析:正反应为放热反应,三个容器容积相同且恒容,反应物的起始量相同,实验a、b起始压强相同,说明反应温度相同,实验b达到平衡快,反应速率大,但两者平衡状态相同,说明实验b使用了催化剂;与实验a相比,实验c达到平衡快,反应速率大,且平衡时体系压强大,说明实验c的反应温度更高。对于反应2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l),反应时混合气体减小的物质的量等于消耗SO2的物质的量,题给条件下压强之比等于物质的量之比,实验b中,40 min内体系压强减小了40 kPa,相当于二氧化硫的分压减小了40 kPa,则CO的分压减小了80 kPa,故CO的平均反应速率为 kPa·min-1=2.0 kPa·min-1,A正确;根据分析可知实验b改变的条件是加入催化剂,B正确;设达到平衡状态时,SO2消耗了x mol,列三段式得: 　　　　　 2CO(g) + SO2(g) 2CO2(g)+S(l) 起始量/mol 2 1 0 变化量/mol 2x x 2x 平衡量/mol 2-2x 1-x 2x 40 min达到平衡,此时压强为120 kPa,题给条件下压强之比等于物质的量之比,则,解得x=0.75,故二氧化硫的转化率为×100%=75%,C正确;平衡常数只受温度影响,根据分析可知实验a、b的反应温度相同,则Ka=Kb。反应的ΔH<0,说明该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,实验c的温度比实验a、b高,则Ka=Kb>Kc,D错误。 7.答案:(1)BaC2+2H2OBa(OH)2+HC≡CH↑ (2)①1016　②105　105 (3)BaO 解析:(1)Ba、Ca元素同主族,所以BaC2与水的反应和CaC2与水的反应相似,发生反应的化学方程式为BaC2+2H2OBa(OH)2+HC≡CH↑。 (2)①反应Ⅰ+反应Ⅱ得BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g),所以该反应的平衡常数K=KⅠ·KⅡ=()3,由图1可知,1 585 K时KⅠ=102.5,KⅡ=10-1.5,故K=KⅠ·KⅡ=()3=102.5×10-1.5=10,得出(pCO)3=10×(105 Pa)3=1016 Pa3,则Kp=(pCO)3=1016 Pa3。 ②由图1可知,1 320 K时反应Ⅰ的KⅠ=100=1,根据反应Ⅰ得出KⅠ=()2=1,所以(pCO)2=(105 Pa)2,即pCO=105 Pa;若将容器容积压缩到原来的,由于温度不变,平衡常数不变,因此重新建立平衡后pCO不变,即pCO=105 Pa。 (3)由图2可知,1 400 K时,BaC2的产率为0,即没有BaC2,而实验表明BaCO3已全部消耗,所以此时反应体系中含Ba物种只有BaO。 8.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错误;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;产物A、B所含氢原子所处的化学环境不相同,可以用核磁共振氢谱加以区分,C正确;炔烃在30 min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K=,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。 9.答案:(1)d　(2)①+437.8　　②V2O3(s)+3C(s)+N2(g)2VN(s)+3CO(g)正反应吸热,升温时平衡正向移动 (3)高温低压　(4)B　(5)17.16　56.1 解析:(1)钒是23号元素,钒元素在元素周期表中位于第四周期第ⅤB族,属于d区元素。 (2)①Ⅱ.V2O3(s)+4C(s)V2C(s)+3CO(g)　ΔH1=+742.0 kJ·mol-1　 Ⅲ.V2C(s)+N2(g)2VN(s)+C(s)　ΔH2=-304.2 kJ·mol-1　 根据盖斯定律,由Ⅱ+Ⅲ得V2O3(s)+3C(s)+N2(g)2VN(s)+3CO(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2=+742.0 kJ·mol-1-304.2 kJ·mol-1=+437.8 kJ·mol-1,Kp=。 ②V2O3(s)+3C(s)+N2(g)2VN(s)+3CO(g)的正反应吸热,升温时平衡正向移动,所以有利于提高VN的产率。 (3)ΔG<0时反应能自发进行,根据不同压强下反应Ⅰ的ΔG随T的变化图示可知,高温低压有利于该反应自发进行。 (4)根据图示,反应过程中有非极性键氮氮三键的断裂,A正确;由图示可知,N2不能与V原子直接反应生成VN,B错误;由图示可知,C原子直接参与了反应,则该反应中活性位点是碳原子,C正确;故选B。 (5)30 min时VN的物质的量为8.58 mol,前30 min内化学反应速率v(VN)==17.16 mol·h-1;30 min时VN的物质的量为8.58 mol,VO的物质的量为5.40 mol,V2O3的物质的量为2.35 mol,V2C的物质的量为0.66 mol,则氮化率为×100%≈56.1%。 10.答案:(1)3.0　2.25　(2)增大 (3)　46.26　 解析:(1)结合图像可知,当660 K时,=1.5 kPa,又因反应中只有二氧化硫与三氧化硫为气体,且化学计量数之比为1∶1,因此=1.5 kPa,平衡时p总=3.0 kPa。平衡常数Kp(Ⅰ)=1.5 kPa×1.5 kPa=2.25(kPa)2。 (2)结合图像中随温度的升高而增大,可知温度升高平衡正向移动,该反应为吸热反应,平衡常数随温度升高而增大。 (3)此体系为恒容体系,压强之比等于物质的量之比。开始时,SO2和SO3的压强相同,升高温度,三氧化硫进一步分解得到二氧化硫与氧气,设反应(Ⅰ)平衡时SO2的压强为a kPa,反应(Ⅱ)达到平衡时,SO3的转化压强为y kPa,根据反应方程式分析: 　　　 　2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) 开始/kPa a a 0 转化/kPa y y 平衡/kPa a-y a+y =2y,则y=,因此。根据题意进一步分析,设达到平衡时O2的压强为x kPa,反应Ⅰ生成的SO2的压强为a kPa,则有 2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)　(Ⅰ) a kPa a kPa 2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)　(Ⅱ) 平衡/kPa a-2x a+2x x ⇒ 则有Kp(Ⅱ)= kPa。 11.答案:(1)①5×10-5mol·L-1·min-1　②AB (2)①0.36　②3∶4　(3)98% 解析:(1)①浓度分别为2.0 mol·L-1、2.5 mol·L-1、3.0 mol·L-1的HNO3溶液,反应物浓度增加,反应速率增大,据此可知三者对应的曲线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ;c(HNO3)=3.0 mol·L-1时,在0~1 min内,观察图像可知[FeR3]2+的平均消耗速率为=5×10-5mol·L-1·min-1。②对于反应N+2[FeR3]2++3H+HNO2+2[FeR3]3++H2O,加水稀释,平衡向粒子数增加的方向移动,[FeR3]2+的含量增加,[FeR3]3+含量减小,增大,A正确;HNO3的浓度增加,[FeR3]2+的转化率增大,故αⅢ>αⅡ>αⅠ,B正确;观察图像可知,三组实验反应速率都是先增大,后减小,到平衡时保持不变,C错误;硝酸的浓度越高,反应速率越快,体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间越短,故tⅢ<tⅡ<tⅠ,D错误。 (2)①=a时,S(ML2)+S(ML)+S(L)=1,且S(ML2)=0.64,S(ML)<0.01,则x=0.36。②ML2中含有两个L,则ML2与ML的浓度之比应为与S(ML)之比,即∶0.40=3∶4。 (3)c0(M)=0.51c0(L)=5.1×10-6 mol·L-1;c平(ML)=c平(L)=0.4c0(L)=4.0×10-6 mol·L-1,由L守恒可知c平(ML2)==1.0×10-6 mol·L-1,则c转(M)=4.0×10-6 mol·L-1+1.0×10-6 mol·L-1=5.0×10-6 mol·L-1,则M的转化率为×100%≈98%。 12 学科网（北京）股份有限公司 $