第8章 微专题14 关于化学平衡常数的相关计算(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·化学

该高中化学讲义聚焦化学平衡常数计算核心考点，涵盖转化率、产率等公式，平衡常数与速率常数关系，Kp、Kx表达式，按“公式梳理-关系推导-真题应用”逻辑架构，通过考点解析、方法指导（如三段式）、真题训练环节，帮助学生突破计算难点，体现复习系统性与针对性。 资料以科学思维为导向，创新融合速率常数与平衡常数关系教学，通过河北卷真题中Kx计算实例，引导学生用三段式模型分析数据，培养证据推理能力。设置分层练习（高考真题+模拟题），配合解析强化解题策略，有效提升学生应考能力，为教师把控复习节奏提供实用指导。

微专题14　关于化学平衡常数的相关计算 1．平衡常数计算的常用公式 项目 公式 反应物的 转化率 ×100%＝×100% 生成物 的产率 ×100% 平衡时混合物某 组分的百分含量 ×100% 某组分的体积 分数 ×100% 2.平衡常数与速率常数之间的关系 对于反应aA(g)＋bB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cp(C)·cq(D)（k正为正反应速率常数，k逆为逆反应速率常数）。反应达到平衡时v正＝v逆，即k正·ca(A)·cb(B)＝k逆·cp(C)·cq(D)，＝＝K，即K＝。 3．两种化学平衡常数的表达式 以反应aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)为例： (1)压强平衡常数：Kp＝ ①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等。 ②分压pi＝p总×xi＝p总×＝(p1＋p2＋p3＋…)×。 ③恒容条件下：先计算平衡总压，再计算压强平衡常数或直接根据分压计算。 (2)物质的量分数平衡常数：Kx＝ ①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等。 ②物质的量分数：xi＝。 1．（2025·安徽卷）恒温恒压密闭容器中，t＝0时加入A(g)，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如下图（反应速率v＝kx，k为反应速率常数）。 下列说法错误的是(　　) A.该条件下＝ B.0～t1时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C.若加入催化剂，k1增大，k2不变，则x1和xM，平衡均变大 D.若A(g)―→M(g)和A(g)―→N(g)均为放热反应，升高温度，则xA，平衡变大 解析：选C。A(g)―→M(g)和A(g)―→N(g)的反应过程中气体总物质的量不变，依据pV＝nRT可知，在恒温恒压条件下，容器的容积也恒定不变。根据v＝kx可得，v1＝k1xA，v－1＝k－1xM，v2＝k2xA，v－2＝k－2xN，反应达到平衡时，v1＝v－1，v2＝v－2，即k1xA，平衡＝k－1xM，平衡，k2xA，平衡＝k－2xN，平衡，则xM，平衡＝，xN，平衡＝，故＝＝，A正确；起始时，xM和xN均为0，t1时，M和N的物质的量相等，依据v＝可知，0～t1时间段内，生成M和N的平均反应速率相等，B正确；催化剂不能使平衡发生移动，故xM，平衡不变，C错误；若A(g)―→M(g)、A(g)―→N(g)均为放热反应，则升高温度，平衡均逆向移动，xA，平衡变大，D正确。 2．（2025·河北卷）乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料，可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。煤化工路线中，利用合成气直接合成乙二醇，原子利用率可达100%，具有广阔的发展前景。反应如下：2CO(g)＋3H2(g)⥫⥬HOCH2CH2OH(g)　ΔH。按化学计量比进料，固定平衡转化率α，探究温度与压强的关系。α分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如下图： (1)代表α＝0.6的曲线为________（填“L1”“L2”或“L3”）；原因是_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ________________________________________________________。 (2)ΔH________（填“>”“<”或“＝”）0。 (3)已知：反应aA(g)＋bB(g)⥫⥬yY(g)＋zZ(g)，Kx＝，x为组分的物质的量分数。M、N两点对应的体系，Kx(M)________（填“>”“<”或“＝”）Kx(N)，D点对应体系的Kx的值为________。 (4)已知：反应aA(g)＋bB(g)⥫⥬yY(g)＋zZ(g)，Kp＝，p为组分的分压。调整进料比为n(CO)∶n(H2)＝m∶3，系统压强维持p0 MPa，使α(H2)＝0.75，此时Kp＝________MPa-4（用含有m和p0的代数式表示）。 解析：(1)该反应为气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，由题图可知，p(L1)>p(L2)>p(L3)，L1、L2、L3对应的α依次为0.6、0.5、0.4。(2)由题图可知，压强相同时，温度越高平衡转化率越小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH<0。(3)M、N的进料相同，平衡转化率相等，平衡时各组分物质的量分数分别相等，故Kx(M)＝Kx(N)；D点对应的平衡转化率为0.5，根据题给信息，该反应按化学计量比进料，设起始加入2 mol CO、3 mol H2，列三段式： 2CO(g)＋3H2(g)⥫⥬HOCH2CH2OH(g) n始/mol 2 3 0 n转/mol 1 1.5 0.5 n平/mol 1 1.5 0.5 平衡时CO、H2、HOCH2CH2OH的物质的量分数分别为、、，Kx＝＝12。(4)设起始加入m mol CO、3 mol H2，此时α(H2)＝0.75，列三段式： 2CO(g)＋3H2(g)⥫⥬HOCH2CH2OH(g) n始/mol m 3 0 n转/mol 1.5 2.25 0.75 n平/mol m－1.5 0.75 0.75 平衡时CO、H2、HOCH2CH2OH的平衡分压分别为p0 MPa、p0 MPa、p0 MPa， Kp＝MPa-4＝ MPa-4。 答案：(1)L1　该反应为气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大 (2)<　(3)＝　12　(4) 3．（2026·绍兴月考）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消耗(NO2)＝k正·c2(NO2)，v逆＝v消耗(NO)＝2v消耗(O2)＝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中起始时反应正向进行，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 解析：选C。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，T1温度下，该反应的平衡常数K＝＝＝0.8；容器Ⅱ中浓度商Q＝≈0.56<0.8，反应正向进行，达到平衡时，气体的总物质的量大于1 mol，而容器Ⅲ中反应逆向进行，达到平衡时，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×100%≈67%，假设容器Ⅱ中NO2的转化率也为67%，反应正向进行，可列“三段式”： 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67%，即容器Ⅱ中起始反应正向进行，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，且T2>T1，所以改变温度为T2时平衡正向移动，平衡常数增大，故k正∶k逆>0.8，D项错误。 4．（2025·岳阳统考）在一定温度下，向容积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g)，起始压强为0.2 MPa 时，发生下列反应生成水煤气： Ⅰ.C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋131.4 kJ·mol-1 Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41.1 kJ·mol-1 反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1 mol。此时，整个体系________（填“吸收”或“放出”）热量________kJ，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝__________MPa（以分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。 解析：设反应达到平衡时，反应Ⅰ消耗x mol H2O(g)、反应Ⅱ消耗y mol H2O(g)，由题中信息可得： C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g) 起始量/mol 　1 　0 　0 变化量/mol 　x 　x 　x CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g) 变化量/mol 　y 　y 　y 　y 平衡量/mol x－y 1－x－y 　y x＋y x＋y＝50%×1、x－y＝0.1，解得x＝0.3、y＝0.2，故整个体系的热量变化为131.4 kJ·mol-1×0.3 mol－41.1 kJ·mol-1×0.2 mol＝31.2 kJ（吸收热量）。平衡时气体总物质的量是1.3 mol，总压强为0.26 MPa，故反应Ⅰ的平衡常数 Kp＝＝ ＝0.02 MPa。 答案：吸收　31.2　0.02 5．（2026·蚌埠模拟）一定温度和压强下有下列反应： 反应ⅰ　C2H6(g)⥫⥬C2H4(g)＋H2(g)　Kx1 反应ⅱ　C2H6(g)＋H2(g)⥫⥬2CH4(g)　Kx2（Kx2远大于Kx1） （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Kx1＝________。 (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”）。 解析：(1)设初始投入C2H6的物质的量为1 mol，仅发生反应ⅰ时，C2H6的平衡转化率为25.0%，列出三段式： C2H6(g)⥫⥬C2H4(g)＋H2(g) 起始量/mol　 1　　　　　0　　　　0 变化量/mol 0.25 0.25 0.25 平衡量/mol 0.75 0.25 0.25 平衡时体系中总物质的量为0.75 mol＋0.25 mol＋0.25 mol＝1.25 mol，C2H6、C2H4、H2的物质的量分数分别为、、，代入平衡常数表达式 得：Kx1＝＝。(2)Kx2远大于Kx1，同时发生反应ⅰ和ⅱ时以反应ⅱ为主，反应ⅱ消耗H2，导致反应ⅰ平衡正向移动，因此C2H4的平衡产率会增大。 答案：(1)　(2)增大 学科网（北京）股份有限公司 $