第03讲 化学平衡常数及其相关计算（专项训练）（山东专用） 2027年高考化学一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦化学平衡常数核心考点，以“概念理解-原理应用-定量计算”为逻辑主线，通过分层演练构建系统化知识网络，培养科学思维与化学观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |模拟·基础演练|11题|平衡常数含义与表达式判断、简单应用分析|从概念生成到基础应用，强化平衡常数与反应方向、限度的关联| |重难·创新演练|5题|多反应体系K计算、图表分析、条件控制|深化原理推导，建立K与转化率、速率的定量关系| |真题·实战演练|5题|工业反应情境、综合计算、跨反应K关联|结合真实问题，提升科学探究与实践能力，体现科学态度与责任|

第03讲 化学平衡常数及其相关计算（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 考向01 化学平衡常数的含义和表达式 考向02 化学平衡常数的应用 考向03 有关化学平衡常数的计算 考向04 有关平衡转化率等的计算 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 化学平衡常数的含义和表达式 1．反应2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0可用于处理汽车尾气。下列说法正确的是 A．该反应在任何温度下都能自发进行 B．上述反应平衡常数K＝ C．其他条件相同，增大体系压强，能提高NO的平衡转化率 D．其他条件相同，提高c(CO)，正反应速率加快，逆反应速率减慢 2．下列叙述错误的是 A．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，反应的平衡常数可表示为K＝ B．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其他条件相同，增大，反应的平衡常数K不变 C．恒温恒容条件下，2NO2(g)N2O4(g)平衡体系中再加入少量N2O4，达到新平衡后，的值不变 D．常温下，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24，Ksp(FeS)＝6.4×10－18，反应FeS(s)＋Zn2＋(aq)ZnS(s)＋Fe2＋(aq)的平衡常数K＝4.0×106 3．将高炉煤气转化为价值更高的的方法不断发展。科研人员以为初始原料构建化学链，实现。下列说法不正确的是 A．X为初始原料 B．体现了氧化性和酸性氧化物的性质 C．图中涉及的氧化还原反应均为吸热反应 D．升高温度，的平衡常数增大 4．恒容密闭容器中，。下列说法不正确的是 A． B．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 C．缩小容器体积，不变 D．向平衡体系中加入，的平衡转化率不变 5．汽车尾气中的CO、NOx、硫氧化物、乙烯、丙烯等碳氢化合物会引起光化学烟雾、酸雨等污染；汽油抗震添加剂四乙基铅(熔点－136°C，极易挥发)的排放严重危害人体中枢神经系统。汽车尾气净化装置可将污染物中的CO和NO转化为无害气体，发生反应为2CO(g)＋2NO(g)＝N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.5 kJ·mol－1。对于反应2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)，下列说法正确的是 A．反应的平衡常数可表示为K＝ B．使用催化剂可降低反应的活化能，减小反应的焓变 C．增大压强能加快反应速率，提高反应物的平衡转化率 D．用E总表示键能之和，该反应ΔH＝E总(生成物)－E总(反应物) 考向02 化学平衡常数的应用 6．汽车尾气的排放会对环境造成污染，利用催化剂处理汽车尾气中的NO与CO，反应为。一定温度下，在1L恒容密闭容器中加入1mol CO和1mol NO发生上述反应，达到平衡时，测得，下列说法正确的是 A．汽车尾气中的、是因汽油不充分燃烧产生的 B．催化剂降低了反应的活化能，反应的数值减小 C．反应达到平衡时，NO的平衡转化率为 D．向平衡混合气中再通入1mol NO和，平衡会向正反应方向移动 7．一定温度下，在2个容积均为1 L的密闭容器中，充入一定量的反应物，发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH＜0。相关反应数据如表所示： 容器 编号 温度/℃ (T2＞T1) 起始时物质的量/mol 10 s时物质的量/mol NO CO N2 Ⅰ T1 0.2 0.2 0.05 Ⅱ T2 0.2 0.2 0.05 下列说法正确的是 A．10 s时，容器Ⅰ中的反应处于平衡状态 B．10 s时，容器Ⅰ中的化学反应速率v(CO2)＝0.005 mol·L－1·s－1 C．化学平衡常数：KⅡ＞KⅠ D．若起始时，向容器Ⅱ中充入0.08 mol NO、0.1 mol CO、0.04 mol N2和0.1 mol CO2，反应将向逆反应方向进行 8. （2026·江西·模拟预测）工业上采用常压下羰基化法提纯镍，反应为，固体杂质熔点高且不参与反应。提纯装置简化示意图如图。下列说法正确的是 A．分子膜只允许镍粉通过 B．提纯时控制温度： C．当时反应达到平衡 D．平衡常数 考向03 有关化学平衡常数的计算 9.（2025·山东名校大联考·4月联合检测）甲烷蒸汽重整是目前工业制氢的手段，主要反应如下 反应I： 反应II： 下，将的混合气体投入恒压反应器中，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A．通入，反应速率加快 B．曲线b表示 C．时，后反应到达平衡，内 D．其他条件不变，时反应Ⅱ的平衡常数 10．（1）工业上制备Ti，采用碳氯化法将TiO2转化成TiCl4。在1 000 ℃时发生如下： ①TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH1＝－51.0 kJ·mol－1 K1＝1.6×1014 ②2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH2＝－223.0 kJ·mol－1 K2＝2.5×1018 则1 000 ℃时，反应③TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(g)＋O2(g)的平衡常数K＝___________。 （2）已知： ①CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) K1 ②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) K2 反应③CH4(g)＋3CO2(g)4CO(g)＋2H2O(g)的K＝_________(用K1、K2表示)。 （3）已知： ①Au＋＋2CN－[Au(CN)2]－ K1＝1038 ②Zn＋2Au＋Zn2＋＋2Au K2＝1082.7 ③Zn2＋＋4CN－[Zn(CN)4]2－ K3＝1016.7 “置换”时发生的反应为Zn＋2[Au(CN)2]－＝[Zn(CN)4]2－＋2Au，该反应的化学平衡常数K＝________。 考向04 有关平衡转化率等的计算 11．（2025·山东济宁·二模）（多选）T温度下，在1L刚性密闭容器中投入X和Y各1mol，发生下列反应，部分物质的物质的量分数随时间的变化如图所示(近似认为反应II建立平衡后，反应II始终处于平衡状态)。下列说法正确的是 A．速率常数k1>k2 B．反应II的平衡常数Kc= C．体系达到平衡后，再加入X和Y各1mol，Z的平衡产率不变 D．T温度下，使用选择性催化反应II的催化剂，W的物质的量分数新峰值点可能是a 重难·创新演练 1. （2026·山东日照·模拟预测）已知 。一定条件下，向恒容密闭容器中投入1 mol CO和3 mol 分别在、压强下发生反应，测得平衡时的物质的量分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．上述反应的， B．a点时，CO的转化率为75% C．混合气体的密度： D．平衡常数： 2. （2026·山东威海·二模）时，在体积为 的恒容密闭容器中充入和，发生反应  ，体系总压强（ ）与时间（）的关系如图中曲线①所示（平衡时温度恢复至）。曲线②为只改变某一反应条件时的变化曲线。下列说法错误的是 A．： B．下该反应的平衡常数 C．曲线②改变的反应条件可能为使用催化剂 D．其他条件不变，若初始充入和，将减小 3. （2026·天津和平·三模）恒容密闭容器中，。下列说法不正确的是 A． B．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 C．缩小容器体积，不变 D．向平衡体系中加入，的平衡转化率不变 4. （2026·海南海口·模拟预测）已知  。该反应的正、逆反应速率方程分别为、，其中速率常数、只与温度有关。下列说法正确的是 A．升高温度，增大，减小 B．该反应的平衡常数 C．降低温度，则减小的倍数更大 D．平衡后，扩大容器体积， 5. （2026·山东烟台·模拟预测）二氧化碳催化加氢制甲醇是一种常见的储氢方式，涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题： (1)的正反应的活化能_____（填“>”、“<”或“=”）逆反应的活化能。 (2)分别在的密闭容器中加入和，不同温度下催化加氢，经10 min后测量生成物的物质的量，结果如下图所示： ①表示变化曲线的是________（填“A”“B”或“C”）；图中五个点能表示反应Ⅰ达到平衡状态的点是_____（从“a、b、c、d、e”中选填）；实验过程中，高于后物质浓度逐渐减小，试分析发生该变化的原因是________。 ②计算、内的平均反应速率______；该时间段内的选择性=________（保留两位有效字。的选择性）。 ③时，反应Ⅱ的平衡常数________（保留两位有效数字）。 (3)在恒容容器中发生反应Ⅰ，测得，，其中、为速率常数，下图中能够代表的曲线是_____（填“”、“”、“”或“”）。 真题·实战演练 1. （2026·黑吉辽蒙卷）恒容密闭容器中，等物质的量的和发生的总反应如下： ，达到平衡时，相关物质平衡组成随温度变化关系如图。下列说法正确的是 A．该反应的， B．点的消耗速率大于物质的生成速率 C．点该反应的（用物质的量分数代替浓度计算） D．点的平衡转化率为75% 2. （2024·湖南卷）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应：   副反应：   在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A．投料比x代表 B．曲线c代表乙酸的分布分数 C．， D．L、M、N三点的平衡常数： 3. （2024·浙江卷）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： I． II． 向容积为的密闭容器中投入和，不同温度下，测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下列说法不正确的是 温度() 400 500 600 乙烷转化率() 2.2 9.0 17.8 乙烯选择性() 92.6 80.0 61.8 注：乙烯选择性 A．反应活化能： B．时，反应I的平均速率为： C．其他条件不变，平衡后及时移除，可提高乙烯的产率 D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后可提高乙烷转化率 4．（2026·重庆卷）高纯多晶硅是微电子和太阳能电池等领域的关键材料，其生产广泛采用氢还原法，该法的主要反应有(忽略其他副反应)： 反应1            反应2        反应3                 (1)①反应1的平衡常数随温度的升高而增大，则_________0(填“>”、“<”或“=”)。 ②反应过程中，多晶硅沉积于还原炉中心的硅芯棒表面。一定条件下，反应后，测得硅芯棒增重，则多晶硅的沉积速率为________。 (2)在恒压密闭容器中进行反应，平衡时各气体占总气体的物质的量分数为。体系压强为100 kPa时，与温度的关系如图所示。 ①在时，反应1的平衡常数_________kPa(保留小数点后两位，分压=总压×物质的量分数)。 ②若平衡体系压强为50 kPa，和的曲线交叉点相对于M点，将位于_________区域(填“高温”或“低温”)，其原因是_________。 ③多晶硅的产率常用表示，若和，则M点对应的_________。 (3)相较传统方法，熔盐电解法制备高纯多晶硅具有绿色环保等优势。一种在熔盐中电解制备的实验装置如图所示。 ①阴极的电极反应为_________。 ②若阳极只产生和，当产生的气体总量为(标准状况)时，生成，则为_________。 5．（2025·全国卷）乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题： (1)乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为、和，则酯化反应的_______。 (2)酯化反应中的3种有机物的沸点从高到低的顺序为_______原因是_______。 (3)在常压和时，初始组成、作催化剂的条件下进行反应，得到乙醇浓度随反应时间的变化如下图所示。 平衡时乙酸的转化率_______，平衡常数_______(保留2位有效数字)。已知酯化反应的速率方程为，其中，则_______(保留2位有效数字)。 (4)研究发现，难以通过改变反应温度或压强来提高乙酸乙酯平衡产率，原因是_______。若要提高乙酸乙酯的产率，可以采用的方法是_______(举1例)。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第03讲 化学平衡常数及其相关计算（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 考向01 化学平衡常数的含义和表达式 考向02 化学平衡常数的应用 考向03 有关化学平衡常数的计算 考向04 有关平衡转化率等的计算 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 化学平衡常数的含义和表达式 1．反应2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0可用于处理汽车尾气。下列说法正确的是 A．该反应在任何温度下都能自发进行 B．上述反应平衡常数K＝ C．其他条件相同，增大体系压强，能提高NO的平衡转化率 D．其他条件相同，提高c(CO)，正反应速率加快，逆反应速率减慢 【答案】C 【解析】A项，该反应的ΔH＜0、ΔS＜0，根据反应自发进行的条件ΔH－TΔS＜0知，该反应在高温下不能自发进行，错误；B项，根据化学方程式可知，平衡常数K＝，错误；C项，该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，可提高NO的平衡转化率，正确；D项，提高CO的浓度，正反应速率瞬时增大，逆反应速率瞬时不变，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，达到平衡时，正、逆反应速率相等，错误。 2．下列叙述错误的是 A．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，反应的平衡常数可表示为K＝ B．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其他条件相同，增大，反应的平衡常数K不变 C．恒温恒容条件下，2NO2(g)N2O4(g)平衡体系中再加入少量N2O4，达到新平衡后，的值不变 D．常温下，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24，Ksp(FeS)＝6.4×10－18，反应FeS(s)＋Zn2＋(aq)ZnS(s)＋Fe2＋(aq)的平衡常数K＝4.0×106 【答案】A 【解析】A项，平衡常数K＝，错误； B项，温度不变，K不变，正确；C项，平衡常数K＝，温度不变，K不变，正确；D项，平衡常数K＝＝＝＝＝4.0×106，正确。 3．将高炉煤气转化为价值更高的的方法不断发展。科研人员以为初始原料构建化学链，实现。下列说法不正确的是 A．X为初始原料 B．体现了氧化性和酸性氧化物的性质 C．图中涉及的氧化还原反应均为吸热反应 D．升高温度，的平衡常数增大 【答案】C 【分析】以为初始原料构建化学链的原理为：先利用将和转化为和，还原为单质Fe，生成的被CaO吸收转化为，分离后提供能量使重新分解为和CaO，CaO循环使用，在能量作用与Fe重新转化为和，循环使用，实现的分离提纯转化，据此分析解答。 【解析】A．根据分析，初始原料X为，A正确； B．在整个转化过程中，既表现出氧化性，可氧化Fe生成Fe2O3，又体现了酸性氧化物的性质，可与碱性氧化物CaO反应生成盐，B正确； C．虽然的，说明此反应为吸热反应，但体系中还涉及的还原、Fe的氧化等过程，并非所有氧化还原反应均为吸热反应，C错误； D．根据反应可知，该反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，根据，得到平衡常数增大，D正确； 故答案为：C。 4．恒容密闭容器中，。下列说法不正确的是 A． B．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 C．缩小容器体积，不变 D．向平衡体系中加入，的平衡转化率不变 【答案】A 【详解】A．平衡常数表达式中固体物质不列入，且气体浓度的幂指数等于对应化学计量数，该反应的，选项表达式缺少计量数对应的指数4，A错误；B．恒容密闭容器中充入惰性气体，反应体系内、的浓度均不变，浓度商等于平衡常数，平衡不移动，B正确；C．平衡常数仅与温度有关，缩小容器体积温度不变，因此不变，C正确；D．是固体，加入固体不改变其浓度，平衡不发生移动，的平衡转化率不变，D正确；故选A。 5．汽车尾气中的CO、NOx、硫氧化物、乙烯、丙烯等碳氢化合物会引起光化学烟雾、酸雨等污染；汽油抗震添加剂四乙基铅(熔点－136°C，极易挥发)的排放严重危害人体中枢神经系统。汽车尾气净化装置可将污染物中的CO和NO转化为无害气体，发生反应为2CO(g)＋2NO(g)＝N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.5 kJ·mol－1。对于反应2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)，下列说法正确的是 A．反应的平衡常数可表示为K＝ B．使用催化剂可降低反应的活化能，减小反应的焓变 C．增大压强能加快反应速率，提高反应物的平衡转化率 D．用E总表示键能之和，该反应ΔH＝E总(生成物)－E总(反应物) 【答案】C 【解析】A项，反应的平衡常数应表示为K＝) ，错误；B项，催化剂能改变反应的活化能，但不改变反应的焓变，错误；C项，增大压强能加快反应速率，反应2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，反应物的平衡转化率升高，正确；D项，反应的焓变为反应物键能之和减去生成物键能之和，用E总表示键能之和，该反应ΔH＝E总(反应物)－E总(生成物)，错误。 考向02 化学平衡常数的应用 6．汽车尾气的排放会对环境造成污染，利用催化剂处理汽车尾气中的NO与CO，反应为。一定温度下，在1L恒容密闭容器中加入1mol CO和1mol NO发生上述反应，达到平衡时，测得，下列说法正确的是 A．汽车尾气中的、是因汽油不充分燃烧产生的 B．催化剂降低了反应的活化能，反应的数值减小 C．反应达到平衡时，NO的平衡转化率为 D．向平衡混合气中再通入1mol NO和，平衡会向正反应方向移动 【答案】C 【分析】列三段式： 平衡常数。 【解析】A．CO是汽油不充分燃烧的产物，但NO主要由高温下和反应生成，与是否充分燃烧无关，故A错误； B．催化剂仅降低活化能，不改变ΔH的数值，故B错误； C．反应生成0.2 mol/L的，对应消耗2×0.2=0.4 mol/L的NO，NO初始浓度为1 mol/L，转化率为 ，故C正确； D．加入1 mol NO和1 mol 后，新浓度下Qc =≈0.425＞0.247，反应逆向进行，故D错误； 故选C。 7．一定温度下，在2个容积均为1 L的密闭容器中，充入一定量的反应物，发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH＜0。相关反应数据如表所示： 容器 编号 温度/℃ (T2＞T1) 起始时物质的量/mol 10 s时物质的量/mol NO CO N2 Ⅰ T1 0.2 0.2 0.05 Ⅱ T2 0.2 0.2 0.05 下列说法正确的是 A．10 s时，容器Ⅰ中的反应处于平衡状态 B．10 s时，容器Ⅰ中的化学反应速率v(CO2)＝0.005 mol·L－1·s－1 C．化学平衡常数：KⅡ＞KⅠ D．若起始时，向容器Ⅱ中充入0.08 mol NO、0.1 mol CO、0.04 mol N2和0.1 mol CO2，反应将向逆反应方向进行 【答案】D 【解析】A项，反应是放热反应，由于T2＞T1，故达到平衡状态时，N2的物质的量：容器Ⅰ＞容器Ⅱ，10 s时，容器Ⅰ中的反应不处于平衡状态，错误；B项，10 s时，容器Ⅰ中，v(CO2)＝2v(N2)＝2×＝0.01 mol·L－1·s－1，错误；C项，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故KⅡ＜KⅠ，错误；D项，列三段式： 2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) 起始/mol·L－1 0.2 0.2 0 0 变化/ mol·L－1 0.1 0.1 0.05 0.1 平衡/ mol·L－1 0.1 0.1 0.05 0.1 K＝＝5，若起始时，向容器Ⅱ中充入0.08 mol NO、0.1 mol CO、0.04 mol N2和0.1 mol CO2，Q＝＝6.25＞5＝K，则反应逆向进行，正确。 8. （2026·江西·模拟预测）工业上采用常压下羰基化法提纯镍，反应为，固体杂质熔点高且不参与反应。提纯装置简化示意图如图。下列说法正确的是 A．分子膜只允许镍粉通过 B．提纯时控制温度： C．当时反应达到平衡 D．平衡常数 【答案】C 【详解】A．分子膜允许气体分子通过，不允许固体通过，根据提纯原理，将粗镍中镍先转化成羰基镍气体，再通过分子膜，羰基镍在右侧分解生成纯镍，A错误；B．根据化学方程式及反应热，可知在低温下镍与CO结合生成羰基镍，在高温下羰基镍分解生成镍和CO，，B错误；C．是逆反应速率，是正反应速率；当时，正逆反应速率之比等于化学计量数之比，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，C正确；D．在上述反应中，镍粉是固态，不写入平衡常数表达式中，D错误；故选C。 考向03 有关化学平衡常数的计算 9.（2025·山东名校大联考·4月联合检测）甲烷蒸汽重整是目前工业制氢的手段，主要反应如下 反应I： 反应II： 下，将的混合气体投入恒压反应器中，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A．通入，反应速率加快 B．曲线b表示 C．时，后反应到达平衡，内 D．其他条件不变，时反应Ⅱ的平衡常数 【答案】CD 【分析】反应Ⅰ的正反应为吸热反应，反应Ⅱ的正反应为放热反应，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动、CO物质的量增大，反应Ⅱ平衡逆向移动、CO物质的量增大，故CO的平衡物质的量分数随温度升高而增大，则CO平衡曲线为b，CO2平衡曲线为a，以此解答。 【解析】A．将的混合气体投入恒压反应器中，通入，容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减慢，A错误 B．由分析可知，曲线b表示CO，曲线a表示CO2，B错误； C．②100kPa，CH4、H2O起始的物质的量之比为1∶3，起始CH4的分压为25kPa；设起始CH4物质的量为amol、H2O物质的量为3amol，设反应Ⅰ从起始到平衡消耗CH4物质的量为xmol，反应Ⅱ从起始到平衡消耗H2O的物质的量为ymol，列三段式： 平衡时气体总物质的量为(a-x+3a-x-y+x-y+3x+y+y)mol=(4a+2x)mol，600℃平衡时CH4物质的量分数为0.04，则，解得, 平衡时的分压为，t小时内，C正确； D．其他条件不变，时，H2O的物质的量分数为0.32，H2的体积分数为0.5，由C可知，n(H2)= (4a+2x)mol×0.5=mol，n(H2O)= (4a+2x)mol×0.32=mol，3a-x-y=，则y=mol，n(CO2)=mol，n(CO)=mol-mol=mol，反应Ⅱ的平衡常数K=，D正确； 故选CD。 10．（1）工业上制备Ti，采用碳氯化法将TiO2转化成TiCl4。在1 000 ℃时发生如下： ①TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH1＝－51.0 kJ·mol－1 K1＝1.6×1014 ②2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH2＝－223.0 kJ·mol－1 K2＝2.5×1018 则1 000 ℃时，反应③TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(g)＋O2(g)的平衡常数K＝___________。 （2）已知： ①CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) K1 ②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) K2 反应③CH4(g)＋3CO2(g)4CO(g)＋2H2O(g)的K＝_________(用K1、K2表示)。 （3）已知： ①Au＋＋2CN－[Au(CN)2]－ K1＝1038 ②Zn＋2Au＋Zn2＋＋2Au K2＝1082.7 ③Zn2＋＋4CN－[Zn(CN)4]2－ K3＝1016.7 “置换”时发生的反应为Zn＋2[Au(CN)2]－＝[Zn(CN)4]2－＋2Au，该反应的化学平衡常数K＝________。 【答案】（1）6.4×10－5 （2）K1K （3）1023.4 【解析】（1）1 000 ℃时，由盖斯定律可知，①－②得TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(g)＋O2(g)，则其平衡常数K＝＝＝6.4×10－5；（2）由盖斯定律知，①＋②×2可得目标热化学方程式，则K＝K1K。（3）由盖斯定律知，②＋③－①×2可得目标热化学方程式，则K＝＝＝1023.4。 考向04 有关平衡转化率等的计算 11．（2025·山东济宁·二模）（多选）T温度下，在1L刚性密闭容器中投入X和Y各1mol，发生下列反应，部分物质的物质的量分数随时间的变化如图所示(近似认为反应II建立平衡后，反应II始终处于平衡状态)。下列说法正确的是 A．速率常数k1>k2 B．反应II的平衡常数Kc= C．体系达到平衡后，再加入X和Y各1mol，Z的平衡产率不变 D．T温度下，使用选择性催化反应II的催化剂，W的物质的量分数新峰值点可能是a 【答案】BD 【解析】A．由图可知，反应起始阶段，相同时间时W的物质的量分数大于Z，说明反应Ⅰ的反应速率比反应II慢，所以速率常数k1小于k2，故A错误； B．近似认为反应II建立平衡后，反应II始终处于平衡状态，由图可知，W物质的量分数最大时，反应II达到平衡，之后反应II始终处于平衡状态，时间为nmin时时X、Z的物质的量分数都为30%，设nmin时Z、W的物质的量分别为amol、bmol，由题意可建立如下三段式： ，，由X、Z的物质的量分数可得：=0.3，=0.3，解联立方程可得a=、b=，则1L刚性密闭容器中反应II的平衡常数Kc==，故B正确； C．反应Ⅰ和反应II都是气体体积减小的反应，体系达到平衡后，再加入X和Y各1mol相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，Z的平衡产率增大，故C错误； D．T温度下，使用选择性催化反应II的催化剂，反应II的反应速率增大，相同时间内W的物质的量增大，物质的量分数新峰值点可能是a，故D正确； 故选BD。 重难·创新演练 1. （2026·山东日照·模拟预测）已知 。一定条件下，向恒容密闭容器中投入1 mol CO和3 mol 分别在、压强下发生反应，测得平衡时的物质的量分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．上述反应的， B．a点时，CO的转化率为75% C．混合气体的密度： D．平衡常数： 【答案】D 【详解】A．图像温度T升高，H2物质的量分数不断增大，说明升温平衡逆向移动，根据勒夏特列原理，，正反应气体分子减少，加压平衡正向移动，H2消耗变多，H2物质的量分数变小，同一温度下，对应的H2的物质的量分数大于对应的H2的物质的量分数，说明压强更小，因此，A错误； B．列三段式，设CO转化x mol，则： 总物质的量，H2的体积分数为：，则，解得，，B错误； C．根据质量守恒，反应前后气体总质量不变，则密闭容器中混合气体b和c的密度相等，C错误； D．平衡常数只由温度决定，和压强、投料无关，b、c横坐标温度相同，则，正反应放热，温度越低，平衡正向程度越大，K越大，则，联立可得，D正确； 因此答案选D。 2. （2026·山东威海·二模）时，在体积为 的恒容密闭容器中充入和，发生反应  ，体系总压强（ ）与时间（）的关系如图中曲线①所示（平衡时温度恢复至）。曲线②为只改变某一反应条件时的变化曲线。下列说法错误的是 A．： B．下该反应的平衡常数 C．曲线②改变的反应条件可能为使用催化剂 D．其他条件不变，若初始充入和，将减小 【答案】D 【详解】A．由于曲线②改变的条件为加入催化剂，因此a的反应速率会大于b和c，而在b点时反应未达到平衡，c点时为平衡态因此b点的正反应速率大于c点的正反应速率，正反应速率从大到小为，A正确；B．初始为和，共8 mol气体对应的压强为8p0，而在平衡时气体的总压强为6p0，说明平衡时气体的总物质的量为6 mol，设CO2转化了2x mol，可列三段式： ，因此最终气体总的物质的量为，因此，所以可以确定各个气体的物质的量，，，,,，B正确；C．因此曲线①②最终平衡时，体系压强一致，因此说明改变的条件不会影响化学平衡，只改变反应速率，曲线②改变的条件应为加入催化剂，C正确；D．由于初始投入的CO2和H2的投料比未改变，并且与化学计量数之比相同，始终相等，，D错误；故答案为D。 3. （2026·天津和平·三模）恒容密闭容器中，。下列说法不正确的是 A． B．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 C．缩小容器体积，不变 D．向平衡体系中加入，的平衡转化率不变 【答案】A 【详解】A．平衡常数表达式中固体物质不列入，且气体浓度的幂指数等于对应化学计量数，该反应的，选项表达式缺少计量数对应的指数4，A错误；B．恒容密闭容器中充入惰性气体，反应体系内、的浓度均不变，浓度商等于平衡常数，平衡不移动，B正确；C．平衡常数仅与温度有关，缩小容器体积温度不变，因此不变，C正确；D．是固体，加入固体不改变其浓度，平衡不发生移动，的平衡转化率不变，D正确；故选A。 4. （2026·海南海口·模拟预测）已知  。该反应的正、逆反应速率方程分别为、，其中速率常数、只与温度有关。下列说法正确的是 A．升高温度，增大，减小 B．该反应的平衡常数 C．降低温度，则减小的倍数更大 D．平衡后，扩大容器体积， 【答案】B 【详解】A．升高温度会使体系活化分子百分数增大，正、逆反应速率均增大，A错误；B．反应达到平衡时正逆反应速率相等，即，结合平衡常数表达式，整理可得，B正确；C．该反应，为放热反应，降低温度平衡正向移动，增大，说明减小的倍数更大，C错误；D．平衡后扩大容器体积，体系压强减小，平衡向气体分子数增多的逆反应方向移动，因此，D错误；故选B。 5. （2026·山东烟台·模拟预测）二氧化碳催化加氢制甲醇是一种常见的储氢方式，涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题： (1)的正反应的活化能_____（填“>”、“<”或“=”）逆反应的活化能。 (2)分别在的密闭容器中加入和，不同温度下催化加氢，经10 min后测量生成物的物质的量，结果如下图所示： ①表示变化曲线的是________（填“A”“B”或“C”）；图中五个点能表示反应Ⅰ达到平衡状态的点是_____（从“a、b、c、d、e”中选填）；实验过程中，高于后物质浓度逐渐减小，试分析发生该变化的原因是________。 ②计算、内的平均反应速率______；该时间段内的选择性=________（保留两位有效字。的选择性）。 ③时，反应Ⅱ的平衡常数________（保留两位有效数字）。 (3)在恒容容器中发生反应Ⅰ，测得，，其中、为速率常数，下图中能够代表的曲线是_____（填“”、“”、“”或“”）。 【答案】(1)< (2) B c、d、e 反应I是放热反应，反应达到平衡后升高温度，平衡向逆反应方向移动，CH3OH的物质的量减小 0.035mol·L-1·min-1 14% 0.67 (3)L4 【详解】（1）根据盖斯定律，目标反应=反应Ⅰ−反应Ⅱ，因此： ， 又，因此； （2）① 根据两个反应的热效应： 反应Ⅱ（生成CO）正反应吸热，升高温度平衡正向移动，随温度升高一直增大；根据反应方程式计量数关系，，因此始终最大（对应曲线A），次之（对应曲线B）；反应I（生成CH3OH）正反应放热，温度较低时，反应速率慢，随温度升高，速率加快，逐渐增大，达到平衡后，升高温度平衡逆向移动，减小，对应曲线C，因此表示的是曲线B；反应Ⅰ正反应放热，达到平衡后升高温度反应Ⅰ逆向移动，使减少；反应Ⅱ正反应吸热，升高温度正向移动，使增加。因此反应Ⅰ达到平衡后，的增速变慢，即斜率减小，因此c、d、e点反应I已达到平衡；高于380℃后C（CH3OH）减小的原因：反应I正反应放热，温度升高，反应I平衡逆向移动，CH3OH的物质的量减小； ② 450℃时，，，两个反应都消耗，因此转化的，容器体积，时间，因此： ；CH3OH的选择性； ③ 列平衡时各物质的物质的量： 初始：，平衡时： ，， ，， ，，，反应Ⅱ的平衡常数： ； （3）温度升高，反应速率加快，因此、均随温度升高而增大，排除递减的、； 平衡时，可得平衡常数，反应I，升高温度减小，因此减小，说明随温度升高增大的幅度比大，斜率更大，因此对应斜率最大的。 真题·实战演练 1. （2026·黑吉辽蒙卷）恒容密闭容器中，等物质的量的和发生的总反应如下： ，达到平衡时，相关物质平衡组成随温度变化关系如图。下列说法正确的是 A．该反应的， B．点的消耗速率大于物质的生成速率 C．点该反应的（用物质的量分数代替浓度计算） D．点的平衡转化率为75% 【答案】D 【详解】A．观察图像可知，随着温度的升高，C3H8的物质的量分数逐渐降低。这说明升高温度促使平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，正反应为吸热反应，因此，另外，反应物气体共4分子，生成物气体共6分子，正反应是气体分子数增大的过程，因此，A错误； B．前面已推断出a物质是C3H6。在同一个化学反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中对应的化学计量数之比。C3H6与C3H8的化学计量数均为3，因此在反应过程中的任何时刻，的消耗速率等于物质()的生成速率，B错误； C．列三段式：，M点时，C3H8曲线与b曲线(H2O)相交，意味着两者的物质的量分数相等(即物质的量相等)：1-3x=2x，解得x=0.2，此时各物质的量分别为：C3H8=0.4 mol、SO2=0.8 mol、C3H6=0.6 mol、H2S=0.2mol、H2O=0.4mol。体系总物质的量为2.4 mol。代入物质的量分数平衡常数Kx。进行计算，C错误； D．N点时，C3H8曲线与c曲线(H2S)相交，说明两者的物质的量分数相等:1-3x=x，解得x=0.25。此时C3H8转化了0.75 mol，故C3H8的平衡转化率为：，D正确； 故选D。 2. （2024·湖南卷）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应：   副反应：   在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A．投料比x代表 B．曲线c代表乙酸的分布分数 C．， D．L、M、N三点的平衡常数： 【答案】D 【分析】题干明确指出，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为、，若投料比x代表，x越大，可看作是CH3OH的量增多，则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数，曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数，据此分析可知AB均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x代表，曲线a或曲线b表示，曲线c或曲线d表示，据此作答。 【详解】A．根据分析可知，投料比x代表，故A错误； B．根据分析可知，曲线c表示CH3COOCH3分布分数，故B错误； C．甲醇与一氧化碳的反应为熵减反应，若反应为吸热，则任何条件下都不能自发，所以甲醇和一氧化碳的反应为放热反应，则ΔH1<0；当同一投料比时，观察可知T1时大于T2时，由T2＞T1可知，温度越高则越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，，故C错误； D．L、M、N三点对应副反应，且，升高温度平衡逆向移动，，故D正确； 故答案选D。 3. （2024·浙江卷）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： I． II． 向容积为的密闭容器中投入和，不同温度下，测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下列说法不正确的是 温度() 400 500 600 乙烷转化率() 2.2 9.0 17.8 乙烯选择性() 92.6 80.0 61.8 注：乙烯选择性 A．反应活化能： B．时，反应I的平均速率为： C．其他条件不变，平衡后及时移除，可提高乙烯的产率 D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后可提高乙烷转化率 【答案】D 【详解】A．由表可知，相同温度下，乙烯的选择性高于50%，说明反应I的速率大于反应Ⅱ，则反应活化能为Ⅰ<Ⅱ，A正确； B．由表可知，500℃时，乙烷的转化率为9.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol，而此温度下乙烯的选择性为80%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%=0.144mol，根据方程式可得，生成乙烯的物质的量为0.144mol，则反应I的平均速率为：，B正确； C．其他条件不变，平衡后及时移除，反应Ⅰ正向进行，可提高乙烯的产率，C正确； D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后CO2转化率提高，C2H6转化率降低，D错误； 答案选D。 4．（2026·重庆卷）高纯多晶硅是微电子和太阳能电池等领域的关键材料，其生产广泛采用氢还原法，该法的主要反应有(忽略其他副反应)： 反应1            反应2        反应3                 (1)①反应1的平衡常数随温度的升高而增大，则_________0(填“>”、“<”或“=”)。 ②反应过程中，多晶硅沉积于还原炉中心的硅芯棒表面。一定条件下，反应后，测得硅芯棒增重，则多晶硅的沉积速率为________。 (2)在恒压密闭容器中进行反应，平衡时各气体占总气体的物质的量分数为。体系压强为100 kPa时，与温度的关系如图所示。 ①在时，反应1的平衡常数_________kPa(保留小数点后两位，分压=总压×物质的量分数)。 ②若平衡体系压强为50 kPa，和的曲线交叉点相对于M点，将位于_________区域(填“高温”或“低温”)，其原因是_________。 ③多晶硅的产率常用表示，若和，则M点对应的_________。 (3)相较传统方法，熔盐电解法制备高纯多晶硅具有绿色环保等优势。一种在熔盐中电解制备的实验装置如图所示。 ①阴极的电极反应为_________。 ②若阳极只产生和，当产生的气体总量为(标准状况)时，生成，则为_________。 【答案】(1) ＞ 0.16 (2) 0.28 低温 三个反应均为气体分子数增大的反应，压强降低，平衡正向移动，相同温度下比原压强更小，更大，降温使平衡逆向移动，增大、减小，可使二者相等，因此交叉点位于低温区域 20.97% (3) 3:1 【详解】（1）① 平衡常数随温度升高增大，说明升温时反应1平衡正向移动，正反应为吸热反应，因此。 ② 沉积速率。 （2） ① 1320 K时，由图得，，总压，反应1的压强平衡常数。 ② 三个反应均为气体分子数增大的反应，压强降低，平衡正向移动，相同温度下比原压强更小，更大，要使二者分数重新相等，需使平衡逆向移动；因正反应为吸热反应，故需降低温度。 ③ 设生成，，根据Si守恒：平衡后所有含Si气体总物质的量为，总气体物质的量为，则；根据H守恒：初始总H为，即，解得，代入得，即。 （3）① 阴极发生得电子还原为Si的反应，电极反应为。 ② 标况下2.24 L气体总物质的量为0.1 mol，，转移电子总数：，阳极反应为：、，根据转移电子守恒：，联立，得。 5．（2025·全国卷）乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题： (1)乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为、和，则酯化反应的_______。 (2)酯化反应中的3种有机物的沸点从高到低的顺序为_______原因是_______。 (3)在常压和时，初始组成、作催化剂的条件下进行反应，得到乙醇浓度随反应时间的变化如下图所示。 平衡时乙酸的转化率_______，平衡常数_______(保留2位有效数字)。已知酯化反应的速率方程为，其中，则_______(保留2位有效数字)。 (4)研究发现，难以通过改变反应温度或压强来提高乙酸乙酯平衡产率，原因是_______。若要提高乙酸乙酯的产率，可以采用的方法是_______(举1例)。 【答案】(1) (2) 乙酸乙酯分子间不存在氢键，乙酸分子间的氢键比乙醇的更强 (3) 30 3.9 (4) 很小，温度对平衡影响小，液相反应，压强对平衡影响小 及时移出产物 【详解】（1）乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为、和， ① ② ③ 根据盖斯定律①+②-③得 ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3==。 （2）乙酸、乙醇都能形成分子间氢键，乙酸乙酯分子间不存在氢键，乙酸分子间的氢键比乙醇的更强，所以沸点从高到低的顺序为。 （3）初始组成。乙醇的初始浓度3.3mol/L、乙酸的初始浓度为9.9mol/L，平衡时乙醇的浓度减小3.3-0.33=2.97mol/L，则乙酸的浓度降低2.97mol/L，乙酸的转化率 ；平衡时乙醇的浓度为0.33mol/L、乙酸的浓度为9.9-2.97=6.93mol/L、乙酸乙酯的浓度为2.97mol/L、水的浓度为2.97mol/L，则平衡常数 ； 。 （4）液相反应，压强对平衡影响小，很小，温度对平衡影响小，所以难以通过改变反应温度或压强来提高乙酸乙酯平衡产率。及时移出产物，平衡正向移动，可以提高乙酸乙酯的产率。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第03讲 化学平衡常数及其相关计算（专项训练） 模拟·基础演练 考向01 化学平衡常数的含义和表达式 1．C 2．A 3．C 4．A 5．C 考向02 化学平衡常数的应用 6．C 7．D 8．C 考向03 有关化学平衡常数的计算 9．CD 10．（1）6.4×10－5 （2）K1K （3）1023.4 考向04 有关平衡转化率等的计算 11．BD 重难·创新演练 1．D 2．D 3．A 4．B 5．(1)< (2) B c、d、e 反应I是放热反应，反应达到平衡后升高温度，平衡向逆反应方向移动，CH3OH的物质的量减小 0.035mol·L-1·min-1 14% 0.67 (3)L4 真题·实战演练 1．D 2．D 3．D 4．(1) ＞ 0.16 (2) 0.28 低温 三个反应均为气体分子数增大的反应，压强降低，平衡正向移动，相同温度下比原压强更小，更大，降温使平衡逆向移动，增大、减小，可使二者相等，因此交叉点位于低温区域 20.97% (3) 3:1 5．(1) (2) 乙酸乙酯分子间不存在氢键，乙酸分子间的氢键比乙醇的更强 (3) 30 3.9 (4) 很小，温度对平衡影响小，液相反应，压强对平衡影响小 及时移出产物 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $