第03讲 化学平衡常数及其相关计算(培优讲义)(全国通用)2027年高考化学一轮复习高效培优系列
2026-08-17
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精品
摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦化学平衡常数(Kc、Kp)、转化率及多平衡体系计算等核心考点,按“夯实基础-突破重难-分层提能”逻辑架构知识,通过考情分析、核心梳理、解题技巧指导及真题实战等环节,帮助学生构建系统知识网络,培养化学观念和科学思维。
资料创新采用“三段式法”“分压计算模板”等策略,如Kp计算通过“三段式求物质的量分数-分压换算-代入表达式”流程训练,多平衡体系结合原子守恒法突破,设置基础演练、能力进阶、真题实战分层练习,有效提升学生数据处理能力,为教师把控复习节奏提供精准指导。
内容正文:
第03讲 化学平衡常数及其相关计算
内容导航
夯实基础·突破重难·分层提能
考情・分析解读(课标要求 考情解读 备考策略)
知识・归纳梳理(知识导图 核心梳理 方法归纳)
知识点01 化学平衡常数
知识点02 平衡常数的影响因素
知识点03 平衡常数的计算
知识点04 压强平衡常数
知识点05 转化率的计算
知识点06 转化率大小分析
重难・核心突破(核心提炼 解题技巧 命题探究)
考向01 化学平衡常数的表达式
考向02 化学平衡常数的计算
考向03 转化率的相关计算
解题技巧 平衡转化率的计算方法
考向04 压强平衡常数
解题技巧 压强平衡常书的计算方法
考向05 多平衡体系中平衡常数的计算
解题技巧 多平衡体系中平衡常数的计算方法
拔高・分层集训(基础演练 能力进阶 真题实战)
考情·分析解读
课标要求
1.了解化学平衡常数(K)的含义。
2.能利用化学平衡常数进行相关计算。
3.能正确计算化学反应的转化率(α)。
4.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。
考题统计
核心考点
2026年
2025年
2024年
考点01 化学平衡常数及其影响因素
贵州卷T10,3分
湖南卷T13,3分
黑吉辽蒙卷T14,3分
山东卷T10,4分
安徽卷T11,3分
湖南卷T14,3分
江苏卷T14,4分
山东卷T15,4分
考点02 化学平衡的有关计算
北京卷T12,3分
广东卷T15,3分
重庆卷T14,3分
甘肃卷T17(3)
湖南卷T18) (4)
·安徽卷T17(4)
吉林卷T10,3分
浙江6月卷T11,3分
辽宁卷T10,3分
考情解读
化学平衡常数及其相关计算是高考化学反应原理模块的重中之重,命题核心围绕浓度平衡常数(Kc)、压强平衡常数(Kp)及多重平衡常数的计算展开,常以陌生反应体系或真实化工生产为情境,结合转化率、产率、物质的量分数等数据,考查K的表达式书写、数值计算、K随温度的变化规律及应用K判断反应方向等。近年新高考特别强调Kp的计算、多重平衡体系中平衡常数的拆分与组合、速率常数与平衡常数关联分析等,对数据处理与综合推理能力要求较高。
备考策略
一要熟练掌握Kc与Kp的表达式的书写规范,注意纯固体、纯液体及溶剂不写入表达式的基本规则。
二要熟练运用“三段式法”进行平衡常数计算,掌握物质的量分数、体积分数与分压之间的换算技巧。
三要重点突破多重平衡体系中常数的拆分与组合运算,理解多个反应耦合时平衡常数之间乘除关系。
四要关注Kp在近年高考中的高频考查趋势,强化分压计算与总压、分压系数关系的专项训练。
五要重视速率常数与平衡常数的关联分析等新考向,提升数据处理与综合计算能力。
基础・知识梳理
知识导图
核心梳理
知识点1 化学平衡常数
1.平衡常数的含义
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,用符号K表示。
2.平衡常数的表达式
(1)对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),K=。
(2)固体或纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式
如C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式K=;Fe3+(aq)+3H2O(l)Fe(OH)3(s)+3H+(aq)的平衡常数表达式K=。
知识点2 平衡常数的影响因素
1.平衡常数的意义及影响因素
(1)K值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越大。
(2)K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
(4)平衡常数与反应方程式的关系
①在相同温度下,对于给定的可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数,即K正=。
②方程式乘以某个系数x,则平衡常数变为原来的x次方。
③两方程式相加得总方程式,则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的乘积,即K总=K1·K2。
2.平衡常数的应用
(1)判断可逆反应进行程度或进行方向
对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),若浓度商Q=,则将浓度商和平衡常数作比较可判断可逆反应所处的状态。
(2)判断可逆反应的热效应
知识点3 平衡常数的计算
如反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L-1、b mol·L-1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L-1。
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
起始量(mol/L) a b 0 0
变化量(mol/L) mx nx px qx
平衡量(mol/L) a-mx b-nx px qx
则平衡常数:K=。
知识点4 压强平衡常数
1.压强平衡常数
表达式(以aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)为例)
Kp=[p(X):X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。
2.压强平衡常数的计算
(1)步骤
第一步,根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度;
第二步,计算各气体组分的物质的量分数或体积分数;
第三步,根据分压计算公式求出各气体物质的分压,某气体的分压=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数);
第四步,根据平衡常数计算公式代入计算。
例如,N2(g)+3H2(g)2NH3(g),压强平衡常数表达式为Kp=。
(2)计算Kp的答题模板
N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)(平衡时总压为p0)
n(始) 1 mol 3 mol 0
Δn 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
n(平) 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
p(X) p0 p0 p0
Kp=
知识点5 转化率的计算
1.一个模式——“三段式”
如反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L-1、b mol·L-1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L-1。
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
起始量(mol/L) a b 0 0
变化量(mol/L) mx nx px qx
平衡量(mol/L) a-mx b-nx px qx
则有①平衡常数:K=。
②A的平衡浓度:c(A)= mol·L-1。
③A的转化率:α(A)=×100%,α(A)∶α(B)=∶=。
④A的体积分数:φ(A)=×100%。
⑤平衡压强与起始压强之比:=。
⑥混合气体的平均密度(混)= g·L-1。
⑦混合气体的平均摩尔质量= g·mol-1。
2.四个计算公式
(1)反应物的转化率=×100%=×100%。
(2)生成物的产率:实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲,转化率越大,原料利用率越高,产率越大。
产率=×100%。
(3)平衡时混合物组分的百分含量=×100%。
(4)某组分的体积分数=×100%。
知识点6 转化率大小分析
判断反应物转化率,主要有以下几种情况:
反应类型
条件的改变
反应物转化率的变化
有多种反应物的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
恒容时只增加反应物A的用量
反应物A的转化率减小,反应物B的转化率增大
同等倍数地增大反应物A、B的量
恒温恒压条件下
反应物转化率不变
恒温恒容条件下
m+n>p+q
反应物A和B的转化率均增大
m+n<p+q
反应物A和B的转化率均减小
m+n=p+q
反应物A和B的转化率均不变
只有一种反应物的可逆反应:mA(g)nB(g)+pC(g)
增加反应物A的用量
恒温恒压条件下
反应物转化率不变
恒温恒容条件下
m>n+p
反应物A的转化率增大
m<n+p
反应物A的转化率减小
m=n+p
反应物A的转化率不变
重难・核心突破
考向01 化学平衡常数的表达式
【例1】(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
【解析】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;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;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;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。
【变式探究】(2026·江苏镇江·模拟预测)制备羰基硫的反应: 。下列说法正确的是
A.已知该反应在高温条件下能自发进行,则
B.该反应的平衡常数
C.反应的(表示键能,相关物质的结构式分别为O=C=O、H-S-H、S=C=O、H-O-H)
D.高温或使用催化剂均可提高的平衡转化率
【答案】A
【解析】反应在高温下自发进行且,根据,需,A正确;平衡常数应为生成物浓度积除以反应物浓度积,即,选项写反,B错误;等于断裂键能总和减形成键能总和,正确表达式应为,选项符号错误,C错误;高温可提高平衡转化率(因反应吸热),但催化剂只加速反应速率,不改变平衡位置和转化率,D错误;故选A。
【变式探究】(2026·山东青岛·三模)T℃下在某容积可变的密闭容器中加入2 mol X气体,发生反应,改变压强分别达到平衡时,测得不同压强下X的物质的量浓度如下表。下列说法正确的是
压强
0.20
0.40
1.00
2.00
5.00
A.
B.时,气体X的平衡转化率大于时的平衡转化率
C.保持,再加入2 mol X,重新达平衡时,体系中气体总物质的量为4 mol
D.时,该反应的平衡常数表达式为
【答案】C
【分析】温度不变,容积可变的密闭容器中,压强变为原来的倍时,若平衡不移动,容器体积变为原来的,各物质浓度变为原来的倍。压强在到范围内,压强增大倍数与的浓度增大倍数完全相等,说明平衡不移动,一定为气体,生成物有一个或两个气体,如果两个生成物都是气体,即,若只有一个气体,则或。压强增大到时,压强为的3倍,若平衡不移动的浓度应为,实际为,说明平衡正向移动,此时或中至少一种变为非气态,反应后气体计量数之和小于。
【解析】结合分析可知,,A错误;压强为和时,平衡均不移动,的平衡转化率相等,B错误;压强为时反应前后气体总物质的量不变,初始加入平衡时总物质的量为,再加入,恒压条件下为等效平衡,重新达平衡时总物质的量为,C正确;压强为时或至少一种为非气态,平衡常数表达式中不能写入非气态物质的分压,D错误;故选 C。
考向02 化学平衡常数的计算
【例2】(2026·河南开封·模拟预测)常温下,体系中存在平衡关系:、、、,含Cd微粒分布分数δ(含Cd的某种微粒物质的量/所有含Cd微粒物质的量之和)与的关系如图所示。下列说法正确的是
A.时体系中微粒浓度关系:
B.向的平衡体系中加水稀释,体系中与的浓度之比减小
C.曲线Ⅲ对应的主要平衡过程为、
D.的平衡常数K的值约为
【答案】C
【分析】当lgc(OH-)较小时,c(OH-)较小,c(Cd2+)较大,故曲线Ⅰ表示δ(Cd2+)与lgc(OH-)的关系;随着lgc(OH-)增大,平衡正向移动,δ(Cd2+)减小,δ{[Cd(OH)]+}增大,则曲线Ⅱ表示δ{[Cd(OH)]+}与lgc(OH-)的关系;同理,曲线Ⅲ表示δ[Cd(OH)2]与lgc(OH-)的关系,曲线Ⅳ表示δ{[Cd(OH)3]-}与lgc(OH-)的关系,曲线Ⅴ表示δ{[Cd(OH)4]2-}与lgc(OH-)的关系。
【解析】观察图像知,δ(Cd2+)=δ{[Cd(OH)]+}时,lgc(OH-)>-5,当时,lgc(OH-)=-5,此时体系中微粒浓度关系:,A不正确;向的平衡体系中加水稀释,由+2OH- 知,K=,,加水稀释,c(OH-)减小,K值不变,则增大,即体系中与的浓度之比增大,B不正确;由分析可知,曲线Ⅲ表示δ[Cd(OH)2]随lgc(OH-)的变化,其先增大后减小,对应的主要平衡过程为、,C正确;当δ{[Cd(OH)4]2-}=δ{[Cd(OH)3]-}时,lgc(OH-)-1.6,的平衡常数K=== ,D不正确;故选C。
【变式探究】(2026·江苏连云港·模拟预测)循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线,主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
恒压条件下,按和投料反应,低于时反应Ⅲ可忽略。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化如图所示。已知:。
下列说法正确的是
A.曲线丙表示的选择性
B.时达平衡后压缩容器体积,重新平衡后和的物质的量之比减小
C.,随温度升高,的平衡转化率下降的原因是反应Ⅲ中的消耗量大于反应Ⅱ中的生成量
D.时反应Ⅲ的平衡常数为
【答案】D
【分析】横坐标为温度(℃),纵坐标为转化率/选择性(%),共4条曲线,结合题干信息各曲线对应关系如下:反应I是吸热反应,温度越高促进分解,转化率随温度升高从低温的约25%升高到高温接近100%,故甲(方块曲线)对应的平衡转化率;360℃以下不考虑反应III,低温下所有转化的中C都转化为,因此选择性低温接近100%,温度升高,反应II(生成)放热,平衡逆向移动,加上反应III消耗生成,选择性逐渐降低到接近0,故丙(空心圆曲线)对应的选择性;总选择性之和为100%,低温下几乎全部转化为,选择性接近0;温度升高,选择性降低,占比逐渐升高,高温下反应III生成更多,选择性略有下降,正好符合乙先升后缓降的变化,故乙(空心三角曲线)对应的选择性,据此分析解题。
【解析】依据分析知曲线丙表示的选择性,A错误;平衡后压缩容器体积,压强增大,反应Ⅱ:,正向是气体分子数减少的反应,压强增大平衡正向移动,增大,剩余减小,因此增大,B错误;因为反应Ⅱ是放热的,反应Ⅲ是吸热的,在500∼600°C,随温度升高,的平衡转化率下降的原因是反应Ⅱ平衡逆向移动生成的量大于反应Ⅲ平衡正向移动消耗的量,C错误;时:转化率为(曲线甲已达到),总原子(来自分解)为;选择性:选择性(丙)为,选择性(乙)为,选择性为,因此:,,,可列出三段式: ,故平衡时,,,,,反应Ⅲ是气体分子数不变的反应,平衡常数,D正确;故选D。
【变式探究】(2026·湖南岳阳·三模)苯催化加氢制备环己烷的原理如下: 向密闭反应器中按方程式的计量数之比投料合成环己烷,固定苯的平衡转化率分别为0.4、0.5、0.6,探究温度、压强的关系如图所示。已知:平衡体系中,用各组分的物质的量分数(x)计算的平衡常数叫做物质的量分数平衡常数()。
下列叙述正确的是
A.曲线Ⅰ代表苯的平衡转化率为0.4 B.反应热
C. D.
【答案】B
【解析】该反应的正反应是气体分子数减小的反应,其他条件相同,增大压强,平衡正向移动,苯的平衡转化率增大,所以,曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次代表苯的平衡转化率为0.6、0.5、0.4,A错误;压强不变,升高温度,苯的平衡转化率降低,所以,B正确;由于起始投料比相同,T、W点的平衡转化率相等,所以,T、W点平衡常数Kx相等,C错误;根据三段式计算,设起始投入1 mol苯(g)和3 mol氢气,S点的平衡转化率为0.5,
S点状态下,苯(g)、氢气、环己烷(g)的物质的量分数分别为、、,根据平衡常数表达式,,D错误;故选B。
考向03 转化率的相关计算
【例3】(2026·陕西榆林·模拟预测)直接氧化制备氯气发生反应: 。下图为容积一定的容器中,进料浓度比分别等于1、4、7时平衡转化率随温度变化的关系。下列分析正确的是
A.代表进料浓度比的是曲线①
B.当,时,的平衡转化率为80%
C.平衡常数小于
D.当,加入催化剂,可提高的平衡产率
【答案】B
【分析】进料浓度比分别等于1、4、7时,HCl平衡转化率与进料浓度比关系是,进料比越大,HCl转化率越小,故①是进料浓度=1的图象,②为=4、③为=7的图象。
【解析】HCl起始充入量越多,自身转化率越低,所以提高充入比,HCl的平衡转化率降低,代表进料浓度比的是曲线③,故A错误;400℃,进料浓度比c(HCl):c(O2)=4,与化学方程式的计量系数比相同,则两反应物的转化率相等,HCl的平衡转化率为80%,则O2平衡转化率也为80%,故B正确;由图可知,温度升高,HCl转化率降低,该反应为放热反应,随着温度的升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,所以K(300 ℃)>K(400 ℃),故C错误;催化剂只能降低反应的活化能,加快反应速率,不可提高的平衡产率,故D错误;故选B。
解题技巧 平衡转化率的计算
①在同一条件下,平衡转化率是该条件下的最大的转化率。
②产率=×100%,“产率”不一定是平衡状态下的。
③催化剂可以提高未达到平衡的产率,但是不能提高平衡转化率。
④平衡时混合物组分的百分含量=×100%。
【变式探究】(2026·河北衡水·一模)甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
条件下,1mol和9mol发生上述反应达平衡状态时,体系中、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法错误的是
A.550℃时,的平衡转化率为20%
B.550℃反应达平衡状态时,
C.其他条件不变,在400~550℃范围,平衡时的物质的量随温度升高而增大
D.其他条件不变,减压有利于增大平衡时的物质的量
【答案】C
【分析】550℃时,曲线①物质的量是5mol,根据原子守恒,n(C)=3mol,则其不可能是含碳粒子,故曲线①表示H2,升高温度,反应Ⅰ平衡正向移动,反应Ⅱ平衡逆向移动,CO物质的量增大,则曲线③代表CO,温度升高,反应Ⅲ逆向移动,CH4物质的量降低,则曲线②代表CH4。
【解析】550℃时,n(H2)=5mol,n(CO2)=2.2mol,n(CH4)=n(CO)=0.4mol,根据C原子守恒,有1mol×3=3n(C3H8O3)+n(CH4)+n(CO)+m(CO2),根据O原子守恒,有1mol×3+9mol×1=3n(C3H8O3)+n(CO)+2n(CO2)+n(H2O),两式联立结合图中数据得n(H2O)=7.2mol,则的平衡转化率为=20%,A正确;550℃反应达平衡状态时,,B正确;反应I(吸热)升温,平衡正向移动,水不参与该反应,无直接影响,反应Ⅱ(放热)升温,平衡逆向移动,水的消耗量减少,水的剩余量增加,反应Ⅲ(放热)升温,平衡逆向移动CH4的生成量减少,CH4剩余量减少,同时,400~550℃,H2的物质的量持续增大,说明反应I正向进行的程度远大于反应Ⅲ逆向进行的程度,因此平衡时的水物质的量随温度升高而减小,C错误;反应I气体分子数增大(1→7),减压,平衡正向移动,生成量增加;反应Ⅱ气体分子数不变(2→2),减压,平衡不移动;反应Ⅲ气体分子数减小(5→3),减压,平衡逆向移动,消耗量减少。综上,减压使H2的生成量增加、消耗量减少,最终平衡时H2的物质的量增大,D 正确;故选C。
【变式探究】(2026·湖北襄阳·模拟预测)常温下,将的混合气体以较低的恒定流速通过装有催化剂的恒容反应管,发生如下反应(忽略其他副反应): ; 。控制起始时混合气体总压,测得转化率、出口处与的关系如图所示(虚线表示该条件下的平衡转化率)。下列说法错误的是
A.为得到更多的,可适当增大混合气体中的含量
B.时,的转化率为72%
C.其他条件不变,温度越高,的平衡转化率越大
D.其他条件不变,时,延长反应时间,不变
【答案】C
【解析】不参与两个主反应,增大(a增大),体系总压不变、各反应物分压变化:由图像,a增大,升高,产率提升,因此增大含量利于获得更多的,A正确;由图可知,当时,的转化率为,;设起始、,、,故已转化的,根据守恒:,解得,生成消耗:,故的转化率为,B正确;两个反应、,均为放热反应;升高温度,平衡逆向移动,平衡转化率减小,C错误;时,实线(实际转化率)与虚线(平衡转化率)重合,反应已达平衡;恒温恒容下平衡不随时间变化,延长时间不变,D正确;故选C。
考向04 压强平衡常数
【例4】(2026·内蒙古包头·一模)(沸点43℃,结构如图甲所示)可由反应制得。在总压分别为0.10MPa、0.50MPa、1.0MPa、2.0MPa下,反应达平衡时的体积分数x与温度的关系如图乙所示。已知:用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数。
下列说法错误的是
A.Ni基态原子价电子的轨道表示式:
B.晶体的类型:分子晶体
C.、100℃时压强平衡常数
D.、100℃时CO的平衡转化率
【答案】D
【解析】Ni是28号元素,Ni基态原子价电子排布为,根据洪特规则,其轨道表示式为:,A正确;Ni(CO)4沸点仅,沸点低,符合分子晶体的特征,属于分子晶体,B正确;该反应是气体分子数减少的反应。增大压强,会使平衡向正反应方向移动,反应达平衡时的体积分数x增大,因此在相同温度下,压强越大,值越大,则,即=,在和时,由图可知达平衡时的体积分数,各组分的分压为:;,压强平衡常数,C正确;设初始物质的量为,平衡时物质的量为,根据反应,转化的为,平衡时剩余为,总气体物质的量为, 由,解得,则、100 ℃时平衡转化率,D错误;故选D。
解题技巧 压强平衡常书的计算方法
【变式探究】(2026·山东青岛·一模)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂,工业上制备原理如下:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)ΔH<0,恒容密闭容器中按不同的投料比充入SO2(g)和Cl2(g),测定某温度下体系达平衡时的Δp,结果如图。已知:Δp=p0-pt,p0=240 kPa为体系初始压强;pt为体系平衡压强。
下列说法错误的是
A.图甲能准确表示该温度下Δp随进料比变化的曲线是④
B.图甲中,该温度下产物SO2Cl2平衡时物质的量分数的最大值约为43%
C.图乙中温度关系为T3>T2>T1
D.图乙T1温度下,平衡常数Kp=0.06 -1
【答案】D
【分析】反应:,每消耗,总物质的量减少1 mol,即变化的压强由每个反应物消耗的物质的量决定;恒容恒温,压强变化量Δp与物质的量减少量成正比,Δp=p0−pt,Δp越大代表反应正向进行程度越大; 投料比r=1时两种反应物等量,平衡转化率总和最大,Δp达到峰值;r<1或r>1,一种反应物过量,Δp均下降,且r互为倒数时,Δp相等。
【解析】图甲中曲线变化规律:r从0增加至1,Δp持续上升;r>1后Δp逐步下降,峰值恰好出现在r=1处,曲线④上r=0.25与r=4.0的两点对应Δp相等,符合变化趋势,A正确;r=1 时 Δp=72 kPa,根据反应方程式化学计量数之比,物质的量分数= ,B正确;反应焓变ΔH<0,正向放热,升高温度,平衡逆向移动,体系气体总物质的量增大,平衡压强pt变大,Δp=p0−pt减小,观察图乙横坐标同一投料比的纵坐标Δp,得到温度关系为,C正确;投料比r=2时,平衡时Δp=60 kPa,则平衡时,,,平衡常数,D错误;故选D。
【变式探究】(2026·广西柳州·模拟预测)376.8 ℃时,反应①W(s)⥫⥬X(s)+Y(s)+2Z(g)的平衡常数Kp=1.0×104 Pa2。该条件下,在一硬质玻璃烧瓶中加入过量W,抽真空后,通过一支管通入M蒸气(然后将支管封闭)。M蒸气初始压强为20.0 kPa,发生反应②2N(g)⥫⥬Z(g) +M(g),平衡时,测得烧瓶中压强为32.5 kPa。下列说法错误的是( )
A.平衡时p(N)= 24.8 kPa
B.反应②的平衡常数Kp的计算式为
C.增大压强,达到新平衡时Z的浓度变小
D.降低温度,Z的产率是否增大不能确定
【答案】C
【解析】反应①W(s)⥫⥬X(s)+Y(s)+2Z(g)的平衡常数Kp=p2(Z)=1.0×104 Pa2,p(Z)=1.0×102 Pa=0.1 kPa,设到达平衡时M(g)的分压减小x kPa,可列三段式:
Z(g)+M(g)⥫⥬2N(g)
初始量/kPa 20.0
变化量/kPa x 2x
平衡量/kPa 0.1 20.0-x 2x
0.1 kPa+(20.0-x) kPa+2x kPa=32.5 kPa,解得x=12.4,p(N)=24.8 kPa,A正确;p(N)=24.8×103 Pa,p(M)=20.0×103 Pa-12.4×103 Pa,p(Z)= 1.0×102 Pa,反应②的平衡常数Kp的计算式为,B 正确;反应①的平衡常数Kp=p2(Z),温度不变,Kp不变,则p(Z)不变,达到新平衡时Z的浓度不变,C错误;反应①②的吸、放热情况未知,降低温度不能确定Z的产率变化,D正确。
考向05 多平衡体系中平衡常数的计算
【例5】(2026·江苏南京·模拟预测)二甲醚是一种清洁能源,用水煤气制取二甲醚的原理如下:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)
Ⅱ.2CH3OH(g)⥫⥬CH3OCH3(g)+H2O(g)
500 K时,在2 L密闭容器中充入4 mol CO和8 mol H2,4 min达到平衡,平衡时CO的转化率为80%,且2c(CH3OH)=c(CH3OCH3),则:
(1)0~4 min,反应Ⅰ的v(H2)= 。
(2)反应Ⅱ中CH3OH的转化率α= ,反应 Ⅰ 的平衡常数K= 。
【答案】(1)0.8 mol·L-1·min-1 (2)80% 1.25
【解析】(1)设平衡时CO为x mol,H2为y mol,CH3OH为z mol,则CH3OCH3为2z mol,H2O为2z mol,根据:
C元素守恒:x+z+2×2z=4
H元素守恒:2y+4z+6×2z+2×2z=2×8
O元素守恒:x+z+2z+2z=4
CO的转化率为=80%,解得x=0.8,y=1.6,z=0.64,v(H2)==0.8 mol·L-1·min-1。(2)反应Ⅰ中CO的转化率为80%,则生成的CH3OH的物质的量为4 mol×80%=3.2 mol,反应Ⅱ生成的CH3OCH3的物质的量为2z mol即2×0.64 mol=1.28 mol,则反应Ⅱ转化的CH3OH的物质的量为2×1.28 mol=2.56 mol,则反应Ⅱ中CH3OH的转化率α=×100%=80%。由(1)可知平衡时CH3OH、H2、CO的浓度分别为0.32 mol·L-1、0.8 mol·L-1、0.4 mol·L-1,反应Ⅰ的平衡常数K==1.25。
解题技巧 多平衡体系中平衡常数的计算方法
解题关键是理清守恒关系:反应体系中,任何状态均遵循原子守恒,利用原子守恒和“三段式”理清起始量、转化量、平衡量之间的关系。原子守恒法解题基本思路:
【变式探究】(2026·山东潍坊·三模)SiHCl3是制造多晶硅的原料,可由Si和SiCl4耦合加氢得到,相关反应如下:
Ⅰ.SiCl4(g)+H2(g)===SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH1=+52 kJ·mol-1
Ⅱ.Si(s)+3HCl(g)===SiHCl3(g)+H2(g) ΔH2=-236 kJ·mol-1
Ⅲ.Si(s)+SiCl4(g)+2H2(g)===2SiH2Cl2(g) ΔH3=+16 kJ·mol-1
Ⅳ.Si(s)+3SiCl4(g)+2H2(g)===4SiHCl3(g) ΔH4=-80 kJ·mol-1
在压强为p0的恒压体系中通入2.0 mol H2和1.0 mol SiCl4,达到平衡时,气体组分的物质的量分数随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知:Kp为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。
①图中n代表的组分为 (填化学式)。
②750 K时,反应Ⅲ的平衡常数Kp= (列出计算式)。
③750 K时,SiCl4的平衡转化率为f,消耗硅的物质的量为 mol(列出计算式)。
【答案】①HCl ② ③-1[或-f]
【解析】①由反应Ⅰ~Ⅳ可知,HCl在反应Ⅳ中没有出现,在产物中含量较少,故n代表HCl,m代表SiHCl3。②750 K时,反应Ⅲ:Si(s)+SiCl4(g)+2H2(g)===2SiH2Cl2(g),由图可知平衡时SiCl4的物质的量分数为x,SiH2Cl2的物质的量分数为z,H2的物质的量分数为w,则Kp==。③750 K时,1 mol SiCl4的平衡转化率为f,则转化的SiCl4为f mol,剩余的SiCl4为(1-f) mol,则n总(气体)= mol,n(SiHCl3)= mol,n(SiH2Cl2)= mol,根据硅原子守恒,消耗硅的物质的量=平衡物质中硅的总物质的量-起始时的1 mol SiCl4,n(Si)= mol-1 mol= mol或者消耗硅的物质的量=平衡物质中SiH2Cl2和SiHCl3物质的量之和-消耗的f mol SiCl4,n(Si)= mol-f mol= mol。
【变式探究】(2026·湖北十堰·模拟预测)一定温度下,CO、C2H4和H2(体积比为x∶2∶1)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器(入口压强为100 kPa)发生反应ⅰ:2C2H4(g)⥫⥬C4H8(g) ΔH1=-104.7 kJ·mol-1和ⅱ:2C2H4(g)+H2(g)⥫⥬C4H10(g) ΔH2=-230.7 kJ·mol-1,有CO存在时,反应ⅱ的反应进程如图1所示。随着x的增加,C2H4的转化率和产物的选择性(选择性=×100%)如图2所示。
①根据图1,写出生成C4H10的决速步反应式 ;C4H10的选择性大于C4H8的原因是 。
②结合图2,当x≥2时,混合气体以较低的流速经过恒容反应器时,反应近似达到平衡,随着x的增大,C2H4的转化率减小的原因是 ; 当x=2时,该温度下反应ⅱ的Kp= (kPa)-2(保留两位小数)。
【答案】①*C2H5+*C2H4===*C4H9 由C4H9生成C4H8时,活化能较大,反应速率慢 ②随着x的增大,CO的分压增大,对于反应ⅰ和反应ⅱ相当于减压,反应ⅰ和反应ⅱ平衡均逆向移动,所以C2H4的转化率减小 0.16
【解析】①总反应的反应速率由慢反应决定,故决速步是反应最慢的步骤,由图1可知,TSⅡ的能垒最大,该步骤是决速步骤,反应式为*C2H5+*C2H4===*C4H9。②当x=2时,C2H4的转化率为90%,C4H10的选择性为80%,设初始投料为CO:2 mol、C2H4:2 mol、H2:1 mol,则平衡时n(C4H10)=2 mol×90%××80%=0.72 mol、n(C4H8)=2 mol×90%××20%=0.18 mol、n(C2H4)=2 mol-2 mol×90%=0.2 mol、n(H2)=1 mol-0.72 mol=0.28 mol,气体总物质的量为(2+0.72+0.18+0.2+0.28) mol=3.38 mol,此时压强为×100 kPa=67.6 kPa,p(C4H10)=×67.6 kPa=14.4 kPa、p(C2H4)=×67.6 kPa=4 kPa、p(H2)=×67.6 kPa=5.6 kPa,反应ⅱ的Kp=(kPa)-2≈0.16 (kPa)-2。
拔高・分层集训
基础演练
1.(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
【解析】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;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;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;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;故选D。
2.(2026·河南郑州·模拟预测)将缓缓通入一定浓度的溶液中,混合液中含物种的分布系数δ[如]、与的关系曲线如图所示。下列说法错误的是
A.曲线乙为随pNH3的变化曲线
B.的平衡常数
C.c点坐标中的x=3.6
D.d点溶液中:
【答案】D
【解析】随着减小(即浓度增大),逐渐减小,开始阶段的增大幅度大于,故曲线丙为,曲线乙为,曲线甲为,A项正确;曲线丁为与的关系,由图中信息可知,时,即时,,则,的平衡常数,b点时,该点,的平衡常数,则的平衡常数,B项正确;c点时,由的平衡常数可知,则,C项正确;d点溶液:,则 ,且溶液中存在元素守恒: ,联立两式可得,则,D项错误;故选D。
3.(2026·山西忻州·模拟预测)常温下,在绝热恒容容器中充入气体X发生反应,容器中v(X)和c(X)随反应时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.曲线m表示v(X)随反应时间t的变化曲线
B.3 min时,该反应的平衡常数约为1.11
C.若绝热改为恒温,保持其他条件不变,平衡时容器中X的体积分数小于33.3%
D.10 min时,
【答案】B
【分析】常温下,发生反应,c(X)持续减小,v(X)因X浓度的减小而降低,曲线m随反应时间先增大后减小,说明在绝热容器中该反应放热,温度升高反应速率加快,后由于X浓度降低使反应速率减小,所以曲线m代表v(X)随反应时间t的变化曲线,曲线n代表c(X)随反应时间t的变化曲线。
【解析】由分析可知,曲线m表示v(X)随反应时间t的变化曲线,A正确;3 min后v(X)、c(X)都减小,说明3 min时反应没有达到平衡状态,无法求反应的平衡常数,B错误;10 min时,该反应已达到平衡状态,此时容器中c(X)为,则,X的体积分数为,将绝热改为恒温,保持其他条件不变,会使平衡时体系的温度低于绝热时的温度,由于降温向生成Y的方向移动,所以X的转化率增大,其体积分数小于33.3%,C正确;平衡体系中,,由图可知,平衡时,,因此,D正确;故选B。
4.(2026·河北邯郸·模拟预测)室温下,将0.1mol AgCl置于0.1mol·L-1 NH4NO3溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,Ag++ NH3 [Ag(NH3)]+和Ag++ 2NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数分别为K1和K2,的水解常数Kh()= 10-9.25 。下列说法错误的是
pX=-lg[c(X)/(mol·L-1)]X代表Ag+、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+或NH3
A.D点:c()+c(OH-)> 0.1-c(H+)
B.I代表Ag+的变化曲线
C.C点:c(NH3)= 10-3.52
D.K2 = 107.04
【答案】A
【分析】pH越小,酸性越强,NH3浓度越小,Ag+浓度越大,随着pH逐渐增大,NH3浓度增大,有利于形成配合物[Ag(NH3)]+,pH越大,碱性越强,越有利于形成配合物[Ag(NH3)2]+,所以Ⅲ代表[Ag(NH3)2]+,Ⅱ代表[Ag(NH3)]+,Ⅳ代表NH3,I代表Ag+。
【解析】硝酸铵为强酸弱碱盐,其溶液pH<7,图像pH增大至碱性,则外加了物质,又整个过程保持溶液体积和N元素总物质的量不变,则所加物质不是氨水,若不外加物质,则溶液中存在电荷守恒:,物料守恒:,,,但外加了碱,设为NaOH,则,所以D点:c()+c(OH-)< 0.1-c(H+),故A错误;根据以上分析,I代表Ag+的变化曲线,故B正确;根据图像,D点c(NH3)= 10-3.24,[Ag(NH3)]+、Ag+浓度相等,所以K1=103.24,B点c(NH3)= 10-3.80,[Ag(NH3)2]+、 [Ag(NH3)]+浓度相等,则[Ag(NH3)]++ NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数K =103.80,K=,C点[Ag(NH3)2]+、Ag+浓度相等,,所以c(NH3)= 10-3.52,故C正确;根据图像,D点c(NH3)= 10-3.24,[Ag(NH3)]+、Ag+浓度相等,所以K1=103.24,B点c(NH3)= 10-3.80,[Ag(NH3)2]+、 [Ag(NH3)]+浓度相等,则[Ag(NH3)]++ NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数K =103.80,K=,K2 = 107.04,故D正确;故选A。
5.(2026·山西朔州·二模)已知电离常数。常温下,向溶液中加NaOH固体,保持溶液中Cr(Ⅵ)总浓度不变,溶液中各种价Cr元素物种的浓度随溶液pH的变化如图所示。已知溶液中存在平衡:,下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ表示,是二元弱酸
B.r点溶液:
C.常温下,的平衡常数
D.常温下,溶液能使pH试纸变蓝
【答案】C
【解析】是二元弱酸,电离分两步:()、,pH越小(酸性越强),含H多的物种浓度越大,因此曲线I为,曲线II为;pH继续升高,电离程度增大,浓度逐渐升高,因此曲线IV为,曲线III为,A错误;r点溶液存在:,又因元素守恒:,可得:,B错误;的平衡常数,而q点存在,则,故,C正确;的水解常数,故的电离程度大于水解程度,溶液为酸性,pH试纸变红,D错误;故选C。
6.(2026·江苏镇江·三模)二氧化碳是廉价可持续的碳源,其转化为甲醇能减碳增效、推动可持续发展。其转化过程可能涉及到的反应:
ⅰ.
ⅱ.
向体积为的恒容密闭容器中分别充入、,实际转化率和平衡转化率以及的实际选择性和平衡时选择性随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是
已知:生成物的选择性
A.反应
B.时,反应ⅱ的平衡常数
C.其他条件不变,在通过延长反应时间最多还可增加
D.温度高于时,其他条件不变,增大压强,平衡体系中增大
【答案】B
【分析】反应ⅰ放热(),反应ⅱ吸热();温度升高时,反应ⅰ平衡逆向移动使转化率降低,反应ⅱ平衡正向移动使转化率升高;低温时反应ⅰ占主导,总转化率下降,高温时反应ⅱ占主导,总转化率升高,因此先下降后上升,所以曲线a表示平衡转化率,根据时图中数据可知,曲线b上的点和曲线a上的点对应左侧坐标,所以b表示实际转化率;曲线c、d上的点对应右侧坐标,实际低于平衡时的,则曲线c表示平衡时选择性、d表示实际选择性。
【解析】根据盖斯定律,反应,可由反应ⅰ-反应ⅱ得到,所以该反应的 ,A正确;由分析可知,曲线a表示平衡转化率、曲线b表示实际转化率、曲线c表示平衡时选择性、d表示实际选择性,所以时的平衡转化率为20%,平衡甲醇选择性为50%,已知容器体积V=2 L、、;则平衡时转化的物质的量为,平衡时生成的的物质的量,所以反应ⅰ消耗: , ;反应ⅱ消耗:,;反应ⅱ生成;平衡时,,反应ⅱ的平衡常数,B错误;时实际转化率为8%,实际甲醇选择性为40%,则实际生成,平衡时生成,因此延长反应时间达到平衡,最多增加,C正确;两个反应均为气体分子数减少的反应,增大压强,两个反应均正向移动,都消耗,则减小;虽增大压强会优先使气体体积减小更显著的反应(反应i)正向移动,大量消耗反应物,可能导致气体体积减小不显著的反应(反应ii)因反应物浓度降低而逆向移动,从而使n(CO)减小,但加压对体系的影响更大,反应ⅱ正向进行有生成,则增大,所以平衡体系中增大,D正确;故选B。
7.(2026·云南昆明·三模)H2L为有机酸性配体,其,,与Fe(Ⅲ)形成的配合物可应用于医药、水处理等研究领域。时,溶液体系中,、,含铁物种的分布系数[]与pH的关系如图所示。已知:。下列说法错误的是
A.图中代表[FeL]+的是曲线Ⅰ
B.的平衡常数
C.当时,体系中
D.当pH=10时,体系中
【答案】C
【分析】随升高,浓度增大,配合物中配体数目越多,所以曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别对应:,据此分析。
【解析】根据分析,曲线Ⅰ对应的是的分布系数,A正确;反应,平衡常数。当时,,故。 交点对应,,由二元酸解离得: ,已知,因此,B正确;当,交点对应,接近,此时,且根据,得,即; 同时总Fe浓度为,故,而游离总浓度约为级别(),实际顺序为:,C错误;时,Fe的存在形式为,总Fe浓度为,则,结合的总浓度为,因此游离的总:,D正确;故选C。
8.(2026·辽宁沈阳·二模)CuCl2溶液中存在氯化配合反应: ,已知常温下K值依次减小,改变1.0×10-4 mol/L CuCl2溶液中Cl-的起始浓度,测得含铜元素微粒分布系数δ与Cl-平衡浓度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线c表示[CuCl]+的物种分布系数 B.Q点Cu2+转化率为43%
C.P点溶液中c(Cl-)=0.75 mol/L D.Cu2++2ClCuCl2 K≈0.77
【答案】D
【分析】氯化配合反应随浓度增大,平衡逐步向右移动,配位数低的微粒先生成后消耗,配位数高的微粒随增大含量升高:浓度为0时,只有,,因此曲线为,随增大逐步减小;是第一步产物,增大时先生成,先升高,后续继续转化为更高配产物,后降低,对应曲线;随浓度增大,总分布系数逐步升高,对应一直上升的曲线。
【解析】根据分析,曲线不表示,A错误;分布系数,转化率。Q点的分布系数δ()应从图中曲线a读取,此时c()≈2 mol/L,δ()0.14 mol/L,故Cu²⁺转化率α=1-δ()0.84,不是43%,B错误;P点是和的交点,故,第一步平衡常数: , 点是和的交点,故,第二步平衡常数: , 已知,点,对反应,总平衡常数。在曲线a和曲线c的交点处,,此时,从图中读取交点处,,代入得: , 由图可知,常数,故,因此点,C错误;对反应,总平衡常数。在曲线a和曲线c的交点处,,此时,从图中读取交点处,,代入得: 符合选项描述,D正确;故选D。
9.(2026·山东临沂·一模)将和通入恒容密闭容器发生反应: 。,温度时物质的量分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为,、温度时反应速率常数k分别为、;是以物质的量分数表示的平衡常数。下列说法错误的是
A.
B.温度下,容器容积减小一半,不变
C.温度下,平衡时的转化率为
D.,温度下达平衡时反应速率的比值:
【答案】B
【解析】温度越高,反应速率越快,达到平衡时间越短。由图可知更早达到平衡,故;该反应,升温平衡逆向移动,平衡时的物质的量分数降低,与图像一致,A正确;该反应气体计量数变化,推导得,即。仅与温度有关,容器容积减半,温度不变不变,但体系压强增大,会随压强增大而改变, B错误;设平衡时生成为,列三段式得:,
总物质的量为,平衡时,解得,转化量为,转化率为,C正确;由速率方程得,温度更高,平衡逆向移动,平衡时剩余的、浓度更大,,因此,D正确;故选B。
10.(2026·江苏南通·模拟预测)一定条件下,甲烷和水蒸气催化制氢的主要反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
在条件下,将和的混合气体投入反应器中。平衡时,各组分的物质的量分数随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是
A.,
B.曲线m表示的是
C.600℃时,的平衡转化率为59.26%
D.恒温恒压下向体系中通入Ar会降低的平衡产率
【答案】A
【解析】温度升高时,的物质的量分数降低(高于750℃时CH4的物质的量分数几乎为0),说明反应Ⅰ平衡正向移动,正反应吸热,因此;根据C守恒,平衡时CH4、CO、CO2物质的量之和为1mol,结合反应的特点,平衡时CH4、CO、CO2物质的量分数之和小于25%,曲线p、q表示H2O或H2,随温度升高q先增大后减小、p先减小后增大,说明温度升高时,反应Ⅱ平衡逆向移动,正反应放热,因此,曲线q表示H2,曲线p表示H2O,A正确;温度升高时,反应Ⅰ平衡正向移动,反应Ⅱ平衡逆向移动,的物质的量分数随温度升高而增大,曲线表示,曲线表示,B错误;600℃,设反应Ⅰ中转化了,反应Ⅱ中转化了,根据600℃时各物质的物质的量分数: ,,,n(CO)=xmol-ymol,n(CO2)=y,n总=(4+2x)mol,=0.5、=0.32,联立解得:,,,转化的为,转化率,C错误;恒温恒压下通入,容器体积增大,体系分压减小,反应Ⅰ是气体分子数增加的反应,减压平衡正向移动,的平衡产率升高,D错误;故选A。
能力进阶
11.(2026·河南南阳·三模)一定条件下,在一定容积的密闭容器中,使用CuCl2作催化剂,制取Cl2时发生反应 ⇌2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116 kJ·mol-1,在某条件(L)一定时,HCl的平衡转化率分别随另一条件(X)和进料比 的变化关系如图所示,其中L(L1、L2、L3)、X分别代表压强或温度。
下列说法正确的是
A.X代表的物理量是温度
B.L1、L2、L3的关系为
C.实际生产中,其他条件一定时,进料比越小越好
D.若 HCl的初始浓度为 M点的平衡常数K=
【答案】D
【分析】反应的正反应为放热、气体分子数减小的反应,左图中随X增大HCl平衡转化率升高,若X为温度,升高温度平衡逆向移动,HCl平衡转化率应降低,与图像趋势不符,故X为压强,压强增大平衡正向移动,HCl转化率升高,L代表温度。相同压强下,温度越高放热反应的平衡转化率越低,故转化率,对应温度关系为。右图中随投料比增大,HCl平衡转化率降低,符合增大HCl浓度时自身转化率降低的规律,M点投料比为1.0,HCl转化率为76%,可据此计算各组分平衡浓度推导平衡常数。
【解析】若X为温度,升高温度平衡逆向移动,HCl平衡转化率应降低,与左图中X增大转化率升高的趋势不符,X代表压强,A错误;L代表温度,正反应放热,温度越高HCl平衡转化率越低,相同X下转化率,故温度关系为,B错误;进料比越小,O2过量越多,虽然HCl转化率升高,但会导致产物中混有大量O2,后续分离能耗大幅升高,实际生产中并非越小越好,C错误;M点投料比,HCl初始浓度为,则O2初始浓度为,HCl平衡转化率为76%,故平衡时,,则,平衡时,,平衡常数,D正确;故选D。
12.(2026·湖北武汉·模拟预测)室温下,溶液中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系如图1所示,或悬浊液中与或的关系如图2所示。下列说法正确的是
A.反应的平衡常数
B.溶液中存在
C.图2中表示的直线为a
D.调节溶液,向其中滴加溶液先生成沉淀
【答案】D
【分析】图1分析:当时,与的物质的量分数相等,此时:;当时,与的物质的量分数相等,此时:;据此分析解题。
【解析】由分析知、,反应的平衡常数 ,A错误;溶液中质子守恒为,所给式子不符合守恒关系,B错误;对于难溶电解质::,取对数得,斜率为(斜率绝对值为1); ,取对数得,斜率为(斜率绝对值为2),图2中直线斜率绝对值更大,故是,是,C错误;由图2交点(,)可得:,,
时,,中,计算生成沉淀所需最低:生成:,生成:,生成沉淀需要的越小,越先沉淀,故先生成沉淀,D正确;故选D。
13.(2026·江苏泰州·模拟预测)甲烷在一定条件下催化重整制,发生如下反应:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
条件,和发生上述反应达平衡状态时,体系中、、和的物质的量分数随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法不正确的是
A.曲线③表示平衡时的物质的量分数随温度的变化
B.时,和的平衡转化率相同
C.其他条件不变,在范围,平衡时的物质的量随温度升高而减小
D.时,反应Ⅱ的化学平衡常数
【答案】C
【解析】升高温度,反应I、Ⅲ均为吸热反应,平衡正向移动,反应物和的物质的量分数均随温度升高降低;初始投料,,因此平衡时,物质的量分数更大的下降曲线①是,物质的量分数更小的下降曲线③是,A正确;转化率,。300℃时,图中满足,同总物质的量下,代入得: ,二者转化率相等,B正确;根据C元素守恒:。升温过程中,不断减小(增大),不断增大,在范围内,消耗量大于增加量,即,因此随温度升高而增大,不是减小,C错误;反应Ⅱ:,平衡常数(同体积)。 830℃时几乎完全反应,,体系中只有H2O、H2、CO、CO2四种气体,根据原子守恒得:,,总物质的量,又,则,因此,,代入平衡常数表达式得: ,D正确;故选C。
14.(2026·湖北武汉·模拟预测)某温度时,氯水中存在如下反应(不考虑其他反应):
Ⅰ. K1=10−4.2
Ⅱ. K2
Ⅲ. Ka
体积为1 L 的氯水中,测得含氯微粒pX随pH变化如图所示[pX=−lgc(X),X表示(aq),(aq),(aq)和(aq)。该温度Ksp()=10−9.7;忽略溶液体积变化。下列说法错误的是
A.丙线所示物种为
B.该温度下K2=10−2
C.a点溶液pH=7.5
D.向b点溶液中加入17 mg ,无沉淀产生
【答案】D
【分析】pH升高,溶液中减小,反应Ⅰ向正反应方向移动,浓度增大,促进反应Ⅱ的进行,使得浓度增大,另外,反应Ⅰ生成的会使反应Ⅲ平衡向逆反应方向进行,使得浓度减小,由此可知,乙线表示随pH的变化,丙线表示随pH的变化;
【解析】由分析可知,丙线所示物种为,说法正确,A不符合题意;由图可知,时,、,则,说法正确,B不符合题意;a点为和交点,,电离平衡常数,结合图像交点对应,故pH=7.5,说法正确,C不符合题意;的物质的量为,溶液中,图像b点、、,由可得,由可得,离子积,而,,会析出沉淀,说法错误,D符合题意;故选D。
15.(2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)甲酸是基本有机化工原料之一,它有两种可能的分解反应:
反应I:
反应Ⅱ:
一定压强下,向密闭容器中充入一定量的HCOOH气体,平衡体系中CO或的选择性和HCOOH的转化率随温度变化曲线如图所示。
已知:CO的选择性
下列说法正确的是
A.曲线I代表H2的选择性
B.400℃时CO2的体积分数约为
C.反应Ⅰ:
D.升高温度,两个反应的正反应速率均减小,逆反应速率均增大
【答案】B
【解析】图像中CO的选择性曲线随温度升高从100%降至0%,H2的选择性应与之互补(从0%升至100%),曲线Ⅱ为H2的选择性曲线,A错误;400℃时,CO选择性为0,仅反应Ⅱ发生,设初始HCOOH为1 mol,由图可知,转化率为90%,反应Ⅱ生成CO2和H2各0.9 mol,剩余HCOOH 0.1 mol,总气体物质的量=0.1+0.9+0.9=1.9 mol。CO2体积分数为,B正确;反应Ⅰ为吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,,C错误;升高温度,正、逆反应速率均增大(吸热方向增幅更大),并非“正反应速率减小”,D错误;故选B。
16.(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)温度下,由a与b制备c涉及的反应如下:
反应I: 反应II:
向恒容密闭容器中充入nmola(g)和1.0molb(g)进行上述反应,平衡体系内a、c、d的物质的量分数随a的起始投料n的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线③代表a的物质的量分数随a的起始投料n的变化关系
B.反应II的平衡常数
C.当n=2.0时,若某时刻体系中a(g)的物质的量分数为20%,则此时
D.若升高温度,Q点将左移
【答案】C
【分析】由方程式可知,反应Ⅰ中1.0 mol b 完全反应生成1.0 mol d、消耗1.0 mol a,则 T温度下,增大a的物质的量,反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动,a的物质的量分数增大、d的物质的量分数减小、c的物质的量分数先增大后减小,则曲线①、②、③分别表示物种a、c、d物质的量分数随a的起始投料n的变化关系。
【解析】由分析可知,曲线③代表d的物质的量分数随a的起始投料n的变化关系,A错误;在点,,和的物质的量分数均为,则的物质的量分数为。设容器体积为,总物质的量为。由于几乎完全反应,可近似认为。结合物质的量分数,,。反应Ⅱ的平衡常数,B错误;当n=2时,平衡时a的物质的量分数为13%<20%。若某时刻a的物质的量分数为20%,高于平衡值,反应需正向消耗a。因此,正反应速率大于逆反应速率,C正确;反应Ⅱ的,为吸热反应,升高温度会使反应Ⅱ平衡正向移动,的物质的量分数增大,的物质的量分数减小。点是和物质的量分数相等的点。升温后,要使和的分数再次相等,需要更大的,因为的物质的量分数减小、的分数增大,需增加的投料来平衡两者,因此,点应右移而非左移,D错误;故选C。
17.(2026·湖南长沙·三模)室温下,某溶液初始时仅溶有和且浓度相等,同时发生以下两个反应:①②。反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为、为速率常数。反应体系中组分、的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是
A.时间段内,的平均反应速率为
B.反应开始后,体系中和的浓度之比保持不变
C.如果反应能进行到底,反应结束时的转化为
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】A
【解析】根据图像可知,30 min内Z浓度增加了0.125 mol/L,即反应②中消耗M的物质的量浓度为0.125 mol/L,而这段时间反应①中,消耗M的物质的量浓度为(0.5-0.3-0.125) mol/L=0.075 mol/L,生成Y的物质的量浓度为0.075 mol/L,v(Y)==2.5×10-3 mol/(L·min),A错误;由题中信息可知,反应①和反应②的速率之比为,Y和Z分别为反应①和反应②的产物,且两者与M的化学计量数均为1,因此反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比等于,由于k1、k2为速率常数,故该比值保持不变,B正确;结合A、B的分析可知,反应开始后,在相同的时间内体系中Y和Z的浓度之比等于=且保持不变,因此,如果反应能进行到底,反应结束时有即的M转化为Z,C正确;由以上分析可知,在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少,因此,反应①的化学反应速率较小,在同一体系中,活化能较小的化学反应速率较快,反应①的活化能比反应②的活化能大,D正确;故选A。
18.(2026·甘肃张掖·一模)一定条件下,分别在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入反应物A和B,发生反应: ,200℃时该反应的化学平衡常数K=1,反应体系中各物质的物质的量浓度的相关数据如下:
容器
温度℃
起始时反应物的浓度/(mol·L⁻¹)
10分钟时生成物的浓度/(mol·L⁻¹)
甲
200
6
2
1
乙
300
6
2
0.8
丙
200
6
3
下列说法错误的是
A.甲容器中,10分钟内反应物A的平均化学反应速率
B.乙容器中,10分钟时
C.
D.丙容器中,达到化学平衡状态时反应物A的转化率大于25%
【答案】C
【解析】甲容器中10分钟内,,反应速率之比等于化学计量数之比,,A正确;乙容器温度高于甲,反应速率更快,10分钟时小于甲中,说明升高温度平衡逆向移动,可推断此时反应已达平衡,,B正确;该反应,为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,甲温度低于乙,故,C错误;甲容器中10分钟时A的转化率为,此时反应未达平衡还会正向进行,故甲容器达到平衡时A的转化率大于25%,丙容器中B的起始浓度比甲大,平衡正向移动程度更大,A的转化率比甲平衡时更大,故丙中A平衡转化率大于25%,D正确;故选C。
19.(2026·山东烟台·二模)在恒容密闭容器中,用3 mol Ti和2 mol 为原料制备过程中的主要反应如下:
反应I:
反应II:
反应达平衡时,体系中部分物质的物质的量(n)随温度(T)变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B.时,的平衡转化率为30.0%
C.范围内任意温度下达平衡过程中,
D.时向容器内通入,重新达平衡时反应I和II的正反应速率均增大
【答案】D
【解析】由图可知,T0时的物质的量为1.8mol,的物质的量为0.9mol,二者中n(Cl)=1.8mol×3+0.9mol×2=7.2mol,T1时的物质的量为2.0mol,的物质的量为0.5mol,二者中n(Cl)=2.0mol×3+0.5mol×2=7.0mol,结合Cl元素守恒可知,的物质的量增大,反应I的平衡常数KI=,说明升高温度,反应I的平衡常数减小,反应I是放热反应,
随着温度升高,产物的物质的量增加,中间产物的物质的量减少。对于反应 II:,温度升高,增多,说明平衡向正反应方向移动,反应II是吸热反应,;对于反应I:,温度升高,减少,,A正确;在温度下,平衡时, ,反应 I 消耗 mol ,生成 mol ,反应II消耗 mol ,生成 mol ,平衡时:,,,,的消耗量为,转化率为,B正确;设反应I消耗 mol ,则生成 mol ,设反应II消耗 mol ,则消耗 mol ,平衡时的物质的量)mol,从图中可以看出,在范围内,平衡时始终大于0,即,,即,C正确;反应I的平衡常数KI=, 时向容器内通入,温度不变,平衡常数KI=不变,重新达到平衡时不变,反应II的平衡常数KII=不变,平衡时不变,则重新达平衡时反应I和II的正反应速率均不变,D错误;故选D。
20.(2026·河北沧州·二模)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义,将10 mol CH4和6 mol Br2通入2 L恒容密闭容器中,发生反应:
①
②
体系达到平衡时,、、与温度的关系如图所示,560℃时,体系压强比初始压强增加了。
下列说法正确的是
A.反应②在低温下能自发进行
B.图中曲线a代表CH3Br的物质的量随温度变化曲线
C.560℃时,Br2的平衡转化率约为58.3%
D.560℃时,体系5min达到化学平衡,CH4的平均消耗速率为0.35 mol·L-1·s-1
【答案】C
【分析】升高温度,反应①逆向移动,反应②正向移动,减小,增大,可知曲线a代表,曲线c代表,则曲线b代表;
【解析】反应②,,高温下能自发进行,A错误;根据分析,图中曲线a代表CH4的物质的量随温度变化曲线,B错误;560℃时,平衡时=,设CH4反应xmol,列三段式:,,平衡时气体总的物质的量为,体系压强比初始压强增加了,根据恒容体系压强比等于物质的量之比,有,x=3.5,Br2的平衡转化率58.3%,C正确;560℃时,体系5min达到化学平衡,由C分析知,CH4的平均消耗速率为=0.35 mol·L-1·min-1,D错误;故选C。
真题实战
1.(2026·河北·高考真题)25℃下,在的KI溶液中加入一定量,达平衡时,溶液中和(或)与pH的关系如图所示(溶液体积变化忽略不计):
已知:Ⅰ.时,体系中有存在;
Ⅱ.溶液中存在①;②。
下列说法正确的是
A.反应①的平衡常数
B.溶液中始终有,且时,的值随增大而减小
C.若在平衡体系中加入少量,和的平衡浓度均增大
D.若改变KI溶液的初始浓度,相同下达平衡时,的值不变
【答案】B
【分析】当pH<8.73时,体系中有存在。这意味着在pH≤8.73时,溶液中的处于饱和状态,其浓度保持恒定。
【解析】反应①的平衡常数,pH=7.5时,,根据碘元素守恒,初始,由于反应①消耗了转化为了,且物质的量之比为1:1,反应2在pH=7.5时产生的极少,趋近于0,可以忽略,所以此时平衡时: ,代入数据: ,A错误;当pH<8.73时,,对应关系成立,当pH>8.73时,反应② 右移,消耗 生成更多 ,因此始终满足 ;当时,,逐渐降低,K不变,故的值随增大而减小,B正确;当pH<8.73时,体系中已经存在,说明溶液中的已经达到了饱和溶液的溶解平衡。此时再加入少量的,不变,因此,化学平衡①和②都不会发生移动,和的平衡浓度都保持不变,C错误;反应②+3×反应①得到,平衡常数,,相同下意味着是定值,改变KI溶液的初始浓度,虽然平衡会发生移动,但只要体系中依然有剩余,由于溶解平衡的缓冲作用,的值就不会改变,此时是定值;当pH达到某一值时,改变,是变量,D错误;故选B。
2.(2026·重庆·高考真题)碘化铵()在分析检测和医药领域应用广泛。在刚性真空容器中,固体在某温度下快速分解:
反应1:
在时段,压强恒为(之前HI的分解量很小,可忽略)。
后压强发生变化,HI分解:
反应2:
后压强恒为。下列叙述错误的是
A.时段,
B.反应2的平衡常数
C.后减小体积,再达平衡后的压强与时相等
D.后升高温度,再达平衡后的体积分数与时相等
【答案】B
【分析】在时段,只有反应1发生且达到平衡,所以,;
后两个反应均平衡,压强恒为,设,分解的HI分压为,则,,总压: ,得。 结合,得,,,据此解答。
【解析】,该时段的平均反应速率等于分压变化量绝对值与时间的比值,,HI净分压变化,速率比: ,A正确;反应2:,平衡常数: ,B错误;、,根据物料关系,联立上式,推导可得,因此与体积无关,改变体积再平衡,HI压强不变,C正确;由反应1生成的NH3和HI(g)物质的量始终相等,反应2是反应前后气体分子数不变的反应,故体系中HI(g)、H2、I2(g)的物质的量之和始终等于反应1生成的HI物质的量,故的体积分数始终为50%,这一比例是化学计量关系决定的,不受温度或压强改变的影响,D正确;故选B。
3.(2026·湖北·高考真题)某溶液含有初始浓度为和配体酸。溶液中的部分物种分布系数随变化如图所示,除了、外不考虑其他含物种。已知时,电离常数的,。下列说法错误的是
A.时,溶液中有生成
B.时,
C.平衡常数的
D.点对应的溶液中,
【答案】D
【分析】pH较低时,未发生反应,、,随着pH升高,发生络合反应:,从0开始上升,据此解答。
【解析】从图像中可以看出,在之后,代表的平衡曲线就已经离开横轴(分布系数大于0),说明在时,已经有络合产物有生成,A正确;pH=3.25时,的,故;此时消耗的物质的量为,生成;由HL电离常数,得; 因此浓度顺序为,B正确;反应的平衡常数; 时,,约去后得; 由B项知,则,因此,C正确; c点即,根据物料守恒: 总L:, 总Zn:,两边乘2得: 联立两式消去相同项得:,代入得: ,D错误; 故选D。
4.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)二氧化碳、碳酸及其盐在自然界的迁移转化,是环境中碳循环的重要部分。常温下,H2CO3溶液中各含碳物种的分布系数δ与的变化关系如图
[比如:],的为。将足量置于纯水中得到饱和溶液。下列说法正确的是
A.M点的pH为5.66
B.在纯水中的溶解度为
C.该饱和溶液中,
D.反应的平衡常数为
【答案】C
【分析】低pOH(高pH,碱性环境)时,虚线占主导,因此虚线代表,中间区域实线占主导,代表,高pOH(低pH,酸性环境)时,点线占主导,代表;计算电离常数: 当pOH=3.67时,实线与虚线相交,即。此时pH=14-3.67=10.33,碳酸的二级电离常数,同理当pOH=7.65时,,求得碳酸的一级电离常数,据此解答。
【解析】M点是点线和虚线的交点,即。 根据,当两浓度相等时,,所以,即pH=8.34,A错误;若不考虑水解,溶解度满足,得;但实际上会水解为、,因此溶解度大于,B错误;根据物料守恒,,故最大;,可得①pc()-pc()=pKa2-pH=10.33-pH;Ksp=10-8.48,c()≈c(Ca2+),则pc()==4.24;Kh1=,c()≈c(OH-),2pOH=pKh1+pc()=3.67+4.24>3.67×2,pOH>3.67,pH<10.33。代入①得pc()>pc(),则c()<c(),C正确;平衡常数,代入、、,得,不是,D错误;故选C。
5.(2025·山东·高考真题)在恒容密闭容器中,热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:温度时,完全分解;体系中气相产物在、温度时的分压分别为、。下列说法错误的是
A.a线所示物种为固相产物
B.温度时,向容器中通入,气相产物分压仍为
C.小于温度时热解反应的平衡常数
D.温度时、向容器中加入b线所示物种,重新达平衡时逆反应速率增大
【答案】D
【分析】热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物,则其分解产物为和,其分解的化学方程式为,根据图数据分析可知,a线代表,b线代表,c线代表。由各线的走势可知,该反应为吸热反应,温度升高,化学平衡正向移动。
【解析】a线所示物种为,固相产物,A正确;温度时,向容器中通入,恒容密闭容器的体积不变,各组分的浓度不变,化学平衡不发生移动,虽然总压变大,但是气相产物分压不变,仍为,B正确;根据题给图像,升高温度时物质的量增加,由于反应是在恒容密闭容器中进行,分压 不断增大,在此固气体系中,热解平衡常数 ,随温度升高增大,说明该反应为△H>0的反应。因此,尽管T2温度时,完全分解,但升温至T3过程中,热解平衡常数Kp将不断增大,则在T3时的显然小于 Kp,(Q<K反应未达平衡),由此即可判断出此时,的分压p3小于平衡常数 Kp,C正确;若b线为气相产物,加入后分压增大,逆反应速率瞬时增大,平衡左移。重新平衡时,温度不变,平衡常数不变,气相产物分压不变,逆反应速率不变,D错误;故选D。
6.(2025·云南·高考真题)甲醛法测定的反应原理为。取含的废水浓缩至原体积的后,移取20.00mL,加入足量甲醛反应后,用的NaOH标准溶液滴定。滴定曲线如图1,含氮微粒的分布分数与pH关系如图2[比如:]。下列说法正确的是
A.废水中的含量为
B.c点:
C.a点:
D.的平衡常数
【答案】D
【解析】由图1中的信息可知,当加入NaOH标准溶液的体积为20.00mL时到达滴定终点,发生的反应有H++OH-=H2O、(CH2)6N4H++OH-=(CH2)6N4+H2O,由关系式~[]~4可知,由于待测液的体积和标准溶液的体积相同,因此,浓缩后的20.00mL溶液中,则原废水中,因此,废水中的含量为,A错误;c 点加入NaOH标准溶液的体积过量,得到NaOH、NaCl、(CH2)6N4的混合液,且浓度之比为1∶4∶1,由电荷守恒可知, ,由于c(Na+)>c(Cl-),,B错误;a点加入10.00mL的NaOH溶液,得到NaCl、(CH2)6N4HCl、HCl的混合液,且浓度之比为2∶1∶1,在溶液中水解使溶液显酸性,故c(H+)>c[(CH2)6N4H+],C错误;由图1和图2可知,当时,占比较高,,则由氮守恒可知,,两种粒子的浓度之比等于其分布分数之比,则的平衡常数 ,D正确;故选D。
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第03讲 化学平衡常数及其相关计算
内容导航
夯实基础·突破重难·分层提能
考情・分析解读(课标要求 考情解读 备考策略)
知识・归纳梳理(知识导图 核心梳理 方法归纳)
知识点01 化学平衡常数
知识点02 平衡常数的影响因素
知识点03 平衡常数的计算
知识点04 压强平衡常数
知识点05 转化率的计算
知识点06 转化率大小分析
重难・核心突破(核心提炼 解题技巧 命题探究)
考向01 化学平衡常数的表达式
考向02 化学平衡常数的计算
考向03 转化率的相关计算
解题技巧 平衡转化率的计算方法
考向04 压强平衡常数
解题技巧 压强平衡常书的计算方法
考向05 多平衡体系中平衡常数的计算
解题技巧 多平衡体系中平衡常数的计算方法
拔高・分层集训(基础演练 能力进阶 真题实战)
考情·分析解读
课标要求
1.了解化学平衡常数(K)的含义。
2.能利用化学平衡常数进行相关计算。
3.能正确计算化学反应的转化率(α)。
4.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。
考题统计
核心考点
2026年
2025年
2024年
考点01 化学平衡常数及其影响因素
贵州卷T10,3分
湖南卷T13,3分
黑吉辽蒙卷T14,3分
山东卷T10,4分
安徽卷T11,3分
湖南卷T14,3分
江苏卷T14,4分
山东卷T15,4分
考点02 化学平衡的有关计算
北京卷T12,3分
广东卷T15,3分
重庆卷T14,3分
甘肃卷T17(3)
湖南卷T18) (4)
·安徽卷T17(4)
吉林卷T10,3分
浙江6月卷T11,3分
辽宁卷T10,3分
考情解读
化学平衡常数及其相关计算是高考化学反应原理模块的重中之重,命题核心围绕浓度平衡常数(Kc)、压强平衡常数(Kp)及多重平衡常数的计算展开,常以陌生反应体系或真实化工生产为情境,结合转化率、产率、物质的量分数等数据,考查K的表达式书写、数值计算、K随温度的变化规律及应用K判断反应方向等。近年新高考特别强调Kp的计算、多重平衡体系中平衡常数的拆分与组合、速率常数与平衡常数关联分析等,对数据处理与综合推理能力要求较高。
备考策略
一要熟练掌握Kc与Kp的表达式的书写规范,注意纯固体、纯液体及溶剂不写入表达式的基本规则。
二要熟练运用“三段式法”进行平衡常数计算,掌握物质的量分数、体积分数与分压之间的换算技巧。
三要重点突破多重平衡体系中常数的拆分与组合运算,理解多个反应耦合时平衡常数之间乘除关系。
四要关注Kp在近年高考中的高频考查趋势,强化分压计算与总压、分压系数关系的专项训练。
五要重视速率常数与平衡常数的关联分析等新考向,提升数据处理与综合计算能力。
基础・知识梳理
知识导图
核心梳理
知识点1 化学平衡常数
1.平衡常数的含义
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物 之积与反应物 之积的比值是一个常数,用符号K表示。
2.平衡常数的表达式
(1)对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),K=。
(2)固体或纯液体的浓度视为 ,通常不计入平衡常数表达式
如C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式K=;Fe3+(aq)+3H2O(l)Fe(OH)3(s)+3H+(aq)的平衡常数表达式K=。
知识点2 平衡常数的影响因素
1.平衡常数的意义及影响因素
(1)K值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度 。
(2)K只受 影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
(4)平衡常数与反应方程式的关系
①在相同温度下,对于给定的可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数,即K正=。
②方程式乘以某个系数x,则平衡常数变为原来的x次方。
③两方程式相加得总方程式,则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的乘积,即K总=K1·K2。
2.平衡常数的应用
(1)判断 进行程度或进行方向
对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),若浓度商Q=,则将浓度商和平衡常数作比较可判断可逆反应所处的状态。
(2)判断可逆反应的热效应
知识点3 平衡常数的计算
如反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L-1、b mol·L-1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L-1。
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
起始量(mol/L) a b 0 0
变化量(mol/L) mx nx px qx
平衡量(mol/L) a-mx b-nx px qx
则平衡常数:K=。
知识点4 压强平衡常数
1.压强平衡常数
表达式(以aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)为例)
Kp=[p(X):X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。
2.压强平衡常数的计算
(1)步骤
第一步,根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度;
第二步,计算各气体组分的物质的量分数或体积分数;
第三步,根据分压计算公式求出各气体物质的分压,某气体的分压=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数);
第四步,根据平衡常数计算公式代入计算。
例如,N2(g)+3H2(g)2NH3(g),压强平衡常数表达式为Kp=。
(2)计算Kp的答题模板
N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)(平衡时总压为p0)
n(始) 1 mol 3 mol 0
Δn 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
n(平) 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
p(X) p0 p0 p0
Kp=
知识点5 转化率的计算
1.一个模式——“三段式”
如反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L-1、b mol·L-1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L-1。
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
起始量(mol/L) a b 0 0
变化量(mol/L) mx nx px qx
平衡量(mol/L) a-mx b-nx px qx
则有①平衡常数:K=。
②A的平衡浓度:c(A)= mol·L-1。
③A的转化率:α(A)=×100%,α(A)∶α(B)=∶=。
④A的体积分数:φ(A)=×100%。
⑤平衡压强与起始压强之比:=。
⑥混合气体的平均密度(混)= g·L-1。
⑦混合气体的平均摩尔质量= g·mol-1。
2.四个计算公式
(1)反应物的转化率=×100%=×100%。
(2)生成物的产率:实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲,转化率越大,原料利用率越高,产率越大。
产率=×100%。
(3)平衡时混合物组分的百分含量=×100%。
(4)某组分的体积分数=×100%。
知识点6 转化率大小分析
判断反应物转化率,主要有以下几种情况:
反应类型
条件的改变
反应物转化率的变化
有多种反应物的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
恒容时只增加反应物A的用量
反应物A的转化率减小,反应物B的转化率增大
同等倍数地增大反应物A、B的量
恒温恒压条件下
反应物转化率
恒温恒容条件下
m+n>p+q
反应物A和B的转化率均
m+n<p+q
反应物A和B的转化率均
m+n=p+q
反应物A和B的转化率均
只有一种反应物的可逆反应:mA(g)nB(g)+pC(g)
增加反应物A的用量
恒温恒压条件下
反应物转化率
恒温恒容条件下
m>n+p
反应物A的转化率
m<n+p
反应物A的转化率
m=n+p
反应物A的转化率
重难・核心突破
考向01 化学平衡常数的表达式
【例1】(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
【变式探究】(2026·江苏镇江·模拟预测)制备羰基硫的反应: 。下列说法正确的是
A.已知该反应在高温条件下能自发进行,则
B.该反应的平衡常数
C.反应的(表示键能,相关物质的结构式分别为O=C=O、H-S-H、S=C=O、H-O-H)
D.高温或使用催化剂均可提高的平衡转化率
【变式探究】(2026·山东青岛·三模)T℃下在某容积可变的密闭容器中加入2 mol X气体,发生反应,改变压强分别达到平衡时,测得不同压强下X的物质的量浓度如下表。下列说法正确的是
压强
0.20
0.40
1.00
2.00
5.00
A.
B.时,气体X的平衡转化率大于时的平衡转化率
C.保持,再加入2 mol X,重新达平衡时,体系中气体总物质的量为4 mol
D.时,该反应的平衡常数表达式为
考向02 化学平衡常数的计算
【例2】(2026·河南开封·模拟预测)常温下,体系中存在平衡关系:、、、,含Cd微粒分布分数δ(含Cd的某种微粒物质的量/所有含Cd微粒物质的量之和)与的关系如图所示。下列说法正确的是
A.时体系中微粒浓度关系:
B.向的平衡体系中加水稀释,体系中与的浓度之比减小
C.曲线Ⅲ对应的主要平衡过程为、
D.的平衡常数K的值约为
【变式探究】(2026·江苏连云港·模拟预测)循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线,主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
恒压条件下,按和投料反应,低于时反应Ⅲ可忽略。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化如图所示。已知:。
下列说法正确的是
A.曲线丙表示的选择性
B.时达平衡后压缩容器体积,重新平衡后和的物质的量之比减小
C.,随温度升高,的平衡转化率下降的原因是反应Ⅲ中的消耗量大于反应Ⅱ中的生成量
D.时反应Ⅲ的平衡常数为
【变式探究】(2026·湖南岳阳·三模)苯催化加氢制备环己烷的原理如下: 向密闭反应器中按方程式的计量数之比投料合成环己烷,固定苯的平衡转化率分别为0.4、0.5、0.6,探究温度、压强的关系如图所示。已知:平衡体系中,用各组分的物质的量分数(x)计算的平衡常数叫做物质的量分数平衡常数()。
下列叙述正确的是
A.曲线Ⅰ代表苯的平衡转化率为0.4 B.反应热
C. D.
考向03 转化率的相关计算
【例3】(2026·陕西榆林·模拟预测)直接氧化制备氯气发生反应: 。下图为容积一定的容器中,进料浓度比分别等于1、4、7时平衡转化率随温度变化的关系。下列分析正确的是
A.代表进料浓度比的是曲线①
B.当,时,的平衡转化率为80%
C.平衡常数小于
D.当,加入催化剂,可提高的平衡产率
解题技巧 平衡转化率的计算
①在同一条件下,平衡转化率是该条件下的最大的转化率。
②产率=×100%,“产率”不一定是平衡状态下的。
③催化剂可以提高未达到平衡的产率,但是不能提高平衡转化率。
④平衡时混合物组分的百分含量=×100%。
【变式探究】(2026·河北衡水·一模)甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
条件下,1mol和9mol发生上述反应达平衡状态时,体系中、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法错误的是
A.550℃时,的平衡转化率为20%
B.550℃反应达平衡状态时,
C.其他条件不变,在400~550℃范围,平衡时的物质的量随温度升高而增大
D.其他条件不变,减压有利于增大平衡时的物质的量
【变式探究】(2026·湖北襄阳·模拟预测)常温下,将的混合气体以较低的恒定流速通过装有催化剂的恒容反应管,发生如下反应(忽略其他副反应): ; 。控制起始时混合气体总压,测得转化率、出口处与的关系如图所示(虚线表示该条件下的平衡转化率)。下列说法错误的是
A.为得到更多的,可适当增大混合气体中的含量
B.时,的转化率为72%
C.其他条件不变,温度越高,的平衡转化率越大
D.其他条件不变,时,延长反应时间,不变
考向04 压强平衡常数
【例4】(2026·内蒙古包头·一模)(沸点43℃,结构如图甲所示)可由反应制得。在总压分别为0.10MPa、0.50MPa、1.0MPa、2.0MPa下,反应达平衡时的体积分数x与温度的关系如图乙所示。已知:用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数。
下列说法错误的是
A.Ni基态原子价电子的轨道表示式:
B.晶体的类型:分子晶体
C.、100℃时压强平衡常数
D.、100℃时CO的平衡转化率
解题技巧 压强平衡常数(Kp)的计算流程
【变式探究】(2026·山东青岛·一模)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂,工业上制备原理如下:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)ΔH<0,恒容密闭容器中按不同的投料比充入SO2(g)和Cl2(g),测定某温度下体系达平衡时的Δp,结果如图。已知:Δp=p0-pt,p0=240 kPa为体系初始压强;pt为体系平衡压强。
下列说法错误的是
A.图甲能准确表示该温度下Δp随进料比变化的曲线是④
B.图甲中,该温度下产物SO2Cl2平衡时物质的量分数的最大值约为43%
C.图乙中温度关系为T3>T2>T1
D.图乙T1温度下,平衡常数Kp=0.06 -1
【变式探究】(2026·广西柳州·模拟预测)376.8 ℃时,反应①W(s)⥫⥬X(s)+Y(s)+2Z(g)的平衡常数Kp=1.0×104 Pa2。该条件下,在一硬质玻璃烧瓶中加入过量W,抽真空后,通过一支管通入M蒸气(然后将支管封闭)。M蒸气初始压强为20.0 kPa,发生反应②2N(g)⥫⥬Z(g) +M(g),平衡时,测得烧瓶中压强为32.5 kPa。下列说法错误的是( )
A.平衡时p(N)= 24.8 kPa
B.反应②的平衡常数Kp的计算式为
C.增大压强,达到新平衡时Z的浓度变小
D.降低温度,Z的产率是否增大不能确定
考向05 多平衡体系中平衡常数的计算
【例5】(2026·江苏南京·模拟预测)二甲醚是一种清洁能源,用水煤气制取二甲醚的原理如下:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)
Ⅱ.2CH3OH(g)⥫⥬CH3OCH3(g)+H2O(g)
500 K时,在2 L密闭容器中充入4 mol CO和8 mol H2,4 min达到平衡,平衡时CO的转化率为80%,且2c(CH3OH)=c(CH3OCH3),则:
(1)0~4 min,反应Ⅰ的v(H2)= 。
(2)反应Ⅱ中CH3OH的转化率α= ,反应 Ⅰ 的平衡常数K= 。
解题技巧 多平衡体系中平衡常数的计算
解题关键是理清守恒关系:反应体系中,任何状态均遵循原子守恒,利用原子守恒和“三段式”理清起始量、转化量、平衡量之间的关系。原子守恒法解题基本思路:
【变式探究】(2026·山东潍坊·三模)SiHCl3是制造多晶硅的原料,可由Si和SiCl4耦合加氢得到,相关反应如下:
Ⅰ.SiCl4(g)+H2(g)===SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH1=+52 kJ·mol-1
Ⅱ.Si(s)+3HCl(g)===SiHCl3(g)+H2(g) ΔH2=-236 kJ·mol-1
Ⅲ.Si(s)+SiCl4(g)+2H2(g)===2SiH2Cl2(g) ΔH3=+16 kJ·mol-1
Ⅳ.Si(s)+3SiCl4(g)+2H2(g)===4SiHCl3(g) ΔH4=-80 kJ·mol-1
在压强为p0的恒压体系中通入2.0 mol H2和1.0 mol SiCl4,达到平衡时,气体组分的物质的量分数随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知:Kp为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。
①图中n代表的组分为 (填化学式)。
②750 K时,反应Ⅲ的平衡常数Kp= (列出计算式)。
③750 K时,SiCl4的平衡转化率为f,消耗硅的物质的量为 mol(列出计算式)。
【变式探究】(2026·湖北十堰·模拟预测)一定温度下,CO、C2H4和H2(体积比为x∶2∶1)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器(入口压强为100 kPa)发生反应ⅰ:2C2H4(g)⥫⥬C4H8(g) ΔH1=-104.7 kJ·mol-1和ⅱ:2C2H4(g)+H2(g)⥫⥬C4H10(g) ΔH2=-230.7 kJ·mol-1,有CO存在时,反应ⅱ的反应进程如图1所示。随着x的增加,C2H4的转化率和产物的选择性(选择性=×100%)如图2所示。
①根据图1,写出生成C4H10的决速步反应式 ;C4H10的选择性大于C4H8的原因是 。
②结合图2,当x≥2时,混合气体以较低的流速经过恒容反应器时,反应近似达到平衡,随着x的增大,C2H4的转化率减小的原因是 ; 当x=2时,该温度下反应ⅱ的Kp= (kPa)-2(保留两位小数)。
拔高・分层集训
基础演练
1.(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
2.(2026·河南郑州·模拟预测)将缓缓通入一定浓度的溶液中,混合液中含物种的分布系数δ[如]、与的关系曲线如图所示。下列说法错误的是
A.曲线乙为随pNH3的变化曲线
B.的平衡常数
C.c点坐标中的x=3.6
D.d点溶液中:
3.(2026·山西忻州·模拟预测)常温下,在绝热恒容容器中充入气体X发生反应,容器中v(X)和c(X)随反应时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.曲线m表示v(X)随反应时间t的变化曲线
B.3 min时,该反应的平衡常数约为1.11
C.若绝热改为恒温,保持其他条件不变,平衡时容器中X的体积分数小于33.3%
D.10 min时,
4.(2026·河北邯郸·模拟预测)室温下,将0.1mol AgCl置于0.1mol·L-1 NH4NO3溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,Ag++ NH3 [Ag(NH3)]+和Ag++ 2NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数分别为K1和K2,的水解常数Kh()= 10-9.25 。下列说法错误的是
pX=-lg[c(X)/(mol·L-1)]X代表Ag+、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+或NH3
A.D点:c()+c(OH-)> 0.1-c(H+)
B.I代表Ag+的变化曲线
C.C点:c(NH3)= 10-3.52
D.K2 = 107.04
5.(2026·山西朔州·二模)已知电离常数。常温下,向溶液中加NaOH固体,保持溶液中Cr(Ⅵ)总浓度不变,溶液中各种价Cr元素物种的浓度随溶液pH的变化如图所示。已知溶液中存在平衡:,下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ表示,是二元弱酸
B.r点溶液:
C.常温下,的平衡常数
D.常温下,溶液能使pH试纸变蓝
6.(2026·江苏镇江·三模)二氧化碳是廉价可持续的碳源,其转化为甲醇能减碳增效、推动可持续发展。其转化过程可能涉及到的反应:
ⅰ.
ⅱ.
向体积为的恒容密闭容器中分别充入、,实际转化率和平衡转化率以及的实际选择性和平衡时选择性随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是
已知:生成物的选择性
A.反应
B.时,反应ⅱ的平衡常数
C.其他条件不变,在通过延长反应时间最多还可增加
D.温度高于时,其他条件不变,增大压强,平衡体系中增大
7.(2026·云南昆明·三模)H2L为有机酸性配体,其,,与Fe(Ⅲ)形成的配合物可应用于医药、水处理等研究领域。时,溶液体系中,、,含铁物种的分布系数[]与pH的关系如图所示。已知:。下列说法错误的是
A.图中代表[FeL]+的是曲线Ⅰ
B.的平衡常数
C.当时,体系中
D.当pH=10时,体系中
8.(2026·辽宁沈阳·二模)CuCl2溶液中存在氯化配合反应: ,已知常温下K值依次减小,改变1.0×10-4 mol/L CuCl2溶液中Cl-的起始浓度,测得含铜元素微粒分布系数δ与Cl-平衡浓度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线c表示[CuCl]+的物种分布系数 B.Q点Cu2+转化率为43%
C.P点溶液中c(Cl-)=0.75 mol/L D.Cu2++2ClCuCl2 K≈0.77
9.(2026·山东临沂·一模)将和通入恒容密闭容器发生反应: 。,温度时物质的量分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为,、温度时反应速率常数k分别为、;是以物质的量分数表示的平衡常数。下列说法错误的是
A.
B.温度下,容器容积减小一半,不变
C.温度下,平衡时的转化率为
D.,温度下达平衡时反应速率的比值:
10.(2026·江苏南通·模拟预测)一定条件下,甲烷和水蒸气催化制氢的主要反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
在条件下,将和的混合气体投入反应器中。平衡时,各组分的物质的量分数随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是
A.,
B.曲线m表示的是
C.600℃时,的平衡转化率为59.26%
D.恒温恒压下向体系中通入Ar会降低的平衡产率
能力进阶
11.(2026·河南南阳·三模)一定条件下,在一定容积的密闭容器中,使用CuCl2作催化剂,制取Cl2时发生反应 ⇌2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116 kJ·mol-1,在某条件(L)一定时,HCl的平衡转化率分别随另一条件(X)和进料比 的变化关系如图所示,其中L(L1、L2、L3)、X分别代表压强或温度。
下列说法正确的是
A.X代表的物理量是温度
B.L1、L2、L3的关系为
C.实际生产中,其他条件一定时,进料比越小越好
D.若 HCl的初始浓度为 M点的平衡常数K=
12.(2026·湖北武汉·模拟预测)室温下,溶液中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系如图1所示,或悬浊液中与或的关系如图2所示。下列说法正确的是
A.反应的平衡常数
B.溶液中存在
C.图2中表示的直线为a
D.调节溶液,向其中滴加溶液先生成沉淀
13.(2026·江苏泰州·模拟预测)甲烷在一定条件下催化重整制,发生如下反应:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
条件,和发生上述反应达平衡状态时,体系中、、和的物质的量分数随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法不正确的是
A.曲线③表示平衡时的物质的量分数随温度的变化
B.时,和的平衡转化率相同
C.其他条件不变,在范围,平衡时的物质的量随温度升高而减小
D.时,反应Ⅱ的化学平衡常数
14.(2026·湖北武汉·模拟预测)某温度时,氯水中存在如下反应(不考虑其他反应):
Ⅰ. K1=10−4.2
Ⅱ. K2
Ⅲ. Ka
体积为1 L 的氯水中,测得含氯微粒pX随pH变化如图所示[pX=−lgc(X),X表示(aq),(aq),(aq)和(aq)。该温度Ksp()=10−9.7;忽略溶液体积变化。下列说法错误的是
A.丙线所示物种为
B.该温度下K2=10−2
C.a点溶液pH=7.5
D.向b点溶液中加入17 mg ,无沉淀产生
15.(2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)甲酸是基本有机化工原料之一,它有两种可能的分解反应:
反应I:
反应Ⅱ:
一定压强下,向密闭容器中充入一定量的HCOOH气体,平衡体系中CO或的选择性和HCOOH的转化率随温度变化曲线如图所示。
已知:CO的选择性
下列说法正确的是
A.曲线I代表H2的选择性
B.400℃时CO2的体积分数约为
C.反应Ⅰ:
D.升高温度,两个反应的正反应速率均减小,逆反应速率均增大
16.(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)温度下,由a与b制备c涉及的反应如下:
反应I: 反应II:
向恒容密闭容器中充入nmola(g)和1.0molb(g)进行上述反应,平衡体系内a、c、d的物质的量分数随a的起始投料n的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线③代表a的物质的量分数随a的起始投料n的变化关系
B.反应II的平衡常数
C.当n=2.0时,若某时刻体系中a(g)的物质的量分数为20%,则此时
D.若升高温度,Q点将左移
17.(2026·湖南长沙·三模)室温下,某溶液初始时仅溶有和且浓度相等,同时发生以下两个反应:①②。反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为、为速率常数。反应体系中组分、的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是
A.时间段内,的平均反应速率为
B.反应开始后,体系中和的浓度之比保持不变
C.如果反应能进行到底,反应结束时的转化为
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
18.(2026·甘肃张掖·一模)一定条件下,分别在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入反应物A和B,发生反应: ,200℃时该反应的化学平衡常数K=1,反应体系中各物质的物质的量浓度的相关数据如下:
容器
温度℃
起始时反应物的浓度/(mol·L⁻¹)
10分钟时生成物的浓度/(mol·L⁻¹)
甲
200
6
2
1
乙
300
6
2
0.8
丙
200
6
3
下列说法错误的是
A.甲容器中,10分钟内反应物A的平均化学反应速率
B.乙容器中,10分钟时
C.
D.丙容器中,达到化学平衡状态时反应物A的转化率大于25%
19.(2026·山东烟台·二模)在恒容密闭容器中,用3 mol Ti和2 mol 为原料制备过程中的主要反应如下:
反应I:
反应II:
反应达平衡时,体系中部分物质的物质的量(n)随温度(T)变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B.时,的平衡转化率为30.0%
C.范围内任意温度下达平衡过程中,
D.时向容器内通入,重新达平衡时反应I和II的正反应速率均增大
20.(2026·河北沧州·二模)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义,将10 mol CH4和6 mol Br2通入2 L恒容密闭容器中,发生反应:
①
②
体系达到平衡时,、、与温度的关系如图所示,560℃时,体系压强比初始压强增加了。
下列说法正确的是
A.反应②在低温下能自发进行
B.图中曲线a代表CH3Br的物质的量随温度变化曲线
C.560℃时,Br2的平衡转化率约为58.3%
D.560℃时,体系5min达到化学平衡,CH4的平均消耗速率为0.35 mol·L-1·s-1
真题实战
1.(2026·河北·高考真题)25℃下,在的KI溶液中加入一定量,达平衡时,溶液中和(或)与pH的关系如图所示(溶液体积变化忽略不计):
已知:Ⅰ.时,体系中有存在;
Ⅱ.溶液中存在①;②。
下列说法正确的是
A.反应①的平衡常数
B.溶液中始终有,且时,的值随增大而减小
C.若在平衡体系中加入少量,和的平衡浓度均增大
D.若改变KI溶液的初始浓度,相同下达平衡时,的值不变
2.(2026·重庆·高考真题)碘化铵()在分析检测和医药领域应用广泛。在刚性真空容器中,固体在某温度下快速分解:
反应1:
在时段,压强恒为(之前HI的分解量很小,可忽略)。
后压强发生变化,HI分解:
反应2:
后压强恒为。下列叙述错误的是
A.时段,
B.反应2的平衡常数
C.后减小体积,再达平衡后的压强与时相等
D.后升高温度,再达平衡后的体积分数与时相等
3.(2026·湖北·高考真题)某溶液含有初始浓度为和配体酸。溶液中的部分物种分布系数随变化如图所示,除了、外不考虑其他含物种。已知时,电离常数的,。下列说法错误的是
A.时,溶液中有生成
B.时,
C.平衡常数的
D.点对应的溶液中,
4.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)二氧化碳、碳酸及其盐在自然界的迁移转化,是环境中碳循环的重要部分。常温下,H2CO3溶液中各含碳物种的分布系数δ与的变化关系如图
[比如:],的为。将足量置于纯水中得到饱和溶液。下列说法正确的是
A.M点的pH为5.66
B.在纯水中的溶解度为
C.该饱和溶液中,
D.反应的平衡常数为
5.(2025·山东·高考真题)在恒容密闭容器中,热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:温度时,完全分解;体系中气相产物在、温度时的分压分别为、。下列说法错误的是
A.a线所示物种为固相产物
B.温度时,向容器中通入,气相产物分压仍为
C.小于温度时热解反应的平衡常数
D.温度时、向容器中加入b线所示物种,重新达平衡时逆反应速率增大
6.(2025·云南·高考真题)甲醛法测定的反应原理为。取含的废水浓缩至原体积的后,移取20.00mL,加入足量甲醛反应后,用的NaOH标准溶液滴定。滴定曲线如图1,含氮微粒的分布分数与pH关系如图2[比如:]。下列说法正确的是
A.废水中的含量为
B.c点:
C.a点:
D.的平衡常数
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