周周练3 化学平衡状态 化学平衡常数-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参（人教版）

**基本信息** 聚焦化学平衡状态与常数核心考点，精选改编2025-2026年安徽卷、北大附中期末等真题，适配高中周测，强化平衡判断与计算能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题|平衡状态判断（如第1题可逆反应特征）、平衡常数计算（第3题高炉炼铁K值分析）、反应速率与移动（第6题恒容体系速率计算）|结合工业情境（甲酸分解、乙烷氧化），改编近年真题| |非选择题|2题|图表数据处理（第11题CO₂与CH₃OH浓度变化）、分压平衡常数（第12题FeSO₄分解Kp计算）|综合三段式、速率常数等方法，体现科学思维梯度|

周周练3　化学平衡状态　化学平衡常数 1．对于可逆反应M＋N⥫⥬Q达到平衡时，下列说法正确的是(　　) A．M、N、Q的物质的量浓度一定相等 B．M、N全部变成了Q C．反应混合物各成分的百分含量不再变化 D．反应已经停止 解析：选C。反应平衡时各物质的物质的量浓度是否相等取决于起始时各物质的物质的量浓度和转化的程度，所以平衡时M、N、Q的物质的量浓度不一定相等，故A错误；该反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，存在反应限度，故B错误；反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，但反应速率不为0，反应未停止，故D错误。 2．(2025·安徽卷改编)通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应： a．HCOOH(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋26.3 kJ·mol-1 b．HCOOH(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－14.9 kJ·mol-1 一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的HCOOH(g)，发生上述两个分解反应，下列说法中能表明反应达到平衡状态的是(　　) ①气体密度不变 ②气体总压强不变 ③H2O(g)的浓度不变 ④CO和CO2的物质的量相等 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 解析：选C。反应中涉及的物质均为气体，混合气体的总质量不变，容器容积也不变，则气体密度始终不变，故气体密度不变不能说明反应达到平衡状态，①错误；由反应a、b可知气体总物质的量是变量，已知温度和容器容积不变，根据pV＝nRT可知气体总压强会随气体总物质的量而改变，因此当气体总压强不变时，气体总物质的量也不变，反应达到平衡状态，②正确；若H2O(g)的浓度不变，则反应a的正、逆反应速率相等，反应a达到平衡，此时HCOOH(g)的浓度也不变，则反应b也达到平衡，③正确；CO和CO2的物质的量相等，无法说明正、逆反应速率相等，则无法说明反应达到平衡状态，④错误。 3．(2026·北大附中高二期末)高炉炼铁以铁矿石(主要成分为Fe2O3)、焦炭、空气为原料，主要发生反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)⥫⥬2Fe(s)＋3CO2(g)。该反应在不同温度的平衡常数见下表： 温度/℃ 1 000 1 150 1 300 平衡常数 64.0 50.7 42.9 下列说法不正确的是(　　) A．该反应的ΔH<0 B．利用空气将焦炭转化为CO，有利于增大铁的生成速率 C．其他条件一定时，增加高炉的高度不能改变平衡气体中CO的含量 D．1 000 ℃，当尾气中CO与CO2的体积分数分别达到15%和25%时，反应达到平衡 解析：选D。由题表可知，温度升高平衡常数减小，说明反应放热，ΔH<0，A正确；利用空气将焦炭转化为CO，反应物CO浓度增大，反应速率增大，B正确；增加高炉的高度不改变平衡状态，CO的含量不变，C正确；1 000 ℃时的平衡常数K＝64.0，当尾气中CO与CO2的体积分数分别达到15%和25%时，浓度商Q＝＝()3≈4.63<K，反应未达到平衡，D错误。 4．(2026·潍坊高二统考)一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2Al2O3(s)＋6Cl2(g)⥫⥬4AlCl3(g)＋3O2(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是(　　) ①混合气体的密度不变　②n(Cl2)∶n(AlCl3)∶n(O2)＝6∶4∶3　③容器内物质的总质量不变　④Al2O3的质量不变　⑤混合气体的平均相对分子质量不变　⑥v正(Cl2)＝2v正(O2) A．①③④⑤ B．①④⑤⑥ C．①④⑤ D．①②③⑥ 解析：选C。反应在恒容密闭容器中进行，容器容积V不变，反应中Al2O3是固体，气体质量会随反应进行改变，根据ρ＝，当混合气体密度不变时，说明气体质量不变，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，①正确。n(Cl2)∶n(AlCl3)∶n(O2)＝6∶4∶3只是反应中各物质的物质的量之比等于化学计量数之比，不能说明各物质的物质的量不再变化，无法判断反应是否达到平衡，②错误。反应在恒容密闭容器中进行，即使反应未达到平衡，容器内物质总质量也不变，所以不能据此判断反应是否达到平衡，③错误。Al2O3的质量不变，说明其消耗量和生成量相等，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，④正确。反应前后气体的物质的量发生变化，气体质量也发生变化，混合气体的平均相对分子质量M＝，当M不变时，说明m总和n总不再变化，反应达到平衡状态，⑤正确。v正(Cl2)和v正(O2)均为正反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡，⑥错误。 5．某温度下，C(s)和H2O(g)在密闭容器中发生反应①C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)；②CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)。当达到平衡时，c(H2)＝1.9 mol·L-1，c(CO)＝0.1 mol·L-1，则平衡时c(CO2)等于(　　) A．0.1 mol·L-1　　　　 B．0.9 mol·L-1 C．1.8 mol·L-1 D．1.9 mol·L-1 解析：选B。设反应②生成CO2的浓度为x mol·L-1，反应①生成H2的浓度为y mol·L-1，则： 　　　　　　C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g) 0 0 y y CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g) y 0 y x x x y－x x x＋y 故，解得x＝0.9，y＝1。 6．(2026·南充高二质检)某温度下，将等物质的量的气体A、B混合于容积为2 L的恒容密闭容器中，发生反应A(g)＋3B(g)⥫⥬2C(g)＋2D(g)，经2 min后测得B的物质的量分数为25%，以D的浓度变化表示的反应速率v(D)＝0.25 mol/(L·min)。下列说法正确的是(　　) A．2 min时，B的浓度为1.5 mol/L B．反应时，向容器中通入氦气，容器内压强增大，化学反应速率增大 C．A、B起始物质的量均为3 mol D．若混合气体的平均相对分子质量不变，则表明该反应已达到平衡状态 解析：选C。2 min时，n(D)＝0.25 mol/(L·min)×2 L×2 min＝1 mol，设起始时加入A、B的物质的量为a mol，列三段式： 　　　A(g)　＋　3B(g)　⥫⥬2C(g)＋2D(g) 起始量/mol a a 0 0 转化量/mol 0.5 1.5 1 1 2 min量/mol a－0.5 a－1.5 1 1 由2 min后B的物质的量分数为25%可得，×100%＝25%，解得a＝3。 2 min时，B的物质的量为3 mol－1.5 mol＝1.5 mol，浓度为＝0.75 mol/L，A错误；恒容时，向容器中通入氦气，各物质的浓度不变，反应速率不变，B错误；反应前后气体的质量不变，物质的量也不变，故平均相对分子质量恒定不变，平均相对分子质量不变，不能表明该反应已达到平衡状态，D错误。 7．(2026·南京高二月考)加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g)⥫⥬N2O3(g)＋O2(g)；②N2O3(g)⥫⥬N2O(g)＋O2(g)。在容积为2 L 的密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到 t ℃，达到平衡状态后n(O2)＝9 mol，n(N2O3)＝3.4 mol。t ℃时反应①的平衡常数为(　　) 　　　　　　　　　　　　　 A．10.7 B．8.5 C．9.6 D．10.2 解析：选B。设反应②分解的N2O3的物质的量为x mol，则反应①中生成(x＋3.4) mol N2O3，N2O5分解了(x＋3.4) mol，同时生成(x＋3.4) mol O2，反应②中生成x mol O2，即x＋3.4＋x＝9，解得x＝2.8，所以平衡后c(N2O5)＝0.9 mol·L-1，c(N2O3)＝1.7 mol·L-1，c(O2)＝4.5 mol·L-1，反应①的平衡常数K＝＝＝8.5。 8．CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为C2H6(g)＋CO2(g)⥫⥬C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋177 kJ·mol-1　K 该反应的历程分为如下两步： 反应①：C2H6(g)⥫⥬C2H4(g)＋H2(g)(快反应)　ΔH1　K1 反应②：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)(慢反应)　ΔH2＝＋42 kJ·mol-1　K2 下列说法正确的是(　　) A．当c(C2H6)＝c(C2H4)时，反应一定达到平衡 B．相比于提高c(C2H6)，提高c(CO2)对主反应速率影响更小 C．K＝ D．ΔH1＝＋135 kJ·mol-1 解析：选D。反应达到平衡时，各物质的浓度不再发生改变，当c(C2H6)＝c(C2H4)时，不能说明乙烷、乙烯的浓度不再发生改变，则反应不一定达到平衡状态，A错误；反应②为慢反应，则总反应的反应速率取决于反应②，提高c(C2H6)不能使反应②的速率增大，而提高c(CO2)可以使反应②的速率增大，进而提高主反应的反应速率，因此提高c(CO2)对主反应速率影响更大，B错误；根据盖斯定律，由反应①＋反应②可得C2H6(g)＋CO2(g)⥫⥬C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)，化学平衡常数K＝＝×＝K1·K2，ΔH1＝ΔH－ΔH2＝＋177 kJ·mol-1－42 kJ·mol-1＝＋135 kJ·mol-1，C错误，D正确。 9．(2026·福州高二检测)将0.8 mol I2(g)和1.2 mol H2(g)置于容积为1 L的密闭容器中，在一定温度下发生反应I2(g)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)　ΔH<0并达到平衡。HI的体积分数随时间的变化见下表： 时间/min 1 2 3 4 5 6 7 条件Ⅰ 26% 42% 52% 57% 60% 60% 60% 条件Ⅱ 20% 33% 43% 52% 57% 65% 65% 下列说法正确的是(　　) A．在条件Ⅰ下，该反应的平衡常数K＝10 B．在条件Ⅱ下，达到平衡时，I2(g)的转化率为81.25% C．在条件Ⅰ下，从开始反应至5 min，用H2的浓度变化表示的反应速率为0.10 mol/(L·min) D．条件Ⅰ与条件Ⅱ相比，条件Ⅰ的平衡常数较大 解析：选B。在条件Ⅰ下，设平衡时消耗I2的浓度为x mol/L，根据反应I2(g)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)可知，平衡时I2(g)、H2(g)、HI(g)的浓度分别为(0.8－x) mol/L、(1.2－x) mol/L、2x mol/L，平衡时HI的体积分数为60%，即×100%＝60%，解得x＝0.6，该反应的平衡常数K＝＝12，A错误；在条件Ⅱ下，设平衡时消耗I2的浓度为y mol/L，根据A项分析，达到平衡时，×100%＝65%，解得y＝0.65，所以I2(g)的转化率为×100%＝81.25%，B正确；由A项分析可知，在条件Ⅰ下，从开始反应至5 min，用H2的浓度变化表示的反应速率为＝0.12 mol/(L·min)，C错误；条件Ⅰ下该反应的平衡常数K＝12，根据B项分析，条件Ⅱ下该反应的平衡常数K＝≈20.5，故条件Ⅱ的平衡常数较大，D错误。 10．(2026·石家庄二十四中高二月考) T ℃时，向某恒温恒容密闭容器中充入等物质的量的CH4(g)和CO2(g)，发生反应CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)，测得体系中CH4(g)和CO(g)的物质的量浓度随时间变化如上图所示。下列说法错误的是(　　) A．点B的坐标为(5，0.50) B．反应进行到5 min时，反应达到平衡 C．CO2(g)的平衡转化率约为33.3% D．T ℃时，该反应的平衡常数为 解析：选B。在5 min时CH4(g)的浓度减小(1.00－0.75) mol·L-1＝0.25 mol·L-1，反应产生CO的浓度为0.50 mol·L-1，B点的坐标为(5，0.50)，A正确；反应进行到5 min，CH4(g)的浓度还在减小，说明反应正向进行，B错误；平衡时CH4(g)的浓度与CO2(g)的浓度相等，均为 mol·L-1，初始时CO2(g)的浓度为1.00 mol·L-1，故CO2(g)的平衡转化率为×100%≈33.3%，C正确；根据图像分析可知，T ℃时，达到平衡后c(CH4)＝c(CO2)＝c(CO)＝c(H2)＝ mol·L-1，该反应的平衡常数K＝＝，D正确。 11．在容积为2 L的恒温密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如下图所示。 (1)前10 min，v(CO2)＝________mol·L-1·min-1。 (2)能说明上述反应达到平衡状态的是_______________(填字母)。 A．反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1∶1(即图中交叉点) B．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C．单位时间内生成1 mol H2O的同时生成1 mol CH3OH　 D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化 E．混合气体的密度不随时间的变化而变化 F．CO2和CH3OH的反应速率之比为1∶1 (3)反应前与平衡时的压强之比为________。 (4)平衡混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是________。 (5)平衡时H2的转化率为________。 解析：(1)由题图可知，前10 min，CO2的物质的量减少了(1.00－0.25) mol＝0.75 mol，v(CO2)＝＝0.037 5 mol·L-1·min-1。(2)反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1∶1(即图中交叉点)之后CO2的物质的量仍在减小，CH3OH的物质的量仍在增大，说明反应未达到平衡状态，A不符合题意；该反应前后气体的物质的量发生改变，即容器中混合气体的压强是变量，故混合气体的压强不随时间的变化而变化时，说明反应达到平衡状态，B符合题意；化学平衡的本质特征是正、逆反应速率相等，而单位时间内生成1 mol H2O的同时生成1 mol CH3OH均表示正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，C不符合题意；该反应前后气体的物质的量发生改变，气体的总质量不变，即混合气体的平均相对分子质量是变量，故混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化时，说明反应达到平衡状态，D符合题意；反应过程中气体总质量保持不变，容器的容积保持不变，则混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不随时间的变化而变化不能说明反应达到平衡状态，E不符合题意；CO2和CH3OH的反应速率之比为1∶1，未说明是正反应速率还是逆反应速率，故不能说明反应达到平衡状态，F不符合题意。(3)根据“三段式”分析： CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g) 起始量/mol 1 3 0 0 转化量/mol 0.75 2.25 0.75 0.75 平衡量/mol 0.25 0.75 0.75 0.75 根据恒温恒容时，气体的压强之比等于物质的量之比可得，反应前与平衡时的压强之比为(1＋3) mol∶(0.25＋0.75＋0.75＋0.75) mol＝8∶5。(4)平衡混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比为(0.25×44) g∶(0.75×2) g＝22∶3。(5)平衡时H2的转化率为×100%＝75%。 答案：(1)0.037 5　(2)BD　(3)8∶5　(4)22∶3　(5)75% 12．(1)工业上利用CH4(混有CO和H2)与水蒸气在一定条件下制取H2，反应原理为CH4(g)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋3H2(g)，该反应的逆反应速率表达式为v逆＝k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下测得的实验数据见下表： CO浓度/(mol·L-1) H2浓度/(mol·L-1) v逆/(mol·L-1·min-1) 0.1 c1 8.0 c2 c1 16.0 c2 0.15 6.75 由上述数据可得该温度下，c2＝________，该反应的逆反应速率常数k＝________L3·mol-3·min-1。 (2)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。 ①将FeSO4置于抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应2FeSO4(s)⥫⥬Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。平衡时pSO3－T的关系如下图所示。660 K时，该反应的平衡总压p总＝________kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝________kPa2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)⥫⥬2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，平衡时pO2＝________(用pSO3、pSO2表示)。在929 K时，p总＝84.6 kPa、pSO3＝35.7 kPa，则pSO2＝________kPa，Kp(Ⅱ)＝________kPa(列出计算式)。 解析：(1)根据v逆＝k·c(CO)·c3(H2)，由题表中数据可得(c1 mol·L-1)3＝，c2 mol·L-1＝，所以k××＝16.0 mol·L-1·min-1，解得k＝1.0×104 L3·mol-3·min-1，将k代入c2 的等式可得c2＝0.2。 (2)①由反应(Ⅰ)可知，平衡体系中pSO2＝pSO3，由题图可知，660 K时，该反应的平衡总压p总＝1.5 kPa×2 ＝3.0 kPa。Kp(Ⅰ)＝pSO2·pSO3＝1.5 kPa×1.5 kPa＝2.25 kPa2。由题图可知，随反应温度升高pSO3增大，则Kp(Ⅰ)增大。 ②综合2FeSO4(s)⥫⥬Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)、2SO3(g)⥫⥬2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)可知，平衡时反应(Ⅱ)生成的SO2的分压为，而反应(Ⅱ)中SO2和O2的化学计量数之比为2∶1，故pO2＝×＝。p总＝pSO3＋pSO2＋p O2＝35.7 kPa＋pSO2＋＝84.6 kPa，解得pSO2＝46.26 kPa，pO2＝2.64 kPa，Kp(Ⅱ)＝＝ kPa。 答案：(1)0.2　1.0×104　(2)①3.0　2.25　增大 ②　46.26　 学科网（北京）股份有限公司 $