专题02 化学速率、平衡常数及转化率等的分析与计算（重难点讲义）化学苏教版选择性必修1

本讲义聚焦化学反应速率计算、平衡常数（Kc/Kp/Kx）及转化率分析，系统梳理从速率定义式、比例关系、三段式法到图像分析的方法，构建平衡常数表达式书写、影响因素及应用的知识链，以三段式法为核心工具连接速率与平衡计算。 资料以真实工业情境（如乙二醇合成、CO₂捕集）为载体，通过多步设问（三段式→平衡量→K→转化率→图像）和隐蔽陷阱设计，培养科学思维与证据推理能力。典例与对练结合，课中辅助教师系统教学，课后助力学生查漏补缺，强化知识应用。

专题02 化学速率、平衡常数及转化率等的分析与计算 重难目标 1.化学反应速率的表示方法与计算：v＝Δc/Δt；同一反应各物质速率之比等于其化学计量数之比。 2.影响反应速率的因素（浓度、温度、压强、催化剂、接触面积）及碰撞理论解释。 3.化学平衡常数的含义与表达式书写（Kc用浓度、Kp用分压），K与反应进行程度（限度）的关系。 4.平衡转化率的概念与计算：α＝已转化量／起始量×100%。 5.三段式法（起始—变化—平衡）求平衡浓度、平衡转化率、平衡常数。 6.K只与温度有关；用Q与K比较判断平衡移动方向。 考情分析 在近几年高考试卷中，化学速率、平衡常数及转化率等的分析与计算是绝对考查重点。具有以下命题特点： 一是情境真实化：多以乙二醇/甲醇合成、乙酸乙酯制备、CO2捕集利用等真实工业流程与实验数据为载体，深度融合"双碳"与绿色化工战略，数据直接取自工艺参数与实验曲线（如2025河北乙二醇、2025新课标卷乙酸乙酯酯化）。 二是设问精细化：由单一求K拓展为"三段式→平衡量→转化率/选择性→Kc/Kp→图像"多步链条，Kp、Kx（物质的量分数）、多重平衡耦合与选择性计算成为热点（2025河北/陕西、2026山东/湖北/河南）。 三是陷阱隐蔽化：高频设置"Kp与Kc混用""用物质的量分数代浓度"、"恒容恒压差异"、"投料比与副反应干扰""催化剂不改变平衡转化率"等陷阱，专考定量建模与证据推理能力。 一、化学反应速率的计算 1．化学反应速率计算的4种方法 (1)定义式法：v＝。 (2)比例关系式法：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 (3)三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 ①变化量之比=化学计量数之比； ②某时刻反应物量=起始量-变化量； ③某时刻生成物量=起始量+变化量。 (4)从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤 ①从图像中获取计算的数据 a.c-t 图像：找出某段时间内的浓度变化量Δc，除以时间 Δt 即得速率；如果纵坐标是物质的量n，找出某段时间内的浓度变化量Δn，除以体积、时间Δt 即得速率。例如：某温度时，在定容（VL）容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算： A.求某物质的平均速率、转化率，如：v（X）＝ mol/（L·s），Y的转化率＝×100%。 B. 确定化学方程式中的化学计量数之比，如：X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为（n1－n3）∶（n2－n3）∶n2。 b.v-t 图像：图像下的面积表示浓度变化量。 ②依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 2．化学反应速率计算的万能方法——三段式法 (1)写出有关反应的化学方程式。 (2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 (3)根据已知条件列方程式计算。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x t1/(mol·L－1) a－x b－ 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 二、化学平衡常数 1、化学平衡常数的概念与表达式 (1)概念：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(简称平衡常数)，用符号K表示 (2)表达式 对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中) 2、化学平衡常数的意义 (1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度) (2)K值越大，表示反应进行得越完全，反应物的转化率越大，当K＞105时，该反应就进行的基本完全了。K值越小，表示反应进行得越不完全，反应物的转化率越小。当K＜10－5时，该反应很难发生 3、化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度无关，与压强无关 4、化学平衡常数表达式的书写 (1)在平衡常数表达式中，水(液态)的浓度、固体物质及纯液体的浓度不写 如：Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrO K＝ C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) (2)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变 如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为 N2(g)＋H2(g)NH3(g)的平衡常数为 NH3(g)N2(g)＋H2(g)的平衡常数为 则：K1＝K22；K2·K3＝1；K1·K32＝1 3若两反应的平衡常数分别为K1、K2 ①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2 ②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝ 5、三种平衡常数 a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) (1)浓度平衡常数：Kc＝ ①平衡量必须为平衡时的浓度 ②等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度 ③恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数 (2)压强平衡常数：Kp＝ ①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等均可 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，再算平衡常数或直接根据分压计算 (3)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、体积等均可 ②物质的量分数：xi＝ 6、化学平衡常数的应用 (1)判断反应进行的程度：K值越大，该反应进行得越完全，反应物的转化率越大；反之，就越不完全，转化率越小 K值 正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度 反应物转化率 越大 越大 越大 越小 越高 越小 越小 越小 越大 越低 (2)判断可逆反应的热效应 ①升高温度：K值增大→正反应为吸热反应；K值减小→正反应为放热反应 ②降低温度：K值增大→正反应为放热反应；K值减小→正反应为吸热反应 如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数与温度的关系如下，由下表数据分析可知：温度升高，K值减小，则正反应为放热反应 T/K 373 473 573 673 773 K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103 (3)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向 对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为浓度商，常用Q表示，即Q＝ 当Q＝K时，反应处于平衡状态，v正＝v逆 当Q＜K时，反应向正反应方向进行，v正＞v逆 当Q＞K时，反应向逆反应方向进行，v正＜v逆 三、与化学平衡常数的相关计算 1.计算工具 (1)三段式法（基础）：优先选用物质的量列式，恒容条件下浓度c=n/V；恒温恒压可用物质的量分数计算Kp。变化量严格按照计量数比例，反应物变化量为负，生成物为正。 (2)极值法（一边倒）：等效平衡必备技巧，将体系物质的量完全转化至反应物一侧或生成物一侧，对比投料关系。 (3)差量法：恒温恒容 / 恒压体系，利用反应前后气体物质的量、压强、体积变化差值，快速求解转化量，简化三段式运算。 2.考查化学平衡常数(K)的计算方法——三段式法 三段式法就是依据化学方程式列出各物质的起始量、变化量和平衡量，然后根据已知条件建立代数等式而进行解题的一种方法。这是解答化学平衡计算题的一种“万能方法”，只要已知起始量和转化率就可用平衡模式法解题。对于反应前后气体体积变化的反应，如果已知反应前气体的总物质的量与反应后气体的总物质的量的差值，也可用差量法解题 3.考查利用K计算平衡浓度和反应物的转化率 依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，反应物A的转化率可以表示为α(A)＝×100%＝×100%＝×100% 4.压强平衡常数的计算技巧 （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 计算Kp的两套模板[以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)为例] 模板1：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＝ 模板2：刚性反应器中 　 N2(g)＋ 3H2(g) 2NH3(g) p(始) p0 3p0 0 Δp p′ 3p′ 2p′ p(平) p0－p′ 3p0－3p′ 2p′ Kp＝ 四、化学平衡的有关计算——三段式法进行化学平衡的有关计算 可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量/mol a b 0 0 转化量/mol mx nx px qx 平衡量/mol a－mx b－nx px qx 对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转) 对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转) ①平衡常数K＝ ②平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③平衡时A的转化率：α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶ ④平衡时A的体积分数：φ(A)＝×100% ⑤平衡时和开始时的压强比：＝ ⑥混合气体的密度：ρ(混)＝ g·L－1 ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量：＝ g·mol－1 ⑧生成物产率＝×100% ⑨在密闭容器中有气体参加的可逆反应，在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论 恒温、恒容时：；恒温、恒压时： 五、平衡转化率 1.定义：某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值。 2.表达式：平衡转化率α＝×100% 对于反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率为α(A)＝×100%，式中c0(A)和c(A)分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。 3.意义：反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 4.转化率大小变化分析技巧 判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。常见有以下几种情形： 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 题型01化学反应速率的计算 【典例1】（25-26高二下·江苏盐城·阶段检测）某温度下，1L容器中发生反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，NH3在20s内由1.0mol/L变成0.2mol/L(反应尚未达到平衡)。下列说法正确的是 A．反应速率关系：2v(NO)=3v(H2O) B．20s内，v(O2)=0.045mol/(L·s) C．20s内，NH3的转化率为20% D．20s内，上述反应转移电子数目为4×6.02×1023 【对练1】（25-26高二下·江苏·阶段检测）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10L的密闭容器中投入和，不同温度下，测得5min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．   B．反应活化能：Ⅰ＜Ⅱ C．500℃时，0~5min反应Ⅰ的平均速率为： D．其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率 【对练2】（25-26高二下·江苏·诊断考试）常温下，HClO和共存的混合溶液体系中主要存在如下反应： Ⅰ．    Ⅱ． 初始，在浓度均为的HClO和混合溶液中，若仅考虑上述反应，溶液中各含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．曲线①表示的微粒为 B．0~2s内，逐渐增大 C．0~2s内， D．当体系中时，反应Ⅰ达到平衡状态 题型02化学平衡常数及其应用 【典例2】（25-26高二上·江苏连云港·质量检测）一定温度下，在2个容积均为的密闭容器中，充入一定量的反应物，发生反应：。相关反应数据如下表所示： 容器编号 温度 起始物质的量/ 时物质的量/ Ⅰ 0.2 0.2 0.05 Ⅱ 0.2 0.2 0.05 下列说法正确的是 A．末，容器Ⅰ中的化学反应速率 B．该反应在任何条件下均能自发进行 C．时，容器Ⅰ中的反应处于平衡状态 D．若起始时，向容器Ⅱ中充入和，反应将向正反应方向进行 【对练1】（25-26高二下·江苏江阴·阶段检测）已知某化学反应的平衡常数表达式为 在不同温度下该反应的平衡常数如下表。下列有关叙述正确的是 T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 A．该反应的化学方程式为 B．上述反应的逆反应是吸热反应 C．若平衡浓度符合下列关系式： 则此时的温度为700℃ D．若在一定容积的密闭容器中通入 和各 1mol，5min 后温度升高到830℃，此时得 CO为0.4mol时，该反应达到平衡状态 【对练2】（25-26高二下·江苏江阴·阶段检测）在①、②、③容积不等的恒容密闭容器中，均充入0.1molCO和0.2molH2，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。测得三个容器中平衡混合物中CH3OH的体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的正反应为吸热反应 B．三个容器的容积：①＞②＞③ C．在P点，CO的转化率为75% D．在P点，向容器②中再充入CO、H2及CH3OH各0.025mol，此时υ正(CO)＜υ逆(CO) 题型03 化学平衡常数的计算 【典例3】（25-26高二上·江苏江阴·阶段检测）在一定条件下，在容积为2L的密闭容器中，将2molA气体和3molB气体相混合，发生如下反应：2A(g)+3B(g)⇌xC(g)+3D(g)，4s后该反应达到平衡时，生成2.4molD，并测得C的反应速率为0.1mol·L-1·s-1，下列有关叙述错误的是 A．x=1 B．0~4s内，v(B)=0.3mol·L-1·s-1 C．A的转化率为80% D．该反应的平衡常数为64 【对练1】（25-26高二上·江苏镇江·期末）二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 一体积固定的密闭容器中、在5MPa下，按照投料，平衡时。CO和在含碳产物中物质的量百分数及的转化率随温度的变化如题图所示。下列说法错误的是 A．范围内，的平衡转化率始终低于 B．时反应Ⅱ的平衡常数约为0.015 C．加入选择性高的催化剂，可提高单位时间内的产率 D．范围内升高温度，反应Ⅱ平衡正向移动的的幅度大于反应Ⅰ平衡逆向移动的幅度 【对练2】（25-26高二下·江苏南京·期末）二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在密闭容器中，下，时，平衡时和占含碳产物的物质的量百分数及平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．，的平衡转化率始终高于 B．一定温度下，加入生石灰或选用高效催化剂，能提高平衡时产率 C．，温度升高使I中平衡转化率下降幅度大于Ⅱ中平衡转化率增加幅度 D．时反应Ⅱ的平衡常数约为0.15 题型04 化学平衡转化率的计算 【典例4】（25-26高二下·江苏泰州·期中）Ti与反应制过程中的主要反应（忽略其他副反应）为： 反应Ⅰ       反应Ⅱ       反应Ⅲ       反应Ⅳ       向恒容密闭容器中投入与10.0 mol Ti，平衡时反应体系中各组分的物质的量随温度的变化如图所示。 下列说法正确的是 A． B．曲线Ⅰ对应的物质为 C．时，的平衡转化率为 D．升高温度、延长反应时间均有利于提高的平衡产率 【对练1】（25-26高二下·江苏连云港·阶段检测）DMF是良好的有机溶剂。二氧化碳加氢耦合DMA制DMF的主要反应(忽略其他副反应)为： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     3MPa下，将(DMA)的混合气匀速通过装有催化剂的反应管，DMA的转化率、DMF或的选择性随温度变化如图所示。 DMF的选择性。 下列说法不正确的是 A．DMF的平衡选择性随温度升高而增大 B．300℃时，的转化率为3% C．其他条件不变，在240∼350℃范围，出口处DMF的量随温度升高而不断减小 D．高效合成DMF，需研发低温下DMA转化率高和DMF选择性高的催化剂 【对练2】（25-26高二下·江苏·期中）乙醇一水催化重整可获得。发生的主要反应如下： 反应I：   反应Ⅱ：   在恒压、按通入，若仅考虑上述反应I、Ⅱ，平衡时和的选择性及的产率随温度的变化如图所示。 的选择性，的选择性类似。 下列说法错误的是 A．图中曲线②表示平衡时产率随温度的变化 B．60℃，若气体密度不变，说明体系已达平衡 C．500℃、条件下，的平衡产率为80%，则的平衡转化率为90% D．一定温度下，加入，能提高平衡时的产率 1.（25-26高三上·江苏南京·阶段检测）丁烷催化脱氢是工业制备丁烯的主要方法，反应如下：CH3CH2CH2CH3(g)CH2=CHCH2CH3(g)+H2(g)  ΔH>0。为探究工业生产丁烯的合适温度，在体积为1L的恒容容器中，充入10mol丁烷，使用多级孔SiO2-15％CrOx复合催化剂催化丁烷脱氢，相同时间内(30 min)丁烷的转化率和主要产物的收率分布如图所示。[收率=(生成某产物的量/投入的原料量)×100%]。下列说法不正确的是 A．500℃时0～30 min内生成丁烯的反应速率为0.016mol·L-1·min-1 B．590℃以后，丁烯的收率随温度升高而降低可能是由于副产物增多 C．假设590℃时反应体系已达平衡，则该脱氢反应的平衡常数为0.055 D．选择更高效的催化剂并及时分离氢气，可提高工业生产丁烯的收率 2.（25-26高二下·江苏淮安·期末）钛单质及其化合物在化工生产中有广泛的应用。以和为原料制备过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①   ②   ③   在恒容密闭容器中，投料比，平衡反应体系中各含钛组分的物质的量分数[例如的物质的量分数]随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．曲线Ⅰ对应的物质为 B．时，的平衡转化率约为90% C．上述平衡体系中， D．900℃时，压缩容器体积会增大平衡时的物质的量 3.（25-26高二下·江苏镇江·期末）为实现“双碳”目标，可利用催化加氢合成二甲醚，主要发生的反应如下： 反应I：         反应II：     在恒压条件下，与反应，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。其中：的选择性。 下列说法正确的是 A．曲线①为平衡转化率 B．A点时，容器中的物质的量为 C．温度高于时，曲线②随温度升高而升高，说明此时温度对反应I的影响大于反应II D．其他条件不变，低压或使用高效催化剂均有利于同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性 4.（25-26高二下·江苏扬州·期末）一定条件下，乙苯()催化脱氢制苯乙烯()。现向恒压密闭反应器中充入1mol乙苯在催化剂作用下发生反应如下： 反应I：    (主反应) 反应Ⅱ：    (副反应) 反应Ⅲ：    (副反应) 以上反应体系中，苯乙烯、苯和甲苯的选择性() 随乙苯转化率的变化曲线如图所示。 下列说法正确的是 A．增大反应体系压强，反应Ⅲ平衡不移动 B．若催化剂失去活性，会导致乙苯的平衡转化率降低 C．从M点到N点，反应器中生成的苯乙烯的物质的量减小 D．乙苯转化率为70%时，反应器中苯乙烯的体积分数小于50% 5．（25-26高二上·陕西榆林·期中）一定温度下，在1L的恒容密闭容器中发生反应，反应过程中的部分数据如表所示。下列说法错误的是 时间 物质的量 0 2.0 2.4 0 5 0.8 10 1.6 15 1.6 A．内 B．此温度下，反应的平衡常数为 C．物质的平衡转化率约为 D．后，再加入、、各，平衡不移动 6．（25-26高二下·四川内江·期中）已知反应，在恒容密闭容器中，充入和，测得平衡体系中的物质的量分数(x)与温度的关系如下图所示。下列说法错误的是 A．C点时，往容器中再充入和，再次达到平衡后增大 B．A点时的平衡转化率约为33.3% C．相同条件下，处于B点时， D．低温高压有利于提高的平衡转化率 7．（25-26高二上·福建·期中）在恒温条件下，向盛有足量NaCl(s)的2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO2、0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，发生如下两个反应： ①     ②     10分钟时反应达到平衡，测得体系的压强减少20%，10分钟内用ClNO(g)表示的平均反应速率。下列说法正确的是 A．平衡后 B．平衡时NO的转化率为50% C．其它条件保持不变，反应在绝热条件下进行，则平衡常数增大 D．反应的平衡常数为 8．（25-26高二上·辽宁·阶段检测）向的恒容密闭容器中通入，发生反应，测得不同温度下反应体系中和的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A． B． C．温度下的浓度平衡常数 D．温度下，反应达到平衡状态时，混合气体中的体积分数为 9．（25-26高二下·安徽·期中）已知：反应，，为组分的物质的量分数。煤化工路线中利用合成气直接合成乙二醇，反应如下：。按化学计量比进料，固定平衡转化率，探究温度与压强的关系。分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图。下列说法正确的是 A．代表平衡转化率的曲线是 B．该反应的 C．D点对应体系的 D．、两点对应的体系 10．（25-26高二下·广西南宁·期中）我国目前氨的生产能力位居世界首位。合成氨反应为：。在不同压强下，按Ⅰ、Ⅱ两种不同物质的量分数进气组进行投料，I为，Ⅱ为反应达平衡时氨的物质的量分数与温度的关系如下图所示。 下列说法正确的是 A．温度升高，合成氨的平衡常数K增大 B．图b对应的是进气组I C．图a中，当时，氮气的转化率 D．适当的使用催化剂，可以提高合成氨的平衡转化率 11．（25-26高二下·安徽滁州·期中）向体积均为的甲、乙恒容密闭容器中均充入和，分别在绝热、恒温条件下发生反应：，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．向甲容器中a点通入同温度的氖气，平衡向右移动 C．乙容器中，内平均反应速率 D．上述反应在高温下可自发进行 12．（25-26高二下·河南许昌·期中）将1 mol 、2 mol 充入2 L恒容密闭容器中，在恒温或绝热条件下发生反应：  。测得的转化率随时间的变化如图所示。已知：，，其中、为正、逆反应速率常数(其大小只与温度和催化剂有关)。下列说法错误的是 A．曲线乙表示绝热条件下的转化率随时间的变化 B．   C．不能根据以上信息确定的值 D．曲线乙中，0～5 min内平均反应速率 13．（25-26高二上·山东烟台·阶段检测）已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH=-49 kJ·mol-1，反应在起始=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x，在t=250℃下x～p、在p=5×105Pa下x～t如图所示。下列说法正确的是 A．图中对应等压过程的曲线是M B．c点处x相同，平衡常数相同 C．当x=0.10时，CO2的平衡转化率约为33% D．由d点到b点可以通过升温和增压实现 14.（25-26高二上·河北石家庄·期末）工业用，大规模制备氢气。向容积为的密闭容器中充入和，在下达到平衡。其他条件相同时，实验测得不同形态对体积分数的影响，如图所示。下列说法错误的是 A．纳米和微米相比，对应的体积分数更大的原因是纳米表面积更大，反应速率更快 B．向体系中再充入一定量，可以提高的转化率 C．平衡时，升温，正反应速率增幅大于逆反应速率增幅 D．若平衡时的转化率为，计算可得该温度下反应的平衡常数 15.（25-26高二上·山东济宁·阶段检测）根据所学知识回答下列问题： (1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在200 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如表（累计值）： 时间（min） 1 2 3 4 5 氢气体积（mL）（标准状况） 50 120 232 290 310 上述实验过程中，反应速率最大时间段是__________（选填字母作答），该时间段反应速率最大的主要原因是__________。 A．0-1 min  B．1-2 min  C．2-3 min  D．3-4 min  E．4-5 min (2)某温度下在容积为1 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。 ①该反应的化学方程式是__________。 ②反应进行到2 min时，Y的转化率为__________。（提示：） ③3 min时，反应__________（填“是”或“否”）达到化学平衡。4 min时，正反应速率__________逆反应速率（填“>”“<”或“=”）。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1/10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 化学速率、平衡常数及转化率等的分析与计算 重难目标 1.化学反应速率的表示方法与计算：v＝Δc/Δt；同一反应各物质速率之比等于其化学计量数之比。 2.影响反应速率的因素（浓度、温度、压强、催化剂、接触面积）及碰撞理论解释。 3.化学平衡常数的含义与表达式书写（Kc用浓度、Kp用分压），K与反应进行程度（限度）的关系。 4.平衡转化率的概念与计算：α＝已转化量／起始量×100%。 5.三段式法（起始—变化—平衡）求平衡浓度、平衡转化率、平衡常数。 6.K只与温度有关；用Q与K比较判断平衡移动方向。 考情分析 在近几年高考试卷中，化学速率、平衡常数及转化率等的分析与计算是绝对考查重点。具有以下命题特点： 一是情境真实化：多以乙二醇/甲醇合成、乙酸乙酯制备、CO2捕集利用等真实工业流程与实验数据为载体，深度融合"双碳"与绿色化工战略，数据直接取自工艺参数与实验曲线（如2025河北乙二醇、2025新课标卷乙酸乙酯酯化）。 二是设问精细化：由单一求K拓展为"三段式→平衡量→转化率/选择性→Kc/Kp→图像"多步链条，Kp、Kx（物质的量分数）、多重平衡耦合与选择性计算成为热点（2025河北/陕西、2026山东/湖北/河南）。 三是陷阱隐蔽化：高频设置"Kp与Kc混用""用物质的量分数代浓度"、"恒容恒压差异"、"投料比与副反应干扰""催化剂不改变平衡转化率"等陷阱，专考定量建模与证据推理能力。 一、化学反应速率的计算 1．化学反应速率计算的4种方法 (1)定义式法：v＝。 (2)比例关系式法：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 (3)三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 ①变化量之比=化学计量数之比； ②某时刻反应物量=起始量-变化量； ③某时刻生成物量=起始量+变化量。 (4)从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤 ①从图像中获取计算的数据 a.c-t 图像：找出某段时间内的浓度变化量Δc，除以时间 Δt 即得速率；如果纵坐标是物质的量n，找出某段时间内的浓度变化量Δn，除以体积、时间Δt 即得速率。例如：某温度时，在定容（VL）容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算： A.求某物质的平均速率、转化率，如：v（X）＝ mol/（L·s），Y的转化率＝×100%。 B. 确定化学方程式中的化学计量数之比，如：X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为（n1－n3）∶（n2－n3）∶n2。 b.v-t 图像：图像下的面积表示浓度变化量。 ②依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 2．化学反应速率计算的万能方法——三段式法 (1)写出有关反应的化学方程式。 (2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 (3)根据已知条件列方程式计算。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x t1/(mol·L－1) a－x b－ 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 二、化学平衡常数 1、化学平衡常数的概念与表达式 (1)概念：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(简称平衡常数)，用符号K表示 (2)表达式 对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中) 2、化学平衡常数的意义 (1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度) (2)K值越大，表示反应进行得越完全，反应物的转化率越大，当K＞105时，该反应就进行的基本完全了。K值越小，表示反应进行得越不完全，反应物的转化率越小。当K＜10－5时，该反应很难发生 3、化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度无关，与压强无关 4、化学平衡常数表达式的书写 (1)在平衡常数表达式中，水(液态)的浓度、固体物质及纯液体的浓度不写 如：Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrO K＝ C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) (2)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变 如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为 N2(g)＋H2(g)NH3(g)的平衡常数为 NH3(g)N2(g)＋H2(g)的平衡常数为 则：K1＝K22；K2·K3＝1；K1·K32＝1 3若两反应的平衡常数分别为K1、K2 ①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2 ②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝ 5、三种平衡常数 a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) (1)浓度平衡常数：Kc＝ ①平衡量必须为平衡时的浓度 ②等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度 ③恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数 (2)压强平衡常数：Kp＝ ①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等均可 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，再算平衡常数或直接根据分压计算 (3)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、体积等均可 ②物质的量分数：xi＝ 6、化学平衡常数的应用 (1)判断反应进行的程度：K值越大，该反应进行得越完全，反应物的转化率越大；反之，就越不完全，转化率越小 K值 正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度 反应物转化率 越大 越大 越大 越小 越高 越小 越小 越小 越大 越低 (2)判断可逆反应的热效应 ①升高温度：K值增大→正反应为吸热反应；K值减小→正反应为放热反应 ②降低温度：K值增大→正反应为放热反应；K值减小→正反应为吸热反应 如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数与温度的关系如下，由下表数据分析可知：温度升高，K值减小，则正反应为放热反应 T/K 373 473 573 673 773 K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103 (3)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向 对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为浓度商，常用Q表示，即Q＝ 当Q＝K时，反应处于平衡状态，v正＝v逆 当Q＜K时，反应向正反应方向进行，v正＞v逆 当Q＞K时，反应向逆反应方向进行，v正＜v逆 三、与化学平衡常数的相关计算 1.计算工具 (1)三段式法（基础）：优先选用物质的量列式，恒容条件下浓度c=n/V；恒温恒压可用物质的量分数计算Kp。变化量严格按照计量数比例，反应物变化量为负，生成物为正。 (2)极值法（一边倒）：等效平衡必备技巧，将体系物质的量完全转化至反应物一侧或生成物一侧，对比投料关系。 (3)差量法：恒温恒容 / 恒压体系，利用反应前后气体物质的量、压强、体积变化差值，快速求解转化量，简化三段式运算。 2.考查化学平衡常数(K)的计算方法——三段式法 三段式法就是依据化学方程式列出各物质的起始量、变化量和平衡量，然后根据已知条件建立代数等式而进行解题的一种方法。这是解答化学平衡计算题的一种“万能方法”，只要已知起始量和转化率就可用平衡模式法解题。对于反应前后气体体积变化的反应，如果已知反应前气体的总物质的量与反应后气体的总物质的量的差值，也可用差量法解题 3.考查利用K计算平衡浓度和反应物的转化率 依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，反应物A的转化率可以表示为α(A)＝×100%＝×100%＝×100% 4.压强平衡常数的计算技巧 （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 计算Kp的两套模板[以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)为例] 模板1：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＝ 模板2：刚性反应器中 　 N2(g)＋ 3H2(g) 2NH3(g) p(始) p0 3p0 0 Δp p′ 3p′ 2p′ p(平) p0－p′ 3p0－3p′ 2p′ Kp＝ 四、化学平衡的有关计算——三段式法进行化学平衡的有关计算 可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量/mol a b 0 0 转化量/mol mx nx px qx 平衡量/mol a－mx b－nx px qx 对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转) 对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转) ①平衡常数K＝ ②平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③平衡时A的转化率：α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶ ④平衡时A的体积分数：φ(A)＝×100% ⑤平衡时和开始时的压强比：＝ ⑥混合气体的密度：ρ(混)＝ g·L－1 ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量：＝ g·mol－1 ⑧生成物产率＝×100% ⑨在密闭容器中有气体参加的可逆反应，在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论 恒温、恒容时：；恒温、恒压时： 五、平衡转化率 1.定义：某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值。 2.表达式：平衡转化率α＝×100% 对于反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率为α(A)＝×100%，式中c0(A)和c(A)分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。 3.意义：反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 4.转化率大小变化分析技巧 判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。常见有以下几种情形： 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 题型01化学反应速率的计算 【典例1】（25-26高二下·江苏盐城·阶段检测）某温度下，1L容器中发生反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，NH3在20s内由1.0mol/L变成0.2mol/L(反应尚未达到平衡)。下列说法正确的是 A．反应速率关系：2v(NO)=3v(H2O) B．20s内，v(O2)=0.045mol/(L·s) C．20s内，NH3的转化率为20% D．20s内，上述反应转移电子数目为4×6.02×1023 【答案】D 【解析】A．化学反应速率之比等于化学计量数之比，，可得，选项关系与计量数比例相反，A错误；B．先计算，速率之比等于计量数比，，与选项数值不符，B错误；C．的转化率为，不是20%，C错误；D．每个参与反应时N元素从-3价升高到+2价，转移5个电子，20s内反应的物质的量为，转移电子总物质的量为，对应数目为，D正确；故选D。 【对练1】（25-26高二下·江苏·阶段检测）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10L的密闭容器中投入和，不同温度下，测得5min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．   B．反应活化能：Ⅰ＜Ⅱ C．500℃时，0~5min反应Ⅰ的平均速率为： D．其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率 【答案】A 【解析】A．根据盖斯定律，由反应ⅱ减去反应ⅰ可得目标反应，，A错误；B．相同温度下乙烯选择性较高，说明反应ⅰ更易进行，活化能越低反应越易发生，故反应活化能：Ⅰ＜Ⅱ，B正确；C．500℃时，转化的乙烷总物质的量为，转化为乙烯的乙烷物质的量为，即生成乙烯的物质的量为0.144mol，，C正确；D．平衡后及时移除，反应ⅰ的平衡正向移动，乙烯生成量增加，可提高乙烯的产率，D正确；故选A。 【对练2】（25-26高二下·江苏·诊断考试）常温下，HClO和共存的混合溶液体系中主要存在如下反应： Ⅰ．    Ⅱ． 初始，在浓度均为的HClO和混合溶液中，若仅考虑上述反应，溶液中各含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．曲线①表示的微粒为 B．0~2s内，逐渐增大 C．0~2s内， D．当体系中时，反应Ⅰ达到平衡状态 【答案】C 【分析】反应I和Ⅱ均生成，根据两反应的化学计量数可知，，结合2s时数据，得出此时c(ClO2)=0.64×10-3，c(Cl-)=0.42×10-3，c()=0.10×10-3，故曲线①表示，曲线②表示，曲线③表示，据此分析。 【解析】A．根据分析，曲线①表示，A错误；B．0~2s内，反应I消耗(0.32×10-3)，反应Ⅱ生成(0.10×10-3)，总的变化量，即浓度逐渐减小，B错误；C．根据反应I和Ⅱ可得关系式：，，则0~2s 内，反应速率，C正确；D．反应Ⅰ中HClO和按照1:2反应，反应Ⅱ中HClO和按照1:1反应，为两反应消耗HClO的总速率，为两逆反应生成的总速率，因此当体系中时，反应Ⅰ不一定达到平衡状态，D错误；故选C。 题型02化学平衡常数及其应用 【典例2】（25-26高二上·江苏连云港·质量检测）一定温度下，在2个容积均为的密闭容器中，充入一定量的反应物，发生反应：。相关反应数据如下表所示： 容器编号 温度 起始物质的量/ 时物质的量/ Ⅰ 0.2 0.2 0.05 Ⅱ 0.2 0.2 0.05 下列说法正确的是 A．末，容器Ⅰ中的化学反应速率 B．该反应在任何条件下均能自发进行 C．时，容器Ⅰ中的反应处于平衡状态 D．若起始时，向容器Ⅱ中充入和，反应将向正反应方向进行 【答案】D 【解析】A．根据反应式，末时生成，的物质的量增加，浓度变化为，速率为，此速率为共的平均速率，不是末的瞬时速率，A错误；B．该反应ΔH<0且ΔS<0（气体分子数减少），高温时ΔG=ΔH−TΔS可能大于0，无法自发，B错误；C．容器Ⅱ温度更高，若达到平衡时的量应更少，但两容器量相同，说明容器Ⅱ已平衡，而Ⅰ未平衡，C错误；D．在时容器Ⅱ的平衡常数为：，继续充入和后，浓度熵，反应向正反应方向进行，D正确；故答案为：D。 【对练1】（25-26高二下·江苏江阴·阶段检测）已知某化学反应的平衡常数表达式为 在不同温度下该反应的平衡常数如下表。下列有关叙述正确的是 T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 A．该反应的化学方程式为 B．上述反应的逆反应是吸热反应 C．若平衡浓度符合下列关系式： 则此时的温度为700℃ D．若在一定容积的密闭容器中通入 和各 1mol，5min 后温度升高到830℃，此时得 CO为0.4mol时，该反应达到平衡状态 【答案】B 【解析】A．由平衡常数表达式可知，反应的化学方程式为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，故A错误；B．由表格数据可知，升高温度，化学平衡常数减小，说明正反应为放热反应，逆反应是吸热反应，故B正确；C．由反应的平衡常数可知，平衡浓度符合关系式时，平衡常数==0.60，则此时的温度为1000℃，故C错误；D．由方程式可知，830℃条件下生成0.4mol一氧化碳时，二氧化碳和氢气的物质的量都为1mol-0.4mol=0.6mol，水蒸气的物质的量为0.4mol，假设容器体积为VL，则反应的浓度熵Qc==2.25＞1.00，则反应未达到平衡，故D错误；故选B。 【对练2】（25-26高二下·江苏江阴·阶段检测）在①、②、③容积不等的恒容密闭容器中，均充入0.1molCO和0.2molH2，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。测得三个容器中平衡混合物中CH3OH的体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的正反应为吸热反应 B．三个容器的容积：①＞②＞③ C．在P点，CO的转化率为75% D．在P点，向容器②中再充入CO、H2及CH3OH各0.025mol，此时υ正(CO)＜υ逆(CO) 【答案】C 【分析】A．同一容器中，升高温度，甲醇的体积分数减小，说明升高温度平衡逆向移动；B．相同温度下，增大压强（缩小容器容积）平衡正向移动，则甲醇的体积分数增大；C．P点，容器中甲醇的体积分数是50%，同一容器中气体的体积分数等于其物质的量分数，设此时CO的转化率为x， 该反应中    CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） 开始（mol）0.1         0.2             0 反应（mol）0.1x       0.2x           0.1x 平衡（mol）0.1（1-x）  0.2（1-x）     0.1x 甲醇的体积分数= x=0.75 D．设容器体积为VL，由P点化学平衡常数与浓度商大小判断。 【解析】A．同一容器中，升高温度，甲醇的体积分数减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应是放热反应，故A错误；B．相同温度下，增大压强（缩小容器容积）平衡正向移动，甲醇的体积分数增大，由图知，甲醇的体积分数大小顺序是：①＞②＞③，压强大小顺序是：①＞②＞③，容器体积为：①＜②＜③，故B错误；C．P点，容器中甲醇的体积分数是50%，同一容器中气体的体积分数等于其物质的量分数， 设此时CO的转化率为x， 该反应中    CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） 开始（mol）0.1         0.2             0 反应（mol）0.1x       0.2x           0.1x 平衡（mol）0.1（1-x）  0.2（1-x）     0.1x 甲醇的体积分数= x=0.75，则CO的转化率为75%，故C正确；D．设容器体积为VL，P点化学平衡常数K= =1200V2，向容器②中再充入CO、H2及 CH3OH 各 0.025mol，此时浓度商==355.6V2＜K，说明平衡正向移动，则此时 υ正（CO）＞υ逆（CO），故D错误；故选C。 题型03 化学平衡常数的计算 【典例3】（25-26高二上·江苏江阴·阶段检测）在一定条件下，在容积为2L的密闭容器中，将2molA气体和3molB气体相混合，发生如下反应：2A(g)+3B(g)⇌xC(g)+3D(g)，4s后该反应达到平衡时，生成2.4molD，并测得C的反应速率为0.1mol·L-1·s-1，下列有关叙述错误的是 A．x=1 B．0~4s内，v(B)=0.3mol·L-1·s-1 C．A的转化率为80% D．该反应的平衡常数为64 【答案】D 【解析】A．达到平衡时，测得C的反应速率0.1mol/(L·s)，求得达到平衡时，生成C的物质的量为0.1mol/(L·s)×4s×2L=0.8mol，根据反应方程式，求得x=1，A正确；B．0~4s内消耗B的物质的量为2.4mol，则，B正确；C．达到平衡时，消耗A的物质的量为0.8mol×2=1.6mol，则A的转化率为，C正确；D．该反应的平衡常数，D错误；故选D。 【对练1】（25-26高二上·江苏镇江·期末）二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 一体积固定的密闭容器中、在5MPa下，按照投料，平衡时。CO和在含碳产物中物质的量百分数及的转化率随温度的变化如题图所示。下列说法错误的是 A．范围内，的平衡转化率始终低于 B．时反应Ⅱ的平衡常数约为0.015 C．加入选择性高的催化剂，可提高单位时间内的产率 D．范围内升高温度，反应Ⅱ平衡正向移动的的幅度大于反应Ⅰ平衡逆向移动的幅度 【答案】D 【分析】反应I为放热反应，温度越高，该反应的产物的含量越低，故m曲线代表的是产物的物质的量百分数，n曲线代表的是CO的物质的量百分数。 【解析】A．设初始n()=1mol，n()=3mol，反应Ⅰ消耗x mol、3x mol，反应Ⅱ消耗y mol、 y mol。转化率=(x+y)/1，转化率=(3x+y)/3=x+y/3。因(x+y)>(x+y/3)，故转化率始终低于，A正确； B．270℃时转化率24%，且CO与CH₃OH物质的量百分数相等，列三段式可得 反应Ⅱ平衡常数，B正确； C．选择性高的催化剂可加快反应Ⅰ速率，提高单位时间内CH₃OH产率，C正确； D．升高温度，反应Ⅰ逆向（使转化率降低），反应Ⅱ正向（使转化率升高）。由图可知，范围内，升高温度总转化率降低，说明反应Ⅰ平衡逆向移动的幅度大于反应Ⅱ正向移动的幅度，D错误；故选D。 【对练2】（25-26高二下·江苏南京·期末）二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在密闭容器中，下，时，平衡时和占含碳产物的物质的量百分数及平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．，的平衡转化率始终高于 B．一定温度下，加入生石灰或选用高效催化剂，能提高平衡时产率 C．，温度升高使I中平衡转化率下降幅度大于Ⅱ中平衡转化率增加幅度 D．时反应Ⅱ的平衡常数约为0.15 【答案】C 【解析】A．起始投料，只发生反应I时，由于反应Ⅰ中和的化学计量数之比为1：3，所以和的转化率相同；发生反应II时，由于反应Ⅱ中和的化学计量数之比为1：1，所以的平衡转化率小于的转化率，所以当I、II都发生时，的平衡转化率小于的转化率，所以的平衡转化率始终低于，A错误；B．催化剂不影响平衡状态，不能提高平衡时的产率，B错误；C．反应，升温平衡逆向移动，使转化率降低；反应，升温平衡正向移动，使转化率升高。从图像可知，，总转化率随温度升高而下降，说明反应中转化率的下降幅度大于反应中转化率的增加幅度，C正确；D．根据题意设起始量n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，平衡时反应I生成CH3OH物质的量为 xmol，反应II中生成CO 的物质的量为y mol，时，转化率为，和各占含碳产物的，因此，计算平衡时各物质的物质的量： ，，，。 反应是气体分子数不变的反应，平衡常数，D错误；故答案选C。 题型04 化学平衡转化率的计算 【典例4】（25-26高二下·江苏泰州·期中）Ti与反应制过程中的主要反应（忽略其他副反应）为： 反应Ⅰ       反应Ⅱ       反应Ⅲ       反应Ⅳ       向恒容密闭容器中投入与10.0 mol Ti，平衡时反应体系中各组分的物质的量随温度的变化如图所示。 下列说法正确的是 A． B．曲线Ⅰ对应的物质为 C．时，的平衡转化率为 D．升高温度、延长反应时间均有利于提高的平衡产率 【答案】C 【解析】A．根据盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅰ+2×反应Ⅱ，因此，代入数据：，A错误；B．反应Ⅱ、Ⅲ为吸热反应，升高温度平衡正向移动；反应Ⅳ：，气态物质凝华放热，升高温度平衡逆向移动；因此温度升高，物质的量越来越多，因此曲线Ⅱ对应；则曲线Ⅰ对应，B错误；C．时，，，；依据Ti原子守恒，，因此，的平衡转化率，C正确；D．平衡产率是反应达到平衡时的产率，延长反应时间不能改变平衡状态，因此不能提高平衡产率，D错误；故选C。 【对练1】（25-26高二下·江苏连云港·阶段检测）DMF是良好的有机溶剂。二氧化碳加氢耦合DMA制DMF的主要反应(忽略其他副反应)为： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     3MPa下，将(DMA)的混合气匀速通过装有催化剂的反应管，DMA的转化率、DMF或的选择性随温度变化如图所示。 DMF的选择性。 下列说法不正确的是 A．DMF的平衡选择性随温度升高而增大 B．300℃时，的转化率为3% C．其他条件不变，在240∼350℃范围，出口处DMF的量随温度升高而不断减小 D．高效合成DMF，需研发低温下DMA转化率高和DMF选择性高的催化剂 【答案】C 【解析】A．反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，转化为DMF的量增加；反应Ⅰ为放热反应，升温使反应Ⅰ平衡逆向移动，生成量减少，因此，DMF的平衡选择性随温度升高而增大，A正确；B．初始投料比，是过量反应物；时DMA转化率为，根据反应Ⅰ，的消耗量等于DMA的消耗量，因此的转化率为：，B正确；C．由图像可知，时DMA转化率快速上升（反应Ⅰ正向进行，生成量大幅增加），同时DMF选择性维持高位，因此DMF的生成量随温度升高而增大；时DMA转化率下降，但DMF选择性下降，DMF生成量减小，C错误；D．降低温度，反应Ⅰ（放热）正向移动，DMA转化率升高，反应Ⅱ（吸热）逆向移动，DMF选择性降低，因此需研发能在低温下同时提高DMA转化率和DMF选择性的催化剂，实现高效合成，D正确；故答案选C。 【对练2】（25-26高二下·江苏·期中）乙醇一水催化重整可获得。发生的主要反应如下： 反应I：   反应Ⅱ：   在恒压、按通入，若仅考虑上述反应I、Ⅱ，平衡时和的选择性及的产率随温度的变化如图所示。 的选择性，的选择性类似。 下列说法错误的是 A．图中曲线②表示平衡时产率随温度的变化 B．60℃，若气体密度不变，说明体系已达平衡 C．500℃、条件下，的平衡产率为80%，则的平衡转化率为90% D．一定温度下，加入，能提高平衡时的产率 【答案】C 【分析】根据已知反应I：，反应Ⅱ：，反应I，Ⅱ均为吸热反应，升高温度均有利于平衡正向移动，但平衡时CO2和CO的选择性之和为100%，故平衡时CO2和CO的选择性的变化趋势相反，只有第二个反应生成CO，因此升温CO的选择性升高，故曲线③表示CO的选择性随温度的变化，曲线②表示平衡时H2的产率随温度的变化，曲线①表示CO2的选择性随温度的变化，据此作答。 【解析】A．由分析，曲线②表示平衡时H2的产率随温度的变化，A正确；B．反应I是气体分子数增大的反应，反应Ⅱ前后系数不变，随着反应进行，因为压强不变，气体的总质量不变，所以气体的密度会随着体积的增大而减小，当密度不变时，说明反应平衡，B正确；C．500℃、条件下，的平衡产率为80%，此时CO与CO2的选择性均为50%，设n(CO)=n(CO2)=x mol，反应I：，生成2x mol CO2和6x mol H2，对反应II：，消耗x mol的CO2与x mol的H2，生成x mol的CO。平衡时的H2的物质的量应该为，设投入乙醇的物质的量为1 mol，则，解得x = 0.96 mol，所以乙醇的消耗量应该等于，平衡转化率等于，C错误；D．一定温度下，加入吸收CO2，导致反应I平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，平衡时的产率增大。D正确；故答案选C。 1.（25-26高三上·江苏南京·阶段检测）丁烷催化脱氢是工业制备丁烯的主要方法，反应如下：CH3CH2CH2CH3(g)CH2=CHCH2CH3(g)+H2(g)  ΔH>0。为探究工业生产丁烯的合适温度，在体积为1L的恒容容器中，充入10mol丁烷，使用多级孔SiO2-15％CrOx复合催化剂催化丁烷脱氢，相同时间内(30 min)丁烷的转化率和主要产物的收率分布如图所示。[收率=(生成某产物的量/投入的原料量)×100%]。下列说法不正确的是 A．500℃时0～30 min内生成丁烯的反应速率为0.016mol·L-1·min-1 B．590℃以后，丁烯的收率随温度升高而降低可能是由于副产物增多 C．假设590℃时反应体系已达平衡，则该脱氢反应的平衡常数为0.055 D．选择更高效的催化剂并及时分离氢气，可提高工业生产丁烯的收率 【答案】C 【解析】A．500℃时，丁烯的收率为4.8%，根据收率=(生成某产物的量/投入的原料量)×100%，则生成的丁烯的物质的量为10×4.8%=0.48mol，0～30 min内生成丁烯的反应速率为=0.016mol·L-1·min-1，A正确；B．由图可知590℃时丁烯的收率最高，温度升高，丁烯的收率降低，副产物增多，B正确；C．根据题意，590℃时平衡体系中，，，则该脱氢反应的平衡常数，C不正确；D．选择更高效的催化剂增大选择性，及时分离氢气平衡正向移动，故可提高工业生产丁烯的收率，D正确；答案选C。 2.（25-26高二下·江苏淮安·期末）钛单质及其化合物在化工生产中有广泛的应用。以和为原料制备过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①   ②   ③   在恒容密闭容器中，投料比，平衡反应体系中各含钛组分的物质的量分数[例如的物质的量分数]随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．曲线Ⅰ对应的物质为 B．时，的平衡转化率约为90% C．上述平衡体系中， D．900℃时，压缩容器体积会增大平衡时的物质的量 【答案】B 【分析】反应①为放热反应，反应②、反应③为吸热反应，升高温度，反应①平衡逆向移动，反应②、③平衡正向移动，由于反应②平衡正向移动，反应①平衡逆向移动，导致物质的量不断减少，因此曲线Ⅱ对应；反应②和反应③平衡正向移动，导致物质的量不断增加；反应①平衡逆向移动，和的物质的量增加，反应②和反应③平衡正向移动，和的物质的量减小；根据图中的变化趋势，说明反应①为主，因此的物质的量也以增加为主，但是物质的量增加幅度不如多，因此曲线Ⅰ对应，曲线Ⅲ对应，由此解答； 【解析】A．由分析可知，曲线Ⅰ对应，A错误；B．时，的物质的量分数为40%，的物质的量分数为56.67%，的物质的量分数基本为0，因此的物质的量分数为3.33%，设和的初始的物质的量为2mol和1mol，根据Ti元素的质量守恒，的物质的量为，的平衡转化率为，B正确；C．设和的初始的物质的量为2mol和1mol，根据Ti元素守恒可知，平衡时存在，根据图像可知，物质的量分数不会高于56.67%，，，根据Cl元素守恒可知，平衡时存在，因此，C错误；D．反应①的平衡常数为，温度不变平衡常数不变，因此保持不变，压缩体积导致体积减小，的物质的量需要减小才能保证保持不变，D错误；故选B。 3.（25-26高二下·江苏镇江·期末）为实现“双碳”目标，可利用催化加氢合成二甲醚，主要发生的反应如下： 反应I：         反应II：     在恒压条件下，与反应，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。其中：的选择性。 下列说法正确的是 A．曲线①为平衡转化率 B．A点时，容器中的物质的量为 C．温度高于时，曲线②随温度升高而升高，说明此时温度对反应I的影响大于反应II D．其他条件不变，低压或使用高效催化剂均有利于同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性 【答案】C 【解析】A．反应II为放热反应，升高温度平衡逆向移动，的选择性随温度升高而降低，因此曲线①为的选择性，曲线②为平衡转化率，A错误； B．A点平衡转化率为30%，反应的物质的量为，选择性为30%，根据选择性公式，解得，B错误；C．反应I为吸热反应，升温平衡正向移动，转化率升高；反应II为放热反应，升温平衡逆向移动，转化率降低。320℃后曲线②（平衡转化率）升高，说明温度对反应I的影响大于反应II，C正确； D．反应II是气体分子数减小的反应，低压使反应II平衡逆向移动，选择性和平衡转化率均降低；催化剂只能改变反应速率，不影响平衡状态，不能提高平衡转化率和选择性，D错误；故选C。 4.（25-26高二下·江苏扬州·期末）一定条件下，乙苯()催化脱氢制苯乙烯()。现向恒压密闭反应器中充入1mol乙苯在催化剂作用下发生反应如下： 反应I：    (主反应) 反应Ⅱ：    (副反应) 反应Ⅲ：    (副反应) 以上反应体系中，苯乙烯、苯和甲苯的选择性() 随乙苯转化率的变化曲线如图所示。 下列说法正确的是 A．增大反应体系压强，反应Ⅲ平衡不移动 B．若催化剂失去活性，会导致乙苯的平衡转化率降低 C．从M点到N点，反应器中生成的苯乙烯的物质的量减小 D．乙苯转化率为70%时，反应器中苯乙烯的体积分数小于50% 【答案】D 【解析】A．增大体系压强，反应Ⅰ逆向移动，则体系内氢气的物质的量减少，反应Ⅲ平衡逆向移动，故A错误；B．催化剂只会影响反应速率，不会影响转化率，若催化剂失去活性，会导致乙苯的转化速率降低，故B错误；C．从M点到N点苯乙烯的选择率降低很小，但乙苯的转化率提高的更多，则反应器中生成的苯乙烯的物质的量增大，故C错误；D．初始充入1mol乙苯，乙苯转化率为70%时，则转化量为0.7mol,剩余量为0.3mol,苯乙烯的选择率为95%，苯的选择率为2%，甲苯的选择率为3%，，，，则容器内剩余乙苯0.3mol，苯乙烯0.665mol，氢气0.665mol-0.021mol=0.644mol，苯0.014mol，乙烯0.014mol，甲苯0.021mol，甲烷0.021mol，苯乙烯的体积分数为，故D正确；故选D。 5．（25-26高二上·陕西榆林·期中）一定温度下，在1L的恒容密闭容器中发生反应，反应过程中的部分数据如表所示。下列说法错误的是 时间 物质的量 0 2.0 2.4 0 5 0.8 10 1.6 15 1.6 A．内 B．此温度下，反应的平衡常数为 C．物质的平衡转化率约为 D．后，再加入、、各，平衡不移动 【答案】D 【解析】A．0~5 min内生成的物质的量为，根据反应计量数关系，消耗的物质的量为，则，A正确；B．10 min时消耗的物质的量为，对应消耗的物质的量为，剩余为，和15 min时的物质的量相等，说明10 min已达平衡，此时生成的物质的量为，平衡浓度，代入平衡常数表达式，B正确；C．平衡时转化的物质的量为，转化率为，C正确；D．加入各后，浓度，浓度商，平衡逆向移动，D错误；故选D。 6．（25-26高二下·四川内江·期中）已知反应，在恒容密闭容器中，充入和，测得平衡体系中的物质的量分数(x)与温度的关系如下图所示。下列说法错误的是 A．C点时，往容器中再充入和，再次达到平衡后增大 B．A点时的平衡转化率约为33.3% C．相同条件下，处于B点时， D．低温高压有利于提高的平衡转化率 【答案】A 【分析】反应为，随温度升高，的物质的量分数降低，的物质的量分数升高，说明正反应为放热反应，，匹配下降的实线为的物质的量分数曲线，上升的虚线为的物质的量分数曲线，该反应正方向为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动。 【解析】A．C点时恒容充入和，相当于增大体系压强，平衡正向移动，的平衡转化率升高，再次平衡后减小，A错误；B．设A点时的转化量为，则平衡时，，，，总物质的量为，A点，则，解得，的转化率为，B正确；C．B点的物质的量分数低于对应温度下的平衡值，反应需正向进行达到平衡状态，故，C正确；D．该反应正反应为放热、气体分子数减小的反应，低温、高压均使平衡正向移动，有利于提高的平衡转化率，D正确；故选A。 7．（25-26高二上·福建·期中）在恒温条件下，向盛有足量NaCl(s)的2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO2、0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，发生如下两个反应： ①     ②     10分钟时反应达到平衡，测得体系的压强减少20%，10分钟内用ClNO(g)表示的平均反应速率。下列说法正确的是 A．平衡后 B．平衡时NO的转化率为50% C．其它条件保持不变，反应在绝热条件下进行，则平衡常数增大 D．反应的平衡常数为 【答案】B 【解析】A．10 min时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少20%，则平衡时混合气体总物质的量为，10 min内用ClNO(g)表示的平均反应速率，则平衡时，设①中反应的NO2为，②中反应的Cl2为，则：，，则，，解得、，故平衡后，A错误；B．由A项分析，平衡时NO的转化率为，B正确；C．平衡常数只受温度影响，反应在绝热条件下进行，反应②放热，使温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K2减小，C错误；D．①    平衡常数K1；②    平衡常数K2；由盖斯定律可知，由①×2-②可得反应，则的平衡常数，D错误；答案选B。 8．（25-26高二上·辽宁·阶段检测）向的恒容密闭容器中通入，发生反应，测得不同温度下反应体系中和的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A． B． C．温度下的浓度平衡常数 D．温度下，反应达到平衡状态时，混合气体中的体积分数为 【答案】C 【分析】T2温度下，平衡时n(A)=3mol，Δn(A)=6mol，Δn(B)=3mol，反应速率比等于系数比，则A、B系数比为2：1，故，反应为； 【解析】A．温度越高反应速率越快，达到平衡时间越短；由图像可知T1条件下反应先达到平衡，故T1 > T2，A正确； B．由分析，，B正确；C．反应为，T1温度下，平衡时n(A)=5mol，则Δn(A)=4mol，、生成2mol B、4molC，容器体积2L，平衡常数，C错误；D．结合分析，T2温度下，平衡时n(A)=3mol、n(B)=3mol、n(C)=6mol，总物质的量12mol，C的体积分数，D正确；故选C。 9．（25-26高二下·安徽·期中）已知：反应，，为组分的物质的量分数。煤化工路线中利用合成气直接合成乙二醇，反应如下：。按化学计量比进料，固定平衡转化率，探究温度与压强的关系。分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图。下列说法正确的是 A．代表平衡转化率的曲线是 B．该反应的 C．D点对应体系的 D．、两点对应的体系 【答案】D 【分析】反应为气体系数减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，，因此L1、L2、L3对应分别为0.6、0.5、0.4；压强相同时，温度升高，平衡转化率减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，所以，据此分析解答。 【解析】A．由分析知，代表平衡转化率的曲线是，A错误；B．由分析知，，B错误；C．D点对应的平衡转化率为0.5，根据题中信息，该反应按化学计量比进料，设起始加入2 mol CO和3 mol H2，列三段式得，平衡时CO、H2、HOCH2CH2OH的物质的量分数分别为、、，，C错误；D．M、N两点的进料比相同，平衡转化率相等，平衡时各组分的物质的量分数分别相等，则，D正确；故答案选D。 10．（25-26高二下·广西南宁·期中）我国目前氨的生产能力位居世界首位。合成氨反应为：。在不同压强下，按Ⅰ、Ⅱ两种不同物质的量分数进气组进行投料，I为，Ⅱ为反应达平衡时氨的物质的量分数与温度的关系如下图所示。 下列说法正确的是 A．温度升高，合成氨的平衡常数K增大 B．图b对应的是进气组I C．图a中，当时，氮气的转化率 D．适当的使用催化剂，可以提高合成氨的平衡转化率 【答案】C 【解析】A．由图可知，温度升高，氨气体积分数减小，平衡逆向移动，该反应为放热反应，温度升高，K减小，A错误；B．对比图a和图b中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图b中平衡时氨的物质的量分数小，在恒压下充入惰性气体Ar，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体Ar不利于合成氨，进料组成Ⅱ中含有惰性气体Ar的图是图b，B错误；C．图a中，进料组成为、两者物质的量之比为3：1，假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3 mol和1 mol，达到平衡时氮气的变化量为x mol，则有：，n平(N2)=  mol，n平(H2)= mol，  n平(NH3)=2x mol，当、时，，解之得，则氮气的转化率，C正确；D．催化剂只能提高反应的速率，不能提高平衡转化率，D错误；故选C。 11．（25-26高二下·安徽滁州·期中）向体积均为的甲、乙恒容密闭容器中均充入和，分别在绝热、恒温条件下发生反应：，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．向甲容器中a点通入同温度的氖气，平衡向右移动 C．乙容器中，内平均反应速率 D．上述反应在高温下可自发进行 【答案】C 【分析】恒容条件下绝热与恒温容器中反应，甲为绝热容器，反应过程中温度变化影响压强，乙为恒温容器，据此分析。 【解析】A．甲为绝热容器，反应开始后压强先增大后减小，说明反应放热，体系温度升高，压强增大，因此，A错误；B．向甲容器中a点通入同温度的氖气，容器体积不变，各反应物、生成物浓度不变，平衡不移动，B错误；C．乙容器中，初始压强为，4min时压强为，恒温恒容下压强之比等于物质的量之比，初始总物质的量为5mol，4min时总物质的量为，设反应的物质的量为，则，解得，平均反应速率，C正确；D．该反应，气体分子数减少，，根据，低温下，反应自发，高温下，反应不自发，D错误；故选C。 12．（25-26高二下·河南许昌·期中）将1 mol 、2 mol 充入2 L恒容密闭容器中，在恒温或绝热条件下发生反应：  。测得的转化率随时间的变化如图所示。已知：，，其中、为正、逆反应速率常数(其大小只与温度和催化剂有关)。下列说法错误的是 A．曲线乙表示绝热条件下的转化率随时间的变化 B．   C．不能根据以上信息确定的值 D．曲线乙中，0～5 min内平均反应速率 【答案】C 【解析】A．曲线乙先达到平衡状态，则说明其反应温度高，反应速率快，曲线乙的平衡转化率小于曲线甲，说明该反应为放热反应，则曲线乙代表绝热条件，曲线甲代表恒温条件，A正确；B．，由图可知，在恒温条件（甲）下平衡转化率更高（约30%），而绝热条件（乙）由于温度升高导致平衡逆向移动，转化率降低，说明升温不利于正反应进行，即正反应为放热反应，因此ΔH＜0成立，B正确；C．曲线甲为恒温条件，恒温条件下平衡常数K不变，由图中曲线及数据可知，曲线甲达到平衡时，的转化率为30%，可以计算出平衡时各物质的浓度，进而求出该温度下的平衡常数，在化学平衡时，，即，据此可以推出，因为值可以被计算出来，所以的值可以确定，故C错误；D．曲线乙，0～5 min内平均反应速率，D正确；故答案选C。 13．（25-26高二上·山东烟台·阶段检测）已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH=-49 kJ·mol-1，反应在起始=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x，在t=250℃下x～p、在p=5×105Pa下x～t如图所示。下列说法正确的是 A．图中对应等压过程的曲线是M B．c点处x相同，平衡常数相同 C．当x=0.10时，CO2的平衡转化率约为33% D．由d点到b点可以通过升温和增压实现 【答案】C 【解析】A．该反应为放热反应，恒压时，温度升高使平衡逆向移动，甲醇的物质的量分数减小，则图中对应的等压过程曲线为N，A错误；B．图中曲线N为恒压条件下甲醇的物质的量分数随温度改变的曲线，曲线M为恒温(250℃)条件下甲醇的物质的量分数随压强改变的曲线，N曲线c点对应的温度＜250℃，所以温度不同，两种条件下的平衡常数不同，B错误；C．当x=0.10时，设二氧化碳的起始物质的量为amol，起始到平衡时二氧化碳转化的物质的量为bmol，列出三段式     ，则，解得，二氧化碳的平衡转化率约为33%，C正确；D．d点条件为250℃和，b点条件为270℃和，若实现由d点到b点的转化应该通过升温和减压的手段，D错误；故选C。 14.（25-26高二上·河北石家庄·期末）工业用，大规模制备氢气。向容积为的密闭容器中充入和，在下达到平衡。其他条件相同时，实验测得不同形态对体积分数的影响，如图所示。下列说法错误的是 A．纳米和微米相比，对应的体积分数更大的原因是纳米表面积更大，反应速率更快 B．向体系中再充入一定量，可以提高的转化率 C．平衡时，升温，正反应速率增幅大于逆反应速率增幅 D．若平衡时的转化率为，计算可得该温度下反应的平衡常数 【答案】C 【解析】A．氧化钙能与二氧化碳反应，使生成物的浓度减小，平衡向正反应方向移动，氢气的体积分数增大，由图可知，与微米氧化钙相比，纳米氧化钙对应氢气的体积分数更大，原因是纳米氧化钙表面积更大，二氧化碳与氧化钙的接触面积更大，反应速率更快所致，A正确；B．向体系中再充入一定量水蒸气，水蒸气的浓度增大，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大，B正确；C．该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应速率增幅大于正反应速率增幅，C错误；D．由题意可知，一氧化碳的转化率为60%，则平衡时一氧化碳的物质的量为：2.0 mol -2.0 mol×60%=0.8 mol，由方程式可知，平衡时水蒸气、二氧化碳、氢气的物质的量分别为：3.0 mol- 2.0 mol×60%=1.8 mol、2.0 mol×60%=1.2 mol、2.0 mol×60%=1.2 mol，反应的平衡常数为：K==1，D正确；故选C。 15.（25-26高二上·山东济宁·阶段检测）根据所学知识回答下列问题： (1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在200 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如表（累计值）： 时间（min） 1 2 3 4 5 氢气体积（mL）（标准状况） 50 120 232 290 310 上述实验过程中，反应速率最大时间段是__________（选填字母作答），该时间段反应速率最大的主要原因是__________。 A．0-1 min  B．1-2 min  C．2-3 min  D．3-4 min  E．4-5 min (2)某温度下在容积为1 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。 ①该反应的化学方程式是__________。 ②反应进行到2 min时，Y的转化率为__________。（提示：） ③3 min时，反应__________（填“是”或“否”）达到化学平衡。4 min时，正反应速率__________逆反应速率（填“>”“<”或“=”）。 【答案】(1)C 因反应放热，温度升高，反应速率增大 (2)① ②10% ③否 > 【解析】（1）由表中累计氢气体积可知，各相邻1 min内生成氢气的体积依次为50 mL、70 mL、112 mL、58 mL、20 mL。各段时间相同，2～3 min内生成氢气的体积最大，因此该时间段平均反应速率最大。反应前期放热使体系温度升高，升温对反应速率的促进作用超过盐酸浓度降低的影响。故选C； （2）①由图可知，0～2 min内X、Y、Z的物质的量变化量分别为0.3 mol、0.1 mol、0.2 mol，变化量之比为3∶1∶2，X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增大，因此反应方程式为。 ②2 min时，Y的变化量为1.0 mol−0.9 mol=0.1 mol，因此Y的转化率为(1.0−0.9)÷1.0×100%=10%。 ③3 min时，X、Y的物质的量仍在减小，Z的物质的量仍在增大，体系组成仍随时间变化，故反应未达到化学平衡。4 min时，X、Y仍在减小，Z仍在增大，说明反应仍沿正反应方向净进行，因此正反应速率大于逆反应速率。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1/10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $