第02讲 化学反应的方向和限度 化学平衡常数及计算（复习讲义）（江苏专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

该高中化学高考复习讲义聚焦化学反应方向、化学平衡状态及平衡常数计算等核心考点，按“概念-判据-计算-应用”逻辑构建知识框架，通过命题透视、思维建模、考点精讲、真题溯源四环节，帮助学生系统梳理焓变熵变判断、平衡状态特征及Kc/Kp计算等难点，培养化学观念和科学思维。 特色在于创新“解题妙招”教学，如用“逆向相等，变量不变”判断平衡状态，“三段式”破解Kp计算，结合化工生产情境设计分层变式训练。通过真题溯源和考向预判，强化科学探究与实践能力，助力学生高效突破考点，为教师把控复习节奏提供精准指导。

第02讲 化学反应的方向和限度 化学平衡常数及计算 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养，研判高考命题趋势 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点一 化学反应进行的方向 知识解构 知识点1 自发过程与自发反应 ∣ 知识点2 熵和熵变 考向破译 考向 1 考查焓变和熵变的判断及化学反应进行的方向 ∣ 考向 2 考查 化学反应进行的方向复合判据及应用 解题妙招1 焓变和熵变与反应自发性关系 解题妙招2 化学反应自发性和非自发性的判断思维模型 考点二 化学平衡状态 知识解构 知识点1 化学平衡的概念及建立 ∣ 知识点2 化学平衡状态的特征及判断 考向破译 考向 化学平衡状态的特征及判断 解题妙招 判断平衡状态的方法——“逆向相等，变量不变” 考点 三 化学平衡常数及计算 知识解构 知识点1 化学平衡常数概念 ∣ 知识点2 化学平衡常数的计算 知识点3 化学平衡常数的综合应用 考向破译 考向1 考查 化学平衡常数概念及计算 ∣ 考向2 考查 化学平衡常数的综合应用 解题妙招1 正确理解外界条件对化学平衡常数的影响 解题妙招2 化学平衡中的转化率思维模型 ) ( 0 4 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑，感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 化学反应的自发性 化学平衡状态的判断 化学平衡常数及计算 江苏卷T13，3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．从考查题型和内容上看，高考命题大多以选择题小选项，非选择（原理大题）填空形式呈现，常与化学反应速率、化学平衡、工业条件选择一起考查，主要考查利用化学反应的焓变、熵变、综合判据判定反应进行的方向等。化学平衡常数及其相关计算是高考化学反应原理模块重中之重，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，考查K的表达式书写、数值计算、K随温度变化规律及应用K判断反应方向等。 2．从命题思路上看，选择题侧重利用焓判据、熵判据单独判定反应的自发性；利用吉布斯自由能变定性分析反应的自发性、非自发性和平衡状态等，特别是温度对自发性影响的四种组合（任何温度都自发、任何温度都非自发、低温自发高温非自发、高温自发低温非自发，常考后两种组合）；结合化学方程式熵变的正负，再结合焓变判定判断不同温度下的自发性、可逆反应在一定条件下是否达到化学平衡状态，能用“变量不变”标志判断平衡状态等。非选择题侧重结合工业条件实际，解释某反应为什么在高温下才能进行；结合平衡图像，给出不同温度下的转化率，从焓变和熵变的角度判断解释温度对反应能否正向进行的影响等。化学平衡常数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。 3．预计2017年高考仍侧重以化工生产为背景，结合具体的化学反应，利用化学反应速率和化学平衡知识在生产中的应用，考查焓变、熵变的判断，自由能变判断反应进行的方向等；在非选择题中，通过图像或表格等提供信息，解释温度等外界条件对化学反应的影响等。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。 ►复习目标： 1．会判断给定反应的熵变、焓变，能判断在给定条件下反应能否自发进行。 2．了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立，知道化学平衡的特征。 3．能根据化学平衡的特征判断一个可逆反应在给定条件下，是否达到平衡状态。 4．理解平衡常数的涵义，能正确书写多种平衡常数表达式，能利用化学平衡常数进行相关计算。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 化学反应进行的方向 知●识●解●构 知识点1 自发过程与自发反应 1．自发过程 （1）含义：在一定条件下，不用借助外力，就能自发进行的过程。如：高山流水，自由落体，冰雪融化 （2）特点： ①能量角度：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量) ②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向 ③具有方向性：即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行 （3）判断： ①根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等) ②)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发 2．自发反应 （1）定义：在给定条件下，可以自发地进行到显著程度的化学反应。如：钢铁生锈 （2）特征： ①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发，如：铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，是自发的，则铁锈变为铁在该条件肯定不是自发的 ②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态 ③体系趋向于从有序体系转变为无序体系 （3）应用： ①可被用来完成有用功。如：H2燃烧可设计成原电池等。 ②非自发过程要想发生，必须对它做功。如：通电将水分解为H2和O2。 得分速记 ①自发反应具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下自发进行，而该反应的逆方向在该条件下肯定不能自发进行。 ②自发≠迅速发生；自发≠不需任何条件；自发性只判断反应趋势，与反应速率无关。 ③不要混淆“自发进行”和“常温自发”；自发反应依然可能需要启动条件（如点燃）。 知识点2 熵和熵变 1．熵与熵变 （1）熵：度量体系混乱程度的物理量，符号为S。熵值越大，体系混乱度越大。同一条件下，不同物质有不同的熵值；同一种物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。 （2）熵变：ΔS＝S(生成物)－S(反应物)。化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。 2．化学反应进行方向的判断 （1）传统方法： ①依据物质的稳定性：由不稳定物质向稳定物质转变。2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，稳定性：NaCO3＞NaHCO3。 ②依据离子反应：对于复分解反应，一般是由易电离的物质向难电离的物质转变，或向离子浓度减小的方向转变。 ③依据物质的溶解性：由溶解度大的物质向溶解度小的物质转变。如Na2SO4＋CaCl2===CaSO4↓(微溶)＋2NaCl，CaSO4＋Na2CO3===CaCO3↓＋Na2SO4，所以溶解性：CaCl2＞CaSO4＞CaCO3。 ④依据酸碱强弱：由相对强酸(碱)向相对弱酸(碱)转变。如2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋CO2↑＋H2O，NaSiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，所以酸性强弱：CH3COOH＞H2CO3＞H2SiO3。 ⑤依据物质的挥发性：由难挥发(高沸点)性物质向易挥发(低沸点)性物质转变。 a．由难挥发性酸向易挥发性酸转变。如NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑，所以沸点：H2SO4(浓)＞HCl。 b．由难挥发性酸酐向易挥发性酸酐转变。如CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以沸点：SiO2＞CO2。 c．由难挥发性金属向易挥发性金属转变。如2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb，所以沸点：Mg＞Rb。 ④由氧化性(还原性)强的物质向氧化性(还原性)弱的物质的转变。如2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2,2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，所以氧化性Cl2＞FeCl3＞I2。 （2）焓变（焓判据）：研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。 ①多数能自发进行的化学反应是放热反应。如：在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热：Fe(OH)2(s)＋2H2O（1）＋O2(g)==4Fe(OH)3(s) ΔH(298 K)＝－444.3 kJ/mol ②部分吸热反应也能自发进行。如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)==CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O（1） ΔH(298 K)＝＋37.30 kJ/mol ③有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。如：在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应。CaCO3(s)==CaO(s)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝＋178.2 kJ/mol ΔH(1 200 K)＝＋176.5 kJ/mol （3）熵变（熵判据）：熵变是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是决定反应能否自发进行的惟一因素。 ①许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。如：2H2O2(aq)==2H2O(l)＋O2(g)；NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)==CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)； ②有些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行。如：NH3＋HCl == NH4Cl。 （4）复合判据：ΔG=ΔH－TΔS ①当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG＜0，反应自发进行。 ②当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG＞0，反应不能自发进行。 ③当ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0时，反应是否自发进行与温度有关，在一定温度下可使ΔG＝0，即反应达平衡状态。 ④ΔH<0、ΔS<0时，则ΔH-TΔS在较低温度时可能小于零，所以低温有利于反应自发进行。图解如下： 3．反应自发进行的最低或最高温度的计算 （1）计算依据：△H－T△S≤0 ①若△S＞0，则T ≥ △H/△S，为最低温度； ②若△S＜0，则T ≤ △H/△S，为最高温度 （2）注意单位的换算：△S的单位为：J·mol－1·K－1 、△H的单位为：kJ·mol－1 、T的单位为：K 得分速记 ①根据ΔH－TΔS＜0判断的只是反应能否自发进行的可能性，具体的反应能否实际发生，还涉及到化学反应速率的问题。 ②判断一个化学反应能否自发进行，若无任何外加条件，可以认为我们所学过的化学反应(电解反应除外)都是能够自发进行的。。 考●向●破●译 考向1 考查焓变和熵变的判断及化学反应进行的方向 例2（2026·江苏南京·期末）在恒压密闭容器中，充入起始量一定的和，主要发生下列反应： 反应I： 反应II： 达平衡时，转化率和CO的选择性随温度的变化如图所示[CO的选择性] 下列说法正确的是 A．反应I的 B．升高温度能提高的平衡产率 C．温度高于300℃时，曲线②随温度升高而升高说明此时主要发生反应I D．同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择在低温低压条件下反应 【答案】C 【解析】反应I是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的选择性逐渐增大，因此曲线①是CO的选择性随温度的变化、曲线②是转化率随温度的变化。A．反应I能够自发进行，其，根据可知，，故A错误；B．反应I正向反应是吸热反应，反应Ⅱ正向反应是放热反应，升高温度，反应I正向移动，反应Ⅱ逆向移动，的平衡产率降低，故B错误；C．根据前面分析，曲线②是转化率随温度的变化曲线，温度高于300℃时，转化率随温度升高而增大，反应I为吸热反应，升温会促进其正向进行，使转化率增大；反应Ⅱ为放热反应，升温会使平衡逆向移动，使转化率减小，总转化率随温度升高而增大，说明此时起主导作用的是吸热的反应I，故C正确；D．反应Ⅱ正向反应是体积减小的放热反应，要同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择在低温高压条件下反应，故D错误；故答案选C。 解题妙招 焓变和熵变与反应自发性关系 ①大多数放热反应是可以自发进行的，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定化学反应能否自发进行的唯一因素。 ②不能仅用反应熵变来判断反应能否自发进行。反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。如：2Al(s)＋Fe2O3(s)==Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔS＝－39.35 J·mol－1·K－1，上述反应为熵减少的反应，但在一定条件下，该反应也能自发进行。 【变式1·变考法】（2026·浙江·模拟预测）化学反应方向的确定不仅与焓变有关，也与温度、熵变有关。实验证明，化学反应的方向应由确定，若，则自发进行，否则不能自发进行。下列说法正确的是 A．在温度、压强一定的条件下，和共同决定一个化学反应的方向 B．温度、压强一定时，增加的反应一定能自发进行 C．是决定反应能否自发进行的唯一因素 D．固体的溶解过程一定是 【答案】A 【解析】在温度、压强一定的条件下，化学反应方向由ΔH - TΔS决定，ΔH和ΔS共同影响该判据，因此二者共同决定反应方向，A正确；ΔS增加（熵增）不一定保证ΔH - TΔS < 0，例如若ΔH为正且较大，或温度较低时，反应可能不自发，B错误；反应自发进行由ΔH、ΔS和温度共同决定，ΔH并非唯一因素，C错误；固体溶解过程通常熵增（ΔS > 0），但焓变ΔH可正可负（如硝酸铵溶解吸热，ΔH > 0），因此不一定满足ΔH < 0，D错误；故选A。 【变式2·变载体】（25-26高三上·江苏徐州·阶段检测）甲醇水蒸气催化重整制氢过程中发生的反应如下： ① ② 以Pd/ZnO作为催化剂时，向密闭容器中充入等物质的量的与，平衡时的转化率、的选择性[的选择性]及CO的物质的量分数随温度的变化如下图所示。 下列说法正确的是 A．反应的 B．升高温度，的平衡产量不断减小 C．520 K时，的平衡转化率为38% D．580 K时，使用对选择性更高的催化剂可以提高平衡时的产率 【答案】C 【解析】A. 根据盖斯定律②－①得反应△H=+90.7-49.8=+40.9kJ/mol，反应能自发进行， ，则，故A错误；B. 升高温度，①②均正向移动，所以的平衡产量增大，故B错误；C. 设甲醇、水的初始投料为amol，520 K时，的转化率为40%、的选择性为95%，则参与反应①的甲醇的物质的量为a×40%×95%=0.38amol，则参与反应的水的物质的量为0.38amol，的平衡转化率为，故C正确；D. 催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡。580 K时，使用对选择性更高的催化剂不能提高平衡时的产率，故D错误；选C。 【变式3·变思维】（25-26高三上·江苏徐州·阶段检测）的利用是实现“碳达峰、碳中和”目标的关键技术之一，逆水煤气转换反应具有实现高效转化为CO的巨大潜力。发生的主要反应为： 反应1（逆水煤气变换）： 反应2（甲烷化）： 反应3（CO甲烷化）： 恒容条件下，加入、和催化剂，在不同的温度下进行反应，平衡时各物种的物质的量分数如图所示。 下列说法正确的是 A． B．曲线b表示平衡时CO物质的量分数随温度变化 C．650℃时，反应1的 D．大于700℃，其它条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 【答案】C 【解析】A．根据盖斯定律，反应2=反应1+反应3，故，A错误；B．在200℃时达到平衡时，有，可知体系以反应2为主导，可知曲线a代表，b物质与的物质的量几乎相同，反应2中与的化学计量数相同，生成多少就消耗多少，体系中几乎只存在物质a、b和甲烷，氢气几乎耗尽，所以曲线b代表；温度升高，反应2、3占主导，逆向进行，生成和，但的化学计量数更大，故生成的物质的量更多，c、d的物质的量分数上升，c始终高于d，故曲线c代表，曲线d代表，B错误；C．由B选项分析与图示信息可知，在650℃时，物质的量分数分别是，，，，则反应1的平衡常数为，C正确；D．大于700℃时，和的物质的量下降，体系以吸热的反应1为主导，，反应1左右气体分子数相等，加压对反应1几乎没有影响，不能增大平衡时的物质的量，D错误；故答案为C。 考向2 考查化学反应进行的方向复合判据及应用 【例2】（2025·江苏省南京市金陵中学4月调研）纳米级材料Cu2O有非常优良催化性能。工业上在高温条件下用炭粉还原CuO制得：2CuO(s)＋C(s)＝Cu2O(s)＋CO(g) ΔH＞0。下列说法正确的是 A．该反应在任何温度下均可自发进行 B．其他条件相同，加入更多的炭粉，可以提高CuO的平衡转化率 C．恒温条件下达平衡后，增大CO的用量，达新平衡后c(CO)不变 D．反应中生成22.4 L CO，转移的电子数目为2×6.02×1023 【答案】C 【解析】A项，由题目反应方程式可知，该反应∆H＞0、∆S＞0，根据∆G＝∆H－T∆S＜0能自发进行可知，该反应在较高温度下才能自发进行，错误；B项，其他条件相同，炭粉是固体，加入更多的炭粉，炭粉的浓度不变，化学平衡不移动，故不能提高CuO的平衡转化率，错误；C项，该反应的K＝c(CO)，所以恒温条件下增大CO的用量，因K不变，则达新平衡后c(CO)不变，正确；D项，未告知CO所处的状态是否为标准状况，所以无法计算反应中生成22.4 L CO转移的电子数目，错误。 解题妙招 化学反应自发性和非自发性的判断思维模型 ①反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响，复合判据ΔH－TΔS<0的反应不一定能够实际发生，只是指出了在该条件下化学反应自发进行的趋势，还要考虑化学反应的快慢问题。 ②焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响： ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 － ＋ 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 ＋ － 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ＋ ＋ 低温为正高温为负 低温时非自发，高温时自发 － － 低温为负高温为正 低温时自发，高温时非自发 【变式1·变考法】（2026·浙江宁波·模拟预测）利用石膏可以制备生成硫酸的原料SO2，主要发生如下反应： ①   ②   ③     下列说法不正确的是 A． B．反应①在较高温度下可自发进行 C．恒温下增大压强，再次达到平衡时，SO2浓度增加 D．利用CaSO4与SiO2的混合物制备SO2有利于节约能耗 【答案】C 【解析】根据盖斯定律，反应③=反应①-反应②，故，A正确；反应①的，反应后生成气体、体系混乱度增大，，根据，较高温度下满足，反应可自发进行，B正确；恒温下平衡常数仅与温度有关，反应的平衡常数表达式为，且平衡时，因此为定值，增大压强再次平衡时浓度不变，C错误；反应③的小于反应①的，反应所需吸收的热量更少，有利于节约能耗，D正确；故选C。 【变式2·变载体】（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】A．反应在高温下自发进行且，根据，需，A正确；B．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；C．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；D．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3·变题型】（25-26·江苏常州·期末）将二氧化碳转化为高附加值化学品和含氮物质的综合处理是目前研究的热点问题。 （1）利用合成甲醇 ①   ②   ③   根据以上信息判断反应③______(填“高温自发”、“低温自发”或“任何温度下都自发”)，该反应中活化能(正)______(逆)(填“>”或“<”)。 （2）电催化和含氮物质可合成尿素，同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下，向一定浓度的溶液通入至饱和，经电解获得尿素，其原理如图所示。 电解过程中生成尿素的电极反应式为______。 （3）我国科研人员研究出在催化剂上氢化合成甲醇的反应历程如图所示。 分析在反应气中加入少量的水能够提升甲醇产率的可能原因是______。 （4）研究脱除烟气中的NO是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。有氧条件下，在基催化剂表面，还原的反应机理如图所示，该过程可描述为______。 【答案】（1）低温自发 （2） （3）反应③的化学方程式为，适当加入少量的水，反应物浓度增大，化学反应速率加快,促进反应③平衡正向移动，甲醇产率升高 （4）在基催化剂表面，吸附在酸性配位点上形成，与吸附在配位点上形成，然后与结合生成，最后与反应生成、，并从催化剂表面逸出 【解析】（1）根据盖斯定律，反应③可由反应①和反应②相减得到，因此；反应③中气体分子数从3 mol变为1 mol，熵减小，即。根据反应自发判据，、时，低温下更易小于0，故低温自发。 反应焓变，因此。 （2）由图可知，向左迁移，左侧为阴极，和在阴极得电子生成尿素，配平后得到电极反应式为。 （3）根据反应历程图，水可作为反应物参与生成甲醇的过程，加入少量水增大了反应物浓度，从而提升甲醇产率。 （4）由图可知，在Fe基催化剂表面，吸附在酸性配位点上，与结合转化为；和同时吸附在配位点上发生化合反应转化为。和生成中间产物，最终再结合发生归中反应得到，同时生成。 考点二 化学平衡状态 知●识●解●构 知识点1 化学平衡的概念及建立 1．可逆反应 （1）概念：在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 （2）特点：三同（相同条件、同时进行、反应物与生成物同时存在）一小（任一组分的转化率均小于100%，即不能全部转化）。 （3）表示：在方程式中用“”表示，而不用“===”表示。 2．化学平衡状态 （1）概念：在一定条件下的可逆反应中，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 （2）建立：化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。 ①对于只加入反应物从正向建立的平衡： 或 过程 正、逆反应速率 反应物、生成物的浓度 反应开始 v（正）最大 v（逆）＝0 反应物浓度最大，生成物浓度为零 反应过程中 v（正）逐渐减小，  v（逆）逐渐增大 反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大 平衡状态时 v（正）=v（逆）  各组分的浓度不再随时间的变化而变化 ②对于只加入生成物从逆向建立的平衡： 或 过程 正、逆反应速率 反应物、生成物的浓度 反应开始 v（逆）最大，v（正）＝0 生成物浓度最大，反应物浓度为零 反应过程中 v（逆）逐渐减小， v（正）逐渐增大 生成物浓度逐渐减小，反应物浓度逐渐增大 平衡状态时 v（正）=v（逆）  各组分的浓度不再随时间的变化而变化 得分速记 ①化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。 ②可逆反应的平衡物理量一定在最大值和最小值之间，但起始物理量可以为最大值或最小值。 知识点2 化学平衡状态的特征及判断 1．化学平衡状态的特征 （1）逆（研究对象）：化学平衡研究的对象是可逆反应； （2）动（动态特征）：化学平衡是一种动态平衡，反应达到平衡时，正反应和逆反应仍在进行，并没有停止，v（正）=v（逆）≠0； （3）等（平衡实质）：达到平衡时，正反应速率=逆反应速率； （4）定（平衡结果）：达到平衡时，反应混合物中各组分的浓度、质量分数、体积分数等保持不变； （5）变（平衡移动）：当外界条件改变时，原有的平衡会被破坏，在新条件下建立新的化学平衡； （6）同（等效平衡）：外界条件同，同一可逆反应从不同方向（正向、逆向、双向）达到的平衡状态相同； （7）恒（定量特征）：温度一定，化学平衡常数保持不变。 2．化学平衡状态的判断 （1）判断标志： ①动态标志：v正＝v逆≠0（正、逆反应速率相等且不等于0）。 A．同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 B．不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。 ②静态标志：若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。 A．各物质的质量、物质的量或浓度不变。 B．各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。 C．压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 D．绝热容器中温度不变。 E．密度不变(注意容器中的气体质量或体积变化)。 F．平均相对分子质量不变(注意气体质量或气体物质的量变化)。 （2）方法分析： 化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反 应速率之 间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体密度(ρ) ①只有气体参加的反应，密度保持不变(恒容密闭容器中) 不一定平衡 ②m＋n≠p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 平衡 ③m＋n＝p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变) 平衡 得分速记 ①化学平衡状态判断“三关注”：一关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；二关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；三关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 ②常见不能作为判断化学平衡状态的四种“标志”： 第一种：反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 第二种：恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)。 第三种：全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)。 第四种：全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 考●向●破●译 考向 考查化学平衡状态的特征及判断 例1（25-26高三上·江苏无锡·期中）恒温、恒容密闭容器中充入，反应：下列叙述正确的是 A．该反应的平衡常数 B．平衡时充入氩气，正反应速率大于逆反应速率 C．当混合气体中CO体积分数不变时不一定达到平衡状态 D．减小压强平衡向正反应方向移动，平衡常数增大 【答案】C 【解析】A．平衡常数表达式应包含所有气态产物的浓度乘积，正确的平衡常数表达式为，A错误；B．恒容时充入氩气，各反应物和产物的浓度不变，正、逆反应速率均不变，仍保持平衡，B错误；C．反应中生成的二种气体物质的量之比始终为1:1，CO的体积分数恒定为，即使未达平衡也可能保持不变，因此该条件不能作为平衡状态的判据，C正确；D．平衡常数仅与温度有关，温度不变则K不变；减小压强时，因生成更多气体，平衡正向移动，但不变化，D错误；故答案选C。 解题妙招 判断平衡状态的方法——“逆向相等，变量不变” ①“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等。 特别注意：同一反应方向的反应速率不能判断反应是否达到平衡状态。 ②“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。 【变式1·变载体】（2026高二下·江苏盐城·阶段检测）对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0，下列说法正确的是 A．该反应的ΔS>0 B．使用V2O5作催化剂可以减小该反应的焓变 C．当v正(SO2)=2v逆(O2)时，反应达到平衡状态 D．增大体系的压强，正反应速率增大、逆反应速率减小 【答案】C 【解析】A．该反应反应物总气体物质的量为3 mol，生成物总气体物质的量为2 mol，气体分子数减少，混乱度降低，故，A错误；B．催化剂只能降低反应活化能、改变反应速率，不改变反应的焓变，B错误；C．反应速率之比等于化学计量数之比，当时，可推出，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C正确；D．增大体系压强，反应物和生成物的气体浓度均增大，正、逆反应速率均增大，D错误；故选C。 【变式2·变考法】（2025·苏州期中摸底调研2）烟气中含大量SO2等污染物，常形成酸雨，需净化处理后才能排放。工业制硫酸发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。恒温下，将a mol SO2与b mol O2的混合气体通入2 L的恒容密闭容器中发生反应。下列可以说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．c(SO2)∶c(SO3)＝1∶1 B．v(O2)＝2v(SO3) C．容器内气体的密度不再变化 D．混合气体的压强不再变化 【答案】D 【解析】A项，c(SO2)∶c(SO3)＝1∶1，不能判断出各组分的浓度保持不变，不符合题意；B项，v正(O2)＝v逆(SO3)时，才能得出v正(O2)＝v逆(O2)，可逆反应达到平衡状态，不符合题意；C项，容器内气体的质量保持不变，容器的体积保持不变，容器内气体的密度始终保持不变，所以容器内气体的密度不再变化，不能判断反应达到平衡状态，不符合题意；D项，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是气体分子总数改变的反应，混合气体的压强不再变化时，即混合气体的总物质的量不在改变，各组分的物质的量不在改变，各组分的浓度不在改变，可逆反应达到平衡状态，符合题意；故答案为D项。 【变式3·变题型】（2026高三下·江苏扬州·阶段检测）丙烷()与适量混合反应脱氢生产丙烯()的主要反应为： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     条件下，和反应达平衡状态时，体系中、、、、CO和的体积分数随温度变化如图所示(若仅考虑上述反应)。下列说法正确的是 A．平衡体系中CO的体积分数可能大于20% B．曲线c表示 C．850℃反应达平衡状态时，反应Ⅱ平衡常数 D．减小压强，反应Ⅱ一定不发生平衡移动 【答案】C 【解析】根据已知信息，密闭容器中通入4molC3H8、1molCO2，保持压强为1bar进行工业模拟，可知为恒压装置，初始时，4molC3H8、1molCO2，可知曲线a为C3H8，曲线d为CO2，I II ，分析方程式组，反应I产物C3H6和H2是等量产生，反应II消耗H2，可知曲线b为C3H6，曲线c为H2；因为一氧化碳和水是等量的，故曲线e为CO和H2O共用.A．初始时加入和，气体的总物质的量为5 mol。设反应I中转化了xmol，反应II中平衡时转化了ymol，平衡时气体总物质的量为(5+x)mol， CO的体积分数为，完全转化，最大为1mol；此时几乎耗尽，最大接近4mol，CO的体积分数，CO的体积分数不可能大于20%，A错误；B．经分析可知曲线c为H2，B错误；C．由图可知 850K平衡时体积分数为20%、体积分数为5%、体积分数为5%、体积分数为25%，反应Ⅱ平衡常数，C正确；D．减小压强，反应I正向移动，导致氢气增多；氢气增多，反应Ⅱ则正向移动，D错误；故选C。 考点三 化学平衡常数及计算 知识点1 化学平衡常数 1．概念及表达式 （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，用符号K表示。 （2）表达式：对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝。 （3）意义： ①K值越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。当K＞105时，该反应可视为进行完全；当K＜10－5时，该反应很难进行。 ②K值的大小只能预示某种可逆反应向某方向进行的最大限度，但不能预示反应达到平衡所需要的时间。 （4）浓度商：在任意时刻的，通常用Q表示。可判断正在进行的可逆反应是否平衡及反应向何方向进行。 得分速记 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＝。 2．影响因素 （1）K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 温度变化 反应焓变ΔH 平衡常数K 升高 > 0 增大 < 0 减小 降低 > 0 减小 < 0 增大 （2）平衡常数与反应方程式的关系： 化学方程式 平衡常数 方程式之间的关系 K之间的关系 ①C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g) K1 反应①和反应②互为逆反应 K2＝(倒数) ②CO(g)＋H2(g)⥫⥬C(s)＋H2O(g) K2 ③nC(s)＋nH2O(g)⥫⥬nCO(g)＋nH2(g) K3 反应③的化学计量数是 反应①的n倍 K3＝K(n次幂) ④C(s)＋H2O(g)＋H2(g)⥫⥬CH3OH(g) K4 反应①＋反应⑤可得反应④ K4＝K1·K5(相乘) ⑤CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g) K5 反应④－反应①可得反应⑤ K5＝(相除) 结论：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。 得分速记 ①温度对化学平衡的影响是通过改变化学平衡常数实现的。升高温度使吸热反应的平衡常数K增大，平衡向吸热反应方向移动；降低温度使放热反应的平衡常数K增大，平衡向放热反应方向移动。 ②其他条件不变，将温度升高至T′(T′>T)。若正反应ΔH > 0，则T′下反应的平衡常数K′>K。由于各物质浓度均未改变，故此时Q＝K<K′，则平衡正移。 知识点2 化学平衡常数的计算 1．化学平衡常数的计算方法 （1）根据化学平衡常数表达式计算。 （2）依据化学方程式计算平衡常数。 ①几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。 ②水溶液中进行的反应，必须拆成离子方程式再计算平衡常数。 ③同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝。 （3）“三段式”法：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＝。 2．压强平衡常数（气体）—高频考点 （1）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）计算步骤（模板）： 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＝。 知识点2 化学平衡常数的综合应用 1．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： 2．常见几种计算公式 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 （1）平衡常数：K＝。 （2）A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 （3）A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 （4）A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。 考●向●破●译 考向1 考查化学平衡常数书写及计算 例1（25-26高三上·江苏徐州·期中）利用CaS循环再生可将燃煤尾气中的转化生产单质硫，涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     反应Ⅲ：     恒容条件下，按1 mol CaS，1 mol 和0.1 mol 投料反应。平衡体系中，各气态物种的随温度的变化关系如题图所示，n为气态物种物质的量的值。 已知：图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数基本不变。下列说法正确的是 A．甲线所示物种为 B．反应Ⅰ的焓变 C．温度为，体系达平衡时，若丁线所示物种为a mol，则CaS为 D．温度为，体系达平衡后，压缩容器体积产率增大。与压缩前相比，重新达平衡时，减小 【答案】C 【解析】根据图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数基本不变，，H2O和H2对应曲线的变化趋势相同，lgn的差值为2，判断丁为H2，乙为H2O，随着温度升高，H2和H2O的物质的量均增大，根据H原子守恒，则H2S的物质的量减少，甲为H2S，丙为SO2。A．根据分析可知，“甲”对应的物种是H2S，故 A 错误；B．图可见，曲线 S2随 T 升高时其 lg n 反而减小，说明升温使反应Ⅰ中生成 S2 的平衡转向反应物一侧，即升温不利于 S2生成；可判断反应Ⅰ为放热反应，故 ΔH1＜0，故B错误；C．温度为，体系达平衡时，若丁线所示物种为H2，物质的量为a mol，则H2O的物质的量为100a mol，n(H2O)=n(SO2)=100a mol，，根据O原子守恒，2×n(SO2)+n(H2O)+4×n(CaSO4)=2mol，2×100a+100a+n(CaSO4)=2mol，n(CaSO4)=(0.5-75a)mol，根据Ca原子守恒，n(CaS)+n(CaSO4)=1 mol，n(CaS)=，故 C 正确；D．反应I+反应II-反应III×2可得2H2S(g)⇋2H2(g)+S2(g)，平衡常数K=×c(S2)，压缩体积增大压强，c(S2)增大，K不变，减小， 增大，故 D 错误；答案选C。 解题妙招 正确理解外界条件对化学平衡常数的影响 ①平衡常数只认温度，固液一律不写入；平衡浓度代公式，瞬时浓度算Q值。 ②系数翻倍K乘方，逆反应K取倒数；升温吸热K变大，放热升温K缩小。 ③Q小于K正向走，Q大于K逆向行；加压加催化剂，平衡常数不变化。 ④平衡常数，正比逆比；温变两常数，增减同步齐；吸热升温，正比涨得急；放热升温，逆比发力。 ⑤催化同等提速，比值恒定不移；压强浓度难撼动，常数只随温度移。 ⑥根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的浓度、转化率、反应速率等。 【变式1·变考法】（2025·江苏南通·一模）一种CO2资源化反应为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，该反应在一定条件下能自发进行。下列说法正确的是 A．该反应的ΔH＞0 B．反应的平衡常数表达式K= C．其他条件一定，增大压强能提高CH3OH的产率 D．使用合适的催化剂可提高H2的平衡转化率 【答案】C 【解析】A．该反应在一定条件下能自发进行，且反应前后气体分子数减少（ΔS < 0），根据ΔG = ΔH - TΔS < 0，可推知ΔH < 0（放热反应），A错误；B．平衡常数表达式应为产物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，该反应为，正确表达式为K =， B错误；C．该反应为气体分子数减小的反应（反应物4 mol气体，生成物2 mol气体），增大压强使平衡向正反应方向（生成的方向）移动，故能提高产率，C正确；D．催化剂只改变反应速率，不影响化学平衡和平衡转化率，因此不能提高的平衡转化率，D错误；故答案选C。 【变式2·变载体】（2025·江苏南京·模拟预测）甲醇水蒸气重整制氢是生产氢气的重要途径，其主要反应为： Ⅰ． Ⅱ． 、时，混合气体以一定流速通过反应管，在催化剂作用下反应一段时间后测得转化率、CO选择性随温度的变化如图所示。 下列说法正确的是 A．反应Ⅱ的平衡常数： B．的物质的量：a点<b点 C．其他条件不变，混合气体流速越大，的转化率越大 D．温度高于240℃，CO选择性迅速上升的原因是反应Ⅱ速率大于反应Ⅰ 【答案】B 【解析】A．反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，反应Ⅱ的K值增大，其平衡常数：，A错误；B．、时，设起始甲醇物质的量为1mol，a点转化率较低(约为65%)、CO选择性很低(约为2%)，则n(CO)=1mol×65%×2%=0.013mol，n(CO2)=0.65mol-0.013mol=0.637mol，b点转化率较高(约为95%)、CO选择性相对较高(约为12%)，则n(CO)=1mol×95%×12%=0.114mol，n(CO2)=0.95mol-0.114mol=0.836mol，故的物质的量：a点b点，B正确；C．其他条件不变，混合气体流速越大，不能完全反应，故转化率不一定越大，C错误；D．温度高于240℃，甲醇的转化率基本不变、CO选择性迅速上升，说明反应Ⅱ速率随温度增大的程度大于反应Ⅰ，但是无法得出反应Ⅱ速率大于反应Ⅰ，D错误；故选B。 【变式3·变思维】（2026·江苏徐州·模拟预测）是制造多晶硅的原料，可由和加氢得到，相关反应如下： 反应Ⅰ 反应Ⅱ 反应Ⅲ 温度为时，向含足量的密闭体系中通入和，反应体系的平衡产率和平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是 已知： A． B．图中曲线a代表的组分为HCl C．1000 kPa时，的物质的量约为 D．的选择性随压强的增大逐渐增大 【答案】C 【解析】反应Ⅲ为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，的平衡产率随压强升高而增大，对应曲线a；反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，消耗，的平衡产率随压强升高而减小，对应曲线b。A．根据盖斯定律，(反应Ⅲ-反应Ⅰ-反应Ⅱ)可得目标反应，对应的焓变为 ，A错误； B．由分析知，曲线a代表，B错误；C．1000kPa时，的平衡转化率为16%，因此总消耗的物质的量为，平衡时剩余的物质的量为。 设反应I的反应进度为，根据反应I的计量关系，反应I消耗、各，生成、各。设反应III的反应进度为，根据反应III的计量关系，反应III消耗 、 ，生成 。结合的总消耗量，可得。设反应II的反应进度为，根据反应II的计量关系，反应II消耗 ，生成、各。平衡时的物质的量为反应I生成量减去反应II消耗量，即；平衡时的物质的量为反应I与反应II生成量之和，即。1000kPa时曲线交点对应，联立两式得，解得，即反应II无净反应，此时。结合元素守恒，初始总物质的量为，平衡时全部分布于气相的、、、中，因此有： 将、、、代入上式：化简后结合的产率数值，最终可得的物质的量约为，C正确C正确；D．的选择性为生成消耗的与总消耗的比值，压强增大时反应Ⅲ正向移动，消耗更多，总消耗的增幅大于生成消耗的的增幅，故的选择性随压强增大逐渐减小，D错误；故选C。 考向2 考查转化率与化学平衡常数 例2（25-26·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。 解题妙招 化学平衡中的转化率思维建模 ①转化率分为平衡前转化率和平衡转化率，图像没有说明的话要从这两个角度分析：即平衡前和平衡后。 ②催化剂影响平衡前转化率，速率越快，平衡前转化率就越高；而催化剂不影响平衡移动，所以不影响平衡转化率。 ③转化率问题：首先看是不是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主、副反应)的影响；若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响。 【变式1·变载体】（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】A．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；B．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；C．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；D．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。 【变式2·变考法】（2026·江苏盐城·模拟预测）甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(CH4和CO2)直接转化为合成气(主要成分为CO和H2)，在1×105 Pa、进料配比、温度为500～1000℃的条件下，甲烷干重整过程中平衡时CH4的转化率、CO2的转化率和积碳率[]随着温度变化如图所示。 反应Ⅰ   CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) 反应Ⅱ   CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) 反应Ⅲ   2CO(g)=C(s)+CO2(g) 下列说法错误的是 A．曲线1代表甲烷的转化率 B．甲烷干重整的最佳温度为950℃左右 C．600℃时，反应Ⅱ的平衡常数为 D．其它条件不变，提高可以提高氢气的产率 【答案】C 【解析】升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ正向移动，CH4的转化率、CO2的转化率增大，CO2的转化率的变化大于CH4的转化率变化，则曲线1代表CH4的转化率、曲线2代表CO2的转化率；升高温度，反应Ⅲ逆向移动，积碳率降低，曲线3代表积碳率。A．根据以上分析，曲线1代表甲烷的转化率，故A正确；B．950℃左右时，CH4的转化率、CO2的转化率达到最大值，积碳率达到最低值，所以甲烷干重整的最佳温度为950℃左右，故B正确；C．设甲烷、CO2的投料均为amol，600℃时，CO2的转化率为50%、CH4的转化率为80%、积碳率为50%，则平衡体系中含amolC、0.5amolCO2、0.2amolCH4，根据C元素守恒，反应生成CO的物质的量为0.3amol，根据O元素守恒，反应生成H2O的物质的量为0.7amol，根据H元素守恒，反应生成氢气的物质的量为0.9amol，反应Ⅱ为气体分子数不变的反应，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，平衡常数为，故C错误；D．增大CH4的投料，反应Ⅰ正向移动，减小CO2投料，反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅲ正向移动，所以其它条件不变，提高可以提高氢气的产率，故D正确；选C。 【变式3·变题型】（2026·江苏扬州·模拟预测）氨是一种化工原料，也是极具潜力的储氢载体。 （1）电化学还原制。碱性条件下，阴极材料分别采用催化剂Ru/C、Cu-Ru/C(在Ru/C表面修饰少量铜原子)进行电解溶液制的性能研究。Ru/C、Cu-Ru/C催化可能机理如题17图-1所示： ①阴极的电极总反应式为___________。 ②在不同电解电压下工作1h，测定的合成速率与法拉第效率[法拉第效率]随电解电压的变化分别如图-2、图-3所示。 ⅰ．当电解电压为时，两种催化剂作用下的合成速率差异较大，可能的原因是___________。 ⅱ．当催化剂为时，随着电解电压增大，的法拉第效率逐渐降低，可能的原因是___________。 （2）合成尿素[]。光催化和合成，其机理是在催化剂表面上光生电子还原产生自由基 ()，将氧化为，再与反应形成。 ①中的氧原子间通过单键相连，则的电子式为___________。 ②当的浓度大于20%时，的产率会下降，其可能的原因是___________。 （3）催化制氢。在含氧空位的(为+3价，为+3、+4价)催化剂表面，经过吸附、脱氢反应等过程制取。在下，将高纯以流速通过装有催化剂的反应管，在出口处通过测量得到的生成速率为(无其他含氢产物)。 ①用代替中的部分形成[离子半径：]。其他条件不变，改用作为催化剂，测得的转化率为89.9%，催化效率是的___________倍(保留一位小数)。 ②相同条件下，催化效率优于，其可能的原因是___________。 【答案】（1） 表面修饰少量能大幅提升转化为的速率 阴极表面析氢反应增强，的法拉第效率降低 （2）     增大，将部分氧化为或 （3）5.5 增加氧空位数；增大催化剂的比表面积，有利于的吸附、脱氢 【解析】该过程为碱性条件下，阴极得电子被还原为，N元素化合价变化：中N为+5价，中N为-3价，每个得到8个电子， 碱性环境，用、OH-配平电荷与原子。 （1）①由分析知，阴极得电子被还原为，阴极的电极总反应式为； ②i：由图-2显示，U4时Cu-Ru/C的NH3合成速率远大于Ru/C，由图-1知，整个还原过程分两步：，合成速率差异较大，可能的原因是表面修饰少量能大幅提升转化为的速率； ii：法拉第效率=，当催化剂为时，随着电解电压增大，阴极表面析氢反应增强，的法拉第效率降低； （2）①中氧原子间以单键相连，整体带1个单位负电荷，其电子式为； ②反应机理：，氧化得到，再与CO反应形成尿素，当的浓度大于20%时，增大，将部分氧化为或，导致参与合成尿素的减少，的产率会下降； （3）①反应为：，即生成3 mol，消耗2 mol，原催化剂LaMnO3+x：生成速率=，消耗的速率=，初始通入率=，转化率，新催化剂的转化率，催化效率倍数为； ②Ni2+带2个正电荷、Mn4+带4个正电荷，且Ni2+的离子半径大于Mn4+，相同条件下，增加氧空位数；增大催化剂的比表面积，有利于的吸附、脱氢，因此催化效率优于。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·贵州·高考真题）反式氨甲环酸具有凝血功能。理论计算表明，其由顺式氨甲环酸异构化制得的过程中，只经历一个过渡态。该异构化过程，平衡常数与温度的关系如图。 下列说法正确的是 A．降低温度，顺式氨甲环酸的转化率增大 B．温度不变，加入顺式氨甲环酸，平衡常数增大，有利于反应的进行 C．温度不变，向平衡后的体系中加入催化剂，平衡向正反应方向移动 D．升高温度，正反应速率增大的程度比逆反应更显著 【答案】D 【解析】A．由图像可知，1/T越大（温度越低），lnKc越小，即平衡常数Kc随温度降低而减小，降温平衡逆向移动，顺式氨甲环酸的转化率减小，A错误；B．平衡常数只与温度有关，温度不变时平衡常数不变，加入反应物不改变平衡常数，B错误；C．催化剂仅改变反应速率，不影响化学平衡状态，加入催化剂平衡不移动，C错误；D．由A项分析可知，正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，说明正反应速率增大的程度比逆反应更显著，D正确；故选D。 2．（2025·山东卷）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 【解析】Na2SiF6(s)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NaF(s)和SiF4(g)，其分解的化学方程式为，根据图数据分析可知，a线代表NaF(s)，b线代表SiF4(g)，c线代表Na2SiF6(s)。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。A．a线所示物种为NaF(s)，NaF(s)固相产物，A正确；B．T1温度时，向容器中通入N2，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p1，B正确；C．由图可知，升温b线代表的SiF4增多，则反应为吸热反应，升温Kp增大，已知：T2温度时，】Na2SiF6(s)完全分解，则该反应T2以及之后正向进行趋势很大，Qp＜Kp，体系中气相产物在T3温度时的分压为p3，p3=Qp，恒容密闭容器的平衡体系的气相产物只有SiF4(g)，Kp=p(SiF4)，即T3温度时热解反应的平衡常数Kp=p(SiF4)，C正确；D．据分析可知，b线所示物种为SiF4(g)，恒容密闭容器的平衡体系的气相产物只有SiF4(g)，Kp=p(SiF4)，温度不变Kp不变，T1温度时向容器中加入SiF4(g)，重新达平衡时p(SiF4)不变，则逆反应速率不变，D错误；综上所述，本题选D。 3．（2024·湖南·高考真题）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 【解析】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。根据分析可知，投料比x代表，A错误；曲线c表示CH3COOCH3分布分数，B错误；曲线a或曲线b表示，当同一投料比时，观察图像可知T2时大于T1时，而可知，温度越高则越大，说明温度升高主反应的平衡正向移动，；曲线c或曲线d表示，当同一投料比时，观察可知T1时大于T2时，而可知，温度越高则越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，，C错误；L、M、N三点对应副反应，且，升高温度平衡逆向移动，，D正确。 4．（2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古·高考真题节选）乙二醇是一种重要化工原料，以合成气(CO、H2)为原料合成乙二醇具有重要意义。 Ⅰ．直接合成法：2CO(g)＋3H2(g)HOCH2CH2OH(g)，不同温度下平衡常数如下表所示。 温度 298K 355K 400K 平衡常数 6.5×104 1.0 1.3×10－3 （1）该反应的∆H______0(填“＞”或“＜”)。 （2）实验表明，在500K时，即使压强(34MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低，可能的原因是______________________________________________________________(答出1条即可)。 【答案】（1）＜ （2）温度过高，反应平衡常数较小导致产率过低(或温度过高，催化剂的催化活性下降导致产率过低) 【解析】（1）根据表格中的数据，反应温度升高反应的平衡常数减小，说明反应向逆反应方向移动，又因升高温度向吸热反应方向移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，该反应的ΔH＜0；（2）根据表格中的平衡常数，反应温度在500K时，平衡常数K＜1.3×10－3，此时平衡常数过小，导致乙二醇产率过低；或温度过高，催化剂的催化活性下降，导致乙二醇打标产率过低。 5．（2025·安徽·高考真题）I．通过甲酸分解可获得超高纯度的。甲酸有两种可能的分解反应： ① ② （1）反应的 。 （2）一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的，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 (填标号)。 a．气体密度不变             b．气体总压强不变 c．的浓度不变       d．和的物质的量相等 （3）一定温度下，使用某催化剂时反应历程如下图，反应①的选择性接近，原因是 ；升高温度，反应历程不变，反应①的选择性下降，可能的原因是 。 Ⅱ．甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(和)的重要方法，主要反应有： ③ ④ ⑤ （4）恒温恒容条件下，可提高转化率的措施有 (填标号)。 a．增加原料中的量      b．增加原料中的量     c．通入气 （5）恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的//混合气，投料组成与和的平衡转化率之间的关系如下图。 i．投料组成中含量下降，平衡体系中的值将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ii．若平衡时的分压为，根据a、b两点计算反应⑤的平衡常数 (用含p的代数式表示，是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】（1）-41.2 （2）bc （3）原因是反应①的活化能低，反应②活化能高，反应②进行的速率慢 催化剂在升温时活性降低或升温时催化剂对反应②更有利 （4）b （5）增大 0.675p2 【解析】（1）由盖斯定律，②－①可以得到目标反应，则； （2）a．气体质量是定值，体积是固定的，密度始终不变，气体密度不变，不能说明达到平衡状态；b．两个反应均为气体体积增大的反应，则随着反应进行，压强变大，压强不变是平衡状态；c．气体浓度不变是平衡状态的标志，则H2O(g)浓度不变，是平衡状态；d．CO和CO2物质的量相等，不能说明其浓度不变，不能判断达到平衡状态；故选bc； （3）反应①的选择性接近100%，原因是反应①的活化能低，反应②活化能高，反应②进行的速率慢，所以反应①的选择性接近100%；反应①是吸热反应，升高温度平衡会正向移动，会有利于反应①，但反应①选择性下降，可能原因是催化剂在升温时活性降低或升温时催化剂对反应②更有利； （4）a．增加原料中CH4的量，CH4自身转化率降低；b．增大原料中CO2的量，CH4转化率增大；c．通入Ar，各物质浓度不变，平衡不移动，CH4转化率不变；故选b； （5）如图可知，恒压时，随着Ar含量上升(图像从右到左)，反应物的分压减小，相当于减压，平衡正向移动，压强不影响反应④平衡移动；则随着Ar含量下降，反应③和⑤平衡逆向移动，但甲烷的转化率下降的更快，而反应①甲烷二氧化碳转化率相同，说明反应⑤逆移程度稍小，但CO减小的少，则n(CO):n(H2)增大； 设初始投料：、、，平衡时，甲烷转化率为20%，二氧化碳的转化率为30%，则平衡时： ； ； 根据碳元素守恒：； 根据氧元素守恒：； 根据氢元素守恒：； 平衡时，气体总物质的量为，Ar的分压为，则总压为，、、、，反应⑤的平衡常数。 6. （2024·江苏·高考真题）氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 （1）利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示，反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有_______；含CO和各1mol的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得_______。 （2）一定条件下，将氮气和氢气按混合匀速通入合成塔，发生反应。海绵状的作催化剂，多孔作为的“骨架”和气体吸附剂。 ①中含有CO会使催化剂中毒。和氨水的混合溶液能吸收CO生成溶液，该反应的化学方程式为_______。 ②含量与表面积、出口处氨含量关系如图所示。含量大于，出口处氨含量下降的原因是_______。 （3）反应可用于储氢。 ①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的溶液中通入，产率随温度变化如图所示。温度高于，产率下降的可能原因是_______。 ②使用含氨基物质(化学式为，CN是一种碳衍生材料)联合催化剂储氢，可能机理如图所示，氨基能将控制在催化剂表面，其原理是_______；用重氢气(D2)代替H2，通过检测是否存在_______(填化学式)确认反应过程中的加氢方式。 【答案】（1）①. C、H、Fe ②. 16/9 （2）①. (或) ②. 多孔 Al2O3可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的NH3；Al2O3含量大于2%时，α-Fe表面积减小，反应速率减小，产生NH3减少 （3）①. NaHCO3受热分解导致浓度下降，或升高温度氢气溶解量下降，或升温催化剂活性下降，或HCOO-受热分解 ②. -NH2可以与HCO形成氢键 ③. CN—NHD和DCOO— 【解析】（1）由图可知，反应器I中反应物为一氧化碳、氢气、氧化铁，生成物为二氧化碳、水、铁，发生的反应为、，则反应中化合价发生改变的元素为碳元素、氢元素、铁元素；由方程式可知，1mol一氧化碳和1mol氢气与氧化铁反应生成4/3mol铁，反应器Ⅱ中铁与水反应生成四氧化三铁和氢气，反应的方程式为，由方程式可知，4/3mol铁生成氢气的物质的量为4/3mol×4/3=16/9mol，故答案为：C、H、Fe；16/9； （2）①由题意可知，吸收一氧化碳的反应为一氧化碳与和氨水的混合溶液反应生成，反应的化学方程式为，故答案为：(或)； ②氧化铝含量大于2%，出口处氨含量下降说明多孔氧化铝含量过多会吸附反应生成的氨气，由图可知，氧化铝含量大于2%时，催化剂α-Fe表面积减小，催化性能降低，导致反应速率减小，使得出口处氨含量下降，故答案为：多孔 Al2O3可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的NH3；Al2O3含量大于2%时，α-Fe表面积减小，反应速率减小，产生NH3减少； （3）①碳酸氢钠受热易分解导致浓度下降，升高温度氢气溶解量下降，或升温催化剂活性下降，或HCOO-受热分解，均可能导致HCOO-产率下降，故答案为：NaHCO3受热分解，或升高温度氢气溶解量下降，或升温催化剂活性下降，或HCOO-受热分解； ②氨基和碳酸氢根离子可以形成氢键，形成的氢键将碳酸氢根离子控制在催化剂表面；由图可知，步骤Ⅱ发生的反应为氨基和碳酸氢根离子中的羟基发生取代反应生成水，氢气发生共价键断裂，氢原子被CN吸附，步骤Ⅲ发生的反应为碳氮键发生断裂，碳原子和氮原子分别与氢原子结合生成CN—NH2和HCOO—，则用D2代替氢气，得到的产物为CN—NHD和DCOO—，所以通过检测是否同时存在CN—NHD和DCOO—可确认反应过程中的加氢方式，故答案为：-NH2可以与HCO形成氢键；CN—NHD和DCOO—。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 化学反应的方向和限度 化学平衡常数及计算 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养，研判高考命题趋势 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点一 化学反应进行的方向 知识解构 知识点1 自发过程与自发反应 ∣ 知识点2 熵和熵变 考向破译 考向 1 考查焓变和熵变的判断及化学反应进行的方向 ∣ 考向 2 考查 化学反应进行的方向复合判据及应用 解题妙招1 焓变和熵变与反应自发性关系 解题妙招2 化学反应自发性和非自发性的判断思维模型 考点二 化学平衡状态 知识解构 知识点1 化学平衡的概念及建立 ∣ 知识点2 化学平衡状态的特征及判断 考向破译 考向 化学平衡状态的特征及判断 解题妙招 判断平衡状态的方法——“逆向相等，变量不变” 考点 三 化学平衡常数及计算 知识解构 知识点1 化学平衡常数概念 ∣ 知识点2 化学平衡常数的计算 知识点3 化学平衡常数的综合应用 考向破译 考向1 考查 化学平衡常数概念及计算 ∣ 考向2 考查 化学平衡常数的综合应用 解题妙招1 正确理解外界条件对化学平衡常数的影响 解题妙招2 化学平衡中的转化率思维模型 ) ( 0 4 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑，感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 化学反应的自发性 化学平衡状态的判断 化学平衡常数及计算 江苏卷T13，3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．从考查题型和内容上看，高考命题大多以选择题小选项，非选择（原理大题）填空形式呈现，常与化学反应速率、化学平衡、工业条件选择一起考查，主要考查利用化学反应的焓变、熵变、综合判据判定反应进行的方向等。化学平衡常数及其相关计算是高考化学反应原理模块重中之重，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，考查K的表达式书写、数值计算、K随温度变化规律及应用K判断反应方向等。 2．从命题思路上看，选择题侧重利用焓判据、熵判据单独判定反应的自发性；利用吉布斯自由能变定性分析反应的自发性、非自发性和平衡状态等，特别是温度对自发性影响的四种组合（任何温度都自发、任何温度都非自发、低温自发高温非自发、高温自发低温非自发，常考后两种组合）；结合化学方程式熵变的正负，再结合焓变判定判断不同温度下的自发性、可逆反应在一定条件下是否达到化学平衡状态，能用“变量不变”标志判断平衡状态等。非选择题侧重结合工业条件实际，解释某反应为什么在高温下才能进行；结合平衡图像，给出不同温度下的转化率，从焓变和熵变的角度判断解释温度对反应能否正向进行的影响等。化学平衡常数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。 3．预计2017年高考仍侧重以化工生产为背景，结合具体的化学反应，利用化学反应速率和化学平衡知识在生产中的应用，考查焓变、熵变的判断，自由能变判断反应进行的方向等；在非选择题中，通过图像或表格等提供信息，解释温度等外界条件对化学反应的影响等。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。 ►复习目标： 1．会判断给定反应的熵变、焓变，能判断在给定条件下反应能否自发进行。 2．了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立，知道化学平衡的特征。 3．能根据化学平衡的特征判断一个可逆反应在给定条件下，是否达到平衡状态。 4．理解平衡常数的涵义，能正确书写多种平衡常数表达式，能利用化学平衡常数进行相关计算。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 化学反应进行的方向 知●识●解●构 知识点1 自发过程与自发反应 1．自发过程 （1）含义：在一定条件下，________________________，就能自发进行的过程。如：高山流水，自由落体，冰雪融化 （2）特点： ①能量角度：体系趋向于从_____状态转变为_____状态(体系对外部_____或者_____热量) ②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从_____自发转变为_____的倾向 ③具有______：即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定______________ （3）判断： ①根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等) ②)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发 2．自发反应 （1）定义：在给定条件下，可以_____地进行到显著程度的化学反应。如：钢铁生锈 （2）特征： ①具有_______，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发，如：铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，是自发的，则铁锈变为铁在该条件肯定不是自发的 ②体系趋向于从_______状态转变为_______状态 ③体系趋向于从_____体系转变为_____体系 （3）应用： ①可被用来完成有用功。如：H2燃烧可设计成原电池等。 ②非自发过程要想发生，必须对它做功。如：通电将水分解为H2和O2。 得分速记 ①自发反应具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下自发进行，而该反应的逆方向在该条件下肯定不能自发进行。 ②自发≠迅速发生；自发≠不需任何条件；自发性只判断反应趋势，与反应速率无关。 ③不要混淆“自发进行”和“常温自发”；自发反应依然可能需要启动条件（如点燃）。 知识点2 熵和熵变 1．熵与熵变 （1）熵：度量体系______________的物理量，符号为S。熵值越大，体系混乱度_____。同一条件下，不同物质有不同的熵值；同一种物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。 （2）熵变：ΔS＝S(生成物)－S(反应物)。化学反应的ΔS越大，越有利于反应____________。 2．化学反应进行方向的判断 （1）传统方法： ①依据物质的稳定性：由_______物质向_____物质转变。2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，稳定性：NaCO3＞NaHCO3。 ②依据离子反应：对于复分解反应，一般是由__________的物质向____________的物质转变，或向离子浓度_____的方向转变。 ③依据物质的溶解性：由溶解度_____的物质向溶解度_____的物质转变。如Na2SO4＋CaCl2===CaSO4↓(微溶)＋2NaCl，CaSO4＋Na2CO3===CaCO3↓＋Na2SO4，所以溶解性：CaCl2＞CaSO4＞CaCO3。 ④依据酸碱强弱：由相对_____酸(碱)向相对_____酸(碱)转变。如2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋CO2↑＋H2O，NaSiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，所以酸性强弱：CH3COOH＞H2CO3＞H2SiO3。 ⑤依据物质的挥发性：由难挥发(高沸点)性物质向易挥发(低沸点)性物质转变。 a．由_____挥发性酸向_____挥发性酸转变。如NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑，所以沸点：H2SO4(浓)＞HCl。 b．由_____挥发性酸酐向_____挥发性酸酐转变。如CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以沸点：SiO2＞CO2。 c．由_____挥发性金属向_____挥发性金属转变。如2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb，所以沸点：Mg＞Rb。 ④由氧化性(还原性)_____的物质向氧化性(还原性)_____的物质的转变。如2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2,2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，所以氧化性Cl2＞FeCl3＞I2。 （2）焓变（焓判据）：研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。 ①多数能自发进行的化学反应是_____反应。如：在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热：Fe(OH)2(s)＋2H2O（1）＋O2(g)==4Fe(OH)3(s) ΔH(298 K)＝－444.3 kJ/mol ②部分_____反应也能自发进行。如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)==CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O（1） ΔH(298 K)＝＋37.30 kJ/mol ③有一些吸热反应在室温条件下_____自发进行，但在_____温度下则能自发进行。如：在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应。CaCO3(s)==CaO(s)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝＋178.2 kJ/mol ΔH(1 200 K)＝＋176.5 kJ/mol （3）熵变（熵判据）：熵变是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是决定反应能否自发进行的惟一因素。 ①许多_______的反应在常温、常压下可以自发进行。如：2H2O2(aq)==2H2O(l)＋O2(g)；NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)==CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)； ②有些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行。如：NH3＋HCl == NH4Cl。 （4）复合判据：ΔG=ΔH－TΔS ①当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG＜0，反应_____进行。 ②当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG＞0，反应____________进行。 ③当ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0时，反应是否自发进行与_____有关，在一定温度下可使ΔG＝0，即反应达平衡状态。 ④ΔH<0、ΔS<0时，则ΔH-TΔS在较低温度时可能_____零，所以_____有利于反应自发进行。图解如下： 3．反应自发进行的最低或最高温度的计算 （1）计算依据：△H－T△S≤0 ①若△S＞0，则T _____ △H/△S，为_____温度； ②若△S＜0，则T _____△H/△S，为_____温度 （2）注意单位的换算：△S的单位为：__________ 、△H的单位为：_____、T的单位为：_____ 得分速记 ①根据ΔH－TΔS＜0判断的只是反应能否自发进行的可能性，具体的反应能否实际发生，还涉及到化学反应速率的问题。 ②判断一个化学反应能否自发进行，若无任何外加条件，可以认为我们所学过的化学反应(电解反应除外)都是能够自发进行的。。 考●向●破●译 考向1 考查焓变和熵变的判断及化学反应进行的方向 例2（2026·江苏南京·期末）在恒压密闭容器中，充入起始量一定的和，主要发生下列反应： 反应I： 反应II： 达平衡时，转化率和CO的选择性随温度的变化如图所示[CO的选择性] 下列说法正确的是 A．反应I的 B．升高温度能提高的平衡产率 C．温度高于300℃时，曲线②随温度升高而升高说明此时主要发生反应I D．同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择在低温低压条件下反应 解题妙招 焓变和熵变与反应自发性关系 ①大多数放热反应是可以自发进行的，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定化学反应能否自发进行的唯一因素。 ②不能仅用反应熵变来判断反应能否自发进行。反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。如：2Al(s)＋Fe2O3(s)==Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔS＝－39.35 J·mol－1·K－1，上述反应为熵减少的反应，但在一定条件下，该反应也能自发进行。 【变式1·变考法】（2026·浙江·模拟预测）化学反应方向的确定不仅与焓变有关，也与温度、熵变有关。实验证明，化学反应的方向应由确定，若，则自发进行，否则不能自发进行。下列说法正确的是 A．在温度、压强一定的条件下，和共同决定一个化学反应的方向 B．温度、压强一定时，增加的反应一定能自发进行 C．是决定反应能否自发进行的唯一因素 D．固体的溶解过程一定是 【变式2·变载体】（25-26高三上·江苏徐州·阶段检测）甲醇水蒸气催化重整制氢过程中发生的反应如下： ① ② 以Pd/ZnO作为催化剂时，向密闭容器中充入等物质的量的与，平衡时的转化率、的选择性[的选择性]及CO的物质的量分数随温度的变化如下图所示。 下列说法正确的是 A．反应的 B．升高温度，的平衡产量不断减小 C．520 K时，的平衡转化率为38% D．580 K时，使用对选择性更高的催化剂可以提高平衡时的产率 【变式3·变思维】（25-26高三上·江苏徐州·阶段检测）的利用是实现“碳达峰、碳中和”目标的关键技术之一，逆水煤气转换反应具有实现高效转化为CO的巨大潜力。发生的主要反应为： 反应1（逆水煤气变换）： 反应2（甲烷化）： 反应3（CO甲烷化）： 恒容条件下，加入、和催化剂，在不同的温度下进行反应，平衡时各物种的物质的量分数如图所示。 下列说法正确的是 A． B．曲线b表示平衡时CO物质的量分数随温度变化 C．650℃时，反应1的 D．大于700℃，其它条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 考向2 考查化学反应进行的方向复合判据及应用 【例2】（2025·江苏省南京市金陵中学4月调研）纳米级材料Cu2O有非常优良催化性能。工业上在高温条件下用炭粉还原CuO制得：2CuO(s)＋C(s)＝Cu2O(s)＋CO(g) ΔH＞0。下列说法正确的是 A．该反应在任何温度下均可自发进行 B．其他条件相同，加入更多的炭粉，可以提高CuO的平衡转化率 C．恒温条件下达平衡后，增大CO的用量，达新平衡后c(CO)不变 D．反应中生成22.4 L CO，转移的电子数目为2×6.02×1023 解题妙招 化学反应自发性和非自发性的判断思维模型 ①反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响，复合判据ΔH－TΔS<0的反应不一定能够实际发生，只是指出了在该条件下化学反应自发进行的趋势，还要考虑化学反应的快慢问题。 ②焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响： ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 － ＋ 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 ＋ － 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ＋ ＋ 低温为正高温为负 低温时非自发，高温时自发 － － 低温为负高温为正 低温时自发，高温时非自发 【变式1·变考法】（2026·浙江宁波·模拟预测）利用石膏可以制备生成硫酸的原料SO2，主要发生如下反应： ①   ②   ③     下列说法不正确的是 A． B．反应①在较高温度下可自发进行 C．恒温下增大压强，再次达到平衡时，SO2浓度增加 D．利用CaSO4与SiO2的混合物制备SO2有利于节约能耗 【变式2·变载体】（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3·变题型】（25-26·江苏常州·期末）将二氧化碳转化为高附加值化学品和含氮物质的综合处理是目前研究的热点问题。 （1）利用合成甲醇 ①   ②   ③   根据以上信息判断反应③______(填“高温自发”、“低温自发”或“任何温度下都自发”)，该反应中活化能(正)______(逆)(填“>”或“<”)。 （2）电催化和含氮物质可合成尿素，同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下，向一定浓度的溶液通入至饱和，经电解获得尿素，其原理如图所示。 电解过程中生成尿素的电极反应式为______。 （3）我国科研人员研究出在催化剂上氢化合成甲醇的反应历程如图所示。 分析在反应气中加入少量的水能够提升甲醇产率的可能原因是______。 （4）研究脱除烟气中的NO是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。有氧条件下，在基催化剂表面，还原的反应机理如图所示，该过程可描述为______。 考点二 化学平衡状态 知●识●解●构 知识点1 化学平衡的概念及建立 1．可逆反应 （1）概念：在同一条件下，既可以向_________方向进行，同时又可以向_________方向进行的化学反应。 （2）特点：三同（_____条件、_____进行、反应物与生成物同时_____）一小（任一组分的转化率均_____100%，即不能全部转化）。 （3）表示：在方程式中用“”表示，而不用“===”表示。 2．化学平衡状态 （1）概念：在一定条件下的可逆反应中，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率_____，反应混合物中各组分的浓度保持_____的状态。 （2）建立：化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。 ①对于只加入反应物从正向建立的平衡： 或 过程 正、逆反应速率 反应物、生成物的浓度 反应开始 v（正）最大 v（逆）＝0 反应物浓度_____，生成物浓度为_____ 反应过程中 v（正）逐渐_____，  v（逆）逐渐_____ 反应物浓度逐渐_____，生成物浓度逐渐_____ 平衡状态时 v（正）=v（逆）  各组分的浓度_____随时间的变化而变化 ②对于只加入生成物从逆向建立的平衡： 或 过程 正、逆反应速率 反应物、生成物的浓度 反应开始 v（逆）最大，v（正）＝0 生成物浓度_____，反应物浓度为_____ 反应过程中 v（逆）逐渐_____， v（正）逐渐_____ 生成物浓度逐渐_____，反应物浓度逐渐_____ 平衡状态时 v（正）_____v（逆）  各组分的浓度_____随时间的变化而变化 得分速记 ①化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。 ②可逆反应的平衡物理量一定在最大值和最小值之间，但起始物理量可以为最大值或最小值。 知识点2 化学平衡状态的特征及判断 1．化学平衡状态的特征 （1）逆（研究对象）：化学平衡研究的对象是_____反应； （2）动（动态特征）：化学平衡是一种_____平衡，反应达到平衡时，正反应和逆反应仍在进行，并没有停止，__________________； （3）等（平衡实质）：达到平衡时，正反应速率=逆反应速率； （4）定（平衡结果）：达到平衡时，反应混合物中各组分的浓度、质量分数、体积分数等保持_____； （5）变（平衡移动）：当外界条件改变时，原有的平衡会被破坏，在新条件下建立_____的化学平衡； （6）同（等效平衡）：外界条件同，同一可逆反应从不同方向（正向、逆向、双向）达到的平衡状态_____； （7）恒（定量特征）：温度一定，化学平衡常数保持_____。 2．化学平衡状态的判断 （1）判断标志： ①动态标志：v正＝v逆≠0（正、逆反应速率_____且不等于0）。 A．同种物质：同一物质的生成速率_____消耗速率。 B．不同物质：必须标明是“_____”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。 ②静态标志：若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。 A．各物质的质量、_______________或_____不变。 B．各物质的百分含量(物质的量分数、____________等)不变。 C．_____(化学反应方程式两边气体体积___________)或_____(某组分有颜色)不变。 D．绝热容器中_____不变。 E．密度不变(注意容器中的气体_________________变化)。 F．平均相对分子质量不变(注意_______________________________变化)。 （2）方法分析： 化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 _____________ ②各物质的质量或质量分数一定 _____________ ③各气体的体积或体积分数一定 _____________ ④总体积、总压强、总物质的量一定 _____________ 正、逆反 应速率之 间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A _____________ ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C _____________ ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q _____________ ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D _____________ 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q _____________ ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q _____________ 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q _____________ ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q _____________ 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 _____________ 气体密度(ρ) ①只有气体参加的反应，密度保持不变(恒容密闭容器中) _____________ ②m＋n≠p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) _____________ ③m＋n＝p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) _____________ 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变) _____________ 得分速记 ①化学平衡状态判断“三关注”：一关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；二关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；三关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 ②常见不能作为判断化学平衡状态的四种“标志”： 第一种：反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 第二种：恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)。 第三种：全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)。 第四种：全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 考●向●破●译 考向 考查化学平衡状态的特征及判断 例1（25-26高三上·江苏无锡·期中）恒温、恒容密闭容器中充入，反应：下列叙述正确的是 A．该反应的平衡常数 B．平衡时充入氩气，正反应速率大于逆反应速率 C．当混合气体中CO体积分数不变时不一定达到平衡状态 D．减小压强平衡向正反应方向移动，平衡常数增大 解题妙招 判断平衡状态的方法——“逆向相等，变量不变” ①“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等。 特别注意：同一反应方向的反应速率不能判断反应是否达到平衡状态。 ②“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。 【变式1·变载体】（2026高二下·江苏盐城·阶段检测）对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0，下列说法正确的是 A．该反应的ΔS>0 B．使用V2O5作催化剂可以减小该反应的焓变 C．当v正(SO2)=2v逆(O2)时，反应达到平衡状态 D．增大体系的压强，正反应速率增大、逆反应速率减小 【变式2·变考法】（2025·苏州期中摸底调研2）烟气中含大量SO2等污染物，常形成酸雨，需净化处理后才能排放。工业制硫酸发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。恒温下，将a mol SO2与b mol O2的混合气体通入2 L的恒容密闭容器中发生反应。下列可以说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．c(SO2)∶c(SO3)＝1∶1 B．v(O2)＝2v(SO3) C．容器内气体的密度不再变化 D．混合气体的压强不再变化 【变式3·变题型】（2026高三下·江苏扬州·阶段检测）丙烷()与适量混合反应脱氢生产丙烯()的主要反应为： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     条件下，和反应达平衡状态时，体系中、、、、CO和的体积分数随温度变化如图所示(若仅考虑上述反应)。下列说法正确的是 A．平衡体系中CO的体积分数可能大于20% B．曲线c表示 C．850℃反应达平衡状态时，反应Ⅱ平衡常数 D．减小压强，反应Ⅱ一定不发生平衡移动 考点三 化学平衡常数及计算 知识点1 化学平衡常数 1．概念及表达式 （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________之积与反应物________之积的比值是一个常数，用符号K表示。 （2）表达式：对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝。 （3）意义： ①K值越大，反应进行的程度越大，反应物的________越大。当K＞105时，该反应可视为________；当K＜10－5时，该反应________。 ②K值的大小只能预示某种________向某方向进行的最大限度，但不能预示反应达到平衡所需要的时间。 （4）浓度商：在任意时刻的，通常用Q表示。可判断正在进行的可逆反应是否______及反应向何方向进行。 得分速记 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＝。 2．影响因素 （1）K只受______影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 温度变化 反应焓变ΔH 平衡常数K 升高 > 0 ________ < 0 ________ 降低 > 0 ________ < 0 ________ （2）平衡常数与反应方程式的关系： 化学方程式 平衡常数 方程式之间的关系 K之间的关系 ①C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g) K1 反应①和反应②互为逆反应 K2＝(倒数) ②CO(g)＋H2(g)⥫⥬C(s)＋H2O(g) K2 ③nC(s)＋nH2O(g)⥫⥬nCO(g)＋nH2(g) K3 反应③的化学计量数是 反应①的n倍 K3＝K(n次幂) ④C(s)＋H2O(g)＋H2(g)⥫⥬CH3OH(g) K4 反应①＋反应⑤可得反应④ K4＝K1·K5(相乘) ⑤CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g) K5 反应④－反应①可得反应⑤ K5＝(相除) 结论：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________，即K正＝。 ②方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的________。 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________，即K总＝K1·K2。 得分速记 ①温度对化学平衡的影响是通过改变化学平衡常数实现的。升高温度使吸热反应的平衡常数K增大，平衡向吸热反应方向移动；降低温度使放热反应的平衡常数K增大，平衡向放热反应方向移动。 ②其他条件不变，将温度升高至T′(T′>T)。若正反应ΔH > 0，则T′下反应的平衡常数K′>K。由于各物质浓度均未改变，故此时Q＝K<K′，则平衡正移。 知识点2 化学平衡常数的计算 1．化学平衡常数的计算方法 （1）根据化学平衡常数表达式计算。 （2）依据化学方程式计算平衡常数。 ①几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于__________________________。 ②水溶液中进行的反应，必须拆成____________再计算平衡常数。 ③同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝_____或K′＝。 （3）“三段式”法：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＝__________________________________。 2．压强平衡常数（气体）—高频考点 （1）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）计算步骤（模板）： 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＝。 知识点2 化学平衡常数的综合应用 1．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： 2．常见几种计算公式 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 （1）平衡常数：K＝。 （2）A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 （3）A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 （4）A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。 考●向●破●译 考向1 考查化学平衡常数书写及计算 例1（25-26高三上·江苏徐州·期中）利用CaS循环再生可将燃煤尾气中的转化生产单质硫，涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     反应Ⅲ：     恒容条件下，按1 mol CaS，1 mol 和0.1 mol 投料反应。平衡体系中，各气态物种的随温度的变化关系如题图所示，n为气态物种物质的量的值。 已知：图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数基本不变。下列说法正确的是 A．甲线所示物种为 B．反应Ⅰ的焓变 C．温度为，体系达平衡时，若丁线所示物种为a mol，则CaS为 D．温度为，体系达平衡后，压缩容器体积产率增大。与压缩前相比，重新达平衡时，减小 解题妙招 正确理解外界条件对化学平衡常数的影响 ①平衡常数只认温度，固液一律不写入；平衡浓度代公式，瞬时浓度算Q值。 ②系数翻倍K乘方，逆反应K取倒数；升温吸热K变大，放热升温K缩小。 ③Q小于K正向走，Q大于K逆向行；加压加催化剂，平衡常数不变化。 ④平衡常数，正比逆比；温变两常数，增减同步齐；吸热升温，正比涨得急；放热升温，逆比发力。 ⑤催化同等提速，比值恒定不移；压强浓度难撼动，常数只随温度移。 ⑥根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的浓度、转化率、反应速率等。 【变式1·变考法】（2025·江苏南通·一模）一种CO2资源化反应为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，该反应在一定条件下能自发进行。下列说法正确的是 A．该反应的ΔH＞0 B．反应的平衡常数表达式K= C．其他条件一定，增大压强能提高CH3OH的产率 D．使用合适的催化剂可提高H2的平衡转化率 【变式2·变载体】（2025·江苏南京·模拟预测）甲醇水蒸气重整制氢是生产氢气的重要途径，其主要反应为： Ⅰ． Ⅱ． 、时，混合气体以一定流速通过反应管，在催化剂作用下反应一段时间后测得转化率、CO选择性随温度的变化如图所示。 下列说法正确的是 A．反应Ⅱ的平衡常数： B．的物质的量：a点<b点 C．其他条件不变，混合气体流速越大，的转化率越大 D．温度高于240℃，CO选择性迅速上升的原因是反应Ⅱ速率大于反应Ⅰ 【变式3·变思维】（2026·江苏徐州·模拟预测）是制造多晶硅的原料，可由和加氢得到，相关反应如下： 反应Ⅰ 反应Ⅱ 反应Ⅲ 温度为时，向含足量的密闭体系中通入和，反应体系的平衡产率和平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是 已知： A． B．图中曲线a代表的组分为HCl C．1000 kPa时，的物质的量约为 D．的选择性随压强的增大逐渐增大 考向2 考查转化率与化学平衡常数 例2（25-26·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 解题妙招 化学平衡中的转化率思维建模 ①转化率分为平衡前转化率和平衡转化率，图像没有说明的话要从这两个角度分析：即平衡前和平衡后。 ②催化剂影响平衡前转化率，速率越快，平衡前转化率就越高；而催化剂不影响平衡移动，所以不影响平衡转化率。 ③转化率问题：首先看是不是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主、副反应)的影响；若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响。 【变式1·变载体】（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 【变式2·变考法】（2026·江苏盐城·模拟预测）甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(CH4和CO2)直接转化为合成气(主要成分为CO和H2)，在1×105 Pa、进料配比、温度为500～1000℃的条件下，甲烷干重整过程中平衡时CH4的转化率、CO2的转化率和积碳率[]随着温度变化如图所示。 反应Ⅰ   CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) 反应Ⅱ   CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) 反应Ⅲ   2CO(g)=C(s)+CO2(g) 下列说法错误的是 A．曲线1代表甲烷的转化率 B．甲烷干重整的最佳温度为950℃左右 C．600℃时，反应Ⅱ的平衡常数为 D．其它条件不变，提高可以提高氢气的产率 【变式3·变题型】（2026·江苏扬州·模拟预测）氨是一种化工原料，也是极具潜力的储氢载体。 （1）电化学还原制。碱性条件下，阴极材料分别采用催化剂Ru/C、Cu-Ru/C(在Ru/C表面修饰少量铜原子)进行电解溶液制的性能研究。Ru/C、Cu-Ru/C催化可能机理如题17图-1所示： ①阴极的电极总反应式为___________。 ②在不同电解电压下工作1h，测定的合成速率与法拉第效率[法拉第效率]随电解电压的变化分别如图-2、图-3所示。 ⅰ．当电解电压为时，两种催化剂作用下的合成速率差异较大，可能的原因是___________。 ⅱ．当催化剂为时，随着电解电压增大，的法拉第效率逐渐降低，可能的原因是___________。 （2）合成尿素[]。光催化和合成，其机理是在催化剂表面上光生电子还原产生自由基 ()，将氧化为，再与反应形成。 ①中的氧原子间通过单键相连，则的电子式为___________。 ②当的浓度大于20%时，的产率会下降，其可能的原因是___________。 （3）催化制氢。在含氧空位的(为+3价，为+3、+4价)催化剂表面，经过吸附、脱氢反应等过程制取。在下，将高纯以流速通过装有催化剂的反应管，在出口处通过测量得到的生成速率为(无其他含氢产物)。 ①用代替中的部分形成[离子半径：]。其他条件不变，改用作为催化剂，测得的转化率为89.9%，催化效率是的___________倍(保留一位小数)。 ②相同条件下，催化效率优于，其可能的原因是___________。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·贵州·高考真题）反式氨甲环酸具有凝血功能。理论计算表明，其由顺式氨甲环酸异构化制得的过程中，只经历一个过渡态。该异构化过程，平衡常数与温度的关系如图。 下列说法正确的是 A．降低温度，顺式氨甲环酸的转化率增大 B．温度不变，加入顺式氨甲环酸，平衡常数增大，有利于反应的进行 C．温度不变，向平衡后的体系中加入催化剂，平衡向正反应方向移动 D．升高温度，正反应速率增大的程度比逆反应更显著 2．（2025·山东卷）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 3．（2024·湖南·高考真题）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： 4．（2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古·高考真题节选）乙二醇是一种重要化工原料，以合成气(CO、H2)为原料合成乙二醇具有重要意义。 Ⅰ．直接合成法：2CO(g)＋3H2(g)HOCH2CH2OH(g)，不同温度下平衡常数如下表所示。 温度 298K 355K 400K 平衡常数 6.5×104 1.0 1.3×10－3 （1）该反应的∆H______0(填“＞”或“＜”)。 （2）实验表明，在500K时，即使压强(34MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低，可能的原因是______________________________________________________________(答出1条即可)。 5．（2025·安徽·高考真题）I．通过甲酸分解可获得超高纯度的。甲酸有两种可能的分解反应： ① ② （1）反应的 。 （2）一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的，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 (填标号)。 a．气体密度不变             b．气体总压强不变 c．的浓度不变       d．和的物质的量相等 （3）一定温度下，使用某催化剂时反应历程如下图，反应①的选择性接近，原因是 ；升高温度，反应历程不变，反应①的选择性下降，可能的原因是 。 Ⅱ．甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(和)的重要方法，主要反应有： ③ ④ ⑤ （4）恒温恒容条件下，可提高转化率的措施有 (填标号)。 a．增加原料中的量      b．增加原料中的量     c．通入气 （5）恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的//混合气，投料组成与和的平衡转化率之间的关系如下图。 i．投料组成中含量下降，平衡体系中的值将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ii．若平衡时的分压为，根据a、b两点计算反应⑤的平衡常数 (用含p的代数式表示，是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 6. （2024·江苏·高考真题）氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 （1）利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示，反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有_______；含CO和各1mol的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得_______。 （2）一定条件下，将氮气和氢气按混合匀速通入合成塔，发生反应。海绵状的作催化剂，多孔作为的“骨架”和气体吸附剂。 ①中含有CO会使催化剂中毒。和氨水的混合溶液能吸收CO生成溶液，该反应的化学方程式为_______。 ②含量与表面积、出口处氨含量关系如图所示。含量大于，出口处氨含量下降的原因是_______。 （3）反应可用于储氢。 ①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的溶液中通入，产率随温度变化如图所示。温度高于，产率下降的可能原因是_______。 ②使用含氨基物质(化学式为，CN是一种碳衍生材料)联合催化剂储氢，可能机理如图所示，氨基能将控制在催化剂表面，其原理是_______；用重氢气(D2)代替H2，通过检测是否存在_______(填化学式)确认反应过程中的加氢方式。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $