第二章 第二节 第2课时 化学平衡常数（Word）-【满分思维·同步精炼】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册同步测试教师用书（人教版）

第2课时　 化学平衡常数 　 化学平衡常数及其影响因素 1.（2026·浙江嘉兴高二检测）对于反应3Fe（s）＋4H2O（g）Fe3O4（s）＋4H2（g）的平衡常数，下列说法正确的是（　　） A.该反应的平衡常数表达式为K＝ B.改变铁的用量，平衡常数将会发生改变 C.增大c（H2O），能使该反应平衡常数减小 D.降低反应的温度，平衡常数一定变化 解析：D　固体浓度不写入平衡常数表达式中，Fe和Fe3O4均为固体，该反应的平衡常数表达式应为K＝，A错误；铁是固体，改变其用量不影响平衡常数，平衡常数仅由温度决定，B错误；平衡常数仅与温度有关，改变浓度不会影响平衡常数的大小，C错误；无论反应吸热还是放热，温度变化必然导致平衡常数变化，D正确。 ｜特别提醒｜ 1.化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体、液体纯物质或水溶液中水的浓度。 2.化学平衡常数的影响因素 （1）内因：反应中物质的性质。 （2）外因：对于同一可逆反应，化学平衡常数只与温度有关。 2.某可逆反应aA（g）＋bB（g）cC（g）在某温度下的平衡常数为K（K≠1），反应热为ΔH。保持温度不变，将方程式的书写做如下改变，则ΔH和K数值的相应变化为（　　） A.写成2aA（g）＋2bB（g）2cC（g），ΔH、K均扩大了1倍 B.写成2aA（g）＋2bB（g）2cC（g），ΔH扩大了1倍，K保持不变 C.写成cC（g）aA（g）＋bB（g），ΔH、K变为原来的相反数 D.写成cC（g）aA（g）＋bB（g），ΔH变为原来的相反数，K变为原来的倒数 解析：D　A、B项ΔH扩大1倍，K变为原来的平方；C项K变为原来的倒数。 3.某温度下，下列反应的平衡常数如下： 2NO（g）N2（g）＋O2（g）　K1＝1×1030； 2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）　K2＝2×1081； 2CO2（g）2CO（g）＋O2（g）　K3＝4×10－92。 下列说法正确的是（　　） A.该温度下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c（N2）·c（O2） B.该温度下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10－79 C.该温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2 D.CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）的K＝（K2＋K3） 解析：C　A项，根据平衡常数的含义可知该温度下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝，错误；B项，该温度下，水分解产生O2的化学方程式为2H2O（g）2H2（g）＋O2（g），此时平衡常数K＝＝＝5×10－82，当化学方程式中化学计量数改变时，平衡常数会随之改变，错误；C项，在相同温度下，物质分解产生O2的化学平衡常数越大，说明反应进行得越彻底，由于三个产生O2的反应的化学平衡常数：K（NO分解）＞K（H2O分解）＞K（CO2分解），所以该温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2，正确；D项，CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）的K＝，错误。 ｜特别提醒｜ 化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度，并不涉及反应时间和化学反应速率。即：某个化学反应的平衡常数很大，可能化学反应速率却很小。 利用化学平衡常数判断反应进行的方向 4.一定温度下，反应I2（g）＋H2（g）2HI（g）在密闭容器中达到平衡时，测得容器内c（I2）＝0.11 mmol·L－1、c（H2）＝0.11 mmol·L－1、c（HI）＝0.78 mmol·L－1。相同温度下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是（　　） 选项 A B C D c（I2）/（mmol·L－1） 0.22 0.44 0.11 1.00 c（H2）/（mmol·L－1） 0.22 0.44 0.44 1.00 c（HI）/（mmol·L－1） 1.56 3.00 1.56 8.00 解析：D　平衡时，c（I2）＝0.11 mmol·L－1、c（H2）＝0.11 mmol·L－1、c（HI）＝0.78 mmol·L－1，则K＝≈50.3。A组：Q＝≈50.3＝K，反应处于平衡状态；B组：Q＝≈46.5＜K，反应正向进行；C组：Q＝≈50.3＝K，反应处于平衡状态；D组：Q＝＝64＞K，反应逆向进行，D符合题意。 5.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，以下反应是目前大规模制取氢气的重要方法之一：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝－41 kJ·mol－1。 （1）800 ℃时，该反应的平衡常数K＝1.1。该温度下，在容积为1 L的密闭容器中进行反应，测得某一时刻反应混合物中CO、CO2、H2O、H2的物质的量分别为1 mol、3 mol、1 mol、1 mol。 ①该时刻反应的浓度商Q＝　　　　（填计算结果）。 ②该时刻反应　　　　（填“正向进行”“逆向进行”或“已达平衡”）。 （2）830 ℃时，该反应的平衡常数K＝1，该温度下，在容积为1 L的密闭容器中投入2 mol CO与3 mol H2O。反应达平衡时CO的转化率为　　　　。 答案：（1）①3　②逆向进行 （2）60％ 解析：（1）①由反应的热化学方程式可知该反应的平衡常数为K＝，CO、CO2、H2O、H2的物质的量分别为1 mol、3 mol、1 mol、1 mol时，Q＝＝＝3。②由于此时Q＞K＝1.1，反应逆向进行。（2）设CO转化的物质的量浓度为x mol·L－1，列三段式： 　　　　　 CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g） 起始浓度/（mol·L－1）　2　　　 3　　　　 0　　　　0 转化浓度/（mol·L－1） x x x x 平衡浓度/（mol·L－1） 2－x 3－x x x K＝＝1，解得：x＝1.2，平衡时CO的转化率为×100％＝60％。 化学平衡常数的相关计算 6.（2026·重庆高二质检）在某温度下，将0.10 mol H2（g）和0.10 mol I2（g）充入10 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（H2）＝0.008 0 mol·L－1。则反应H2（g）＋I2（g）2HI（g）的平衡常数K为（　　）　 A.1.0 B.0.75 C.0.5 D.0.25 解析：D　根据题意知： 　　　　　　　　　H2（g） ＋I2（g）2HI（g） 起始/（mol·L－1）　0.010　　0.010　　0 变化/（mol·L－1）　0.002 0　0.002 0　0.004 0 平衡/（mol·L－1）　0.008 0　0.008 0　0.004 0 K＝＝＝0.25。 7.（2026·浙江嘉兴高二练习）在773 K时，CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）的平衡常数K＝9，若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率是（　　） A.60％ B.50％ C.75％ D.25％ 解析：C　设达到平衡时CO转化的浓度为x mol·L－1，则平衡时c（CO）＝c（H2O）＝（0.020－x）mol·L－1，c（CO2）＝c（H2）＝x mol·L－1。由K＝＝＝9，解得x＝0.015，则CO的转化率为×100％＝75％。 8.工业上用甲烷催化法可以制取乙烯，发生的反应为2CH4（g）C2H4（g）＋2H2（g）　ΔH＞0。T ℃，向容积为2 L的密闭容器中充入1.0 mol CH4，测得反应过程中部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A.0～20 min内，H2的反应速率为0.04 mol·L－1·min－1 B.反应在14分钟时达到平衡 C.该反应的化学平衡常数K＝3.2 D.CH4的平衡转化率为20％ 解析：C　根据图中信息可知，0～20 min内，H2的反应速率v（H2）＝v（CH4）＝＝0.02 mol·L－1·min－1，A错误；反应在20分钟时达到平衡，B错误；该反应的化学平衡常数K＝＝＝3.2，C正确；CH4的平衡转化率为80％，D错误。 9.在温度为T ℃时，将NH4HS（s）置于真空的密闭容器中，当反应NH4HS（s）NH3（g）＋H2S（g）达到平衡时，测得总压强为p，则该反应的平衡常数Kp为（　　） A.p　　 B.p2 C.p2　　 D.p 解析：C　根据题意知： NH4HS（s）NH3（g）＋H2S（g） 开始时　　　　　　　　0　 　　　 0 平衡时 p　　　 p 则Kp＝p（H2S）·p（NH3）＝p×p＝p2。 ｜方法指导｜ 理解Kp的含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压代替浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。 突出真实情境　倡导学以致用 1.电石（主要成分为CaC2）是重要的基本化工原料，主要用于产生乙炔气，也用于有机合成、氧炔焊接等。已知2 000 ℃时，电石生产原理如下： ①CaO（s）＋C（s）Ca（g）＋CO（g）ΔH1＝a kJ·mol－1　平衡常数K1 ②Ca（g）＋2C（s）CaC2（s）ΔH2＝b kJ·mol－1　平衡常数K2 以下说法不正确的是（　　） A.反应①K1＝c（Ca）·c（CO） B.反应Ca（g）＋C（s）CaC2（s）的平衡常数K＝ C.2 000 ℃时增大压强，K1减小、K2增大 D.反应2CaO（s）＋CaC2（s）3Ca（g）＋2CO（g）　ΔH＝（2a－b）kJ·mol－1 解析：C　已知①CaO（s）＋C（s）Ca（g）＋CO（g）　ΔH1＝a kJ·mol－1，则反应①K1＝c（Ca）·c（CO）， A正确；已知②Ca（g）＋2C（s）CaC2（s）　ΔH2＝b kJ·mol－1　平衡常数K2，则反应Ca（g）＋C（s）CaC2（s）的平衡常数K＝，B正确；平衡常数只随温度改变而改变，2 000 ℃时增大压强，平衡常数不变， C错误；根据盖斯定律，①×2－②得热化学方程式：2CaO（s）＋CaC2（s）3Ca（g）＋2CO（g）　ΔH＝（2a－b）kJ·mol－1， D正确。 2.甲醇既是重要的化工原料，也是性能优良的能源和车用燃料。利用煤气化过程中生成的CO和H2可制备甲醇：CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH，有关能量的变化如图甲所示。一定温度下，在容积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和3 mol H2，测得部分相关物质的浓度随时间的变化如图乙所示。 下列有关说法正确的是（　　 ） A.该反应的ΔH＞0 B.前3 min内v（CO）＝0.25 mol·L－1·min－1 C.氢气的平衡转化率为75％ D.该反应的平衡常数K≈1.33 解析：D　由图甲可知ΔH＝419 kJ·mol－1－510 kJ·mol－1＝－91 kJ·mol－1，A项错误；由图乙可知前3 min内转化的c（CO）＝0.50 mol·L－1，则v（CO）＝≈0.17 mol·L－1·min－1，B项错误；根据“三段式”法计算： 　　　　　　　CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） 起始浓度/ （ mol·L－1）　　1.00　　3.00　　　 0 转化浓度/ （ mol·L－1） 0.75 1.50 0.75 平衡浓度/ （ mol·L－1） 0.25 1.50 0.75 故氢气的平衡转化率为×100％＝50％，C项错误；平衡常数K＝≈1.33，D项正确。 创新命题设计　培育创新思维 3.（2026·浙江舟山高二月考）碳及其化合物与人类生产、生活密切相关。请回答下列问题： （1）羰基硫（OCS）能引起催化剂中毒和大气污染等。羰基硫的氢解和水解反应是两种常用的脱硫方法，其反应原理为 ①氢解反应：COS（g）＋H2（g）H2S（g）＋CO（g）　ΔH1 ②水解反应：COS（g）＋H2O（g）H2S（g）＋CO2（g）　ΔH2＝－35 kJ·mol－1 已知CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）　ΔH3＝－42 kJ·mol－1，则ΔH1＝　　　　。若平衡常数K与温度T之间存在lg K＝＋b（a、b为常数）的线性关系，图甲中直线符合该氢解反应平衡常数K与温度T关系的是　　　　（填字母）。 （2）焦炭还原NO2发生反应：2NO2（g）＋2C（s）N2（g）＋2CO2（g）。在恒温条件下，1 mol NO2和足量焦炭发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图乙所示，计算可得M点时该反应的平衡常数Kp＝　　　　。（Kp是用平衡分压代替平衡浓度表示的反应平衡常数，分压＝总压×物质的量分数） 答案：（1）＋7 kJ·mol－1　z　（2）2 MPa 解析：（1）根据盖斯定律，由②－①得CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）　ΔH3＝－42 kJ·mol－1，则ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝＋7 kJ·mol－1。该氢解反应的正反应为吸热反应，平衡常数K随着温度T的升高而增大，随着的增大而减小，所以题图甲中符合该氢解反应平衡常数K与温度T关系的直线为z。（2）设参加反应的NO2为x mol，列三段式： 　　　　　 2NO2（g）＋2C（s）N2（g）＋2CO2（g） 起始量/mol　 1　　　　　　　　 0　　　　 0 变化量/mol x x x 平衡量/mol 1－x x x 根据题图乙可知，M点对应的平衡状态下，c（NO2）＝c（CO2），即n（NO2）＝n（CO2），则有1－x＝x，解得x＝0.5，平衡时，n（NO2）＝0.5 mol、n（N2）＝0.25 mol、n（CO2）＝0.5 mol，气体的总物质的量为1.25 mol，则p（NO2）＝p（CO2）＝×10 MPa＝4 MPa，p（N2）＝×10 MPa＝2 MPa，所以M点时该反应的平衡常数Kp＝＝＝2 MPa。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $