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考点 23 化学平衡常数
分析近年来各省市高考卷均对化学平衡常数都作了考查。主要考查形式有四种：书写化学平衡常数表
达式；计算平衡常数；运用平衡常数判断反应方向；判断平衡常数与外界因素关系等。计算平衡常数易错
点主要有：用物质的量替代浓度直接计算，忘了体积；固体或液体物质引入平衡常数表达式中；读图像不
精确等。
预测2023年必将把握化学平衡常数这一平衡理论核心，关注考查方向：(1)根据图像、数据表、或转
化率、各物质浓度求平衡常数K；(2)根据平衡常数、－lgK与温度关系图像判断正反应是吸热还是放热；
(3)在平衡状态投入反应物和产物，利用平衡常数数据和判断反应方向；(4)有关有机反应、溶液中反应的平
衡常数计算或转化率的计算，可能涉及pH、Ksp、Kw等常数计算。可以预计选择有机反应、溶液中进行
的反应考查化学平衡问题成为命题热点。
一、化学平衡常数
二、化学反应速率常数
化学平衡常数
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．数学表达式：对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)来说，K＝。
注意：①不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。例如：
CaCO (s) CaO(s)＋CO(g) K＝c(CO)
3 2 2
Cr O(aq)＋HO(l) 2CrO(aq)＋2H＋(aq) K＝
2 2
②同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式亦不同。例如：
NO(g) 2NO (g) K＝
2 4 2
NO(g) NO (g) K′＝＝
2 4 22NO (g) NO(g) K″＝＝
2 2 4
因此书写平衡常数表达式时，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。
(2)对于气体反应，写平衡常数表达式时，除可以用平衡时的物质的量浓度表示外，也可以用平衡时各
气体的分压来表示。例如：
N(g)＋3H(g) 2NH (g) K ＝
2 2 3 p
其中：p(NH )、p(N )、p(H )分别为NH 、N 、H 的平衡分压，某气体平衡分压＝平衡时总压×该气体
3 2 2 3 2 2
的物质的量分数。
3．平衡常数的意义
(1)平衡常数可表示反应进行的程度。K越大，反应进行的程度越大，K＞105时，可以认为该反应已经
进行完全。转化率也能表示反应进行的程度，转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。
(2)K的大小只与温度有关，与反应物或生成物起始浓度的大小无关。
4．浓度商：可逆反应进行到某时刻(包括化学平衡)时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值
称为浓度商(Q)。对于化学反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Q＝。
Q＜K，反应向正反应方向进行；
Q＝K，反应处于平衡状态；
Q＞K，反应向逆反应方向进行。
【易混易错】
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度( )
(2)催化剂既能改变速率常数，也能改变化学平衡常数( )
(3)对于同一可逆反应，升高温度，则化学平衡常数增大( )
(4)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大( )
(5)Cl ＋HO HCl＋HClO的平衡常数表达式 ( )
2 2
(6)某一化学反应的平衡常数与反应的温度有关，还与反应本身有关( )
(7)与某一化学反应的平衡常数化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响( )
(8)两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变( )
(9)温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数( )
(10)当生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积比值小于K时，v H O>CO
2 2 2 2 2
D．温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大
【答案】C
【解析】A项，NO(g) N(g)＋O(g)的平衡常数为()＝1015，错误；B项，H 和O 之间的反应需
2 2 2 2
要点燃才能进行，错误；C项，常温下，NO、HO、CO 三种物质分解放出O 的平衡常数依次为1×1030、
2 2 2
5×10－82、4×10－92，平衡常数越大，则反应进行的程度越大，正确；D项，反应②为放热反应，升高温度平
衡逆向移动，平衡常数减小，错误。
例2 某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol X和2 mol Y进行如下反应：3X(g)＋2Y(g)
4Z(s)＋2W(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol Z，则下列说法正确的是( )
A．该反应的化学平衡常数表达式是
B．此时，Y的平衡转化率是40%
C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大
D．增加Y，Y的平衡转化率增大
【答案】B
【解析】化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体，而物质Z是固体，A错误；根据化学方程
式可知，平衡时减少的Y的物质的量是1.6 mol×＝0.8 mol，所以Y的转化率为×100%＝40%，B正确；平
衡常数只与温度有关，增大压强时平衡常数不变，C错误；增加Y后平衡右移，X的转化率增大，而Y的
转化率减小，D错误。
【对点提升】
对点1 在淀粉KI溶液中存在下列平衡：I(aq)＋I－(aq) I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常
2
数K如表所示：
t/℃ 5 15 25 35 50
K 1 100 841 689 533 409
下列说法正确的是( )
A．反应I(aq)＋I－(aq) I(aq)的ΔH>0
2
B．其他条件不变，升高温度，溶液中c(I)减小
C．该反应的平衡常数表达式为
D．25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于689
对点2 氨基甲酸铵发生分解的化学方程式为NH COONH(s) 2NH (g)+CO (g)。利用如下装置测定
2 4 3 2
不同温度下该反应以分压表示的化学平衡常数K 。
p步骤Ⅰ：关闭K，打开K 和K，开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭K；
3 1 2 1
步骤Ⅱ：关闭K，缓慢开启K 至U形管两边液面相平并保持不变，读取压强数值。
2 3
记录25 ℃、30 ℃下压强分别为12.0 kPa、17.1 kPa。下列说法错误的是( )。
A．氨基甲酸铵分解反应的ΔH>0
B．该反应25 ℃时的化学平衡常数K =2.56×1011 Pa3
p
C．步骤Ⅰ中测压仪数值未稳定即关闭K，K 测量值偏小
1 p
D．步骤Ⅱ中读数时U形管左侧液面偏高，K 测量值偏大
p
【巧学妙记】
化学平衡计算模式
对以下反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡
后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。
mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
起始(mol) a b 0 0
变化(mol) mx nx px qx
平衡(mol) a－mx b－nx px qx
(1)v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q(未达到平衡时，用于确定化学方程式中未知的化学计量数)。
(2)K＝＝(Q是任意时刻的，则有Q>K，v v )。
正 逆 正 逆
(3)c(A) ＝＝。
平
(4)α(A)＝×100%＝×100%。
(5)φ(A)＝×100%。
(6)平衡时与起始时的压强比＝＝(同T、V时)，混合气体的密度比＝(同T、P时)，＝(同质量的气体时)
等。
(7)混合气体的密度(混)＝＝(g·L－1)(T、V不变时，不变)。
(8)混合气体的平均摩尔质量＝＝(g·mol－1)。
化学反应速率常数
1．速率常数的含义速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L-1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用
速率常数大小来比较化学反应的反应速率。
化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率
常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。
2．速率方程
对于反应：aA(g)+bB(g) gG(g)+hH(g)，v =k ·cm(A)·cn(B)(其中k 为正反应的速率常数)，v
正 正 正 逆
=k ·cp(G)·cq(H)(其中k 为逆反应的速率常数)。
逆 逆
m、n、p、q为实验测得数据，与计算系数不一定相等。
3．基元反应速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下，可逆反应：aA(g)+bB(g) gG(g)+hH(g)，达到平衡状态时，v =k ·ca(A)·cb(B)，v
正 正 逆
k cg(G)·cℎ(H)
正
=k ·cg(G)·ch(H)，因平衡时v =v ，则k ·ca(A)·cb(B)=k ·cg(G)·ch(H)， = =K。
逆 正 逆 正 逆 k ca(A)·cb(B)
逆
【典例】
例1 (2021·河北卷)室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：
①M+N X+Y；②M+N X+Z。反应①的速率可表示为 v=kc2(M)，反应②的速率可表示为
1 1
v=kc2(M)(k 、k 为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是(
2 2 1 2
)。
A．0~30 min 时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-8 mol·L-1·min-1
B．反应开始后，体系中Y 和Z的浓度之比保持不变
C．如果反应能进行到底，反应结束时 62.5%的M转化为Z
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】A
【解析】依据三段式法，设第①个反应中M的起始物质的量浓度为a mol·L-1，N的起始物质的量浓度
为b mol·L-1，则：
①M +N X + Y起始(mol·L-1)： a b 0 0
反应(mol·L-1)： c c c c
平衡(mol·L-1)： a-c b-c c c
②M + N X+Z
起始(mol·L-1)： 0.5-a 0.5-b 0 0
1 1 1 1
反应(mol·L-1)：
8 8 8 8
1 1 1 1
平衡(mol·L-1)： 0.5-a- 0.5-b-
8 8 8 8
1 0.075
30 min时，a-c+0.5-a- =0.3，可得到c=0.075，则v(Y)= mol·L-1·min-1=0.0025 mol·L-1·min-1，A
8 30
k
1
项错误；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
k
2
k
1
者与M的化学计量数相同(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
k
2
v k
1 1
k 、k 为速率常数，故该比值保持不变，B项正确；30 min内，v=kc2(M)，v=kc2(M)，可求得 = =
1 2 1 1 2 2 v k
2 2
0.075 3 5
= ，若反应能进行到底，反应结束时，有 的M转化为Z，即62.5%的M转化为Z，C项正确；由
0.125 5 8
上述分析知，在相同时间内生成Z较多，生成Y较少，因此反应①的化学反应速率小，在同一体系中，活
化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，D项正确。
例2 温度为T 时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO (g) 2NO(g)+O (g)
1 2 2
(正反应吸热)。实验测得：v =v(NO ) =k ·c2(NO )，v =v(NO) =2v(O ) =k ·c2(NO)·c(O )，k 、k 为
正 2 消耗 正 2 逆 消耗 2 消耗 逆 2 正 逆
速率常数，受温度影响。下列说法正确的是( )
容器 物质的起始浓度(mol·L-1) 物质的平衡浓度(mol·L-1)
编号 c(NO ) c(NO) c(O ) c(O )
2 2 2
Ⅰ 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.3 0.5 0.2
Ⅲ 0 0.5 0.35k
逆
A．设K为该反应的化学平衡常数，则有K=
k
正
B．达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比为20∶17
C．容器Ⅱ中起始时平衡正向移动，达到平衡时，容器Ⅱ中NO 的转化率比容器Ⅰ中的小
2
D．若改变温度为T，且T>T ，则k ∶k <0.8
2 2 1 正 逆
【答案】C
【解析】平衡时，正、逆反应速率相等，则有 k ·c2(NO )=k ·c2(NO)·c(O )，所以 K=
正 2 逆 2
c2(NO)·c(O ) k
2 = 正，A 项错误。根据化学方程式和容器 Ⅰ 中 O 的平衡浓度可知，平衡时，
c2(NO ) k 2
2 逆
c2(NO)·c(O )
2
c(NO)=0.4 mol·L-1，c(NO )=0.2 mol·L-1，则 T 温度下，该反应的平衡常数 K= =
2 1 c2(NO )
2
0.42×0.2 0.2×0.52
=0.8；容器Ⅱ中浓度商Q= ≈0.56<0.8，反应正向进行，气体的总物质的量大于 1
0.22 c 0.32
mol，而容器Ⅲ中反应向左进行，气体的总物质的量小于0.85 mol，所以达到平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的
0.4 2
总压强之比大于20∶17，B项错误。容器Ⅰ中NO 的转化率为 = ，假设容器Ⅱ中NO 的转化率也为
2 0.6 3 2
2
，反应正向进行：
3
2NO (g) 2NO(g)+O (g)
2 2
起始量(mol·L-1) 0.3 0.5 0.2
变化量(mol·L-1) 0.2 0.2 0.1
平衡量(mol·L-1) 0.1 0.7 0.3
0.3×0.72 2
平衡常数K= =14.7>0.8，所以容器Ⅱ中NO 的转化率小于 ，即容器Ⅱ中起始平衡正向移
0.12 2 3
动，达到平衡时，容器Ⅱ中NO 的转化率比容器Ⅰ中的小，C项正确。因为该反应的正反应是吸热反应，
2
温度T>T ，所以T 时平衡常数增大，则k ∶k >0.8，D项错误。
2 1 2 正 逆
【对点提升】
对点1 氨气去除NO的反应原理为：4NH (g)+6NO(g) 5N(g)+6HO(g) ΔH<0，反应速率与浓度
3 2 2之间存在如下关系：v =k ·c4(NH )·c6(NO)，v =k ·c5(N )·c6(H O)，k 、k 为速率常数，只受温度影响。
正 正 3 逆 逆 2 2 正 逆
350℃时，在2L恒容密闭容器中，通入0.9molNH (g)和1.2molNO(g)发生反应，保持温度不变，5min后反
3
应达平衡，NO的转化率为50%。下列说法正确的是( )
A．用NH 表示的化学反应速率为0.06mol·L-1·min-1
3
B．350℃时，该反应的平衡常数为0.5
C．其他条件不变，往反应后的容器中再通入0.9molNH (g)和1.2molNO(g)，重新达平衡时NO的体积
3
分数增大
D．当温度改变为T°C时，若k =k ，则T>350
正 逆
对点2 T 温度下，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中发生如下反应：2NO (g) NO(g)
1 2
+O (g) ΔH＞0。实验测得： ， ， 、
2
为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是( )
物质的起始浓度(mol·L－1) 物质的平衡浓度(mol·L－1)
容器编号
c(NO ) c(NO) c(O) c(O)
2 2 2
I 0.6 0 0 0.2
II 0.3 0.5 0.2
III 0 0.5 0.35
A．设K为该反应的化学平衡常数，则有
B．若改变温度为 ，且 ，则
C．容器II中起始时平衡正向移动，达平衡时，容器II中 的转化率比容器I中的大
D．达平衡时，容器II与容器III中的总压强之比大于20：17
1．下列关于化学平衡常数的说法中错误的是( )
A．某特定反应的平衡常数只与温度有关B．催化剂不能改变平衡常数的大小
C．平衡常数发生改变，化学平衡必发生改变
D．化学平衡移动时，平衡常数必改变
2．只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是( )
A．K值不变，平衡可能移动
B．平衡向右移动时，K值不一定变化
C．K值有变化，平衡一定移动
D．相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍
3．在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的起始浓度和平衡浓度如下表，下列说法错误的是(
)
物质 X Y Z
起始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.2 0
平衡浓度/(mol·L－1) 0.05 0.05 0.1
A．反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应可表示为X＋3Y 2Z，平衡常数为1 600
C．其他条件不变时，增大压强可使平衡常数增大
D．改变温度可以改变该反应的平衡常数
4．在恒温条件下，向盛有食盐的2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO 、0.2moI NO 和0.1mol Cl ，发
2 2
生如下两个反应：
①2NO (g)+NaCl(s) NaNO (s)+ClNO(g) H＜0平衡常数 K
2 3 1 1
②2NO(g)+Cl (g) 2ClNO(g) H＜0平衡常数 K
2 2 2
10 分钟时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少 20%，10 分钟内用ClNO(g)表示 的平均反应
速率v(ClNO)=7.5×10-3mol/(L·min)。下列说法正确的是
A．平衡时 NO 的转化率为50%
2
B．平衡后 c(NO)=2.5×10-2mol·L-1
C．其它条件保持不变，反应在恒压条件下进行，则平衡常数K 增大
2
D．反应 4NO (g)+2NaCl(s) 2NaNO (s)+2NO(g)+Cl (g)的平衡常数为K 2-K
2 3 2 2 1
5．CO 是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO 是解决温室效应的有效途径。
2 2
已知反应Fe(s)+CO (g) FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K；
2 1
反应Fe(s)+H O(g) FeO(s)+H (g)的平衡常数为K。
2 2 2
在不同温度时K、K 的值如下表：
1 2
温度(绝对温度) K K
1 2973 1.47 2.38
1173 2.15 1.67
(1)推导反应CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g)的平衡常数K与K、K 的关系式：
2 2 2 1 2
_____________________。
(2)通过K值的计算，(1)中的反应是_________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)在一体积为10L的密闭容器中，加入一定量的CO 和HO(g)，在1173开时发生反应并记录前5min
2 2
的浓度，第6min时改变了反应的条件。各物质的浓度变化如下表：
时间/min CO HO CO H
2 2 2
0 0.2000 0.3000 0 0
2 0.1740 0.2740 0.0260 0.0260
3 c c c c
1 2 3 3
4 c c c
1 2 3
5 0.0727 0.1727 0.1273 0.1273
6 0.0350 0.1350 0.1650
①前2min，用CO表示的该化学反应的速率是：_______________________。
②在3~4min之间，反应处于___________状态(填“平衡”或“非平衡”)。
③第6min时，平衡向_________方向移动，可能的原因是______________________。
6．CO 是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO 是解决温室效应的有效途径。
2 2
已知反应Fe(s)+CO (g) FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K；
2 1
反应Fe(s)+H O(g) FeO(s)+H (g)的平衡常数为K。
2 2 2
在不同温度时K、K 的值如下表：
1 2
温度(绝对温度) K K
1 2
973 1.47 2.38
1173 2.15 1.67
(1)推导反应CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g)的平衡常数K与K、K 的关系式：
2 2 2 1 2
_____________________。
(2)通过K值的计算，(1)中的反应是_________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)在一体积为10L的密闭容器中，加入一定量的CO 和HO(g)，在1173开时发生反应并记录前5min
2 2的浓度，第6min时改变了反应的条件。各物质的浓度变化如下表：
时间/min CO HO CO H
2 2 2
0 0.2000 0.3000 0 0
2 0.1740 0.2740 0.0260 0.0260
3 c c c c
1 2 3 3
4 c c c
1 2 3
5 0.0727 0.1727 0.1273 0.1273
6 0.0350 0.1350 0.1650
①前2min，用CO表示的该化学反应的速率是：_______________________。
②在3~4min之间，反应处于___________状态(填“平衡”或“非平衡”)。
③第6min时，平衡向_________方向移动，可能的原因是______________________。
7．100 kPa时，反应2NO(g)＋O(g) 2NO (g)中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图1，反
2 2
应2NO (g)NO(g)中NO 的平衡转化率与温度的关系曲线如图2。
2 2 4 2
(1)图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO(g)＋O(g)2NO (g)达到平衡时NO的转化率，
2 2
则________点对应的压强最大。
(2)100 kPa、25 ℃时，2NO (g)NO(g)平衡体系中NO 的物质的量分数为________，NO 的分压
2 2 4 2 4 2 4
p(N O)＝__________kPa，列式计算平衡常数K ＝__________(K 用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总
2 4 p p
压×物质的量分数)。
(3)100 kPa、25 ℃时，V mL NO与0.5V mL O 混合后最终气体的体积为________ mL。
2
8．许多含氮物质是农作物生长的营养物质。
(1)一定温度下，向某密闭容器中充入1 mol NO ，发生反应：2NO (g) NO(g)。测得反应体系
2 2 2 4
中两种气体的体积分数与压强之间的关系如图所示：①a、b、c三点逆反应速率由大到小的顺序为 。平衡时若保持压强、温度不变，再向体系中
加入一定量的Ne，则平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
②a点时NO 的转化率为 ，用平衡分压代替平衡浓度可求出平衡常数K ，则该温度下K =
2 p p
(用含p 的代数式表示)。
0
(2)已知在一定温度下的可逆反应NO(g) 2NO (g) ΔH>0中，v =k ·c(N O)，v =k ·c2(NO )
2 4 2 正 正 2 4 逆 逆 2
(k 、k 只与温度有关)。若该温度下的平衡常数K=10，则k = k ，升高温度，k 增大的倍数
正 逆 正 逆 正
(填“大于”、“小于”或“等于”)k 增大的倍数。
逆
1．(2022·全国金太阳大联考)一定温度下，反应MgCl (l) Mg(l)+Cl (g)达到平衡时，下列说法错
2 2
误的是
A．该反应的平衡常数K=c(Cl )
2
B．将容器体积压缩为原来一半，当体系再次达到平衡时，Cl 的浓度增大
2
C．减小氯气浓度，平衡正向移动，平衡常数不变
D．温度升高该反应的化学平衡常数K增大
2．(2022·河北省秦皇岛市二模)在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，除主反应(反应Ⅰ)外，还会发生
副反应(反应Ⅱ)。
反应Ⅰ：CO(g)+4H(g) CH(g)+2HO(g) K I
2 2 4 2 I
反应Ⅱ：CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g) K
2 2 2 II
一定压强下，向某容积可变的密闭容器中通入CO 和H 的混合气体(其中CO 和H 的物质的量之比为
2 2 2 2
1∶4)，在某催化剂的作用下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得CO 的转化率、CH 的选择性、CO的选择性
2 4
随反应温度的变化情况如图所示。已知：CH 或CO的选择性指反应生成CH 或CO时所消耗的CO 的物质的量占参与反应的CO 总物质
4 4 2 2
的量的百分比。
下列说法正确的是( )
A．相同温度下，反应2CO(g)+2H(g) CH(g)+CO (g)的平衡常数
2 4 2
B．温度升高，反应Ⅰ的平衡常数K 和反应Ⅱ的平衡常数K 都增大
I II
C．通过控制反应温度、调节压强等措施可提高CH 的选择性
4
D．500℃时，反应达到平衡后，增大压强，体系中CO和CH 的体积分数均减小
4
3．(2022·辽宁省葫芦岛市一模)常温下，已知K (H CO)=4.3×10-7，K (H CO)=5.6×10-11，某二元酸
a1 2 3 a2 2 3
HR及其钠盐的溶液中，HR、HR-、R2-三者的物质的量分数随溶液pH变化关系如图所示，下列叙述正确
2 2
的是( )
A．HR的一级电离常数K 的数量级为10-5
2 a1
B．在pH=4的溶液中：3c(R2-)T
1 2
D．3v(d)=2v(e)
11．(2022·重庆市育才中学模拟预测)在密闭容器中充入1 和1 ，在一定条件下发生反
2NO(g)+2CO(g) N(g)+2CO (g)，测得 的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。实验测得，
2 2
， ( 、 为速率常数，只与温度有关)，下列说法错误的是(
)
A．达到平衡后，仅升高温度， 增大的倍数小于 增大的倍数
B．若密闭容器( 对应压强下)体积为1L，则b点
C． 的物质的量浓度：b点 点
D．逆反应速率：a点 点
12．(2022·湖北省华中师大一附中高三模拟预测)一步合成甲基丙烯酸甲酯的反应如下(其他产物已省
略)。科学家为了研究甲醇的脱氢过程对反应速率的影响，进行了下表所示动力学同位素效应实验(其他条
件均相同)。实验编
反应物 反应速率常数 数据分析
号
Ⅰ 丙酸甲酯 甲醇(CHOH)
3
Ⅱ 丙酸甲酯 氘代甲醇D1(CD OH)
3
Ⅲ 丙酸甲酯 氘代甲醇D2(CH OD)
3
下列说法正确的是( )
A．CHOH、CDOH和HOD互为同素异形体
3 3 3
B．相比于甲醇，氘代甲醇参与的反应活化能较小
C．相比于C—H键，C—D键断裂的速率较慢
D．相比于O—H键，C—H的断裂对反应速率的影响较小
13．(2022·山东省德州市二模)在恒温恒容密闭容器中发生反应2H(g)+2NO(g) 2HO(g)
2 2
+N (g)，N 的瞬时生成速率v=k·cm(H )c2 (NO)。控制NO起始浓度为0.5 mol/L，N 的瞬时生成速率和H 起
2 2 2 2 2
始浓度的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．由题可知，该反应的速率常数k为15
B．随着H 起始浓度增大，该反应平衡常数增大
2
C．达平衡后，H 和NO的浓度均增加一倍，则NO转化率减小
2
D．H 起始浓度0.2 mol/L，某时刻NO的浓度为0.4 mol/L，则N 的瞬时生成速率为0.24 mol/L
2 2
14．(2022·辽宁省高三适应性模拟)含氮化合物在生活、生产、研究领域至关重要。我国学者在容积不变的刚性容器中按投料比 =1发生反应2H(g)+2NO(g) N(g)+2HO(g) H=-664.1kJ/mol，不同催化
2 2 2 2
⇌ △
剂条件下，反应相同时间测得NO转化率与温度的关系如图所示。且研究表明该反应v=kcm(H )c2(NO)，其
2
中k为速率常数。下列说法错误的是( )
A．当使用催化剂乙时，温度高于350℃NO转换率下降是由于反应放热，达到平衡后，升高温度使平
衡逆向移动
B．使用催化剂甲比使用催化剂乙正反应的活化能更低
C．对于反应2H(g)+2NO(g) N(g)+2HO(g)，其他条件不变，加压使平衡正向移动
2 2 2
D．T℃的初始速率为V，当H 转化率为60%时，反应速率为0.064V ，由此可知m=1
1 0 2 0
15．(2022·辽宁实验中学模拟预测)均相芬顿反应原理是高级氧化技术的经典工艺之一，如图所示( 和
为速率常数)。下列说法错误的是( )
A．相同条件下，基元反应Ⅰ比Ⅱ的活化能低
B．基元反应Ⅰ中氧元素的化合价发生变化
C．基元反应Ⅱ的化学方程式为HO+Fe3+=HO·+Fe2++H+
2 2 2D．芬顿反应进行的过程中，整个体系的 几乎不变(忽略体积变化)
16．(2022·河北省九师联盟高三质量检测联考)向2L恒容密闭容器中充入2mol SO (g)和2mol Cl (g)，
2 2
发生如下反应：SO (g)+ Cl (g) SO Cl(g)，测得不同温度下SO (g)的转化率 与时间(t)的关系
2 2 2 2 2
如图所示。假设反应速率方程为 ， (k是速率常数，只与温度有
关)，下列说法错误的是( )
A．该反应的ΔH＜0
B． 时，
C．M点：
D．升高温度， 增大的倍数大于 增大的倍数
17．(2022·浙江省杭州市高三模拟)T℃时，向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液，
所得溶液中三种微粒HC O、HC O-、C O2-的物质的量分数(δ)与pH的关系如图所示：
2 2 4 2 4 2 4回答下列问题：
(1)写出HC O 的电离方程式及电离平衡常数表达式。
2 2 4
①_______，K =_______；
a1
②_______，K =_______。
a2
(2)根据A点，K =_______，根据B点，K =_______。
a1 a2
(3)在pH=2.7的溶液中， =_______。
(4)0.1mol·L-1的NaHC O 溶液呈_______性，其离子浓度从大到小的顺序为_______。
2 4
18．(2022·山东省聊城市三模)COCl 常用于有机合成，工业上采用高温活性炭催化CO与Cl 合成
2 2
COCl 。
2
(1)Burns和Dainton研究了反应Cl(g)+CO(g) COCl (g)的动力学，获得其速率方程v=kc
2 2
(Cl )c(CO)，k为速率常数(只受温度形响)，该反应的历程如下：
2
第一步：Cl 2Cl• H=+243kJ·mol-1
2 1
第二步：Cl•+CO COC△l• H
2
=-20kJ·mol-1
第三步：COCl•+Cl
2
COCl
2
+C△l• H
3
=-88kJ·mol-1
② 反应Cl
2
(g)+CO(g) C△OCl
2
(g)的△H=____kJ·mol-1。
②已知活化络合物分子中含有的原子数目等于反应速率方程中物质的原子数与指数的积，如
H+Cl=2HCl的反应速率方程为v=kc (Cl )•c(H )，可推测反应决速步中活化络合物的可能存在形式为
2 2 2 2
ClH 、HCl或H+Cl•，则Cl(g)+CO(g) COCl (g)反应中的活化络合物的可能存在形式为____(任写
2 2 2 2 2
一个即可)，请判断第____步的活化能最高。
(2)在100kPa、恒压的密闭容器中，充入1molCO、1molCl 和适量的活性炭，发生反应Cl(g)+CO(g)
2 2
COCl (g)，其压强平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)的对数lgK 。与
2 p温度倒数 呈线性关系，如图。
①能正确表示上述反应线性关系的直线为____(填“L”或“L”)，理由是___。
1 2
②图中Q点的坐标为(2.2，-2.0)，已知 =1.4，则平衡时CO的转化率为____。若保持温度不变，将
该容器增压再次达到平衡，其状态可能为图中Q、M、N中的____点，此时混合气中COCl 的体积分数是
2
50%，则再次达到平衡状态的气体总压强是____kPa。
19．(2022·江西省重点中协作体第二次联考)我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决
气候问题的担当。高效经济性的CO 捕集及利用是有效应对全球气候变化、促进低碳社会构建的重要方法。
2
(1)在催化剂作用下，可用CO 与H 反应制取甲酸。已知：
2 2
共价键 C=O C-O H-H H-O C-H
键能(kJ·mol-1) 799 343 436 463 413
则CO(g)+H(g)=HCOOH(g)的△H=_______kJ/mol。
2 2
(2)在刚性密闭容器中，HCOOH平衡时的体积分数随投料比[ ]的变化如图所示：
①图中T、T 表示不同的反应温度，判断T_______T(填“>”、“<”或“=”)，依据为_______。
1 2 1 2
②图中a=_______。
③A、B、C三点CO(g)的平衡转化率α 、α 、α 由大到小的顺序为_______。
2 A B C
(3)工业上可以利用CO 与H 在催化剂作用下发生CO(g)+3H(g) CHOH(g)+H O(g)合成甲醇，
2 2 2 2 3 2恒温恒容下，向密闭容器加入2mo1CO 和4molH ，一段时间后达到平衡，CO 转化率为α=50%，总压强为
2 2 2
p，计算该反应压强平衡常数K=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。向
0 p
平衡后的容器中再加入2molCO 和4molH ，达到新的平衡时总压强为p，则p_______2p(填“>”、“<”或
2 2 1 1 0
“=”)
(4)工业上也可以用CO 催化法制取甲烷，发生如下反应：CO(g)+2HO(g) CH(g)+2O(g) H>0，温
2 2 2 4 2
度T时，向刚性容器中充入2molCO 和3molH O，反应过程中CO 的物质的量⇌随时间变化如表格△所示。实
2 2 2
验测得，v =k ·c(CO)·c2(H O)，v =k ·c(CH)·c2(O )，k 、k 是速率常数，只与温度有关，则T温度时
正 正 2 2 逆 逆 4 2 正 逆
=_______。若升高温度， _______(增大、减小或者不变)
时间/min 5 10 15 20
CO 的物质的量/mol 1.4 1.0 0.8 0.8
2
20．(2022·甘肃省兰州市一模)我国力争2060年前实现碳中和。CH 与CO 催化重整是实现碳中和的热
4 2
点研究课题。该催化重整反应体系主要涉及以下反应：
反应I：主反应CH(g)+CO (g) 2CO(g)+2H(g) ΔH K
4 2 2 1 p1
反应II：副反应CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g) ΔH K
2 2 2 2 p2
反应III：积碳反应2CO(g) CO(g)+C(s) ΔH K
2 3 p3
反应IV：积碳反应CH(g) C(s)+2H(g) ΔH K
4 2 4 p4
(1)已知H(g)、CO(g)的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0lkJ·mol-1，HO(l)= H O(g)
2 2 2
ΔH=+44kJ·mol-1，则反应II的ΔH=____kJ·mol-1。
5 2
(2)设K 为分压平衡常数(用分压代替浓度，气体分压=总压×该组分的物质的量分数)，反应III、IV的
p
lgK 随 (T表示温度)的变化如图所示。据图判断，反应I的ΔH_____0(选填“大于”、“小于”或“等
p 1
于”)，说明判断的理由____。(3)下列关于该重整反应体系的说法正确的是____。
A．在投料时适当增大 的值，有利于减少积碳
B．在一定条件下建立平衡后，移去部分积碳，反应III和反应IV平衡均向右移
C．随着投料比 的增大，达到平衡时CH 的转化率增大
4
D．降低反应温度，反应I、II、IV的正反应速率减小，逆反应速率增大；反应III的正反应速率增大，
逆反应速率减小
(4)在一定条件下的密闭容器中，按照 =1加入反应物，发生反应I(反应II、III、IV可忽略)。在
不同条件下达到平衡，设体系中平衡状态下甲烷的物质的量分数为x(CH)，在T=800℃下的x(CH)随压强
4 4
P的变化曲线、在P=100kPa下的x(CH)随温度T的变化曲线如图所示。
4①图中对应T=800℃下，x(CH)随压强P的变化曲线是____，判断的理由是____。
4
②若x(CH)=0.1.则CO 的平衡转化率为____。
4 2
21．(2022·河北省保定市高三阶段练习)以CO 为碳源选择性加氢合成甲醇一直是研究的热点，涉及的
2
主要反应如下：
ⅰ. CO(g)+3H(g) CHOH(g)+H O(g) ΔH ＜0
2 2 3 2 1
ⅱ. CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g) ΔH
2 2 2 2
回答下列问题：
(1)已知：C(s)＋O(g)==CO (g)) ΔH＝-393.5kJ·mol−1
2 2
则ΔH=_______ kJ·mol-1。
2
(2)反应ⅱ的反应速率 ，其中 、 分别为正、逆反
应速率常数。则反应ⅱ的平衡常数 _______(用 、 表示)，升高温度， _______(填“增大”
“减小”或“不变”)。
(3)240℃时，向 恒容密闭容器中通入 和 ，起始总压强为 。发生反应ⅰ和反应ⅱ.实验测得 的平衡转化率和平衡时 的选择性随温度变化如图所示：
已知： 的选择性 。
①图中表示平衡时CHOH的选择性的曲线为_______(填“X”或“Y”)。温度高于 时，曲线Y随
3
温度升高而升高的原因是_______。
②若在240℃恒温条件下，该 恒容密闭容器内反应经过 达到平衡状态。则 内，平均
反应速率v(CO )=_______。已知反应ⅱ在240℃时的浓度平衡常数 ，则初始充入 的物质的量
2
_______ 。反应ⅰ在 时的压强平衡常数 _______ (保留两位小数)。
(4)工业上按一定体积比加入CO 和CH，在恒压下发生催化重整反应制得合成气：CO(g)+CH (g)
2 4 2 4
2CO(g)+HO(g) ΔH＞0，温度对CO和H，产率的影响如图所示。工业上此反应优选温度为
2 2
的原因是_______。
22．(2022·甘肃省高三第二次高考诊断性考试)绿色能源的开发利用是未来能源发展的重要方向，也是
实现“碳中和”目标的重要举措。氢能是重要的绿色能源，利用甲烷来制取氢气的总反应可表示为：CH(g)+2HO(g)=CO(g)+4H(g)，该反应可通过如下过程来实现：
4 2 2 2
反应I：CH(g)+HO(g)=3H (g)+CO(g) H=+206.3kJ·mol-1
4 2 2 1
反应II：CO(g)+H
2
O(g)=CO
2(
g)+H
2
(g) △H
2
=-41.2kJ·mol-1
(1)总反应的△H=_______kJ·mol-1 △
(2)反应I在恒压条件下，不同进气比［n(CH)：n(H O)］和不同温度时测得相应的CH 平衡转化率见
4 2 4
下表。
平衡点 a b c d
n(CH)：n(H O) 0.5 0.5 1 1
4 2
CH 平衡转化率/% 50 69 50 80
4
①c点平衡混合物中H 的体积分数为_______，a、b两点对应的反应速率v______________v(填
2 a b
“＜”“=”或“〉”)，判断的理由为_______。
②若d点的总压强为aMPa，则d点的分压平衡常数K 为_______(用平衡分压代替浓度计算，分压=总
P
压×物质的量分数，计算结果精确到0.01)。
(3)反应II在工业上称为一氧化碳的催化变换反应，研究表明该反应用Fe O 作催化剂，反应历程如下：
3 4
第一步：Fe O+4CO=3Fe+4CO 第二步：3Fe+4H O=Fe O+4H
3 4 2 2 3 4 2
已知第一步为慢反应，则第一步反应的活化能比第二步反应_______ (填“大”或“小”)。由于
CO还原性较强，若将Fe O 还原成Fe，并以Fe的形式大量存在于反应体系中，会使催化剂失去活性，但
3 4
在实际生产中一般不会发生催化剂失去活性的情况，请结合一氧化碳的催化变换反应历程说明理由
_______。
(4)研究表明，CO催化变换反应的速率方程为 ，该表达式中
分别表示相应的物质的量分数，K 为分压平衡常数，k为反应的速率常数，温度升髙
P
时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如下图所示。温度升髙时，
CO催化变换反应的K _______ (填“增大”或“减小”)。根据速率方程分析，T>T 时r逐渐减小的原
P m
因是_______。23．(2022·辽宁省高三模拟预测)我国科学家成功开发Pd—Fe/Fe O 催化剂在低温条件下高选择性合成
2 3
高纯度的乙烯，化学原理如下：
主反应：C H(g)+H(g) C H(g) H
2 2 2 2 4 1
副反应：C
2
H
2
(g)+2H
2
(g) C
2
H
6
(g)△ H
2
(1)已知：A．几种共价键的键能如下表所△示：
共价键 H-C H-H C=C C≡C
键能/(kJ·mol-1) 413.4 436 615 812
B．C H(g)、H(g)、C H(g)的燃烧热△H分别为-1299.6kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1、-1559.8kJ·mol-1。
2 2 2 2 6
则△H=_______kJ·mol-1；乙烯加氢生成乙烷的热化学方程式是_______。
1
(2)在刚性密闭容器中充入一定量的C H(g)和H(g)，发生反应：C H(g)+H(g) C H(g)。其他条件相
2 2 2 2 2 2 2 4
同，在Cat1、Cat2两种催化剂作用下，反应相同时间时C H 的转化率与温度的关系如图1所示。
2 2
①催化效率较高的是_______(填“Cat1”或“Cat2”)；b点_______(填“达到”或“未达到”)平衡。
②温度高于300℃，升高温度，b→c的原因可能是_______(答1条即可)。
(3)在密闭容器中充入1mol C H 和2mol H，发生上述两个反应，测得C H 平衡转化率与温度、压强
2 2 2 2 2的关系如图2所示。在T K、20kPa下C H 的选择性等于 [C H 选择性= ]。
0 2 4 2 4
p_______20kPa(填“＞”、“＜”或“=”)。T K下，主反应的平衡常数K =_______kPa-1(K 为用气体分压
0 0 p p
计算的平衡常数，气体分压等于气体总压×物质的量分数)。
(4)在恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为p(C H)：p(H )=1：1的混合气体，已知某反应条件下只发
2 2 2
生如下反应(k、k 为速率常数)：
1 2
主反应：C H(g)+H(g)=C H(g) k
2 2 2 2 4 1
副反应：C H(g)+H(g)=C H(g) k
2 4 2 2 6 2
实验测得乙烯的净生成速率方程为v(C H)=kp(C H)·p(H )-kp(C H)，可推测乙烯的浓度随时间的变化
2 4 1 2 2 2 2 2 4
趋势为_______，其理由是_______。
24．(2022·广东省梅州市二模)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。
(1)已知：3H(g)+N(g) 2NH (g) ΔH= -92.2 kJ/mol ，若起始时向容器内放入2mol N 和6 mol H ，
2 2 3 2 2
达平衡时放出的热量为Q，则Q_______184.4kJ(填“>”“<”或“=”)。
(2)合成氨生产流程如图所示。
流程中，有利于提高原料利用率的措施是_______(任写两种)。(3)合成氨的反应条件研究：实验测定不同条件下，平衡时氨气的含量与起始氢氮比 之间的关
系如图所示。
①T_______ 420(填“>”“<”或“=”，下同)。
0
②d点时的转化率：α(N )_______ α(H )。
2 2
③a、b、c三点对应平衡常数的大小关系为_______ (用 K、K、K 表示)。
a b c
④p(N )、p(H )、p( NH)分别代表N、H、NH 的分压，K 代表压力平衡常数(用平衡时的分压代替平
2 2 3 2 2 3 p
衡时的浓度表示)，一定条件下，上述合成氨反应接近平衡时，遵循如下方程： v(NH )=k ×p(N )
3 正 2
。其中v(NH )为氨合成反应的净速率(即正逆反应速率差)，a为常数，与催化
3
剂性质及反应条件有关， k 、k 为速率常数，该条件下，实验测得a =0.5，则反应达到平衡时，k 、k 、
正 逆 正 逆
K 三者的关系式为_______。
p
(4)可用作合成氨的催化剂有很多，如Os、Fe、Pt、Mn、Co等金属及相应的合金或化合物。该反应在
LaCoSi催化作用的化学吸附及初步表面反应历程如下：
注：方框内包含微粒种类及个数、微粒的相对总能量(括号里数字的单位：eV)其中，TS表示过渡态，
*表示吸附态。
①请写出N 参与化学吸附的反应方程式_______。
2
②以上历程须克服的最大势垒为_______kJ/mol(列出计算式)。(已知：1 eV=1.6 ×10-22 kJ)25．(2022·河北省名校联盟高三质量检测)氮的氧化物是大气污染物之一、研究它们的反应机理，对于
消除环境污染，促进社会可持续发展有重要意义。回答下列问题：
(1)已知：①4NH (g)+5O(g) =4NO (g)+6H O(g) H=-907.0 kJ/mol
3 2 2 1
②4NH
3
(g)+3O
2
(g) =2N
2
(g)+6H
2
O(g) H
2
=-126△9.0 kJ/mol
△
若4NH (g)+6NO(g) =5N (g)+6HO(g)的逆反应活化能为 ，则其正反应活化能为_______
3 2 2
kJ/mol (用含a的代数式表示)。
(2)氢气选择性催化还原NO是一种比NH 还原NO更为理想的方法，备受研究者关注。以Pt-HY为催
3
化剂，氢气选择性催化还原NO在催化剂表面的反应机理如图：
① Pt原子表面上发生的反应除N+N=N、2H+O=HO外还有_______。
2 2
②已知在HY载体表面发生反应的NO、O 的物质的量之比为1：1，补充并配平下列离子方程式：
2
NH ++NO+O N+H O+__________。
4 2 2 2
(3)在密闭容器中充入4mol NO和5mol H，发生反应：2NO(g)+2H (g) =N (g)+2HO(g) ΔH＜0。平
2 2 2 2
衡时NO的体积分数随温度、压强的变化关系如图。①下列物理量中，图中d点大于b点的是_______(填字母)。
A．正反应速率 B．逆反应速率
C．N(g)的浓度 D．对应温度的平衡常数
2
②c点NO的平衡转化率为_______。
③若在M点对反应容器升温的同时扩大容器体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中
a、b、c、d中的点。_______
(4)T℃时，向容积为2L的恒容容器中充入0.4mol NO、0.8mol H ，发生反应：2NO(g)+2H (g) =N (g)
2 2 2
+2H O(g)，体系的总压强p随时间t的变化如下表所示：
2
t/min 0 10 20 30 40
p/kPa 240 226 216 210 210
①0～20min内该反应的平均反应速率v(NO)= _______ 。
②该温度下反应的平衡常数K =_______ (用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=总压×物质的量分
P
数，列出计算式即可)。
1．【2020• 浙江省7月选考】5mL0.1mol/LKI溶液与1mL0.1mol/LFeCl 溶液发生反应：2Fe3+(aq)+2I-
3
( aq) 2Fe2+(aq)+I (aq)，达到平衡。下列说法不正确的是( )
2
A．加入苯，振荡，平衡正向移动
B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C．加入FeSO 固体，平衡逆向移动
4
D．该反应的平衡常数
2．【2020• 北京卷】一定温度下，反应I(g)+H(g) 2Hl(g)在密闭容器中达到平衡时，测得
2 2
c(I )=0.11mmol•L-1，c(HI)=0.78mmol•L-1。相同度温下，按⇌下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是
2
(注：1mmol•L-1=10-3mol•L-1) ( )
A B C D
c(I )/mmol•L-1 1.00 0.22 0.44 0.11
2c(H)/mmol•L-1 1.00 0.22 0.44 0.44
2
c(HI)/mmol•L-1 1.00 1.56 4.00 1.56
3．【2019• 天津卷】氮、磷、砷 、锑 、铋 、镆 为元素周期表中原子序数依次增
大的同族元素。回答下列问题：
(5)在1L真空密闭容器中加入a mol PH I固体，℃时发生如下反应：
4
PH I(s) PH (g)+HI(g) ①
4 3
4 PH(g) P(g)+ 6H (g) ②
3 4 2
2HI(g) H(g)+I (g) ③
2 2
达平衡时，体系中 ， ， ，则℃时反应①的平衡常数 值
为______(用字母表示)。
4．【2019•江苏卷】在恒压、NO和O 的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度
2
下NO转化为NO 的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下
2
列说法正确的是( )
A．反应2NO(g)+O (g)=2NO (g)的ΔH>0
2 2
B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率
C．图中Y点所示条件下，增加O 的浓度不能提高NO转化率
2
D．380℃下，c (O )=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000
起始 2
5．【2017•天津卷】常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g) Ni(CO) (g)。230℃时，该
4
反应的平衡常数K=2×10−5。已知：Ni(CO) 的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。
4
第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO) ；
4
第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是( )
A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大
B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃
C．第二阶段，Ni(CO) 分解率较低
4
D．该反应达到平衡时，v [Ni(CO) ]=4v (CO)
生成 4 生成
6．【2022•全国甲卷】金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO)转化为TiCl ，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
2 4
(1) TiO 转化为TiCl 有直接氯化法和碳氯化法。在 时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
2 4
(ⅰ)直接氯化：TiO(s)＋2Cl(g)= TiCl (g)＋O(g) ΔH ＝172kJ·mol−1 Kp =1.0×10-2
2 2 4 2 1 1
(ⅱ)碳氯化：TiO(s)＋2Cl(g)+2C(s)=TiCl (g)＋2CO(g) ΔH ＝-51kJ·mol−1 Kp =1.2×1012Pa
2 2 4 2 2
①反应2C(s)+O(g)=2CO(g)的ΔH为_______ kJ·mol−1，Kp=_______Pa。
2
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是_______。
③对于碳氯化反应：增大压强，平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转
化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在1.0×105Pa，将TiO、C、Cl 以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质
2 2
的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应C(s)+CO(g)=2CO(g)的平衡常数 _______ 。
2
②图中显示，在 平衡时TiO 几乎完全转化为TiCl ，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其
2 4
原因是_______。
(3) TiO 碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于TiO -C“固—固”接触的措施是_______。
2 2
7．【2022·浙江省1月选考】工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应
可以得到满足不同需求的原料气。请回答：
(1)在C和O 的反应体系中：
2
反应1：C(s)+O(g)=CO (g) ΔH =-394kJ·mol-1
2 2 1
反应2：2CO(g)+O(g)=2CO (g) ΔH =-566kJ·mol-1
2 2 2
反应3：2C(s)+O(g)=2CO(g) ΔH 。
2 3① 设y=ΔH-TΔS，反应1、2和3的y随温度的变化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是
___________。
②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO 的物质的量之比______。
2
A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断
(2)水煤气反应：C(s)+HO(g)=CO(g)+H (g) ΔH=131kJ·mol-1。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量
2 2
的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是__________________。
(3)一氧化碳变换反应：CO(g)+HO(g)=CO(g)+H(g) ΔH=-41kJ·mol-1。
2 2 2
①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)：p(CO)=0.25MPa、
p(H O)=0.25MPa、p(CO)=0.75MPa和p(H )=0.75MPa，则反应的平衡常数K的数值为________。
2 2 2
②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%，则原料气中
水蒸气和CO的物质的量之比为________。
③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是________。
A．反应温度愈高愈好 B．适当提高反应物压强
C．选择合适的催化剂 D．通入一定量的氮气
④以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，能量-反应过
程如图2所示。
用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：步骤Ⅰ：__________________；步骤Ⅱ：
_______________________。
8．【2021•广东选择性考试】我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH 与CO 重
4 2
整是CO 利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
2
a)CH(g)+CO (g) 2CO(g)+2H(g) ∆H
4 2 2 1b)CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g) ∆H
2 2 2 2
c)CH(g) C(s)+2H(g) ∆H
4 2 3
d)2CO(g) CO(g)+C(s) ∆H
2 4
e)CO(g)+H(g) HO(g)+C(s) ∆H
2 2 5
(1)根据盖斯定律，反应a的∆H=_______(写出一个代数式即可)。
1
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。
A．增大CO 与CH 的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加
2 4
B．移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动
C．加入反应a的催化剂，可提高CH 的平衡转化率
4
D．降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)一定条件下，CH 分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分_______步进行，其中，第_______步
4
的正反应活化能最大。
(4)设K 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气
体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p(p=100kPa)。反应a、c、e的ln K 随 (温度的倒数)的变化
0 0
如图所示。①反应a、c、e中，属于吸热反应的有_______(填字母)。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为K =_______。
③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO)：n(CH)=1：1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中
2 4
进行反应，体系达到平衡时H 的分压为40kPa。计算CH 的平衡转化率，写出计算过程_______。
2 4
(5)CO 用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：_______。
2
9．【2021•全国乙卷】一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用
作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICl，从而错过了一种新
元素的发现，该元素是_______。
(2)氯铂酸钡(BaPtCl )固体加热时部分分解为BaCl 、Pt和Cl，376.8℃时平衡常数K=1.0×104Pa2，在一
6 2 2 p
硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl ，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在376.8℃，碘
6
蒸气初始压强为 。376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa，则P =_______ kPa，反应
Icl
2ICl(g)=I(g) +Cl(g)的平衡常数K=_______(列出计算式即可)。
2 2
(3)McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数K。
p
2NO(g)+2ICl(g) 2NOCl (g)+ I (g) K
2 p1
2NOCl (g) 2NO (g)+ Cl(g) K
2 p2
得到 和 均为线性关系，如下图所示：①由图可知，NOCl分解为NO和Cl 反应的ΔH_______0(填“大于”或“小于”)
2
②反应2ICl(g)=I(g) +Cl(g)的K=_______(用K 、K 表示)：该反应的ΔH _______0(填“大于”或“小
2 2 p1 p2
于”)，写出推理过程_______。
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：
NOCl+ →
+NOCl→2NO+Cl
2
其中 表示一个光子能量， 表示NOCl的激发态。可知，分解1mol的NOCl需要吸收
_______mol光子。
10．【2021•湖南选择性考试】氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可
通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法Ⅰ.氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
化学键 N≡N H﹣H N﹣H
键能E/(kJ•mol﹣1) 946 436.0 390.8
在一定温度下，利用催化剂将NH 分解为N 和H。回答下列问题：
3 2 2
(1)反应2NH (g) N(g)+3H(g) H＝ kJ•mol﹣1；
3 2 2
(2)已知该反应的△S＝198.9J•mol﹣1•△K﹣1，在下列哪些温度下反应能自发进行？ (填标号)；
A．25℃ B．125℃ C．225℃ D．325℃(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将 0.1mol NH 通入3L的密
3
闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变，t 时反应达到平衡，用H 的浓度变化表示0～t 时间内的反应速率v(H )＝
1 2 1 2
mol•L﹣1•min﹣1(用含t 的代数式表示)；
1
②t 时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N 分压变化趋势的曲线
2 2
是 (用图中a、b、c、d表示)，理由是 ；
③在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ＝ (已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于
P P
( G ) g ⋅( H )ℎ
Pθ Pθ
反应dD(g)+eE(g) gG(g)+hH(g)Kθ= ，其中pθ＝100kPa，P 、P 、P 、P 为各组分的
P P e G H D E
D d E
( ) ⋅( )
Pθ Pθ
平衡分压)。
方法Ⅱ.氨电解法制氢气
利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。
(4)电解过程中OH﹣的移动方向为 (填“从左往右”或“从右往左”)；(5)阳极的电极反应式为 。
11．【2019•新课标Ⅲ卷】近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之
迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O (g)=2Cl (g)+2HO(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比
2 2 2
c(HCl) ∶c(O )分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：
2
可知反应平衡常数K(300℃)____________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c，
0
根据进料浓度比c(HCl)∶c(O )=1∶1的数据计算K(400℃)=____________(列出计算式)。按化学计量比进料
2
可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O )过低、过高的不利影响分
2
别是____________。
