文档内容
考点 3 化学平衡常数及转化率的计算
1．3年真题考点分布
考点分布
年份 卷区
化学平衡常数 转化率的计算 化学平衡图像 综合应用
湖北 √ √ √
2023
湖南 √ √ √
海南 √ √ √
2022 湖南 √ √ √
江苏 √ √ √ √
湖北 √ √ √
2021
湖南 √ √ √
2．命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查：
（1）书写化学平衡常数表达式；
（2）计算平衡常数；
（3）运用平衡常数判断反应方向；
（4）平衡常数与外界因素关系。
（5）转化率的有关计算。
【备考策略】有关平衡常数和转化率的有关计算有所增加，常结合图像或表格进行考查，意在考查考生变化观
念与平衡思想、证据推理与模型认知的学科素养，以及知识整合、科学思维的关键能力。
【命题预测】化学平衡常数、反应物转化率将以生产、生活实际为载体，结合化学图像共同考查继续成为高考
命题热点。能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算，能利用平衡常数和浓度商的关系判
断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
考法 1 化学平衡常数及应用
1．化学平衡常数
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
(1)对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝(计算K利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，
也不能用物质的量。固体和纯液体物质的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。(2)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，化学反应方向改变或化学计量数改变，化学平衡常数均发生改
变。举例如下：
化学方程式 平衡常数 关系式
N(g)＋3H(g) 2NH (g) K ＝
2 2 3 1
K ＝
2
N(g)＋H(g) NH (g) K ＝
2 2 3 2
K ＝
3
2NH (g) N(g)＋3H(g) K ＝
3 2 2 3
3．注意事项
(1)K值越大，反应物的转化率越高，正反应进行的程度越大。
(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡常数无影响。
4．应用
(1)判断可逆反应进行的程度
K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高；K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。
K ＜10－5 10－5～105 ＞105
反应程度 很难进行 反应可逆 反应可接近完全
(2)判断化学反应进行的方向
对于可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：
Q＝，称为浓度商。
Q＜K 反应向正反应方向进行，v ＞v
正 逆
Q＝K 反应处于化学平衡状态，v ＝v
正 逆
Q＞K 反应向逆反应方向进行，v ＜v
正 逆
(3)判断可逆反应的热效应
【典例1】（天津市河西区2023届高三下学期二模）向恒温恒容密闭容器中通入 和 ，一定条件
下反应 达到平衡后，再通入一定量的 ，再次达到新平衡。下列有关判断正确的
是
A． 始终不变 B．反应平衡常数增大
C．逆反应速率减小 D． 的转化率增大1. （江苏省海门中学2023届高三下学期模拟）纳米级 具有优良的催化性能。工业上用炭粉在高温条件下
还原CuO制取 ： ，下列说法正确的是
A．其它条件不变，及时移出CO可降低逆反应速率，提高 的产率
B．其它条件不变，加入更多的炭粉可加快正反应速率，提高CuO的转化率
C．该反应的平衡常数表达式为
D．上述反应中生成1mol ，转移电子数目为
考法 2 转化率及其计算
1．明确三个量——起始量、变化量、平衡量
N ＋ 3H 2NH
2 2 3
起始量 1 3 0
变化量 a b c
平衡量 1－a 3－b c
①反应物的平衡量＝起始量－转化量。
②生成物的平衡量＝起始量＋转化量。
③各物质变化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量数之比。变化浓度是联系化学方程式、平衡浓度、起
始浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。因此抓住变化浓度是解题的关键。
2．掌握四个公式
(1)反应物的转化率＝×100%＝×100%。
(2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率
越大。产率＝×100%。
(3)平衡时混合物组分的百分含量＝×100%。
(4)某组分的体积分数＝×100%。
3．答题模板
反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后，A的转化
量为mx mol，容器容积为V L，则有以下关系：
mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
起始/mol a b 0 0
转化/mol mx nx px qx
平衡/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)
则有：①K＝
②c (A)＝ mol·L－1
平
③α(A) ＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝
平
④φ(A)＝×100%
⑤＝
⑥ ＝ g·L－1[其中M(A)、M(B)分别为A、B的摩尔质量]
混
⑦平衡时体系的平均摩尔质量：
＝ g·mol－1
4.平衡转化率的分析与判断方法
(1)反应aA(g)＋bB(g ) cC(g)＋dD(g)的转化率分析
①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。
②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率提高，A的转化率降低。
③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器容积，气体反应物的转化率与化学
计量数有关。
(2)反应mA(g ) nB(g)＋qC(g)的转化率分析
在T、V不变时，增加A的量，等效于压缩容器容积，A的转化率与化学计量数有关。
增大c(A)
【方法技巧】转化率大小变化分析
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
恒容时只增加反
反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大
应物A的用量
恒温恒压条件下 反应物转化率不变
有多种反应物的可逆 反应物A和B的转化率
m＋n＞p＋q
反应：mA(g)＋nB(g) 均增大
同等倍数地增大
pC(g)＋qD(g)
反应物A、B的
恒温恒容 反应物A和B的转化率
量 条件下
m＋n＜p＋q
均减小
反应物A和B的转化率
m＋n＝p＋q
均不变
恒温恒压
反应物转化率不变
只有一种反应物的可 条件下
逆反应：mA(g)
增加反应物A的
m＞n＋p 反应物A的转化率增大
用量 恒温恒容
nB(g)＋pC(g) 条件下
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【典例2】（北京市第四中学2023届高三模拟）向一容积可变密闭容器中充入等物质的量的A、B，发生反
应：2A(g)+2B(g ) 3C(s)+4D(g)在不同压强下，该反应平衡常数随温度变化如表所示。下列判断正确的是
压强Mpa
平衡常数 1.0 1.5 2.0
温度/℃
300 a b 16
516 c 64 d
800 160 f g
A．c＞a，g＞f B．正反应是放热反应
C．2.0MPa、800℃时，A的转化率最小 D．1.5MPa、300℃时，B的转化率为50%
1．（广东省深圳市高级中学2023届高三模拟）氨催化氧化是硝酸工业的基础。工业上以氨气和氧气为原料，
利用“氨催化氧化法”生产NO，在Pt-Rh合金催化剂作用下，发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ：
Ⅰ．4NH (g) + 5O(g) 4NO(g) + 6H O(g)
3 2 2
Ⅱ．4NH (g) + 3O(g) 2N(g) + 6HO(g)
3 2 2 2
现将1 mol NH 、2 mol O 充入1L恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下，反应相同时间内，生成物的物质的
3 2
量随温度变化曲线如图所示：
已知：有效转化率= ×100%
下列说法不正确的是
A．该催化剂在低温时对反应Ⅱ的选择性更好
B．520℃时，NH 的有效转化率约为66.7%
3C．工业上氨催化氧化生成NO时，最佳温度应控制在840℃左右
D．高于400℃，n(N )随温度升高而下降可能是反应Ⅱ的平衡逆向移动导致
2
考法 3 化学反应进程的方向
1．自发过程
(1)含义
不用借助外力就可以自动进行的过程。
(2)特点
①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或放出热量)。
②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
2．熵与熵变
(1)熵
描述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。
(2)熵变
ΔS＝S(反应产物)－S(反应物)。
3．反应进行的方向
(1)判据
(2)规律
①ΔH＜0，ΔS＞0的反应任何温度下都能自发进行；
②ΔH＞0，ΔS＜0的反应任何温度下都不能自发进行；
③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH＜0，ΔS＜0时，低温下反应
能自发进行；当ΔH＞0，ΔS＞0时，高温下反应能自发进行。
【特别提醒】对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。
【方法技巧】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 在任何温度下均自发进行
＋ － 永远是正值 在任何温度下均非自发进行＋ ＋ 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
【典例3】（河北省衡水市第二中学2023届高三三调检测）尿素是重要的化工原料，也常用作氮肥。以氨为原
料合成尿素的相关反应如下：
① ；
② ；
③ ；
④ 。
下列叙述正确的是
A．反应①在较高温度下易自发进行
B．反应②的平衡常数
C．在恒容密闭容器中发生反应②，当气体摩尔质量不变时反应达到平衡
D．
1．（江苏省南京师范大学附属中学2023届高三下学期一模） 含氯化合物在生产生活中应用广泛。舍勒发现将
软锰矿和浓盐酸混合加热可产生氯气，该方法仍是当今实验室制备氯气的主要方法之一，工业上以 为原料
可制得 、 、 、 和 等。在催化剂 作用下，通过氧气直接氧化氯化氢制备氯气。该
反应为可逆反应，热化学方程式为 。对于反应
，下列说法正确的是
A．上述反应
B．上述反应平衡常数C．其他条件相同，增大 ， 的转化率减小
D．上述反应中消耗 ，转移电子的数目为
【基础过关】
1．（江苏省南京市2023届高三第二次模拟）反应
可实现 的资源化，下列说法正确的是
A．上述反应在任何温度下均可自发进行
B．上述反应每消耗1mol 同时形成7mol σ键
C．上述反应平衡常数
D．催化剂可以降低上述反应的焓变，提高化学反应速率
2．（海南省海口市海南中学2023届高三下学期第二次模拟）一种制取晶体硅的反应为：SiHCl (g)+H(g)
3 2
Si(s)+3HCl(g) =236.1 kJ·mol-1。下列说法正确的是
A．该反应在任何条件下均能自发进行
B．其他条件不变，增大压强，平衡常数K减小
C．恒压下，充入一定量的惰性气体，平衡向逆反应方向移动
D．总体积一定，当反应体系内混合气体的密度不再发生变化时反应到达平衡
3．（天津市九校2023届高三联考模拟）某温度下，发生反应
， 的平衡转化率( )与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是A．将1mol 和3mol 置于1L密闭容器中发生反应，放出的热量小于92.4kJ
B．平衡状态由A到B时，平衡常数
C．上述反应在达到平衡后，增大压强， 的产率减小
D．反应建立平衡后分离出部分 时，浓度商Q大于平衡常数K
4．（河北省衡水市第二中学2023届高三下学期三模）工业上利用硫(S)与 为原料制备 ，在500℃以上
发生反应： 。在2L密闭容器中充入1mol 和4mol ，发生
上述反应，测得平衡体系中硫蒸气的体积分数和温度的关系如表所示：
温度/℃ 560 580 600 620 640 660
0.286 0.333 0.378 0.420 0.462 0.500
下列说法错误的是
A．在580℃达到平衡时， 的转化率为70%
B．该反应660℃的平衡常数
C．上述反应的正反应为吸热反应
D．起始充入1mol 和2mol ，620℃平衡时
5．（湖南省衡阳市部分学校2023届高三下学期第二次联考）将 与 通入一个容积不变的密闭容
器中发生反应： ，其平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示。
100
700 800 830 1200
0
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
下列说法错误的是
A．该反应为吸热反应
B．该反应的平衡常数表达式
C．随着a的增大， 的体积分数逐渐减小D． 时，往平衡体系中同时加入 和 ，平衡不发生移动
6．（广东省梅州市2023届高三下学期第二次质检测）一定温度下，在 的密闭容器中，A、B、C三种气体的
物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是
A．X点的 Y点的 B．Z点时反应达到平衡状态
C．B的平衡转化率为30% D．保持温度、体积不变， 时充入 ，正逆反应速率均增大
7．（浙江省金丽衢十二校2022-2023学年高三第一次联考）用CH 还原SO 不仅可以消除污染，而且可以得到
4 2
单质S，反应如下： t℃时，在容积为2L的恒容密闭容器
中测的反应在不同时刻各物质的物质的量如下表：
物质的量(mol)时间(min)
0 2 4 6 8 10
物质
SO 4.8 2.64 1.8 1.8 2.1 2.1
2
CO 0 1.08 1.5 1.5 1.75 1.75
2
下列说法不正确的是
A．前2min的平均反应速率v(CH)=0.27mol·L-1·min-1
4
B．6min时SO 的转化率等于10min时SO 的转化率
2 2
C．其它条件不变，在第10min后降低温度，可使容器中的CO 的浓度升高到1.4mol·L-1
2
D．向容器内通入适量的HS，会使平衡逆向移动
2
8．（辽宁省大连市2023届高三二模）在 恒温恒容密闭容器中投入 和 在一定条件下充分反
应，该反应是工业制硫酸的反应之一、 和 的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是A．达到平衡时， 的平均反应速率为
B．10分钟时反应达到平衡，且此时 的平衡转化率为50%
C．容器内气体原子总数不再发生变化，能判断该反应达到平衡状态
D．在实际工业生产中，上述反应的反应条件是合适催化剂，加热，不需要加压
【能力提升】
1．（辽宁省实验中学2023届高三第五次模拟） 可以和 发生反应： 。一
定温度下，向某恒容密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的 气体，反应过程中 气体和 气体的浓
度与时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A． 时该化学反应达到平衡状态
B．平衡后向容器内充入 ，重新达到平衡时 增大
C．4 min时， 的转化率约为71.4%
D．4 min内， 的平均反应速率
2．（重庆市第一中学校2023届高三）在催化剂的作用下，氢气还原 的过程中可同时发生反应①②。①
②
在恒温恒容密闭容器中，充入一定量的 及 ，起始及达到平衡时，容器内各气体的物质的量及总压的部分
数据如下表所示。
总压
起始 0.5 0.9 0 0 0 1.4p
平衡 m 0.3 p
下列说法正确的是
A．反应①任意温度下均能自发进行
B．恒温恒容下，再充入 和 ，反应①平衡右移，反应②平衡不移动
C．
D．反应②的平衡常数
3．（广东省惠州市2023届高三下学期第一次调研）在体积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO 和3 mol
2
H，一定条件下反应： 。测得CO 和H 的浓度随时间变化如图所示。
2 2 2
下列说法正确的是
A．平衡时 的转化率为75%
B．平衡后充入惰性气体，平衡向正向移动
C．该条件下，第9 min时 大于第3 min时
D．混合气体的密度不随时间的变化而变化，则说明上述反应达到平衡状态
4．（江苏省徐州市2023届高三模拟） 与 重整是 利用的研究热点之一，该重整反应体系主要涉及
以下反应，且1300K以上会产生积碳现象。反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ： (该反应只在高温下自发)
在一定压强和催化剂的条件下，将等物质的量的 和 通入重整反应器中，平衡时， 、 的物质的
量分数及转化率随温度变化的关系如图所示。
下列说法正确的是
A．
B．加入催化剂，可提高 的平衡转化率
C．平衡时 的物质的量分数随温度变化的曲线是b
D．温度高于1300K后，曲线d超过曲线c的可能原因是升高温度有利于反应Ⅲ进行，导致 的转化率大于
的转化率
5．（河北省唐山市2023届高三第三次模拟）在2L恒容密闭容器中加入一定量A和B，发生反应
。100℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系如图一所示。不同温度下平衡时C
的体积分数与A、B起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列结论正确的是A．100℃时前5min平均化学反应速率
B．100℃时达平衡的体系中充入少量C(g)，达新平衡前v(逆)>v(正)
C．
D．某温度下平衡时B的转化率随起始 的增大而先增大后减小
6．（海南省海口市2023届高三模拟）天然气脱硝的反应原理为
。在1L恒容密闭容器中充入3mol (g)和2mol
(g)发生上述反应，平衡时 、 的物质的量分数与温度的关系如图所示，N点表示410K时 的物质的量
分数。下列说法正确的是
A．上述反应的正反应是吸热反应 B．443K时， 和 的平衡转化率相等
C．N点的正反应速率大于逆反应速率 D．443K时该反应的平衡常数K为4
7．（北京市北京理工大学附属中学2023届高三模拟）工业上消除氮氧化物的污染，可用如下反应：
在温度 和 时，分别将 和
充入体积为1L的密闭容器中，测得 随时间变化数据如下表：下列说法错误的是
温
时间/min 0min 10min 20min 40min 50min度 n/mol
T n(CH) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
1 4
T n(CH) 0.50 0.30 0.18 … 0.15
2 4
A．10min内， 时 的化学反应速率比 时小 B．温度：
C．平衡常数： D．
8．（重庆市七校2023届高三三诊考试） 时，存在如下平衡： 。该反应正、逆反应速
率与 的浓度关系为： ， ( 是速率常数)，且 与
的关系如图所示，下列说法正确的是
A．图中表示 的是线Ⅱ
B． 时，往刚性容器中充入一定量 ，平衡后测得 为 ，则平衡时
C． 时，该反应的平衡常数
D． 时向 恒容密闭容器中充入 ，某时刻 ，则此时 的转化率为
【真题感知】
1.（2023·湖北卷第14题） 为某邻苯二酚类配体，其 ， 。常温下构建
溶液体系，其中 ， 。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示，分布系数 ，已知 ， 。
下列说法正确的是（ ）
A. 当 时，体系中
B. pH在9.5~10.5之间，含L的物种主要为
C. 的平衡常数的lgK约为14
D. 当 时，参与配位的
2.（2023·湖南卷第13题）向一恒容密闭容器中加入1molCH 和一定量的HO，发生反应：
4 2
。CH 的平衡转化率按不同投料比 随温度的变化曲线如图所
4
示。下列说法错误的是
A.B. 反应速率：
C. 点a、b、c对应的平衡常数：
D. 反应温度为 ，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
3.（2022·海南卷）某温度下，反应 在密闭容器中达到平衡，下列说法
正确的是
A. 增大压强， ，平衡常数增大
B. 加入催化剂，平衡时 的浓度增大
的
C. 恒容下，充入一定量 ，平衡向正反应方向移动
D. 恒容下，充入一定量的 ， 的平衡转化率增大
4. （2022·湖南卷）向体积均为1L的两恒容容器中分别充入 和 发生反应：
，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，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. B. 气体的总物质的量：
C. a点平衡常数： D. 反应速率：
5.（2022·江苏卷）用尿素水解生成的 催化还原 ，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为
，下列说法正确的是
A. 上述反应B. 上述反应平衡常数
C. 上述反应中消耗 ，转移电子的数目为
D. 实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
6.（2022·江苏卷）乙醇-水催化重整可获得 。其主要反应为
，
，在 、 时，若
仅考虑上述反应，平衡时 和CO的选择性及 的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性 ，下列说法正确的是
A. 图中曲线①表示平衡时 产率随温度的变化
B. 升高温度，平衡时CO的选择性增大
C. 一定温度下，增大 可提高乙醇平衡转化率
D. 一定温度下，加入 或选用高效催化剂，均能提高平衡时 产率
7. （2021·湖南卷）已知： ，向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB发
生反应，t 时达到平衡状态I，在t 时改变某一条件，t 时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图
1 2 3所示。下列说法正确的是（ ）
A. 容器内压强不变，表明反应达到平衡 B. T 时改变的条件：向容器中加入C
2
C. 平衡时A的体积分数 ： D. 平衡常数K：
8．（2021·湖北卷）常温下，已知HPO 溶液中含磷物种的浓度之和为0.1mol·L-1，溶液中各含磷物种的pc—
3 3
pOH关系如图所示。图中pc表示各含磷物种的浓度负对数(pc=-lgc)，pOH表示OH-的浓度负对数[pOH=-
lgc(OH-)]；x、y、z三点的坐标：x(7.3，1.3)，y(10.0，3.6)，z(12.6，1.3)。下列说法正确的是
A．曲线①表示pc(HPO )随pOH的变化
3 3
B．HPO 的结构简式为
3 3
C．pH=4的溶液中：c(H PO )<0.1mol·L-1-2c(HPO )
2
D．HPO +HPO 2HPO 的平衡常数K>1.0×105
3 3 2
