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第03 讲 化学平衡常数及其相关计算
目录
01 课标达标练
题型01 化学平衡常数的含义和表达式
题型02 化学平衡常数的计算与应用
题型03 有关平衡转化率等的计算
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 化学平衡常数的含义和表达式
1．硫及其化合物有着广泛的作用，合理应用和处理含硫的化合物，在生产生活中有重要意义。某温度
下，在恒容密闭容器中，利用甲烷可以除去SO3，反应为
。已知S8(g)为黄色，下列说法不正确的是
A．当容器内气体的颜色不再改变时，化学反应达到平衡状态
B．其他条件不变，增大压强会降低SO3平衡去除率
C．及时分离出H2O(g)，正反应速率逐渐减小，平衡向正反应方向移动
D．上述反应的化学平衡常数
2．在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式：
反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)
H=
164.7kJ•mol
△
﹣
1
﹣；反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)
H=41.2kJ•mol
△
1
﹣；反应Ⅲ：2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)
H=
247.1kJ•mol
△
﹣
1
﹣。
向恒压、密闭容器中通入1mol CO2和4mol H2，平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所
示。下列说法正确的是
1
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A．反应II 的平衡常数可表示为K=
B．图中曲线B 表示CO 的物质的量随温度的变化
C．该反应最佳控制温度在800℃~1000℃之间
D．提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂
02 化学平衡常数的计算与应用
3．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．α(A)：α(B)=1：1
D．该反应的平衡常数为64
4．T℃时，真空密闭容器中加入足量R，发生反应R(s)
2S(g)＋Q(g)，S 的分压随时间的变化曲线如图所
示。下列说法不正确的是
A．相对于曲线I，曲线II 可能使用了催化剂
B．T℃时，该反应的分压平衡常数Kp=500(kPa)3
C．Q 的体积分数不变，不能说明反应达到平衡状态
D．T℃时，M 点压缩容器体积，平衡逆向移动，新平衡时c(S)比原平衡大
5．探究汽车尾气中
的无害化处理，催化剂作用下在容积为
的容器中发生反应
2
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。向容器中充入
和
，经过
的转化率随
温度变化如图所示（不考虑温度对催化剂活性的影响）。下列说法不正确的是
A．
B．
温度下，容器中产生氨气的速率为
C．
温度下，反应
的平衡常数
D．
温度下，可以通过更换高效催化剂提高
的转化率
6．向一恒容密闭容器中加入
和一定量的
，发生反应：
。
的平衡转化率按不同投料比
[
]，随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的平衡常数表达式：
B．投料比：
C．点a、b、c 对应的平衡常数：
D．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
7．在一个容积不变的密闭容器中发生反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)，其平衡常数K 和温度的关系如
下表所示：
t/
℃
700
80
0
830
1000
1200
3
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K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
请填写下列空白。
（1）该反应的平衡常数表达式K= ，该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
（2）在830℃时，向容器中充入1molCO、5molH2O，保持温度不变，反应达到平衡后，其平衡常数
1.0(填“大于”或“等于”或“小于”)。
（3）在1200℃时，在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O 浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、
4mol/L，则此时平衡移动方向为 (填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不移动”)。
（4）某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)•c(H2)=5c(CO)•c(H2O)，此时的温度为
℃。
03 有关平衡转化率等的计算
8．
时，向恒容容器中加入A 发生反应：①2A(g) = 4B(g) + C(g)，②2B(g)
D(g) 。反应体系中
A、B、C 的分压随时间t 的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
(对于气相反应，用某组分B 的平衡分压pB代替物质的量浓度cB也可表示平衡常数Kp。pB = p 总×B 的物质
的量分数，p 总为平衡体系总压强)
A．容器内压强保持不变，表明反应达到平衡状态
B．t1时刻A 物质反应完全
C．
时，反应②的分压平衡常数
D．当C、D 的分压相等时，反应②中B 的转化率为
9．在25℃时，恒容密闭容器中X、Y、Z 三种气体的初始浓度和2min 后达到平衡的浓度如表所示，下列
说法不正确的是
物质
X
Y
Z
初始浓度
1
2
0
平衡浓度
0.5
0.5
1
A．反应可表示为
B．Y 的平衡转化率为75%
C．反应前后气体总压强之比为3 2∶
D．化学平衡常数为4
4
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10．一定温度下，在2 个容积均为1L 的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：
△H＜0，相关数据见下表。
容器编号
温
度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
Ⅰ
0.2
0.2
0.1
Ⅱ
0.2
0.2
0.12
下列说法不正确的是
A．T1＞T2
B．达到平衡所需要的时间：Ⅰ＜Ⅱ
C．Ⅱ中反应达到平衡时，NO 的转化率为60%
D．对于Ⅰ，平衡后向容器中再充入0.2mol CO 和0.2mol CO2，平衡正向移动
1．由
羟基丁酸生成
丁内酯的反应如下：
，在298K 下，
羟基丁酸水溶液的初始浓度为
，随着反应的进行，测得
丁内酯的浓度随时间变化的数
据如下表所示。下列说法错误的是
21
50
80
100
120
160
220
0.024
0.050
0.071
0.081
0.090
0.104
0.116
0.132
A．其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快
B．在
内，以
丁内酯的浓度变化表示的反应速率为
C．
时
羟基丁酸的转化率为
D．298K 时该反应的平衡常数
2．一定条件下在容积不变的容器中充入
和
发生如下反应：
，
其他条件不变时，分别探究温度和催化剂的比表面积对上述反应的影响。实验测得
与时间的关系如
图所示。已知：
5
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ⅰ．起始投料比
均为2：3；ⅱ．比表面积：单位质量的物质具有的总面积。
下列说法不正确的是
A．Ⅰ、Ⅱ曲线证明催化剂比表面积对上述反应有影响
B．Ⅱ中
的平衡转化率为50%
C．在Ⅲ的条件下，该反应的平衡常数
D．
min，Ⅲ中平均反应速率
3．逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
在恒压条件下，按投料比
进行反应，含碳物质的平衡体积分数随温度的变化如图所示。下列说
法错误的是
A．
，
B．反应
的
C．
点反应I 的平衡常数
D．
点
的压强是
的2 倍
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4．一种
催化加氢合成
的方法，反应如下：
①
②
1．3MPa 时，将
和
按一定流速通过催化剂，相同时间内测得
的转化率和CO 的选择性
随温度的变化如图1 所示。只发生反应①时，
的平衡转化率随温度的变化如图2 所示。
已知：CO 的选择性
下列说法不正确的是
A．CO 与
合成
反应的热化学方程式：
B．图1 中，温度升高，
的转化率和CO 的选择性都升高，可能因为反应②速率增大的程度大于反应①
速率增大的程度
C．由图1 可知，300℃时
的转化率为8%
D．其他条件不变，改进催化剂，可使相同时间内200℃时
的转化率大幅提高
5．三元催化转换器可除去汽车尾气中
以上的污染物。在一恒容密闭容器中加入
和一定量的
NO，发生反应
，按不同投料比
时，CO 的平衡转化率
随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
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A．
B．该反应
C．a、b、c 对应平衡常数
D．反应温度为
时，向平衡体系充入适量NO，可实现由b 到c 的转化
6．（2025·福州市部分学校适应性练习）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应：
该反应分两步完成：
请回答：
（1）
。
（2）恒定总压
和水碳比[
]投料，在不同条件下达到平衡时
和
的分压
(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：
条件1
0.40
0.40
0
条件2
0.42
0.36
0.02
①在条件1 下，水煤气变换反应的平衡常数
。
②对比条件1，条件2 中
产率下降是因为发生了一个不涉及
的副反应，写出该反应方程式 。
（3）下列说法正确的是______。
A．通入反应器的原料气中应避免混入
B．恒定水碳比
，增加体系总压可提高
的平衡产率
C．通入过量的水蒸气可防止
被进一步还原为
D．通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
（4）水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中
的余热(如图1 所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。
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①在催化剂活性温度范围内，图2 中b-c 段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是 。
A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3 中作出
平衡转化率随温度变化的曲线 。
（5）在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应
及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是
。
1．（2022·天津卷）向恒温恒容密闭容器中通入2mol
和1mol
，反应
达到平衡后，再通入一定量
，达到新平衡时，下列有关判断错误的是
A．
的平衡浓度增大
B．反应平衡常数增大
C．正向反应速率增大
D．
的转化总量增大
2．（2024·黑吉辽卷）异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，
时其制备过程及相关物质浓
度随时间变化如图所示，
后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
9
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A．
时，反应②正、逆反应速率相等
B．该温度下的平衡常数：①>②
C．
平均速率(异山梨醇)
D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
10
