文档文本内容
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第03 讲 化学平衡常数及其相关计算
目录
01
考情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视...........................................................................................................................
03 核心突破·靶向攻坚...........................................................................................................................
考点一 化学平衡常数.......................................................................................................................
知识点1 化学平衡常数................................................................................................................................
知识点2 速率常数与平衡常数的关系........................................................................................................
知识点3 化学平衡常数的应用....................................................................................................................
考向1 考查化学平衡常数的含义................................................................................................................
【思维建模】平衡常数与书写方式的关系
考向2 考查化学平衡常数的应用..................................................................................................................
【思维建模】应用化学平衡常数时应注意的四个问题
考向3 考查分压平衡常数的计算..................................................................................................................
【思维建模】压强平衡常数(Kp)的计算流程
考点二 有关化学平衡的计算...........................................................................................................
知识点1 三段式法进行化学平衡的有关计算.............................................................................................
知识点2 有关化学平衡计算方法和技巧......................................................................................................
考向1 考查物质转化率的计算......................................................................................................................
【思维建模】平衡转化率技巧
考向2 考查平衡常数的综合计算..................................................................................................................
【思维建模】有关化学平衡计算的“3”点说明
04 真题溯源·考向感知............................................................................................................................
1
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考点要求
考察形式
2025 年
2024 年
2023 年
2022 年
2021 年
化学平衡常数
选择题
非选择题
13 题3 分
14 题4 分
11 题4 分
有关化学平衡的
计算
选择题
非选择题
18 题2 分
14 题3 分
12 题3 分
16 题2 分
16 题2 分
考情分析：
1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，主要考查化学平衡常数、转化率的计算
等。
2．从命题思路上看，侧重以化工生产为背景，考查反应转化率、平衡常数的计算，压强平衡常数及速率
常数的相关计算。
（1）选择题：考查化学平衡的表达式，结合化学平衡图像、图表考查化学平衡相关浓度、转化率等的计
算。
（2）非选择题：常常与基本理论、工业生产相联系，通过图像或表格提供信息，考查转化率、浓度平衡
常数、压强平衡常数、速率常数等相关的判断和计算，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等
角度考查生产条件的选择；
复习目标：
1．了解化学平衡常数(K)的含义。
2．能利用化学平衡常数进行相关计算。
3．能正确计算化学反应的转化率(α)。
2
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3
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考点一 化学平衡常数
知识点1 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(简称平衡常数)，用符号K 表示
2、表达式
对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)
K= c p(C )⋅cq( D)
cm( A )⋅cn(B) (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)
3、化学平衡常数的意义
(1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)
(2)K 值越大，表示反应进行得越完全，反应物的转化率越大，当K＞105时，该反应就进行的基本完全了。
K 值越小，表示反应进行得越不完全，反应物的转化率越小。当K＜10－5时，该反应很难发生
4、化学平衡常数的影响因素
(1)内因：不同的化学反应及方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素
(2)外因：在化学方程式一定的情况下，K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度无关，与压强无关
5、化学平衡常数表达式的书写
(1)在平衡常数表达式中，水(液态)的浓度、固体物质及纯液体的浓度不写
如：Br2＋H2O
H＋＋Br－＋HBrO K＝
C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g)
K= c(CO )⋅c( H 2)
c( H 2O)
(2)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学
平衡常数都会相应改变
如：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)的平衡常数为
K 1=
c2(NH 3)
c3( H 2)⋅c2( N 2)
N2(g)＋H2(g)
NH3(g)的平衡常数为
K 2=
c(NH 3)
c
3
2 ( H 2)⋅c
1
2( N 2)
NH3(g)
N2(g)＋H2(g)的平衡常数为
K 3= c
3
2( H 2)⋅c
1
2( N 2)
c(NH 3)
则：K1＝K2
2；K2·K3＝1；K1·K3
2＝1
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3若两反应的平衡常数分别为K1、K2
①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2
②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝
6、压强平衡常数Kp
（1）Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。
（2）计算技巧：
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 速率常数与平衡常数的关系
1、基元反应：a A（g）+b B（g）
c C（g）+d D（g）
2、速率方程
①抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率
v 正＝k 正·ca（A）·cb（B）、v 逆＝k 逆·cc（C）·cd（D）
②具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率
vA 正＝k 正·ca（A）·cb（B）、vC 逆＝k 逆·cc（C）·cd（D）
3、速率常数和平衡常数的关系
(1)抽象化：平衡条件v 正＝v 逆，
＝
＝Kc
(2)具体化：平衡条件
＝
，
＝
×
＝
×Kc
(3)升温对k 正、k 逆的影响
①放热反应：K 值减小；k 正值增大，k 逆值增大，k 逆变化更大
②吸热反应：K 值增大；k 正值增大，k 逆值增大，k 正变化更大
知识点3 化学平衡常数的应用
1、判断反应进行的程度：K 值越大，该反应进行得越完全，反应物的转化率越大；反之，就越不完全，转
化率越小
K 值
正反应进行的程度
平衡时生成物浓度
平衡时反应物浓度
反应物转化率
越大
越大
越大
越小
越高
越小
越小
越小
越大
越低
2、判断可逆反应的热效应
①升高温度：K 值增大→正反应为吸热反应；K 值减小→正反应为放热反应
②降低温度：K 值增大→正反应为放热反应；K 值减小→正反应为吸热反应
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如：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)的平衡常数与温度的关系如下，由下表数据分析可知：温度升高，K 值减
小，则正反应为放热反应
T/K
373
473
573
673
773
K
3.35×109
1.00×107
2.45×105
1.88×104
2.99×103
3、判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向
对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为浓度商，常用Q 表示，
即Q＝
当Q＝K 时，反应处于平衡状态，v 正＝v 逆
当Q＜K 时，反应向正反应方向进行，v 正＞v 逆
当Q＞K 时，反应向逆反应方向进行，v 正＜v 逆
4、计算平衡体系中的相关量
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。
注意：计算时注意问题
①平衡量必须为平衡时的浓度
②等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度
③恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数
得分速记
1、计算平衡常数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。
2、固体和纯液体的浓度视为恒定常数，不出现在平衡常数表达式中。
如C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g),达到平衡后的K＝。
3、催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会改变平衡常数的大小。
4、一般K>105时，认为该反应基本进行完全；K<10－5时，一般认为该反应很难进行；而K 在10－5～105反
应被认为是典型的可逆反应。
考向1 考查化学平衡常数的含义
例1（2023·湖南衡阳·二模）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。
700
800
830
100
0
1200
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
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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
【答案】C
【详解】A．由表中数据关系可知，温度越高，K 越大，平衡向右移动，故正反应为吸热反应，A 正确；
B．反应中
为气态，有浓度变化量，故其平衡常数表达式
，B 正确；
C．
为
，当
时，投料方式与方程式化学计量数相同，此时生成物体积分数最大；当
时，
随着a 的增大，
的体积分数逐渐增大；当
时，随着a 的增大，氢气剩余较多，
的体积分数逐渐
减小，C 错误；
D．
时，
，解得
，往平衡体系中同时加入
和
，则
，平衡不发生移动，D 正确；
故答案为C。
思维建模 平衡常数与书写方式的关系
1、正逆反应平衡常数的关系是：Kc 正·Kc 逆＝1；
2、化学计量数变成n 倍，平衡常数变为n 次方倍；
3、反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝△H1+△H2，K3＝K1·K2；
4、反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝△H1－△H2，K3＝
；
5、反应③＝a×反应①－
1
b ×反应②，则：△H3＝a△H1－
1
b △H2，K3＝
；
6、固体和液体不列入平衡常数表达式。
【变式训练1】（24-25 高二上·湖南邵阳·开学考试）关于平衡常数K，下列说法中正确的是
A．K 值越大，反应越容易进行
B．对任一给定的可逆反应，温度升高，K 值增大
C．对同一可逆反应，K 值越大，反应物的转化率越高
D．加入催化剂或增大反应物浓度，K 值将增大
【答案】C
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【详解】A．对于给定的可逆反应，化学平衡常数越大，反应进行的程度越大，但反应不一定容易进行，
A 错误；
B．对任一给定的可逆反应，正反应吸热，温度升高，K 值增大；正反应放热，温度升高，K 值减小，B 错
误；
C．对可逆反应，K 值越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越高，C 正确；
D．K 只与温度有关，加入催化剂或增大反应物浓度，温度未变，则K 值不变，D 错误；
故选C。
【变式训练2】（2024·湖南常德·调研）氨可用于制造氨水、氮肥等，广泛应用于化工、化肥、制药、合成
纤维等领域。
反应I：
反应Ⅱ：
在一体积固定的密闭容器中，按
投料进行反应。下图为一段时间内
、
的物质
的量随温度变化的示意图。下列说法正确的是
A．反应I 的平衡常数表达式为
B．
的平衡转化率始终低于
C．540~860℃时容器内发生的反应以反应Ⅱ为主
D．加入合适的催化剂无法提高
的产率
【答案】B
【详解】A．由方程式可知，反应I 平衡常数表达式为
，故A 错误；
B．若投料时加入的反应物的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应物的平衡转化率相等，根据题中
信息，氧气与氨气加入量之比大于化学计量数之比，加入哪种物质越多，其转化率越低，所以氧气的平衡
转化率始终低于氨气，故B 正确；
C．根据图中信息，开始阶段主要以反应Ⅱ为主，540~860°C 时容器发生的反应以反应I 为主，故C 错误；
D．不同催化剂对不同反应的选择性不同，因此加入合适的催化剂，提高对反应I 的选择性，降低对反应
Ⅱ的选择性，可以提高
的产率，故D 错误；
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故选B。
考向2 考查化学平衡常数的应用
例1（2024·湖南邵阳·一模）已知反应
，将
和
按一定比例通入恒
温恒压的密闭容器中，反应相同时间后，
的体积分数随温度的变化关系如图所示，下列相关描述正确
的是
A．平衡常数值：
B．逆反应速率：
C．b 点时
D．曲线上的点均代表平衡时刻的点
【答案】A
【详解】A．升高温度，平衡逆向移动，则平衡常数值：
，故A 正确；
B．温度越高，反应速率越快，则d 点逆反应速率大于a 点，故B 错误；
C．由分析可知，b 点反应未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，故C 错误；
D．根据分析，c 点前反应温度低、速率慢，反应没有达到平衡状态，故D 错误；
故选：A。
思维建模 应用化学平衡常数时应注意的四个问题
1、化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。
2、化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。
3、反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，其浓度可看作一个常数，而不计入平衡常数表达式中。
4、化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变；若化学方程式中各
物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。
【变式训练1】（2023·湖南长沙·一模）用活性炭还原
可防止空气污染，其反应原理为
。在密闭容器中，
和足量C 发生上述反应，维持温度不变，
反应相同时间内不同密闭容器中测得
百分含量的变化如图所示，下列说法错误的是
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A．F 点可能已达到平衡
B．G 点的
小于E 点的
C．E、G 两点的平衡常数相等，但体系中
的物质的量不相等
D．在恒温恒容下，向E 点体系中充入一定量的
，达到平衡时，
的百分含量不可能与F 点相等
【答案】C
【详解】A．由分析可知，E、F 点反应均达到平衡，G 点反应未达到平衡，故A 正确；
B．由分析可知，G 点反应未达到平衡、E 点反应达到平衡，由图可知，G 点压强小于E 点，则G 点的v 逆
小于E 点的v 正，故B 正确；
C．由图可知，E、G 两点的N2的百分含量相等，由方程式可知，N2和NO2的百分含量之比始终为1：2，
化学平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，则E、G 两点的平衡常数相等，N2的百分含量相同，
则体系中NO2的百分含量相等，物质的量相等，故C 错误；
D．在恒温恒容下，向E 点平衡体系中充入一定量的NO2，向正反应方向移动，N2的百分含量增大，故D
正确；
故选C。
【变式训练2】（2025·湖南湘西·调研）镁是组成航空航天材料的重要元素，可由碳真空热还原MgO 制得，
主要反应为
。下列说法错误的是
A．该反应的平衡常数
B．将容器体积压缩为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO 的浓度增大
C．一定温度下，减小CO 浓度，平衡正向移动，平衡常数不变
D．如图，当温度升高时，该反应的化学平衡常数K 增大
【答案】B
【详解】A．该反应中只有CO 是气体，则该反应的平衡常数 K=c(CO)，A 正确；
B．温度不变，则平衡常数 K=c(CO)不变，因此当体系再次达到平衡时，CO 的浓度不变，B 错误；
C．减小CO 浓度，平衡正向移动，温度不变，平衡常数不变，C 正确；
D．从图像知，该反应为吸热反应，则升高温度，平衡正向移动，该反应的化学平衡常数K 增大，D 正确；
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故选B。
考向3 考查分压平衡常数的计算
例1（2025·湖南湘西·调研）将一定量的
固体置于恒容密闭真空容器中(固体试样的体积忽略不计)，
使其在50℃的恒温条件下分解：
。实验测得该体系的压强如表所示：
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
70
压强/kPa
0
0.66
1.28
1.78
2.20
2.50
2.50
2.50
已知：
为用各气体分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。
下列有关说法正确的是
A．当混合气体的平均摩尔质量不再随时间变化时，反应达到平衡
B．0～10 min，用H2S 的压强变化表示该反应的平均反应速率为
C．50℃时，
的分解反应的压强平衡常数
D．50℃时，若在65 min 时将容器的容积压缩至原来的
，再次达到平衡时，体系的压强大于2.50
kPa
【答案】C
【详解】A．反应的平均摩尔质量为=
，与反应平衡无关，项错误；
B．该时间内压强变化了0.66kPa，又NH3和H2S 物质的量之比为1:1，则平均速率为
，B 项错误；
C．50min 时反应达到平衡，体系压强为2.5 kPa，同时两物质的物质的量分数均为
，则Kp=
，C 项正确；
D．由于体系温度不变，Kp不变。则Kp=
得出P 总=2.5 kPa，D 项错误；
故选C。
思维建模 压强平衡常数(Kp)的计算流程
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【变式训练1】（2025·湖南湘潭·模拟预测）氨气和甲醇都是重要的工业产品，试运用必要的化学原理解决
有关问题。
(1)在密闭容器中，使2molN2和7molH2在一定条件下发生反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。
①NH3分子的空间构型为： ，中心N 原子的杂化类型为：
②当达到平衡时，保持恒温，压缩容器体积，平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动，化学平衡
常数K (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)水煤气在一定条件下可合成甲醇：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H<0。将1molCO 和2molH2充入1L 恒容
密闭容器中，在一定条件下合成甲醇，反应相同时间(2min)时测得不同温度下CO 的转化率如图所示：
①温度在1000K 下，从反应开始至2min 末，这段时间内的反应速率v(H2)= 。
②由图可知，在温度低于1050K 时，CO 的转化率随温度的升高而增大，原因是 。
③已知c 点时容器内气体的压强为p，则在1150K 下该反应的压强平衡常数KP为
(用含p 的
代数式表示，KP是用各气体的分压，(替代浓度来计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) 三角锥形 sp3 正向 不变
(2) 0.5mol/(L min) 温度低于1050 K 时，反应未达到平衡状态，随温度的升高，反应速率加快，
相同时间内CO 的转化率增大
(kPa)-2
【详解】（1）①NH3分子的空间构型为三角锥形；中心N 原子的价层电子对数为
，杂化类
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型为sp3；
②当达到平衡时，保持恒温，压缩容器体积，压强增大，平衡向体积减小的方向移动即平衡正向移动，由
于温度不变，则化学平衡常数K 不变；
（2）①温度在
下，CO 改变量为0.5mol，则从反应开始至
末，氢气消耗了1mol，这段时间内
的反应速率
；
②由图可知，在温度低于
时，反应未达到平衡状态，随温度的升高，反应速率加快，相同时间内
CO 的转化率增大；故答案为：温度低于
时，反应未达到平衡状态，随温度的升高，反应速率加快，
相同时间内CO 的转化率增大。
③已知c 点时容器内气体的压强为pkPa，则在
下建立三段式
，该反应的压强平衡常数
；
【变式训练2】（2025·湖南株洲·模拟预测）中央经济工作会议强调要“加快新能源、绿色低碳等前沿技术
研发和应用推广”。
甲烷化是目前研究的热点方向之一，在环境保护方面显示出较大潜力。其主要反
应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)在体积相等的多个恒容密闭容器中。分别充入
和
发生上述反应Ⅰ(忽略反应Ⅱ)，在不
同温度下反应相同时间，测得
、
转化率与温度关系如图所示。已知该反应的速率方程为
，
，其中
、
为速率常数，只受温度影响。图中信息可
知，代表
曲线的是 (填“MH”或“NG”)，反应Ⅰ活化大能
(正)
(逆)(填“>”或“<”)；c
点的K(平衡常数)与Q(浓度商)的等式关系 (用含
、
的代数式表示)，
温度下反应达到平衡，体
系压强为p，则
的分压
。
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(2)向恒压密闭装置充入
和
，不同温度下同时发生反应Ⅰ、Ⅱ，达到平衡时其中两种含
碳物质的物质的量
与温度T 的关系如图所示：图中缺少 (填含碳物质的分子式)；物质的量与温
度的关系变化曲线，随温度升高该物质的变化趋势为 ，800℃时，
的产率为 。
【答案】(1) NG <
(2)
先升高后降低 76％
【详解】（1）图中信息可知，温度越高，则
越小，MH 和NG 是
与温度关系，abc 是H2转化率与温
度关系，
从后往前看，温度升高，从b 到a 氢气转化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，逆向是吸
热反应，则升高温度时逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度即
大于
，则代表
曲线
的是NG；该反应是放热反应，反应Ⅰ活化能Ea(正) <Ea(逆)；c 点时，
=
，
=
，c 点Q(浓度商)=
，则有
=
=
，T3温度下反应达到平衡，体系压强为p，
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，则
的分压
=
；故答案为：NG；<；
；
；
（2）平衡时X 的物质的量较大，随着温度升高X 的物质的量逐渐减小，Y 的物质的量逐渐增大，由于反
应Ⅰ是放热反应，随着温度升高，甲烷的量应该逐渐减小，二氧化碳的量增大，又由于反应Ⅱ是吸热反应，
一氧化碳的量随温度升高而逐渐增大，二氧化碳的物质的量逐渐减小，根据量的关系800℃时另一种物质
是1mol，在1100℃时另一种物质接近2.2mol，1400℃时另一种物质接近0.5mol，说明另一种物质先变大
后变小，则可能是开始温度低的阶段反应Ⅰ逆向移动占主要地位，后来温度高时反应Ⅱ正向移动占主要地
位，因此图中X 为甲烷，Y 为CO，而缺少CO2物质的量与温度的关系变化曲线，随温度升高该物质的变
化趋势为先升高后降低；800℃时，甲烷物质的量为3.8mol，一氧化碳物质的量为0.2mol，则CO2物质的
量为1mol，
的产率为
=76％；故答案为：CO2；先升高后降低；76%。
考点二 有关化学平衡的计算
知识点1 三段式法进行化学平衡的有关计算
可逆反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，在体积为V 的恒容密闭容器中，反应物A、B 的初始加入量
分别为a mol、b mol，达到化学平衡时，设A 物质转化的物质的量为mx mol
mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)
起始量/mol a b 0 0
转化量/mol mx nx px qx
平衡量/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)
①平衡常数K＝
②平衡时A 的物质的量浓度：c(A)＝ mol·L－1。
③平衡时A 的转化率：α＝×100%，A、B 的
化率之比
转
为α(A)∶α(B)＝∶
④平衡时A 的体积分数：φ(A)＝×100%
⑤平衡时和开始时的压强比：＝
⑥混合气体的密度：ρ(混)＝ g·L－1
⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量：＝ g·mol－1
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⑧生成物产率＝×100%
⑨在密闭容器中有气体参加的可逆反应，在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论
恒温、恒容时：
P1
P2
== n1
n2 ；恒温、恒压时：
V 1
V 2
== n1
n2
得分速记
1、注意反应物和生成物的浓度关系：反应物：c(平)＝c(始)－c(变)；生成物：c(平)＝c(始)＋c(变)。
2、利用混＝和＝计算时要注意m 总应为气体的质量，V 应为反应容器的体积，n 总应为气体的物质的量。
3、起始浓度、平衡浓度不一定呈现化学计量数之比，但物质之间是按化学计量数反应和生成的，故各物
质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。
知识点2 有关化学平衡计算方法和技巧
1．化学平衡常数的计算
（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同一可逆反应中，K 正·K 逆＝1。
②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。
④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。
2．转化率的计算
转化率(α)＝×100%
3．常用的气体定律——气体状态方程：PV＝nRT
条件
公式
文字叙述
同温同压
V 1
V 2 ＝
n1
n2 ＝
N 1
N 2
气体体积比＝物质的量比＝分子数比
同温同容
P1
P2 ＝
n1
n2 ＝
N 1
N 2
气体压强比＝物质的量比＝分子数比
同温同压同质量
ρ1
ρ2 ＝
V 2
V 1 ＝
n2
n1 ＝
N 2
N 1
气体密度比＝气体体积反比
＝物质的量反比＝分子数反比
4.压强平衡常数的计算技巧
（1）步骤
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＝。
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（2）计算Kp的答题模板
计算Kp的两套模板[以N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)为例]
模板1：N2(g) ＋ 3H2(g)
2NH3(g)(平衡时总压为p0)
n(始) 1 mol 3 mol 0
Δn 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
n(平) 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
p(X) p0 p0 p0
Kp＝
模板2：刚性反应器中
N2(g)＋ 3H2(g)
2NH3(g)
p(始) p0 3p0 0
Δp p′ 3p′ 2p′
p(平) p0－p′ 3p0－3p′ 2p′
Kp＝
5.转化率大小变化分析技巧
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
有多种反应物的可逆
反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)
恒容时只增加反
应物A 的用量
反应物A 的转化率减小，反应物B 的转化率增大
同等倍数地增大
反应物A、B 的
量
恒温恒压条件下
反应物转化率不变
恒温恒容
条件下
m＋n＞p＋q
反应物A 和B 的转化率
均增大
m＋n＜p＋q
反应物A 和B 的转化率
均减小
m＋n＝p＋q
反应物A 和B 的转化率
均不变
只有一种反应物的可
逆反应：mA(g)
nB(g)＋pC(g)
增加反应物A 的
用量
恒温恒压
条件下
反应物转化率不变
恒温恒容
条件下
m＞n＋p
反应物A 的转化率增大
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
考向1 考查物质转化率的计算
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例1 （2025·湖南衡阳·模拟预测）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：①
；②
。反应①的速率可表示为
，反应②的速率可表示为
(
、
为速率常数)。反应体系中组分
、
的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的
是
A．
时间段内，Y 的平均反应速率为：
B．如果反应能进行到底，反应结束时
的M 转化为Y
C．反应开始后，体系中Y 和Z 的浓度之比一直为
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】B
【详解】A．由分析可知，
时间段内，Y 的平均反应速率=
，
A 项正确；
B．反应若能进行到底时，
，则c(Y)=
，反应结束
时M 转化为Y 的转化率=
，B 项错误；
C．根据分析可知，体系中Y 和Z 的浓度之比一直为
，C 项正确；
D．由分析可知，30min 时，反应生成Y 的浓度为0.075 mol/L、Z 的浓度为0.125 mol/L，可知反应①速率
小于反应②的速率，则反应①的活化能比反应②的活化能大，D 项正确；
答案选B。
思维建模 平衡转化率技法
1、在同一条件下，平衡转化率是该条件下的最大的转化率。
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2、产率＝实际产量
理论产量×100%，“产率”不一定是平衡状态下的。
3、催化剂可以提高未达到平衡的产率，但是不能提高平衡转化率。
4、平衡时混合物组分的百分含量＝平衡量
平衡时各物质的总量×100%。
【变式训练1】（2025·湖南湘西·调研）一定温度下，把2.5molA 和2.5molB 加入容积为1L 的恒容密闭容
器中，发生反应：
，经5s 反应达到平衡，
内C 的平均反应速率为
，同时生成1molD。下列叙述正确的是
A．反应达到平衡状态时，A 的转化率为40%
B．x=4
C．容器内混合气体的压强不变时，不能说明反应达到平衡状态
D．不同条件下的反应速率
，此时二者表示的反应快慢
相同
【答案】D
【详解】A．反应达到平衡时，生成1molD，则A 转化了1.5mol，转化率为：
，A 错
误；
B．
内C 的平均反应速率为
，平衡时生成C 的物质的量为：
，化学计量数之比等于化学反应速率之比，故化学计量数比x:2=1:1，x=2，B
错误；
C．反应方程式为：
，反应前后气体分子数增多，恒温恒容条件下压强会增大，
当压强不变时说明反应达平衡，C 错误；
D．v(A)=36mol·L-1·min-1=0.6mol·L-1·s-1，v(D)=0.4 mol·L-1·s-1，速率比v(A):v(D)=3:2，符合化学计量数比，
二者表示的反应速率相同，D 正确；
故选D。
【变式训练2】 （2025·湖南衡阳·一模）Ⅰ．
（红棕色）和
（无色）之间发生反应：
。将一定量
气体充入体积为2L 的恒容密闭容器中，控制反应温度为T。
(1)下列可以说明该反应达到平衡的是______（填标号）。
A．
B．容器内气体的颜色不再变化
C．混合气体的压强不再变化
D．
(2)在温度为T 的条件下，向该恒容密闭容器中充入
，c
随时间的变化曲线如图所示。
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1~4
①
四个点中，
的点有 。
②反应进行到16min 时，
的转化率是 。
③下列措施能使该反应速率加快的是 （填标号）。
A．增大容器体积 B．加入合适的催化剂 C．恒容条件下充入He
Ⅱ．已知
与硫酸的反应为
。某研究小组为研究外界
条件对化学反应速率的影响，设计实验如下，请回答下列问题。
实
验
序
号
反
应
温
度
加入
溶液的体积
加入
溶液的体积
加入水的体积
出现
浑浊
的时
间
℃
mL
mL
mL
s
①
20
10
10
0
②
40
10
0
③
20
5
10
(3)实验①②研究的是 对化学反应速率的影响，
。
(4)实验①③研究的是 对化学反应速率的影响，
。
【答案】(1)BC
(2) 1、2 75% B
(3) 温度 10
(4) 浓度 5
【详解】（1）A．
，不能判断浓度是否再发生变化，反应不一定平衡，故不选A；
B．容器内气体的颜色不再变化，说明NO2浓度不变，反应一定达到平衡状态，故选B；
C．反应前后气体系数和不同，压强是变量，混合气体的压强不再变化，反应一定达到平衡状态，故选
C；
D．反应达到平衡，正逆反应速率比等于系数比，
反应不平衡，故不选D；
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故选BC；
（2）①反应达到平衡，正逆反应速率相等，
的点有1、2；
②反应进行到16min 时，c(NO2)=0.06 mol·L-1，则c(
)减小0.03 mol·L-1，
的转化率是
=75%；
A
③．增大容器体积，反应物浓度减小，反应速率减慢，故不选A；
B．催化剂加快反应速率，加入合适的催化剂，反应速率加快，故选B；
C．恒容条件下充入He，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选C；
故选B；
（3）实验①②反应温度不同，研究的是温度对化学反应速率的影响，为了控制变量，溶液体积应当相同，
故V1=10；
（4）实验①③反应温度相同，变量为
浓度，研究的是物质浓度对化学反应速率的影响，为了保证
H2SO4浓度不变，溶液总体积不变，故V2=5。
考向2 考查平衡常数的综合计算
例1（2025·湖南衡阳·调研）采用
为硝化剂是种新型的绿色硝化技术。F．Daniels 等在起始压强为
、
体积不变的密闭容器中，向VL 反应器中加入了5mol 的
发生以下反应，经过tmin 后达到平衡时
为amol，
为bmol。下列说法不正确的是
A．平衡时
的物质的量浓度为：
B．达到平衡时体系的压强为：
C．若该密闭容器中气体颜色保持不变，说明各反应已达平衡状态
D．平衡时，
的物质的量
【答案】B
【详解】A．平衡时
，A 正确；
B．平衡时
，根据等温等容条件下，压
强之比等于物质的量之比，
，得出平衡时压强为
，B 错
误；
C．
为红棕色气体，当体系颜色不变时反映
浓度不变，各反应均已达到平衡状态，C 正确；
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D．根据分析，平衡时，
的物质的量
，D 正确；
故选B。
思维建模 有关化学平衡计算的“3”点说明
1、有关化学平衡的常见计算是化学平衡常数、物质的平衡浓度和平衡转化率之间的相关计算。
2、在进行有关化学平衡的“三段式”计算时，要注意各物质的起始量、转化量和平衡量三者单位的统
一。
3、凡是气体的压强变化、密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能进行相关计算。
【变式训练1】（2024·湖南岳阳·调研）下列关于合成氨的有关问题，请回答：
(1)若在一容积为
的密闭容器中加入
的
和
的
在一定条件下发生反应：
，若在
时反应达到平衡，此时测得
的物质的量为
，则
前
平均反应速率
，平衡时
的转化率为 %。
(2)平衡后，若提高
的转化率，可以采取的措施有___________(填字母序号)。
A．加入催化剂
B．增大容器体积
C．降低反应体系的温度
D．通入一定量
(3)若在0.5L 的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：
，其
化学平衡常数K 与温度T 的关系如表所示：
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
请完成下列问题：
①试比较
的大小，
(填“<”“>”或“=”)。
400℃
②
时，反应
的化学平衡常数为 。当测得
和
物质的
量分别为
和
时，则该反应的
(填“<”“>”或“=”)。
③下列可用于判断
反应达到平衡状态的依据是 (填字母序号)。
A．容器中气体压强不再变化 B．容器中气体的密度不再变化
C．容器中气体平均摩尔质量不再变化 D．
(4)某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实
验结果如图所示(图中T 表示温度)：
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①图像中
和
的关系是：
(填“>、<或=”)。
②
四点所处的平衡状态中，反应物
的转化率最高的是 (填字母)。
【答案】(1) 0.01 50%
(2)C
(3) > 2 > AC
(4) > c
【详解】（1）根据
生成
可知，消耗
为
，
前
平均反应速率为：
；消耗
为
，
的转化率为
；
（2）A．催化剂不能使平衡移动，不能改变氢气的转化率，故A 不符合题意；
B．增大容器体积，压强减小，平衡会向逆向移动，氢气的转化率减小，故B 不符合题意；
C．该反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，氢气转化率增大，故C 符合题意；
D．加入一定量的氦气，平衡不移动，氢气转化率不变，故D 不符合题意；
故答案选C；
（3）①因
，所以温度升高，平衡逆向移动，K 减小，所以
；
②根据表格数据可知400℃时，
的平衡常数为0.5，则反应
的平衡常数为0.5 的倒数，即平衡常数为2；当测得
和
物质的量分
别为
和
时，浓度商
，所以
；
A
③．该反应前后气体物质的量是变化的，所以压强在未平衡前一直在变化，当容器中气体压强不再变化
时，反应达到平衡状态，故A 符合题意；
B．该反应的反应物和生成物都是气体，混合气总质量是不变的，容器体积也是不变的，所以气体密度一
直是不变的，所以容器中气体的密度不再变化不能说明反应达到平衡状态，故B 不符合题意；
C．该反应中混合气总质量是不变的，但混合气的总物质的量是变化的，所以气体平均摩尔质量是变化的，
当容器中气体平均摩尔质量不再变化反应达到平衡状态，故C 符合题意；
D．
表明正逆反应速率不相等，不能说明反应达到平衡状态，故D 不符合题意；
故选AC；
（4）①由图可知，
相同时，
对应氨气含高，反应为放热反应，降低温度有利于生成氨气，则
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；
②
四点，
越大，平衡正向移动的程度越大，
的转化率越大，点时
的物质的量最
大，点
的转化率最高。
【变式训练2】（2023·湖南长沙·模拟预测）氮是动植物生长不可缺少的元素，合成氨的反应对人类解决粮
食问题贡献巨大，反应：
(1)合成氨的反应中的能量变化如图所示。该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)，其原因是反
应物化学键断裂吸收的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物化学键形成放出的总能量。
(2)在2L 密闭容器内，
时发生反应，在体系中，
随时间的变化如下表：
时间(min)
0
1
2
3
4
5
的物质的量(mol)
0.20
0.10
0.08
0.06
0.06
0.06
①上述反应在第
时，
的转化率为 ；
②用
表示从
内该反应的平均速率
；
③根据上表数据，可以比较出第
的平均反应速率比第
，请说明这两个时间段反应速
率不同的原因 ；
(3)在一定条件下，下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A．容器中
共存
B．
的物质的量之比为1 3 2
∶∶
C．容器中的压强不随时间变化
D．
浓度相等
【答案】(1) 放热 小于
(2) 70% 0.09mol·L-1·min-1 快 随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减慢
(3)C
【详解】（1）根据图像可知反应物总能量高于生成物总能量，因此该反应是放热反应，由于断键吸热，
形成化学键放热，所以其原因是反应物化学键断裂吸收的总能量小于生成物化学键形成放出的总能量。
（2）①上述反应在第
时剩余氮气是0.06mol，消耗氮气是0.2mol－0.06mol＝0.14mol，
的转化率
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为
×100%＝70%；
②前2 分钟内消耗氮气是0.2mol－0.08mol＝0.12mol，根据方程式可知消耗氢气是0.36mol，浓度是
0.18mol/L，用
表示从
内该反应的平均速率
0.18mol/L÷2min＝0.09mol·L-1·min-1；
③根据表中数据可知第1 分钟时消耗氮气是0.1mol，1～2min 时消耗氮气是0.02mol，所以第
的平均反
应速率比第
快，这是由于随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减慢，所以第
的平均反
应速率比第
快；
（3）A. 容器中
共存不能说明正逆反应速率相等，反应不一定达到平衡状态，A 错误；
B.
的物质的量之比为1 3 2
∶∶不能说明正逆反应速率相等，反应不一定达到平衡状态，B 错误；
C. 正反应体积减小，压强是变量，容器中的压强不随时间变化，说明反应达到平衡状态，C 正确；
D.
浓度相等不能说明正逆反应速率相等，反应不一定达到平衡状态，D 错误；
答案选C。
1．（2023·湖南·高考真题）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
【答案】B
【详解】A．一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x 值越小，CH4的转化率越大，则
，故A 正确；
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B．b 点和c 点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b 点x 值小于c 点，则b 点加水多，反应物浓度
大，平衡正向移动，甲烷的转化率增大，生成物的浓度增大，则在相同温度下反应速率：
，故B
错误；
C．由图像可知，x 一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向
移动，K 增大；温度相同，K 不变，则点a、b、c 对应的平衡常数：
，故C 正确；
D．该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，
反应达到平衡状态，故D 正确；
答案选B。
2．（2024·江西·高考真题）温度T 下，向1L 真空刚性容器中加入
，反应达到平衡时，
，
下列说法正确的是
A．再充入1mol X 和1mol Y，此时
B．再充入1mol X，平衡时
C．再充入
，平衡向右移动
D．若温度升高，X 的转化率增加，则上述反应
【答案】A
【详解】A．向真空刚性容器中再充入1mol X 和1mol Y 时，反应的浓度商Qc=
=0.35＞K，则反应
向逆反应方向进行，正反应速率小于逆反应速率，故A 正确；
B．向真空刚性容器中再充入1mol X 相当于增大压强，该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向
逆反应方向移动，则平衡时，Y 的浓度小于0.8mol/L，故B 错误；
C．向真空刚性容器中再充入不参与反应的1mol 氮气，反应体系中各物质浓度不变，平衡不移动，故C 错
误；
D．温度升高，X 的转化率增加，说明平衡向正反应方向移动，该反应为焓变大于0 的吸热反应，故D 错
误；
故选A。
3．（2024·北京·高考真题）可采用
催化氧化法将工业副产物
制成
，实现氯资源的再利用。
反应的热化学方程式：
。下图所示为该法的一种
催化机理。
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下列说法不正确的是
A．Y 为反应物
，W 为生成物
B．反应制得
，须投入
C．升高反应温度，
被
氧化制
的反应平衡常数减小
D．图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
【答案】B
【详解】A．由分析可知，Y 为反应物
，W 为生成物
，A 正确；
B．
在反应中作催化剂，会不断循环，适量即可，B 错误；
C．总反应为放热反应，其他条件一定，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C 正确；
D．图中涉及的两个氧化还原反应是
和
，D 正确；
故选B。
4．（2021·湖南·高考真题）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
键能
946
436.0
390.8
一定温度下，利用催化剂将
分解为
和
。回答下列问题：
(1)反应
；
(2)已知该反应的
，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
通入3L 的密闭容
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。
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①若保持容器体积不变，
时反应达到平衡，用
的浓度变化表示
时间内的反应速率
(用含
的代数式表示)
②
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
分压变化趋势的曲线是
(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
。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应
，
，其中
，
、
、
、
为各组分的
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
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 。
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【答案】 +90.8 CD
b
开始体积减半，N2分压变为原来的2 倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2 倍要小
0.48 从右往左 2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O
【详解】(1) 根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)，
=390.8kJ mol-1
-(946 kJ mol-1+436.0kJ mol-1
)= +90.8kJ mol-1，故答案为：+90.8；
(2)若反应自发进行，则需△H-T△S<0，T>
=
=456.5K，即温度应高于(456.5-
273)℃=183.5℃，CD 符合，故答案为：CD；
(3)①设t1时达到平衡，转化的NH3的物质的量为2x，列出三段式：
根据同温同压下，混合气体的物质的量等于体积之比，
=
，解得x=0.02mol，
(H2)=
=
mol L-1 min-1，故答案为：
；
t
②2时将容器体积压缩到原来的一半，开始N2分压变为原来的2 倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压
比原来2 倍要小，故b 曲线符合，故答案为：b；开始体积减半，N2分压变为原来的2 倍，随后由于加压平
衡逆向移动，N2分压比原来2 倍要小；
③由图可知，平衡时，NH3、N2、H2的分压分别为120 kPa、40 kPa、120 kPa，反应的标准平衡常数
=
=0.48，故答案为：0.48；
(4)由图可知，通NH3的一极氮元素化合价升高，发生氧化反应，为电解池的阳极，则另一电极为阴极，电
解过程中OH-移向阳极，则从右往左移动，故答案为：从右往左；
(5)阳极NH3失电子发生氧化反应生成N2，结合碱性条件，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O，故
答案为：2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O。
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