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备战2024 年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练
第36 讲 化学平衡常数（Kc、Kp）、速率常数及相关计算
本讲复习目标
1．理解化学平衡常数的含义，能进行化学平衡常数、转化率的简单计算。
2．掌握压强平衡常数的计算方法。
3．了解速率常数与化学平衡常数的关系并能进行有关计算。
夯基·知识精讲
一．化学平衡常数的含义及应用
1．表达式
对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)
(1)浓度商：在任意时刻的，通常用Q 表示。
(2)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：K＝，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。
2．平衡常数与方程式的关系
(1)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
(2)在相同温度下，对于给定的可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数，即K 正＝。
(3)方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的x 次方。
(4)两方程式相加得总方程式，则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的乘积，即K 总＝
K1·K2。
3．意义及影响因素
(1)K 值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。
K
<10－5
10－5～105
>105
反应程度
很难进行
反应可逆
反应接近完全
1
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(2)K 值只受温度的影响，与物质的浓度、压强等的变化无关。
影响因素
内因
反应物本身的性质
外因
温度升高
ΔH<0，K 值减小
ΔH>0，K 值增大
提醒：
①K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
②K 值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度，不能预示反应达到平衡所需要
的时间。
③当K>105时，可以认为反应进行完全。
4．应用
(1)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。
(2)对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)的任意状态，浓度商Q＝。
根据浓度商与平衡常数的大小关系，可以判断化学平衡移动的方向：
当Q<K 时，反应向正反应方向进行，直至达到新的平衡状态；
当Q＝K 时，反应处于平衡状态；
当Q>K 时，反应向逆反应方向进行，直至达到新的平衡状态。
(3)判断可逆反应的反应热
5．化学平衡常数和转化率的有关计算
（1）掌握一个方法——“三段式”法
2
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“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化
量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。
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 mol，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
（2）明确三个量的关系
①三个量：即起始量、变化量、平衡量。
②关系：
对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
（3）掌握以下公式
①平衡常数：K＝。
A
②
的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。
A
③
的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。
（转化率＝×100%＝×100%）
A
④
的体积分数：φ(A)＝×100%。
（某组分的体积分数＝×100%）
⑤平衡混合物中某组分的百分含量＝×100%。
⑥平衡压强与起始压强之比：＝。
⑦混合气体的平均密度：ρ 混＝ g·L－1。
⑧混合气体的平均摩尔质量：M＝ g·mol－1。
3
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⑨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%。
【例题1】加热N2O5 依次发生的分解反应为①N2O5(g)
N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)
N2O(g)＋
O2(g)。在容积为2 L 的密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4
mol。则t ℃时反应①的平衡常数为( )
A．10.7
B．8.5
C．9.6
D．10.2
【答案】B
【解析】
设N2O5的转化浓度为x mol·L－1，N2O3的转化浓度为y mol·L－1。
所以x＝3.1，y＝1.4
所以反应①的平衡常数为K＝＝＝8.5。
【例题2】已知反应①：CO(g)＋CuO(s)
CO2(g)＋Cu(s)和
反应②：H2(g)＋CuO(s)
Cu(s)＋H2O(g)
在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)的平衡
常数为K。则下列说法正确的是( )
A．反应①的平衡常数K1＝
B．反应③的平衡常数K＝
C．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值
D．对于反应③，恒温恒容时，增大压强，H2浓度一定减小
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【答案】B
【解析】
在书写平衡常数表达式时，纯固体不能出现在平衡常数表达式中，A 错误；由于反应③＝反应①－反应
②，因此平衡常数K＝，B 正确；对于反应③，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反
应，正反应为放热反应，因此ΔH<0，C 错误；对于反应③，在恒温恒容时，增大压强，若充入惰性气
体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D 错误。
【例题3】在容积一定的密闭容器中，加入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：C(s)＋2NO(g)
CO2(g)＋N2(g)，平衡时c(NO)与温度T 的关系如图所示，则下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH＞0
B．若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2
C．若状态B、C、D 的压强分别为pB、pC、pD，则pC＝pD＞pB
D．在T2时，若反应体系处于状态D，则此时v 正＞v 逆
【答案】D
【解析】
升高温度，NO 的浓度增大，说明平衡左移，则该反应的ΔH＜0，故A 错误；ΔH＜0，升高温度平衡常数
减小，则K1＞K2，故B 错误；反应中气体物质的量不变，压强与温度有关，温度越高压强越大，则pC＞pD
＝pB，故C 错误。
【例题4】某温度下，在密闭容器中进行反应：H2(g)＋CO2(g)
H2O(g)＋CO(g) ΔH>0，已知H2(g)和
CO2(g)的初始浓度均为0.01 mol·L－1，测得H2的平衡转化率为60%，下列说法不正确的是( )
A．CO2的平衡转化率为60%
B．升高温度平衡常数K 增大
C．该温度下反应的平衡常数K＝2.25
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D．若初始H2(g)、CO2(g)、H2O(g)、CO(g)的浓度均为0.01 mol·L－1，则反应逆向进行
【答案】D
【解析】
根据题目已知信息，列三段式：
H2(g)＋CO2(g)
H2O(g)＋CO(g)
起始/mol·L－1 0.01 0.01 0 0
转化/mol·L－1 0.006 0.006 0.006 0.006
平衡/mol·L－1 0.004 0.004 0.006 0.006
因此，二氧化碳的平衡转化率为60%，A 项正确；此反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，平衡常
数K 增大，B 项正确；依据三段式，该温度下平衡常数K＝＝2.25，C 项正确；若初始H2(g)、CO2(g)、
H2O(g)、CO(g)的浓度均为0.01 mol·L－1，则此时浓度商Q＝＝1<K＝2.25，反应正向进行，D 项错误。
【例题5】在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)，其化学平
衡常数K 和温度t 的关系如表所示：
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝ 。
(2)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为
℃。
(4)若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K (填
“大于”“小于”或“等于”)1.0。
(5)830 ℃时，容器中的化学反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积。平衡
(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。
【答案】(1) (2)吸热 (3)700 (4)等于 (5)不
二．压强平衡常数(Kp)
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1．压强平衡常数(Kp)
（1）当把化学平衡常数K 表达式中各物质的浓度用该物质的分压来表示时，就得到该反应的压强平衡常
数Kp，其表达式的意义相同。
对于一般可逆反应mA＋nB
pC＋qD，当在一定温度下达到平衡时，其压强平衡常数Kp＝，其中
p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示反应物和生成物的分压，平衡分压计算方法如下：
某气体的分压＝总压p(总)×该气体的物质的量分数(或体积分数)。
p(总)＝p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)；
（2）Kp仅适用于气相发生的反应。
2．计算步骤及模板
（1）计算步骤
①根据三段式法计算平衡体系中各组分的物质的量或物质的量浓度。
②计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。
③根据分压计算公式求出各气体物质的分压。
④根据平衡常数计算公式代入计算。
（2）两种Kp的计算模板：
①平衡总压为p0
N2(g) ＋ 3H2(g)
2NH3(g)
n(平) a b c
p(分压) p0 p0 p0
Kp＝
②刚性容器起始压强为p0，平衡转化率为α。
2NO2(g)
N2O4(g)
p(始) p0 0
Δp p0α p0α
p(平) p0－p0α p0α
Kp＝
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【例题1】研究发现，液态苯是优质储氢材料：C6H6(l)＋3H2(g)
C6H12(l)。一定温度下，在密闭容器中
充入一定量液态苯(足量)和适量氢气，经反应达到平衡后，测得c(H2)＝2 mol·L－1。保持温度不变，将体积
压缩至原来的一半，达到新平衡时c(H2)为( )
A．1 mol·L－1
B．2 mol·L－1
C．3 mol·L－1
D．4 mol·L－1
【答案】B
【解析】
K＝，温度不变，K 不变，则c(H2)不变，故c(H2)＝2 mol·L－1。
【例题2】在1470 K、100 kPa 反应条件下，将n(H2S)∶n(Ar)＝1 4∶的混合气进行H2S 热分解反应2H2S(g)
S2(g)＋2H2(g)。平衡时混合气中H2S 与H2的分压相等，H2S 平衡转化率为 ，平衡常数Kp＝
kPa。
【答案】50% 4.76
【解析】
假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1 mol 和4 mol，根据三段式可知：
2H2S(g)
S2(g)＋2H2(g)
始/mol 1 0 0
变/mol x 0.5x x
平/mol 1－x 0.5x x
平衡时H2S 和H2的分压相等，则二者的物质的量相等，即1－x＝x，解得x＝0.5，所以H2S 的平衡转化率
为×100%＝50%，所以平衡常数Kp＝＝≈4.76 kPa。
【例题3】在一刚性密闭容器中，CH4和CO2的分压分别为20 kPa、25 kPa，加入Ni/α-Al2O3催化剂并加热
至1 123 K 使其发生反应：CH4(g)＋CO2(g)
2CO(g)＋2H2(g)。达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8
倍，则该反应的平衡常数的计算式为Kp＝________ kPa2(用各物质的分压代替物质的量浓度计算)。
【答案】
【解析】
1 123 K 恒容时，设达到平衡时CH4的转化分压为x kPa，列三段式：
CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)
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起始分压/kPa 20 25 0 0
转化分压/kPa x x 2x 2x
平衡分压/kPa 20－x 25－x 2x 2x
根据题意，有＝1.8，解得x＝18。CH4(g)、CO2(g)、CO(g)、H2(g)的平衡分压依次是2 kPa、7 kPa、36
kPa、36 kPa，Kp＝＝ kPa2。
【例题4】一定温度和催化剂条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入压强为p0的恒压容器中，测得平衡时N2
的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(Kp)。
【答案】
【解析】
N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)
起始/mol 1 3 0
变化/mol 0.5 1.5 1
平衡/mol 0.5 1.5 1
平衡时p(N2)＝p0、p(H2)＝p0、p(NH3)＝p0。Kp＝＝＝。
【例题5】SO2 与Cl2 反应可制得磺酰氯(SO2Cl2)，反应为SO2(g)＋Cl2(g)
SO2Cl2(g)。按投料比1 1∶把
SO2与Cl2充入一恒压的密闭容器中发生上述反应，SO2的转化率与温度T 的关系如下图所示：
若反应一直保持在p 压强条件下进行，则M 点的压强平衡常数Kp＝________(用含p 的表达式表示，用平
衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。
【答案】
【解析】
据图可知M 点SO2的转化率为50%，设初始投料为2 mol SO2和2 mol Cl2，列三段式有
SO2(g)＋Cl2(g)
SO2Cl2(g)
起始/mol 2 2 0
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转化/mol 1 1 1
平衡/mol 1 1 1
所以p(SO2)＝p(Cl2)＝p(SO2Cl2)＝p，所以Kp＝＝。
三．速率常数与平衡常数的计算
1．速率常数
（1）速率常数含义
速率常数(k)是指在给一定温度下，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
一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于基元反应(能够一步完成的反应)：aA＋bB===gG＋hH
则v＝kca(A)·cb(B)(其中k 为速率常数)。如
SO
①
2Cl2
SO2＋Cl2 v＝k1c(SO2Cl2)
2NO
②
2
2NO＋O2 v＝k2c2(NO2)
2H
③
2＋2NO
N2＋2H2O v＝k3c2(H2)·c2(NO)
（3）速率常数的影响因素
温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，通常反应速率常数越大，反应进行的
越快。同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。
2．相同温度下，正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
对于基元反应：aA(g)＋bB(g)
gG(g)＋hH(g)
v(正)＝k 正·ca(A)·cb(B)；
v(逆)＝k 逆·cg(G)·ch(H)
平衡常数K＝＝
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反应达平衡时，v 正＝v 逆，故K＝。
【例题1 】1 mol CH3CH2OH 和1 mol H2O 充入恒容密闭容器中发生反应：2CO(g) ＋4H2(g)
CH3CH2OH(g)＋H2O(g)，在550 K 时，气体混合物中H2的物质的量分数x(H2)与反应时间t 的关系如表所
示。
t/min
0
20
40
60
80
100
x(H2)/%
0
15
29
40
48
48
上述反应中，正反应速率v 正＝k 正·x2(CO)·x4(H2)，逆反应速率v 逆＝k 逆·x(CH3CH2OH)·x(H2O)，其中k 正、k 逆
为速率常数，则k 逆＝____________________(以Kx 和k 正表示，其中Kx 为用物质的量分数表示的平衡常
数)，若k 逆＝75 mol·L－1·min－1，在t＝80 min 时，v 逆＝_____________。
【答案】 1.47 mol·L－1·min－1
【解析】
平衡时v 正＝v 逆，可得k 正·x2(CO)·x4(H2)＝k 逆·x(CH3CH2OH)·x(H2O)，Kx＝，k 逆＝；t＝80 min 时，H2的物质
的量分数为48%，则CO 的物质的量分数为24%，CH3CH2OH、H2O 的物质的量分数均为14%。v 逆＝k
逆·x(CH3CH2OH)·x(H2O)＝75 mol·L－1·min－1×0.14×0.14＝1.47 mol·L－1·min－1。
【例题2】高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4――→C2H6＋H2。反应在初期阶段的速率方程为：r＝
k×cCH4，其中k 为反应速率常数。
(1)设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α 时的反应速率为r2，则r2＝________r1。
(2)对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是________。
A．增加甲烷浓度，r 增大
B．增加H2浓度，r 增大
C．乙烷的生成速率逐渐增大
D．降低反应温度，k 减小
【答案】(1)(1－α) (2)AD
【解析】
(1)根据r＝k×cCH4，若r1＝kc，甲烷转化率为α 时，甲烷的浓度为c(1－α)，则r2＝kc(1－α)，所以r2＝(1－
α)r1。
【例题3】已知在一定温度下的可逆反应N2O4(g)
2NO2(g)中，v 正＝k 正·c(N2O4)，v 逆＝k 逆·c2(NO2)(k 正、
k 逆只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数K＝10，则k 正＝________k 逆。升高温度，k 正增大的倍数
________(填“大于”“小于”或“等于”)k 逆增大的倍数。
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【答案】10 大于
【解析】
当反应达到平衡时，v 正＝v 逆，即k 正·c(N2O4)＝k 逆·c2(NO2)。k 正＝＝k 逆·K＝10 k 逆；该反应是吸热反应，升
高温度，平衡向正反应方向移动，k 正增大的倍数大于k 逆增大的倍数。
【例题4】乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应：C2H5OH(g)
CH3OCH3(g) ΔH＝＋
50.7 kJ·mol－1，该反应的速率方程可表示为v 正＝k 正·c(C2H5OH)和v 逆＝k 逆·c(CH3OCH3)，k 正和k 逆只与温度
有关。该反应的活化能Ea(正)________(填“>”“＝”或“<”)Ea(逆)，已知：T ℃时，k 正＝0.006 s－1，k 逆＝0.002
s－1，该温度下向某恒容密闭容器中充入1.5 mol 乙醇和4 mol 甲醚，此时反应________(填“正向”或“逆
向”)进行。
【答案】> 正向
【解析】
该反应焓变大于0，焓变＝正反应活化能－逆反应活化能，所以Ea(正)>Ea(逆)；反应达到平衡时正、逆反应速
率相等，即k 正·c(C2H5OH)＝k 逆·c(CH3OCH3)，所以有＝＝K，T ℃时，k 正＝0.006 s－1，k 逆＝0.002 s－1，所
以该温度下平衡常数K＝＝3，所以该温度下向某恒容密闭容器中充入1.5 mol 乙醇和4 mol 甲醚时，浓度
商Q＝<3，所以此时反应正向进行。
【例题5】肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2 结合生成MbO2，其反应原理可表示为Mb(aq)＋O2(g)
MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为K＝。在37 ℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)与
p(O2)的关系如图所示[α＝×100%]。研究表明正反应速率v 正＝k 正·c(Mb) · p(O2)，逆反应速率v 逆＝k
逆·c(MbO2)(其中k 正和k 逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。
(1)试写出平衡常数K 与速率常数k 正、k 逆之间的关系式为K＝________(用含有k 正、k 逆的式子表示)。
(2)试求出图中c 点时，上述反应的平衡常数K＝________ kPa－1。已知k 逆＝60 s－1，则速率常数k 正＝
______s－1·kPa－1。
【答案】(1) (2)2 120
【解析】
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(1)可逆反应达到平衡状态时，v 正＝v 逆，所以k 正·c(Mb)·p(O2)＝k 逆·c(MbO2)，＝，而平衡常数K＝＝。
(2)c 点时，p(O2)＝4.50 kPa，肌红蛋白的结合度α＝90%，代入平衡常数表达式中可得K＝＝kPa－1＝2 kPa－
1；K＝，则k 正＝K·k 逆＝2 kPa－1×60 s－1＝120 s－1·kPa－1。
提能·课后精练
1．（2023 秋·天津红桥·高三统考期末）合成氨工业中采用循环操作，主要是为了
A．降低氨的沸点
B．提高氮气和氢气的利用率
C．提高平衡混合物中氨的含量
D．增大化学反应速率
【答案】B
【详解】
合成氨中氢气与氮气在一定条件下反应生成氨气，该反应为可逆反应，为提高氮气和氢气的利用率，将产
物中氨气液化，再将未反应完的氮气和氢气通入合成塔中，进行循环利用，故答案选B。
2．（2022·全国·高三专题练习）温度为T 时，将
(s)置于抽成真空的容器中，当
达到平衡时，测得体系总压强为6kpa，则此条件下该反应的平衡常数Kp 为
A．6
B．9
C．12
D．36
【答案】B
【详解】
根据反应
可知，体系中NH3和H2S 的物质的量相等，故二者的平衡分压也
相等，即p(NH3)=p(H2S)=3kpa，故该反应的压强平衡常数为：Kp=p(NH3)×p(H2S)=3kpa×3kpa=9
，故
答案为：B。
3．（2023·全国·高三专题练习）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
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【答案】D
【详解】
A．平衡后，再通入一定量O2，平衡正向移动，SO3的平衡浓度增大，A 错误；
B．平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，B 错误；
C．通入一定量O2，反应物浓度增大，正、逆反应速率都增大，正反应速率比逆反应速率增大的更多，C
错误；
D．通入一定量O2，促进二氧化硫的转化，SO2的转化总量增大，D 正确；
故答案为：D。
4．（2023·全国·高三专题练习）已知
的速率方程为
(k 为速率常
数，只与温度、催化剂有关)。实验测得，
在催化剂X 表面反应的变化数据如下：
t/min
0
10
20
30
40
50
60
70
0.100
0.080
0.040
0.020
0
下列说法正确的是
A．
，
B．
min 时，
C．相同条件下，增大
的浓度或催化剂X 的表面积，都能加快反应速率
D．保持其他条件不变，若
起始浓度为0.200 mol·L
，当浓度减至一半时共耗时50 min
【答案】D
【详解】
根据表中数据分析，该反应的速率始终不变，
的消耗是匀速的，说明反应速率与
无关，故速
率方程中n=0；
A．由分析可知，n=0，与
浓度无关，为匀速反应，每10min 一氧化二氮浓度减小0.02
，则
，A 错误；
B．由分析可知，n=0，与
浓度无关，为匀速反应，t=10min 时瞬时速率等于平均速率
=
14
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=
≠
，B 错误；
C．速率方程中n=0，反应速率与
的浓度无关，C 错误；
D．保持其他条件不变，该反应的反应速率不变，即为
，若起始浓度
，
减至一半时所耗时间为
=50min，D 正确；
答案选D。
5．（2023·全国·高三专题练习）在一个恒容密闭容器中通入一定量的A、B 气体，在一定条件下发生反
应：
。达到平衡后，只改变一个条件
，下列物理量
的变化一定符
合图中曲线的
选
项
A
再通入A
B 的转化率
B
再通入C
A 的体积分数
C
通入氦气
C 的物质的量
D
升高温度
混合气体的平均摩尔质量
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】A
【详解】
A．达到平衡后，再通入A，平衡正向移动，B 的转化率增大，与题图中曲线符合，A 正确；
B．达到平衡后，再通入C，平衡逆向移动，由于混合气体的总物质的量的增加程度大于A 的物质的量的
增加程度，A 的体积分数减小，与题图中曲线不符合，B 错误；
C．该反应在恒容密闭容器中进行，达到平衡后，通入氦气，各组分的浓度不变，平衡不移动，C 的物质
的量不变，与题图中曲线不符合，C 错误；
15
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D．该反应的正反应是放热反应，达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，混合气体的总物质的量增大，
而混合气体的总质量不变，故混合气体的平均摩尔质量减小，与题图中曲线不符合，D 错误；
故选A。
6．（2023·江西·江西师大附中校联考模拟预测）已知恒容密闭容器中发生反应：
，平衡体系中气体的平均相对分子质量(M)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示，下列叙述
正确的是
A．温度：
B．平衡常数：
C．反应速率：
D．当M 为200.25 时转化率约为33%
【答案】D
【详解】
该反应为气体体积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量增大，由质量守
恒定律可知，反应前后气体的质量相等，则气体的平均相对分子质量减小，由图可知，T1条件下气体的平
均相对分子质量大于T2条件下气体的平均相对分子质量，则温度T1大于T2。
A．由分析可知，反应温度T1大于T2，故A 错误；
B．平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向
移动，平衡常数增大，则平衡常数的大小关系为
，故B 错误；
C．温度越高，反应速率越快，压强越大，反应速率越快，由图可知，b 点压强大于a 点，由分析可知，b
点反应温度高于a 点，则b 点反应速率快于b 点，故C 错误；
D．设起始时双聚氯化铝的物质的量为1mol，平衡时氯化铝的物质的量为2amol，由气体的平均相对分子
质量为200.5 可得：267×(1—a)+133.5×2a=200.5×(1+a)，解得a=
，则双聚氯化铝的转化率为
×100%≈33.3%，故D 正确；
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故选D。
7．（2023·湖南·校联考模拟预测）在一定条件下，向密闭容器中充入
和
，发生反应
。测得相同时间内，A 的转化率随温度的变化如图1 所示(虚线表示A 的平
衡转化率随温度的变化)；速率常数的对数
与温度的倒数
之间的关系如图2 所示。
已知：
①对于反应
，
，x 为物质的量分数。
②已知该反应的速率方程
，
，
、
是速率常数。
下列说法错误的是
A．由上图判断，该反应的
B．曲线ac 代表
，bd 代表
C．
时，该反应的平衡常数
D．升高温度时，
减小
【答案】A
【详解】
A．由图可知，随温度升高，A 的平衡转化率降低，该反应为放热反应，
，A 错误；
B．由于
，升高温度平衡逆向移动，说明
随温度变化比
随温度变化慢，图像bd 的斜率小于曲
线ac，所以曲线ac 代表
，曲线bd 代表
，B 正确；
C．
时，A 的平衡转化率为40％，A 转化的物质的量为
％
，则
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该反应的平衡常数
，C 正确；
D．
，正反应放热，升高温度平衡逆向移动，说明温度对逆反应速率影响
大于正反应速率，升高温度时，
减小，D 正确；
故选：A。
8．（2023·全国·高三专题练习）在密闭容器中发生反应：
，往密闭容器中以
的比例通入两种反应物，其中15 min 后A 在四温度下的转化率如下表所示，且
，
则下列说法正确的是
温度
转化率
10%
70%
70%
60%
A．该反应是吸热反应
B．T 温度时(
)，A 的转化率是70%
C．
温度下，在15 min 后继续进行反应，A 的转化率变大
D．
温度反应15 min 后，若
mol·L
，则
温度时的平衡常数是4.5
【答案】D
【详解】
A．15 min 后A 在四温度下的转化率为单位时间内的转化率，该转化率与速率有关，根据表格数据可知，
随着温度升高，速率加快，T1、T2温度下15min 未达平衡，T3、T4温度下15min 时反应已经达到平衡，为
平衡转化率，平衡转化率随升高温度而减小，根据勒夏特列原理知该反应为放热反应，A 错误；
B．由A 中分析和表格数据可知T 温度时(
)，A 的转化率大于70%，B 错误；
C．由A 中分析可知T3 温度下15min 时已经达到平衡，在15 min 后继续进行反应，A 的转化率不变，C 错
误；
D．
温度反应15 min 后已建立该条件下的平衡，若
mol·L
，设A、B 的起始浓度分别为2c，
c，A 的转化率为60%：
18
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，
由题意知c-60%c=0.5，故c=
mol/L，故
，D 正确；
故选D。
9．（2023·全国·高三专题练习）
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
【答案】C
【详解】
A．由图可知，t1min 时c(CO2)=c(CO)，相同条件下t1min 后c(CO2)仍在减小，c(CO)仍在增大，则t1min 时
该化学反应没有达到平衡状态，故A 错误；
B．该反应的平衡常数K=
，只与温度有关，温度不变则K 不变，所以重新达到平衡时
不
变，故B 错误；
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C．由图可知，4min 时，CO2的转化率为
×100%≈71.4%，故C 正确；
D．由图可知，4min 内CO 的平均反应速率v(CO)=
=0.125mol L
⋅
-1 min
⋅
-1，故D 错误；
故选：C。
10．（2023 春·北京海淀·高三首都师范大学附属中学校考阶段练习）有研究认为，强碱性溶液中反应
分三步进行，其中两步如下：
第一步：
第二步：……
第三步：
下列说法不正确的是
A．反应第二步为
B．升高温度可以使
增大
C．由K 可判断，第三步不是整个过程的决速步
D．
分子的空间结构为V 型
【答案】C
【详解】
A．总反应为I-+ClO-═IO-+Cl-，其中第一步为ClO-+H2O→HClO+OH-，第三步为HIO+OH-→IO-+H2O，则总
反应式减去第一步和第三步反应即可得第二步为HClO+I-→HIO+Cl-，故A 正确；
B．ClO-的水解是吸热反应，升高温度，可以使
增大，故B 正确；
C．平衡常数只能体现反应进行的程度，无法判断反应的速率快慢，即由K 不能确定反应第三步是否是整
个过程最慢的反应，故C 错误；
D．HClO 中心原子的价电子对数为
，孤电子对数为2，则分子的空间结构为V 型，故D 正确；
故选C。
11．（2023 春·湖南·高三校联考阶段练习）CO 与
在
作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所
20
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示，两步基元反应为①
(慢)
，②
(快)
。下列说法正
确的是
A．总反应速率主要取决于反应②的快慢
B．升高温度，平衡常数
、
均增大
C．
与
均为直线形分子
D．
降低了CO 与
反应的△H
【答案】C
【详解】
A．总反应速率由反应慢的①决定，选项A 错误；
B．①②均为放热反应，升高温度，平衡逆移，平衡常数减小，选项B 错误；
C．氮气分子中存在氮氮三键，氮气的结构式为：N≡N，二氧化碳为直线型结构，分子中存在两个碳氧双
键，二氧化碳的结构式为：O=C=O，
与
均为直线形分子，选项C 正确；
D．
作为反应的催化剂不能降低反应的△H，选项D 错误；
答案选C。
12．（2023·全国·高三专题练习）1，2-二甲基环丙烷的顺反异构体可相互转化：
(顺式)
(反式)
，该反应的速率方程为：
(顺)和
(反)，
和
分别为
正、逆反应速率常数。
℃时，加入顺式异构体发生反应，两种异构体的质量分数w 随时间t 的变化如图
所示。下列说法正确的是
21
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A．反应速率：
(正)
(逆)
B．L 点：转化率为50％，Q(浓度商)>K
C．升高温度，
、
增大倍数：
D．
℃时发生反应，测得
，则
【答案】C
【详解】
A．M 和N 点反应未达到平衡，则
(正)
(逆)，
(正)
(逆)，反应过程中v(正)不断减小，则
(正)>
(正)，则
(正)
(逆)，故A 错误；
B．L 点时，顺1，2-二甲基环丙烷和逆1，2-二甲基环丙烷的质量分数相等，由方程式
(顺式)
(反式)可知，此时顺1，2-二甲基环丙烷转化了一半，转化率为50％，此时反应未达到平
衡，平衡正向进行，Q(浓度商)<K，故B 错误；
C．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则
、
增大倍数：
，故C 正确；
D．由图可知，T1℃反应达到平衡时，
(反式)的物质的量分数为70%，
(顺式)的
物质的量分数为30%，平衡常数K=
，该反应是放热反应，升高温度，K 值减小，K 可能为1，此时K=
=1，
，此时
，故D 错误；
故选C。
13．（2023·全国·高三专题练习）化学反应
，Kp 可分为以下两步：
22
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①
；
②
。
经测定和计算，得到
和
均为线性关系，如下图所示，已知反应②是吸热反应。则下列说
法正确的是
A．NOCl 是化学反应
的催化剂
B．图②代表
C．
D．当
时，表明可逆反应
达到了平衡状态
【答案】B
【详解】
A．NOCl 在反应①中是生成物，在反应②中是反应物，所以NOCl 是总反应的中间体，不是催化剂，A 错
误；
B．因反应②是吸热反应，Kp 随温度的升高而增大，T 增大，1/T 减小，B 正确；
C．①+②得总反应，所以Kp=Kp1×Kp2，C 错误；
D．速率之比等于化学计量数之比，
时反应达到平衡，D 错误；
23
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故答案为：B。
14．（2023 春·江苏扬州·高三统考开学考试）羟胺(
)能与水反应：
。下列说法不正确的是
A．反应的平衡常数
B．
能与水反应是因为分子中氮原子存在孤电子对
C．
溶液能吸收
气体
D．向羟胺溶液中滴加过量稀
，可生成
【答案】D
【详解】
A．反应的平衡常数为：
，A 正确；
B．
能与水反应是因为分子中氮原子存在孤电子对，能和H+离子形成配位键，B 正确；
C．
溶液呈碱性，能吸收酸性气体
，C 正确；
D．向羟胺溶液中滴加过量稀
，生成硫酸氢盐，反应的化学方程式为：
，D 错误；
故选D。
15．（2023·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习）已知CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)
H
△＞
0。在密闭容器中充入等体积的反应物，测得平衡时CO2、H2的气体压强对数有如图所示关系，压强的单
位为MPa。下列说法错误的是
24
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A．a 点时对应的Kp=
(MPa)
B．T1＞T2
C．c 点对应的p(CO2)=1000MPa
D．当容器中CH4与CO 的压强比为1 2∶时，不能说明该反应达平衡状态
【答案】A
【详解】
A．由a 点对应坐标可知，平衡时，
MPa，
MPa，则
(MPa) ，故A 错误；
B．取相同
，该反应是吸热反应，温度升高，平衡正向移动，
增大，则有
，故B
正确；
C．在
条件下达平衡时，由
可得，
MPa，
MPa，则
(MPa) ，温度相同，
相同，则由c 点对应的
MPa，
可得
MPa，故C 正确；
D．由
与CO 的压强比为1 2∶不能得出此时
与
相等，故D 正确；
故选A。
16．（2023 春·上海徐汇·高二上海市徐汇中学校考期末）由H、C、N、O、S 等元素形成的多种化合物在
生产生活中有着重要应用。
Ⅰ．研究表明，在催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH 和CO，反应的热化学
方程式如下：
反应①
反应②
(1)关于上述反应①说法正确的是___________。
A．△S>0
B．△S<0
C．低温自发
D．高温自发
(2)恒容条件下，能说明反应②已经达到平衡状态的是___________。
25
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A．混合气体的平均相对分子质量不变
B．混合气体的密度不变
C．v (H2)正=v (CO)正
D．n(CO)/n(H2)不变
(3)在恒容密闭容器中发生反应①，有利于提高CO2平衡转化率的措施有___________。
A．降低反应温度
B．增大压强(物质状态不变)
C．增大CO2的物质的量
D．混合气体中掺入一定量惰性气体(不参与反应)
Ⅱ．T1时，将1.00 mol CO2和3.00molH2充入体积为1.00L 的恒容密闭容器中发生反应①，已知容器起始压
强为p0，经过3h 反应达到平衡，平衡后混合气体的物质的量为3.00mol。
(4)达到平衡时，CO2的转化率为 。
(5)该过程中H2的平均反应速率为 mol·L-1·h-1；
(6)写出反应①的平衡常数表达式K= 。K 可用反应体系中气体物质分压表示，即用平衡分压代
替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数。则上述反应的平衡常数KP= (用含p0的代数式表示)。
【答案】
(1)BC
(2)D
(3)AB
(4)50%
(5)0.5
(6)
【详解】
（1）（1）反应①为气体系数之和减小的反应，故△S<0，
，由于
，在低温下
可以自发反应，故答案为BC。
（2）（2）恒容条件下，由于反应②是气体系数之和不变化的反应，混合气体的物质的量不会发生变化，
混合气体的相对分子质量不变化；混合气体的密度=
，m 不发生变化，V 不变，故密度不变化；由于H2
和CO 系数一样，反应速率之比等于系数之比，故也不发生变化；反应达到平衡之前，n(CO)一直在增大，
26
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n(H2)一直在减小，故n(CO)/n(H2)不变说明达到了化学平衡状态。故能说明反应②已经达到平衡状态的是
D。
（3）（3）在恒容密闭容器中发生反应①，反应①为气体系数之和减小的放热反应，提高CO2平衡转化率
可以降低压强，恒压情况下通入惰性气体，或者增加H2的物质的量，或者降低温度，故答案为：AB。
（4）Ⅱ．T1时，将1.00 mol CO2和3.00molH2充入体积为1.00L 的恒容密闭容器中发生反应①，已知容器
起始压强为p0，经过3h 反应达到平衡，平衡后混合气体的物质的量为3.00mol。
设CO2转化量为a，则有：
由题意知1-a+3-3a+a+a=4-2a=3mol，解得a=0.5mol，故达
到平衡时，CO2的转化率为50%；
（5）该过程中H2的平均反应速率为
；
（6）反应①的平衡常数表达式K=
。K 可用反应体系中气体物质分压表示，即用平衡分
压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数。则上述反应的平衡常数KP=
(用含p0的代数式表示)。
17．（2023 秋·湖北武汉·高三开学考试）我国力争于2030 年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和。
催化加氢合成二甲醚是一种实现“碳中和”理想的
转化方法。该过程中涉及的反应如下：
主反应：
副反应：
回答下列问题：
(1)主反应通过以下步骤来实现：
I.
II.
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则主反应的
。
(2)在恒压、
和
的起始量一定时，
平衡转化率和平衡时
的选择性随温度的变化如下图
所示，
的选择性
。
①
平衡转化率随温度升高而增大的原因是
420℃
②
时，在催化剂作用下
与
反应一段时间后，测得
的选择性约为50%。不改变反应时
间，一定能提高
选择性的措施有 (填标号)。
A．升高温度
B．增大压强
C．增大
D．更换适宜的催化剂
(3)在温度为543K。原料组成为
、初始总压为4MPa 恒容密闭容器中进行反应，体系达
到平衡时
的转化率为30%，二甲醚的选择性为50%，则氢气的转化率
；主反应的压强
平衡常数
(列出计算式)。
(4)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高、能量密度大等优点。若电解质溶液呈碱性，二甲醚直接燃料
电池的负极反应为 。
(5)1，2-丙二醇(
)单分子解离反应相对能量如图所示，路径包括碳碳健断裂解离和脱水过
程。从能量的角度分析，TS1、TS2、TS3、TS4 四种路径中 路径的速率最慢。
28
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【答案】
(1)-122.5
(2)主反应放热，副反应吸热，温度升高使副反应
平衡转化率上升幅度大于主反应的下降幅度 BD
(3)20%
(4)
(5)TS4
【详解】
（1）根据盖斯定律，主反应= I×2+II，则
；
（2）①主反应放热，升温平衡逆向移动，副反应吸热，升温平衡正向移动，温度升高使副反应
平衡
转化率上升幅度大于主反应的下降幅度；
A
②．主反应为气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，不利于提高二甲醚的选择
性，故A 错误；
B．主反应为气体体积减小的放热反应，副反应为气体体积不变的吸热反应，增大压强，主反应平衡向正
反应方向移动，副反应平衡不移动，有利于提高二甲醚的选择性，故B 正确；
C．增大
，主反应和副反应平衡均向正反应方向移动，不利于提高二甲醚的选择性故C 错误；
D．更换适宜的催化剂可以提高二甲醚的选择性，故D 正确；
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答案选BD；
（3）设起始二氧化碳物质的量为1mol，氢气物质的量为3mol，列三段式：
，平衡时氢气转化率
；混合气体总物质的量3.7mol，平衡时混合气体总压强
，则二氧化碳、氢气、二甲醚、水蒸气平衡分压分别为
、
、
、
，
；
（4）二甲醚燃料在二甲醚直接燃料电池负极发生失电子的氧化反应，电极反应式：
；
（5）反应过程中，需要活化能越大，反应速率越慢，根据反应历程图，TS4 需要活化能最大；
18．（2023·河北沧州·校考三模）二氧化碳的吸收和利用是实现“碳中和”的重要途径。
Ⅰ.工业生产中，利用
和
制取尿素，通常认为该反应分为两步：
ⅰ.
kJ mol
⋅
-1
ⅱ.
kJ mol
⋅
-1
(1)
和
制取尿素的总反应的热化学方程式为 。
(2)尿素易溶于水，从微观角度解释其主要原因为 。
Ⅱ.以
为原料合成甲醇，可以实现碳的循环利用。
(3)一种铜基催化剂催化
转化成甲醇的催化机理如图所示，该反应的副产物是 。
30
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(4)①合成甲醇的另一途径可表示为
。在恒容绝热的
密闭容器中，一定说明该反应已达到化学平衡状态的是 (填标号)。
A．
B．气体的压强保持不变
C．气体的密度保持不变
D．体系的温度保持不变
②某甲醇燃料电池的工作原理如图所示，铂电极(a)上的电极反应式为 。
(5)甲醇在一定条件下脱水可制得二甲醚，该反应可表示为
。
实验测得：
，
，
、
为速率常数。T₁ 温度下。向2L
恒容密闭容器中加入0.4 mol
，达到平衡时测得
的体积分数为60%，则平衡时
的
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产率
，反应的平衡常数
。当温度改变为
时，
，则
(填“<”“>”或“=”)。
【答案】
(1)
kJ·mol-1
(2)尿素分子中含有氨基，与水分子之间容易形成氢键
(3)CO、
(4)BD
(5)40%
或0.11 或0.111 >
【详解】
（1）根据盖斯定律，ⅰ+ⅱ可得
和
制取尿素的总反应的热化学方程式：
kJ·mol
。
（2）尿素分子中含有氨基，与水分子之间容易形成氢键，因此尿素易溶于水。
（3）根据图示可知，该反应中得到的副产物为CO、
。
（4）（1）
时，
，反应未达到平衡状态，A 项错误；该反应为气
体分子总数减小的反应，在恒容密闭容器中进行该反应时，气体的压强减小，当压强保持不变时反应达到
平衡状态，B 项正确；在恒容容器中反应时，气体的密度始终保持不变，C 项错误；该反应为放热反应，
在绝热容器中进行该反应时，体系的温度升高，则体系的温度保持不变时反应达到平衡状态，D 项正确。
故该题选BD。（2）根据图示，该甲醇燃料电池工作时，铂电极(a)上
转化成
，配平可得电极
反应式为
。
（5）设达到平衡时
的浓度变化为c mol L
⋅
，根据题中所给数据，列三段式进行计算。
起始浓度/(mol·L
) 0.2 0 0
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浓度浓度/(mol·L
) c
平衡浓度/(mol·L
) c
浓度/(mol·L
)
达到平衡时测得
的体积分数为60%，列式为
，解得
mol·L
。
则
的产率为
。此温度下，反应的平衡常数
。反应达到平衡状态时，
，则
，因此
。温度为
时，
，即
。该反应
，升温时平衡常数增大，因此
。
19．（2023·江西南昌·南昌市八一中学校考三模）H2S 的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。回答
下列问题：
(1)苯硫酚(C6H5SH)是一种重要的有机合成中间体，工业上常用氯苯(C6H5Cl)和硫化氢(H2S)来制备苯硫酚。
已知下列两个反应的能量关系如图所示，则C6H5Cl 与H2S 反应生成C6H5SH 的热化学方程式为
。
(2)H2S 与CO2在高温下反应制得的羰基硫(COS)可用于合成除草剂。在610 K 时，将0.40 mol H2S 与0.10
mol CO2充入2.5 L 的空钢瓶中，发生反应：H2S(g)+CO2(g)
COS(g)+H
⇌
2O(g) ΔH=+35 kJ/mol，反应达平衡
后水蒸气的物质的量分数为0.02。
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①在610 K 时，反应经2 min 达到平衡，则0～2 min 的平均反应速率v(H2S)= 。
②实验测得上述反应的速率方程为：v 正=k 正·c(H2S)·c(CO2)，v 逆=k 逆·c(COS)·c(H2O)，k 正、k 逆分别为正、
逆反应速率常数，速率常数k 随温度升高而增大。则达到平衡后，仅升高温度，k 正增大的倍数 (填
“>”“<”或“=”)k 逆增大的倍数。
③该条件下，容器中反应达到化学平衡状态的依据是 (填字母)。
A．容器内混合气体密度不再变化
B．v 正(H2S)=v 逆(COS)
C．容器内的压强不再变化
D．H2S 与CO2的质量之比不变
(3)工业上可以通过硫化氢分解制得H2和硫蒸气。在密闭容器中充入一定量H2S 气体，反应原理：
2H2S(g)
2H
⇌
2(g)+S2(g)，H2S 气体的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①图中压强(P1、P2、P3)的大小顺序为 ，理由是 。
②如果要进一步提高H2S 的平衡转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有 。
③在温度T2、P3=5 MPa 条件下，该反应的平衡常数Kp= MPa(已知：用平衡分压代替平衡浓度计
算，分压=总压×物质的量分数)。
【答案】
(1)C6H5Cl(g)+H2S(g)=C6H5SH(g)+HCl(g) ΔH=–16.8 kJ/mol
(2)0.002 mol/(L·min) > BD
(3)P3>P2>P1 该反应的正反应是气体分子数增大的反应，其他条件不变时，减小压强使平衡正向移动，
H2S 的平衡转化率增大，由图像上看，相同温度，P1条件下H2S 的平衡转化率最大，P3条件下H2S 的平衡
转化率最小 及时分离出产物H2或S2 1
【详解】
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（1）根据图像可知：①
，
②
，①-②得到C6H5Cl 与H2S 反应生成C6H5SH 的热化学方程式
为:
；
（2）①设达到平衡时，H2S 转化的物质的量为amol，列出三段式：
，因达到平衡后水蒸气物质的量分数为
0.02，所以
，解得a=0.01，则
；
②该反应正反应为吸热，升温平衡正向移动，V 正＞V 逆，所以仅升高温度，K 正增大倍数大于K 逆增大倍
数；
A
③．该反应不涉及非气体物质参与反应，气体总质量不变，容器体积不变，所以密度始终不变，无法判
断反应是否平衡，故A 错误；
B．v 正(H2S)=v 逆(COS)表示不同反应进行方向，且速率大小符合计量数之比，所以可以判断反应达到平
衡，故B 正确；
C．该反应前后气体总物质的量不变，且温度和体积也不变，所以压强始终不变，不能判断该反应是否平
衡，故C 错误；
D．H2S 与CO2的质量之比为
，质量之比不变，说明各组分含量不变，可以证明反应达到平衡状态，
故D 正确；
答案选BD。
（3）①该反应的正反应是气体分子数增大的反应，其他条件不变时，减小压强使平衡正向移动，H2S 的平
衡转化率增大，由图像上看，相同温度，P1条件下H2S 的平衡转化率最大，P3条件下H2S 的平衡转化率最
小；
②及时将生成物移出可促使平衡正向移动；
③设向容器中通入1 份H2S，在温度T2、P3=5Mpa 条件下，H2S 平衡转化率为50％。即消耗的0.5，列出三
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段式：
，则H2S、H2、S2分压分别为
，所以
，即答案为1。
20．（2022 秋·河南新乡·高二统考期中）丙烯是三大合成材料的基本原料之一，其中生产聚丙烯时丙烯用
量最大。另外，丙烯还可用于生产多种重要有机化工原料。由丙烷(C3H8)制丙烯(C3H6)的两种方法如下：
I．丙烷催化脱氢法：
ΔH1
II．丙烷催化氧化法：
ΔH2=-118kJ·mol-1
请回答下列问题：
(1)已知
ΔH=-484kJ·mol-1，由此计算ΔH1= kJ·mol-1。
(2)T℃下，向2L 恒容密闭容器中充入0.8molC3H8(g)，加入催化剂发生催化脱氢反应。体系内压强变化如表
所示。
时间/min
0
1
3
5
7
压强/kPa
10p0
11.5p0
13p0
14p0
14p0
①下列能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。
a．丙烷的消耗速率等于丙烯的生成速率
b．容器内气体的密度不再发生变化
c．容器内的压强不再发生变化
d．容器内气体平均相对分子质量不再变化
0
②～3min 内，用H2(g)表示该反应的反应速率为 mol·L-1·min-1。
C
③
3H8(g)的平衡转化率为 ，该反应的平衡常数Kp= kPa(Kp为以分压表示的平衡了
常数，分压=总压×物质的量分数，保留2 位小数)。
(3)在催化剂的作用下，丙烷催化氧化除生成丙烯外，还生成碳的氧化物等物质。相同时间内丙烷转化率和
丙烯产率随温度变化关系如图所示。
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T
①
1℃前，丙烷的转化率随温度升高而上升的可能原因有 。
T
②
1～T2℃，丙烷转化率提高，而丙烯产率大幅降低的主要原因是 。
【答案】
(1)＋124
(2)cd 0.04 40％ 2.67p0
(3)温度升高，反应速率加快或温度升高使催化剂的活性增大，反应速率加快 T1～T2℃，反应没有达
到平衡，丙烷主要进行普通氧化反应变为碳氧化物，温度升高，速率加快，丙烷转化率缓慢提高，而丙烯
产率大幅下降，则是温度升高，催化剂失活
【详解】
（1）观察知，
可由2×(方程II -方程 I) 得到，据盖斯定律知，
ΔH=-484kJ·mol-1=2(ΔH2-ΔH1)=2×(-118kJ·mol-1-ΔH1)，解得ΔH1=124kJ·mol-1；
（2）①a．丙烷的消耗速率属于正向速率，丙烯的生成速率也属于正向速率，二者相等不能说明反应达到
了平衡状态，a 不符合题意；
b．恒温恒容条件下，气体总质量守恒，气体的密度一直不变，密度不再发生变化不能说明反应达到了平
衡状态，b 不符合题意；
c．该反应前后气体的物质的量之和不相等，恒温恒容条件下，容器内的压强一直在变化，当压强不再发
生变化可以说明反应达到了平衡状态，c 符合题意；
d．该反应前后气体的物质的量之和不相等，气体的总物质的量一直在变化，由于气体总质量守恒，容器
内气体平均相对分子质量一直在变，当不再变化时可以说明反应达到了平衡状态，d 符合题意；故选cd。
②可列出0～3min 的三段式：
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则
，解得x=0.12mol/L，则H2(g)反应速率为
=0.04mol·L-1·min-1；
5min
③
时达平衡，可列出0～5min 的三段式：
则
，解得y=0.16mol/L，且平衡时气体总物质的量为0.4-y+y+y=0.56mol，则C3H8(g)的
平衡转化率为
=40％，该反应的平衡常数Kp=
；
（3）由于丙烷催化氧化除生成丙烯外，还生成碳的氧化物等物质，那么相同时间内，同样的温度下，丙
烷转化率要比丙烯产率大，故处于上面的曲线反映丙烷转化率随温度的变化关系，处于下面的曲线反映丙
烯产率随温度的变化关系。T1℃前，丙烷的转化率随温度升高而上升的可能原因是温度升高使反应速率加
快，或温度升高使催化剂的活性增大，反应速率加快；T1～T2℃，丙烷转化率提高，而丙烯产率大幅降低
的主要原因是T1～T2℃，反应没有达到平衡，丙烷主要进行普通氧化反应变为碳氧化物，温度升高，速率
加快，丙烷转化率缓慢提高，而丙烯产率大幅下降，则是温度升高，催化剂失活。
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