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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．表达式
对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，
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)。
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。
(2)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
4．应用
(1)判断可逆反应进行的程度。
(2)利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。
对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Qc＝。
第26 讲 化学平衡常数及转化率
考点导航
考点一 化学平衡常数
重难点辨析
1
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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。
(3)利用K 可判断反应的热效应：若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K 值减小，
则正反应为放热反应。
1.使用化学平衡常数应注意的问题
(1)化学平衡常数K 值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的程度。一个反应的K
值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率也越大。可以说，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和纯液体存在时，其浓度可看作“1”，而不计入平衡常数表达式中。如H2O(l)
的浓度，固体物质的浓度均不写，但水蒸气浓度要写。
(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，正、逆反应的平衡常
数互为倒数；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。
2.平衡常数表达式书写的注意事项
(1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及水溶液中水的浓度列入平衡常数的表达式中。
(2)非水溶液中发生的反应,若有水参加或生成,则此时水的浓度不可视为常数,应列入平衡常数的表达式中。
(3)若进行的反应为离子反应时,书写其化学平衡常数时应先改写成离子反应再进行书写。如Cl2+H2O
H+
+Cl-+HClO 的化学平衡常数为K=[ H
+][C l
-][ HClO]
[C l2]
。
(4)同一化学反应,化学方程式写法不同,其平衡常数表达式及数值亦不同。如:
N2O4(g)
2NO2(g) K=[ N O2]
2
[ N 2O4]
1
2
N2O4(g)
NO2(g) K'=
[ N O2]
[ N 2O4]
1
2
=√K
2NO2(g)
N2O4(g) K″=[ N 2O4]
[ N O2]
2 = 1
K
(5)有气体参与的反应,用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。
如对于反应2A(g)+B(s)
C(g), 若达到平衡时,n(A)=n1,n(C)=n2, 密闭体系的压强为p, 则K=
规律·方法·技巧·点拔
2
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p·
n2
n1+n2
( p·
n1
n1+n2
)
2
= n2(n1+n2)
pn1
2
。
考向1 平衡常数的含义
【典例1】（2023·江苏·高三统考专题练习）
在催化剂条件下可被
还原为无害物质，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．上述反应中生成
，转移电子的数目为
D．上述反应中，充入水蒸气增大压强可以提高
平衡转化率
【变式练1】（2022 秋·河南·高三校联考阶段练习）下列说法正确的是
A．煤的干馏和石油的裂解均能得到乙烯
B．锌锰干电池是一次电池，其产生的电能属于一次能源
C．化学平衡常数
值越大，反应物的平衡转化率越大，其反应速率也越快
D．硅可作半导体材料，
可用于测定一些文物的年代，自然界中两种元素都以游离态存在
【变式练2】（2021 秋·广东潮州·高二校考阶段练习）在某一密闭容器中，下列关于可逆反应2NH3(g)
+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(1)的平衡常数表达式书写正确的是
A．K=
B．K=
C．K=
D．K=
典型例题剖析
3
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考向2 化学平衡常数的应用
【典例2】（2023 秋·贵州贵阳·高三校联考开学考试）向一恒容密闭容器中加入1mol
和一定量的水
蒸气，发生反应：
，
的平衡转化率按不同投料比x[
]，随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．
B．此反应为放热反应
C．a、b、c 点对应的平衡常数：
D．反应温度为
，当容器内气体的平均相对分子质量不再变化时，反应达到平衡状态
【变式练3】（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
4
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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%
【变式练4】（2023·全国·高三专题练习）将
和
通入一密闭容器中，发生反应：
。
的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，下列有关平
衡常数的判断正确的是
A．
B．
C．
D．
1．（2023·江苏·统考高考真题）金属硫化物(
)催化反应
，既可以
三年真题·两年模拟
5
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除去天然气中的
，又可以获得
。下列说法正确的是
A．该反应的
B．该反应的平衡常数
C．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为
中带部分负电荷的S 与催化剂中的M 之间发生作用
D．该反应中每消耗
，转移电子的数目约为
2．（2022·海南·统考高考真题）某温度下，反应CH2=CH2(g)+H2O(g)
CH3CH2OH(g)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
C．恒容下，充入一定量的
，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
3．（2021·江苏·高考真题）N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产
HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag 等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反
应生成NO，NO 进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和
水体中过量的NH 、NO 均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO 转化为
N2，也可将水体中的NO3
-转化为N2。对于反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)，下列说法正确的是
A．该反应的ΔH<0，ΔS<0
6
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B．反应的平衡常数可表示为K=
C．使用高效催化剂能降低反应的焓变
D．其他条件相同，增大
，NO 的转化率下降
4．（2021·海南·统考高考真题）制备水煤气的反应
，下列说法正
确的是
A．该反应
B．升高温度，反应速率增大
C．恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率不变
D．恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大
5．（2023 秋·湖南长沙·高三长郡中学校考开学考试）工业上，常用氨气脱硝。向恒容密闭容器中充人NO2
和NH3，发生反应为8NH3(g) +6NO2(g)
7N2(g)+ 12H2O(g) ΔH，测得 NO2平衡转化率与温度投料比x[x=
]的关系如图所示。净反应速率Δv=v 正- v 逆。 下列叙述错误的是
A．ΔH<0
B．净反应速率：a= b<c
C．平衡常数K：a>b=c
D．投料比：x2>x1
6．（2023·全国·高三专题练习）用粗硅制备多晶硅，主要发生的反应有：①
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；
。下列说法正确的是
A．反应①的
B．反应②的化学平衡常数
C．制备多晶硅的过程中应设法循环使用
和HCl
D．1mol 晶体硅中含有4mol Si—Si 键
1．一个模式——“三段式”
如mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，令A、B 起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到
平衡后消耗A 的物质的量浓度为mx mol·L－1。
mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)
c 始/(mol·L－1) a b 0 0
c 转/(mol·L－1) mx nx px qx
c 平/(mol·L－1) a－mx b－nx px qx
K＝。
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
①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
3．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)混合物组分的百分含量＝×100%。
考点二 有关化学平衡常数、转化率的计算
重难点辨析
8
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(4)某组分的体积分数＝。
Kp含义：在化学平衡体系中，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。单位与表达
式有关。
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，根据分压计算分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＝。
考向1 平衡常数与转化率的关系
【典例1】（2023 秋·浙江·高三校联考开学考试）某2L 密闭容器中投入NO、O2分别为2mol、1mol，只发
生反应：2NO+O2
2NO2，在不同温度下、相同时间(t min)内NO 的转化率如下表所示。则下列说法正确
的是
温度/℃
5
30
7
0
80
转化率/%
1
0
80
8
0
50
A．该反应是吸热反应
B．若温度为50℃，NO 的转化率>80%，
C．30℃、70℃温度下，t min 时的
生成速率相等
D．80℃温度下，该反应的平衡常数为2
【变式练1】（2023·全国·高三专题练习）在起始温度均为T℃、容积均为10L 的密闭容器A(恒温)、B(绝
热)中均加入
和4molCO，发生反应
。已知：
、
分别是正、逆反应速率常数，
，
，A、B 容器中
的
规律·方法·技巧·点拔
典型例题剖析
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转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是
A．Q 点与P 点的平衡常数大小为：
B．
与
浓度比为1 1∶时，标志此反应已达平衡
C．T℃时，
D．用CO 的浓度变化表示曲线N 在0～100s 内的平均速率为
【变式练2】（2023 秋·河北邯郸·高三统考阶段练习）
时，将
气体充入
密闭容器中，发
生反应
的浓度随时间的变化关系如图，已知
的消耗
速率与各自的分压有如下关系：
，已知：
分别为
和
的分压，下列说法正确的是
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A．
时，说明该反应达到平衡状态
B．
点：
C．平衡时，
的转化率为
，物质的量分数为
D．该温度下反应的平衡常数
与
间的关系为
考向2 速率常数与平衡常数的关系
【典例2】（2022 秋·安徽合肥·高三合肥市第八中学校考阶段练习）利用反应
，可减少汽车尾气对大气的污染。该反应的速率方程可表示
为
、
，其中
、
分别为正、逆反应的速率常数(与温
度有关)，
与
的关系如图所示：
下列说法错误的是
A．升高温度，
、
均增大
B．曲线②代表
C．要提高单位时间内有害气体的去除率，可研发低温区的高效催化剂
D．
℃时，该反应的平衡常数K 为10
【变式练3】（2023 秋·河南洛阳·高二宜阳县第一高级中学校考阶段练习）温度为T1时，在三个容积均为
1 L 的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得：v 正=v(NO2)消耗=k
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正·c2(NO2)，v 逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k 逆·c2(NO)·c(O2)，k 正、k 逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的
是
容器
编号
物质的起始浓度(mol·L-1)
物质的平衡浓度(mol·L-1)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
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K=
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NO2的转化率比容器Ⅰ中的小
D．若改变温度为T2，且T2＞T1，则k 正∶k 逆＜0.8
【变式练4】（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
A．反应速率：
(正)
(逆)
B．L 点：转化率为50％，Q(浓度商)>K
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C．升高温度，
、
增大倍数：
D．
℃时发生反应，测得
，则
考向3 压强平衡常数的相关计算
【典例3】（2021 秋·辽宁大连·高三大连八中校考阶段练习）900 ℃时，向2.0 L 恒容密闭容器中充入0.40
mol 乙苯，压强为2Mpa，发生反应：
。一段时间后，反应达到平衡，
反应过程中测定的部分数据如下表所示：
时间/min
0
10
20
30
40
n(乙苯)/mol
0.40
0.30
0.24
n2
n3
n(苯乙烯)/mol
0.00
0.10
n1
0.20
0.20
下列说法正确的是
A．保持其他条件不变，向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂，则乙苯的转化率大于50.0%
B．反应在20 min 时反应速率v(H2)=0.004 mol·L-1·min-1
C．9000C 该反应的平衡常数Kp=2/3MPa
D．相同温度下，起始时向容器中充入0.10 mol 乙苯、0.10 mol 苯乙烯和0.30 mol H2，则达到平衡前：
v 正<v 逆
【变式练5】（2023 秋·湖南·高三校联考开学考试）中国旅美教授JingjieWu 及其学生利用石墨烯量子点为
催化剂，将CO2转化为燃料甲烷，空间站基于该反应将宇航员呼出的CO2转化为火箭燃料。将5molCO2和
20molH2通入某恒压(压强为P0)密闭容器中，发生如下反应：
Ⅰ．
△H=-165kJ·mol-1(主反应)
Ⅱ．
△H=+41kJ·mol-1(副反应)
平衡时容器中含碳元素物质的物质的量[n(X)]随温度(T)的变化如图甲、乙、丙曲线所示。
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下列说法错误的是
A．曲线甲、乙、丙分别表示CO2、CO、CH4
B．空间站中使CO2转化为燃料CH4的反应不能采用高温
C．1050K 时，曲线丙逐渐下降的原因是以反应Ⅱ为主
D．800K 时反应Ⅰ的压强平衡常数
【变式练6】（2023·全国·高三专题练习）已知反应
。在体积可变的密闭容器中，
按
充入反应物进行反应，A 的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是
A．温度：
B．平均摩尔质量：
C．a 点的分压平衡常数
D．d 点：
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1．（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
2．（2023 春·湖南常德·高三常德市一中校考阶段练习）在起始温度均为T℃、容积均为1L 的恒容密闭容
器A(恒温)、B(绝热)中均加入0.1 mol N2O 和0.4molCO，发生反应N2O(g)+CO(g)⇌N2(g)+CO2(g) △H<0，
已知：k 正、k 逆分别是正、逆反应速率常数，v 正=k 正c(N2O) c(CO)，v 逆=k 逆c(N2) c(CO2)，A、B 容器中
N2O 的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
三年真题·两年模拟
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A．曲线M 表示B 容器中N2O 的转化率随时间的变化
B．用CO 的浓度变化表示曲线N 在0~100s 内的反应速率为
C．Q 点k 正小于P 点k 正
D．T℃时
3．（2023·江苏南通·统考三模）工业上
傕化氧化可制得
，主要反应如下：
反应I
反应II
还可能发生下列副反应：
反应III
反应IV
反应V
研究发现，在实验条件下，乙醇的转化率都接近
．
下，氧醇比为0.6 时，部分气体产物(
、
、
和
)的平衡分压
随温度的变化如图所示。已知：用气体物质的分
压替换浓度计算得到的平衡常数称为分压平衡常数
。下列说法正确的是
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A．500K 时，反应体系中一定有积碳产生
B．曲线①表示
的平衡分压随温度的变化
C．720K 时，反应IV 的
D．其他条件一定，增加体系压强，产物中氢气的量增多
4．（2023 秋·河南南阳·高三南阳中学校考开学考试）t℃时，向容积为2L 的刚性容器中充入1mol
和
一定量的
发生反应；
，HCHO 的平衡分压与起始
的关
系如图所示。已知：初始加入2mol
时，容器内混合气体的总压强为1.2p kPa,
为以分压表示的平衡
常数，分压=总压×物质的量分数。下列叙述正确的是
A．e 点：
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B．随
增大，HCHO 的平衡分压不断增大
C．a 点时反应的压强平衡常数
D．b 点时再投入1mol
、1.5mol
，平衡时，
的转化率减小
5．（2023 秋·四川·高三校联考开学考试）压强一定的条件下，将
和
按一定流速通
过装有催化剂的反应管，利用
催化加氢制乙二醇。主要发生如下反应：
ⅰ．
ⅱ．
测得
的转化率及
的选择性与温度的关系如图所示。已知：选
择性定义为
。下列说法正确的是
A．曲线
表示
的转化率随温度变化曲线
B．
范围内，
的选择性随温度升高而增大
C．保持其他条件不变，加快气体的流速可以提高
的转化率
18
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D．
时，生成
的物质的量为
6．（2023·河北保定·校联考三模）CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程主要发
生下列反应：
反应①：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=－49.5kJ•mol－1
反应②：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ•mol－1
在0.5MPa 条件下，将n(CO2) n(H
∶
2)为1 3∶的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，实验测得CO2
的转化率、CH3OH 的选择性[
×100%]与温度的关系如图所示。下列有关说法不正确的是
A．图中曲线①表示CH3OH 的选择性随温度的变化
B．一定温度下，增大起始n(CO2) n(H
∶
2)的比值，可提高H2的平衡转化率
C．升高温度时，CO 的选择性升高
D．一定温度下，选用高效催化剂可提高CH3OH 的平衡产率
19
