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备战2026 年高考化学【一轮·夯基提能】精讲精练复习讲义
第40 讲 化学平衡常数（Kc、Kp）及其相关计算（讲义）
讲义
夯基·知识精讲
【知识点1】化学平衡常数（Kc）的含义及应用+5 道例题
【知识点2】化学平衡常数（Kc）的计算+5 道例题
【知识点3】压强平衡常数（Kp）的计算+5 道例题
【知识点4】平衡转化率、体积分数等有关计算+5 道例题
【知识点5】速率常数与平衡常数的计算+5 道例题
练习
提能·课后精练
选择题：
15
题
非选择题：
5
题
建议时长：
75
分钟
实际时长： 分钟
【知识点1】化学平衡常数（Kc）的含义及应用
1．化学平衡常数表达式：对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，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。如：
C(s)
①
＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g) K＝
Fe
②
3＋(aq)＋3H2O(l)
Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq) K＝
③Br2＋H2O
H＋＋Br－＋HBrO K＝
④C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g)
K= c(CO )⋅c( H 2)
c( H 2O)
2．化学平衡常数的意义及影响因素
(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 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。
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
(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
3．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，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＝。
(2)方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的x 次方。
(3)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。
化学方程式
平衡常数表达式
相互关系
1
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N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)
K 1=
c2(NH 3)
c3( H 2)⋅c( N 2)
K1＝K2
2
K2·K3＝1
K1·K3
2＝1
N2(g)＋H2(g)
NH3(g)
K 2=
c(NH 3)
c
3
2( H 2)⋅c
1
2( N 2)
NH3(g)
N2(g)＋H2(g)
K 3= c
3
2( H 2)⋅c
1
2( N 2)
c(NH 3)
4．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)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
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
【例1】已知工业上制粗硅的其中一步反应：SiHCl3(g)+H2(g)
Si(s)+3HCl(g)。下列说法正确的是
A．该反应
B．该反应的平衡常数表达式
C．用E 表示键能，该反应
D．该过程需要在常温且无水条件下进行
【答案】C
【详解】A．正反应为气体分子数增加的反应，则该反应的ΔS>0，A 错误；
2
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B．平衡常数表达式中固体物质不应出现，该反应的平衡常数表达式为
，B 错误；
C．ΔH=反应物的键能总和－生成物的键能总和=3E(Si-Cl)＋E(Si-H)＋E(H-H)－3E(H-Cl)－2E(Si-Si)，表达
式正确，C 正确；
D．工业制粗硅需高温条件，常温无法进行，D 错误；
故选C。
【例2】在CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)＋4Cl-
[CuCl4]2-(黄色)＋4H2O ΔH>0，下列说法正
确的是
A．该反应的反应类型为氧化还原反应
B．该反应的平衡常数表达式为
C．仅增大[Cu(H2O)4]2＋的浓度，反应达到平衡后，该反应的平衡常数增大
D．适当升高温度，该反应的平衡常数增大
【答案】D
【详解】A．反应中没有元素化合价变化，不属于氧化还原反应，A 错误；
B．平衡常数表达式中H2O 的浓度作为溶剂不参与，正确表达式应为
，B 错误；
C．平衡常数仅与温度有关，浓度变化不影响K 值，C 错误；
D．ΔH>0 为吸热反应，升温使平衡正向移动，K 值增大，D 正确；
故选D。
【例3】一定温度下，在恒容密闭容器中充入1 mol 草酸镁，发生反应：
。下列叙述正确的是
A．当混合气体中CO 体积分数不变时不一定达到平衡状态
B．平衡时充入0.1 molCO 和
达到新平衡时
浓度大于原平衡
C．平衡时充入氩气，正反应速率大于逆反应速率
D．如果分离
平衡向正反应方向移动，平衡常数增大
【答案】A
【详解】A．根据反应可知，CO、CO2体积比始终为1 1∶，CO 体积分数始终不变，混合气体中CO 体积分
数不变时不一定达到平衡状态，A 正确；
B．平衡时充入的CO 和CO2物质的量相同，则达到新平衡时这两种气体的浓度也相同，只有产物有气体，
温度不变，平衡常数不变，平衡时CO、CO2浓度等于原平衡，B 错误；
C．体积不变，充入氩气，CO、CO2浓度不变，平衡不移动，正、逆反应速率相等，C 错误；
D．平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，D 错误；
故选A。
【例4】对于反应N2O4(g)
2NO2(g)，
H = +57kJ/mol，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2体积分数随
压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
3
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A．正反应速率：A>C
B．气体的颜色：A 深、C 浅
C．混合气体的平均相对分子质量：A＞B D．平衡常数：KA＞KB
【答案】D
【详解】对于反应N2O4(g)
2NO2(g)，
H = +57kJ/mol 这是一个吸热反应，升高温度，平衡向正反应方
向移动，NO2的体积分数增大，即T2＞T1；增大压强，平衡向气体体积减小的方向，即逆反应方向移动，
NO2的体积分数减小，据此分析解题。
A．压强越大，反应体系物质浓度越大，反应速率越快，由题干图示可知，C 点的压强大于A 点的压强，
所以正反应速率：C > A，A 错误；
B．由题干图示可知，C 点压强比A 点大，增大压强，平衡逆向移动，但平衡移动的结果是减弱而不是抵
消，C 点相对于A 点，虽然平衡逆向移动，但NO2的浓度仍然比A 点大，所以气体的颜色：C 深、A 浅，
B 错误；
C．混合气体的平均相对分子质量
=
，压强不变，A 点到B 点，m 不变， A 点对应的NO2体积分数更
大，即A 到B 点，平衡逆向移动，n 减小，则
增大，所以混合气体的平均相对分子质量：A＜B，C 错
误；
D．平衡常数只与温度有关，由分析可知，T2＞T1，升高温度平衡正向移动，化学平衡常数增大，所以平
衡常数KA＞KB，D 正确；
故答案为：D。
【例5】
是合成
的原料，有一种制备
的方法是用铁粉和水蒸气高温反应，化学方程式为：
，在700、900℃的情况下，化学平衡常数
值如下图所示：
温度
700
℃
900
℃
K 值
2.38
1.67
(1)书写该反应的化学平衡常数表达式：K= 。通过数值推断：该反应是 (填“吸热”或“放
热”)反应。
(2)
时，
的密闭容器中，测得该容器中有
、
，则此时反应
(填
“>”“<”或“=”)，说明判断理由 。
【答案】
(1)
放热
(2)<
时K=1.67，
、
的浓度分别为1mol/L、0.5mol/L，此时Qc=
=2＞1.67，反应逆
向进行，
<
。
【详解】（1）该反应的化学平衡常数表达式：K=
；温度升高，K 值减小，说明升温，平衡逆向移
4
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动，该反应是放热反应；
（2）
时K=1.67，
的密闭容器中，测得该容器中有
、
，
、
的浓度
分别为1mol/L、0.5mol/L，此时Qc=
=2＞1.67，反应逆向进行，
<
。
【知识点2】化学平衡常数（Kc）的计算
对以下反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，令A、B 起始物质的量分别为amol、bmol，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
平衡常数：K＝。
【例1】I．
时，在1L 恒温恒容的密闭容器中，通入
，发生反应：
，
和
的浓度随时间变化情况如图所示。
(1)在
内，以
表示的平均反应速率为
。
(2)根据图中有关数据，计算
时该反应的平衡常数
。若其他条件不变，升高温度至
，达到新平衡时的平衡常数是
，则
(填“>”、“<”或“=”)。
(3)反应进行到100s 时，若只有一项条件发生变化，则变化的条件可能是___________。
A．降低温度
B．通入氦气
C．又往容器中充入
D．增大容器容积
【答案】(1)0.001 (或
) (2)
(3)A
【详解】（1）由图可知，在
内，
的浓度变化量
，故其平均反应
速率
；
（2）平衡常数表达式
。由图可知，反应在60s 时，达到第一个平衡，因此
；反应：
是吸热反应，K 值只
与温度有关，升高温度至
，平衡正移，生成物浓度变大，反应物浓度变小，因此K 值变大，
；
（3）反应进行到100s 后，
浓度逐渐增加，
浓度逐渐减少，平衡逆向移动，由此进行判断。
5
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降低温度，平衡向逆向移动，
浓度逐渐增加，
浓度逐渐减少，A 正确；
通入氦气，恒温恒容条件下，对反应没有影响，
浓度和
浓度均不发生变化，B 错误；
又往容器中充入
，
浓度会突然增加，
浓度也会逐渐增加，C 错误；
增大容器容积，粒子数目不变，反应物和生成物的浓度均会突然变少，D 错误；
【例2】
加氢制甲醇
不仅减少了
排放，而且缓解了能源短缺的问题。该过程发生的主要
反应如下。
反应Ⅰ：
；
反应Ⅱ：
。
回答下列问题：
(1)已知：标准摩尔生成焓是指在
由稳定态单质生成
化合物时的焓变。该反应中的相
关物质的标准摩尔生成焓(
)数据如表所示。
物质
0
则
。
(2)向密闭容器中加入
和
，合成
。已知反应Ⅰ的正反应速率可表示为
，逆反应速率可表示为
，其中
为速率常数。
①图1 中能够代表
的曲线为 (填“
”“
”“
”或“
”)。
②温度为
时，反应Ⅰ的化学平衡常数
。
【答案】(1)-49kJ·mol-1 (2)L1 1.6
【详解】（1）由表中各物质的标准摩尔生成焓，可得出如下热化学方程式：③H2(g)+
O2(g)=H2O(g) ΔH3=-242kJ·mol-1；④C(s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH4=-394kJ·mol-1；⑤C(s)+ 2H2(g)+
O2(g)=CH3OH(g) ΔH5=-201kJ·mol-1；依据盖斯定律，③-
+
④⑤可得CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)
+H2O(g) ΔH1=ΔH3-ΔH4+ΔH5=(-242kJ·mol-1)-(-394kJ·mol-1)+(-201kJ·mol-1)=-49kJ·mol-1。
（2）①对于反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ·mol-1，升高温度，平衡逆向移动，则k 正
<k 逆，k 逆增大的程度更大，所以图1 中能够代表k 逆的曲线为L1.②从图1 中可以看出，温度为T1 K 时，k
正=0.8a、k 逆=0.5a，反应Ⅰ的化学平衡常数K=
=
=1.6。
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【例3】丙烯腈是三大合成材料的重要原料，主要用于生产聚丙烯腈纤维、ABS 塑料、AS 塑料等，可用丙
烯与氨气、氧气合成丙烯腈。
回答下列问题：
(1)已知一氧化碳和丙烯的燃烧热(
)分别为
、
，
。则
的
，该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进
行。
(2)由丙烷氧化脱氢法制备丙烯涉及如下反应：
I．
II．
在一定温度下，将
和
通入2L 恒容密闭容器中发生上述反应，测得平衡时
，
，则丙烷的平衡转化率是 ，该温度下反应I 的平衡常数
(用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。
【答案】
(1)-250.1 任意温度
(2)60% 3.75
【详解】（1）依题可列出如下四个热化学方程式：
，根据盖斯定律可知
；已知该反应
△S>0，△H<0，即△G=
H
△－T
S<0
△
，故该反应在任意温度都能自发进行；
（2）平衡时C3H6的物质的量为2mol，依题可列如下三段式：
，平衡丙烷的转化率为
；平衡时n(总)=9mol，
；
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【例4】某科研团队利用
和
反应使之转化为水煤气，对争取2060 年前实现“碳中和”、减缓燃料
危机和减轻温室效应具有重要的意义。请回答下列问题：
(1)
均为
的恒容密闭容器，向
容器中充入
和
，向
容器中充入
和
，在催化剂存在下发生反应：
，测得
的平衡转化率
随温度的变化如图甲所示。
①
容器中在温度为
时，
到达点，用
表示
内的化学反应速率为
，此时的化学平衡常数
为 (保留两位小数)，若在此温度下时向
容器的平衡体系中再充入
各
各
，重新达到平衡前，
(填“
“
”或
)。
②
点时该反应的平衡常数为
，则
(填“>”“<”或“=”)。
③
两点处容器内气体总压强分别是
，则
的大小顺序为 。
【答案】0.12mol/(L·min)
< < p(b)>p(a)
【详解】①由图可知，c 点甲烷转化率为60%，由题意可建立如下三段式：
由三段式数据可知，0 5min
∼
内甲烷的反应速率为
=0.12mol/(L·min)，反应的平衡常数K1=
=
，若在此温度下时向A 容器的平衡体系中再充入二氧化碳、甲烷各
0.4mol，一氧化碳、氢气各1.2mol 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，则逆反应速率大于正反应速率，故答案为：0.12mol/(L·min)；
；<；
②由图可知，升高温度，甲烷的转化率增大，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，a 点反应温度低于c
点，则平衡常数K2小于K1，故答案为：＜；
③该反应是气体分子总数增大的反应，由图可知，相同温度时，a 点甲烷的转化率小于b 点，则气体物质
的量a 点小于b 点，a 点混合气体压强小于b 点，故答案为：p(b)>p(a)。
【例5】达成“双碳”目标的重要途径是实现碳的固定。利用CO、
和
可以合成生物质能源甲醇：
反应1：
反应2：
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反应3：
回答下列问题：
(1)
时，向一体积为1L 的恒容密闭容器中充入1molCO、
和
，在一定条件下发生上述3
个反应，达到平衡时得到
和
，此时
平衡转化率为50%。该温度下，反应1 的
平衡常数K=
。(列出计算式)
【答案】
【详解】(1)
时，向一体积为1L 的恒容密闭容器中充入1molCO、
和
，在一定条件下
发生上述3 个反应，达到平衡时得到
和
，此时
平衡转化率为50%，则平衡时
CO 的物质的量为1mol-0.5×1mol=0.5mol，根据H 原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为
3mol-0.5mol-0.8mol×2=0.9mol，反应1 的平衡常数K=
。
【知识点3】压强平衡常数(Kp)的计算
1．气体的分压p(B)
相同温度下，当某组分气体B 单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B 所具有的压
强，称为气体B 的分压强，简称气体B 的分压，符号为p(B)，单位为Pa 或kPa 或MPa。
气体B 的分压p(B) ＝气体总压p×B 的体积分数＝气体总压p×B 的物质的量分数。
2．压强平衡常数
对于有气体参与的化学反应，写平衡常数表达式时，用平衡时各气体的分压代替浓度，计算所得到的
平衡常数称为压强平衡常数(Kp)。如aA(g)＋bB(g)
cC(g)＋dD(g)：
Kp＝ [其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示反应物和生成物的分压]。
3．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：
模板一
模板二
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＝
【例1】甲酸甲酯(HCOOCH3)是一种重要的有机合成中间体，可通过甲醇催化脱氢法制备，其工艺过程包
含以下反应：
反应I：2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g) K1，
H1=+51.2kJ•mol-1
9
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反应Ⅱ：CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) K2，
H2=+90.1kJ•mol-1
回答下列问题：
(1)在400kPa、铜基催化剂存在下，向密闭容器中通入CH3OH 进行I、Ⅱ两个反应。体系中气体平衡组成比
例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
550K
②
时，反应2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g)的平衡常数Kp= kPa，
【答案】64
【详解】(1)②在400kPa 铜基催化剂存在下，密闭容器中发生反应I：2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g)和反
应Ⅱ：CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)，550K 时CH3OH 的物质的量分数等于H2的物质的量分数等于0.4，CO 的
物质的量分数为0.04，则HCOOCH3的物质的量分数等于1-0.4-0.4-0.04=0.16，
=
=0.4×400=160kPa，P(CO)=0.04×400=16 kPa，
=0.16×400=64 kPa，Kp=
=
；
【例2】二氧化碳催化加氢制甲醇，能助力“碳达峰”，涉及反应有：
反应①
反应②
反应③
(1)在
下，
和
按物质的量之比为
进行投料，只发生反应①和反应③，平衡时CO 和
在含碳产物中的物质的量分数及
转化率随温度的变化如图所示。
250℃
③
时，反应①的平衡常数
(
为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分
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数)。
【答案】
【详解】(1)ΔH3=ΔH1+ΔH2=-49kJ/mol，反应①为吸热反应，反应③为放热反应，平衡后升高温度，反应①
正向移动，反应③逆向移动，甲醇的物质的量减少，CO 的物质的量增加，a 曲线代表甲醇，b 曲线代表
CO，q 曲线代表CO2的转化率随温度的变化；
250°C 时，二氧化碳的转化率为20%，CO 和CH3OH 的物质的量分数相等，发生反应①和③，设CO2和H2
投料分别为5mol、17mol，平衡时CO 和CH3OH 的物质的量均为x，则：
由二氧化碳的转化率为20%得出：5×20%=2x，x=0.5mol，平衡后各物质的物质的量为：n(CO2)=4mol，
n(H2)=17-4x=15mol，n(CO)=0.5mol，n(H2O)=2x=1mol，n(CH3OH)=0.5mol，
n(总)=(4+15+0.5+0.5+1)mol=21mol，Kp=
=
。
【例3】I、
的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善，回答下列问题：
(1)
和
都是主要的温室气体。发生催化重整反应
已知
时，相关物质的燃烧热数据如下表：
物质
燃烧热
反应的
(2)在恒温恒容装置中通入等体积
和
，发生上述反应，起始压强为p，
的平衡转化率为
。达
平衡时，容器内总压为 。该反应的平衡常数
(用平衡分压代替平衡浓度计
算，分压
总压×物质的量分数，用
、
表达，并化为最简式)。
【答案】(1)+247.3 (2)
【详解】(1)根据各物质的燃烧热可得：
①
，
②
③
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根据盖斯定律，
可得
催化重整反应的
，故答案为：+247.3；
(2)①在恒温恒容装置中通入等体积CO2和CH4，发生反应：CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g)
H=+247.3
△
kJ/mol，起始压强为p，假设反应开始时CO2和CH4的物质的量分别是1 mol，CO2的平衡转化率为α，则根
据物质反应转化关系可知反应产生达平衡时，H2、CO 的物质的量分别是2α mol，CO2和CH4的物质的量分
别是(1-α) mol，此时容器中气体的总物质的量为
，在恒温恒容条件下气体的物质的量与压强呈正比，则
，解得
，即平衡时容器
内总压为(1+α)p；
②平衡时各种气体所占的平衡分压分别是：p(CH4)=p(CO2)=
=
；p(H2)=p(CO)=
= αp，则该反应的平衡常数Kp=
，故
答案为：
；
。
【例4】(2024·吉林·模拟预测)氢能是一种重要的绿色能源，在实现“碳中和”与“碳达峰”目标中起到重
要作用。乙醇与水催化重整制氢发生以下反应：
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)压强为100
下，1
和3
发生上述反应，平衡时
和
的选择性、乙醇
的转化率随温度的升高曲线如图所示。[已知：
的选择性
]
573K
①
时，10 分钟反应达到平衡，则乙醇的物质的量的变化量
。
②表示
选择性的曲线是 (填标号)。
573K
③
时，反应Ⅱ的
(保留到小数点后两位)。
【答案】-0.6 c 14.04
【详解】①反应I、Ⅲ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，随着温度的升高，反应I、Ⅲ平衡正向移动，反应
Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅱ逆向移动CO2转化为CO，故温度升高CO 的选择性增大，CO2的选择性减小，由
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于CO 的选择性+CO2的选择性=1，则表示CO2选择性的曲线为a，表示
选择性的曲线是c，表示乙醇的
转化率的曲线是b．573K 时，10 分钟反应达到平衡，则乙醇的物质的量的变化量
-1mol=-0.6
。
②结合①中分析知，表示
选择性的曲线是c。
573K
③
时，CO2的选择性为85%，CO 的选择性为15%，乙醇的转化率为0.6，则平衡时
n(CO2)+n(CO)=1mol×0.6×2=1.2mol，n(CO)= 1.2mol×15%= 0.18mol，n(CO2)= 1.2mol×85%= 1.02mol，设反
应I 中
转化了xmol，反应Ⅱ中CO 转化了ymol，反应Ⅲ中
转化了zmol，则
，
，
，那么x+z=0.6，2x-y=0.18，
y+2z=1.02，平衡时n(H2O)=3-x-y-3z=3-(x+z)-(y+2z)=3-0.6-1.02=1.38mol，n(H2)=4x+y+6z=4(x+z)+
(y+2z)=2.4+1.02=3.42mol，气体的总物质的量为0.4+1.38+1.02+0.18+3.42=6.4mol，故反应Ⅱ的
。
【例5】四氯化钛
是生产金属钛及其化合物的重要中间体，工业上以高钛渣(主要成分为
)为原
料生产
的化学反应原理为
。请回答
下列问题：
(1)T℃时，将足量的
、C 加入某恒容密闭容器中，并通入一定量的
和
(
不参与反应)只发生反
应：
，测得容器内总压强(
)和
的转化率(
)随时间的
变化关系如图所示：
T℃
①
时，反应的平衡常数
kPa(
为以各组分的平衡分压表示的平衡常数，分压=总压×
物质的量分数)。
②保持温度和起始总压相同，若向恒容密闭容器中通入的
中不含氮气，与含有氮气相比，
的平衡转
化率
(填“增大”“减小”或“不变”)，其原因为 。
【答案】1458 减小 保持总压不变，不含氮气时，相当于增大压强，平衡逆向移动
【详解】①设起始有xmol
和ymol
，起始压强为80kPa，平衡时总压强为98kPa，
的转化率为
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90%，反应氯气0.9xmol，则平衡时有0.1xmol 氯气，0.9xmol 一氧化碳，0.45xmol 四氯化钛，ymol 氮气，
共有1.45xmol+ymol，恒温恒容，压强之比等于物质的量之比，总的物质的量增加0.45xmol、压强增加
18kPa，则可得
，平衡时氯气、一氧化碳、四氯化钛分压分别为
、
、
，该反应的平衡常数
；
②保持温度和起始总压相同，若向恒容密闭容器中通入的
中不含氮气，与含有氮气相比，
的平衡转
化率
减小；
③原因：保持总压不变，不含氮气时，相当于增大压强，平衡逆向移动。
【知识点4】平衡转化率、体积分数等有关计算
1、掌握一个方法——“三段式”法
“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 起始物质的量分别为amol、bmol，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、掌握以下公式
公式
A 的转化率
α(A)＝×100%
（转化率＝×100%＝×100%）
A 的平衡浓度
c(A)＝ mol·L－1
A 的体积分数
φ(A)＝×100%
（某组分的体积分数＝×100%）
平衡混合物中某组分
的百分含量
×100%
平衡压强与起始压强之比
＝
混合气体的平均密度
ρ 混＝ g·L－1
混合气体的平均摩尔质量
M＝ g·mol－1
【例1】回答下列问题。
(1)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。
(2)已知：C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)。容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷
的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的
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量分数)。
【答案】(1)50% 4.76 (2)
【详解】（1）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：
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%，平衡时
、
、
所
以平衡常数Kp=
=
=4.76 kPa；
（2）设起始时C2H6和H2的物质的量均为1 mol，列出三段式：
平衡时C2H6、C2H4和H2对应的分压分别为
p、
p 和
p，则该反应的平衡常数Kp=
=
。
【例2】甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
(1)电喷雾电离等方法得到的
(
等)与
反应可得
。
与
反应能高选择性地生
成甲醇。分别在
和
下(其他反应条件相同)进行反应
，结果如下图所
示。图中
的曲线是 (填“a”或“b”。
、
时
的转化率为 (列出算
式)。
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【答案】b
【详解】根据图示信息可知，纵坐标表示-lg(
)，即与MO+的微粒分布系数成反比，与
M+的微粒分布系数成正比。则同一时间内，b 曲线生成M+的物质的量浓度比a 曲线的小，证明化学反应速
率慢，又因同一条件下降低温度化学反应速率减慢，所以曲线b 表示的是300 K 条件下的反应，
、
时-lg(
)=0.1，则
=10-0.1，利用数学关系式可求出
，根据反应
可知，生成的M+即为转化的
，则
的转化率为
；故答案为：b；
。
【例3】H2用于工业合成氨：N2＋3H2
2NH3。将n(N2)：n(H2)＝1：3 的混合气体，匀速通过装有催化
剂的反应器反应，反应器温度变化与从反应器排出气体中NH3的体积分数φ(NH3)关系如图。
(1)反应器温度升高NH3的体积分数φ(NH3)先增大后减小的原因是 。
(2)某温度下，n(N2)：n(H2)＝1：3 的混合气体在刚性容器内发生反应，起始气体总压为2×l07Pa，平衡时总
压为开始的90%，则H2的转化率为 ，气体分压(p 分)＝气体总压(p 总)×体积分数，用某物质的
平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)，此温度下，该反应的化学平衡常数Kp＝
(分压列计算式、不化简)
【答案】
(1)温度低于T0时未达平衡，温度升高、反应速率加快，NH3的体积分数增大；高于T0时反应达平衡，由于
该反应是放热反应，温度升高平衡常数减小，NH3的体积分数减小
(2)20%
Pa-2
【详解】（1）温度低于T0时未达平衡，温度升高、反应速率加快，NH3的体积分数增大；高于T0时反应
达平衡，由于该反应是放热反应，温度升高平衡常数减小，NH3的体积分数减小。
（2）温度低于T0时未达平衡，温度升高、反应速率加快，NH3的体积分数增大；高于T0时反应达平衡，
由于该反应是放热反应，温度升高平衡常数减小，NH3的体积分数减小；设初始加入的N2为1 mol、H2为
3 mol ，温度、体积一定时气体物质的量之比等于压强之比，气体物质的量减少4×10 % =0.4 mol；
；
4-(4-2x)=0.4mol，得x=0.2，H2的转化率为
=20%，其中p0=2×l07Pa×0.9=1.8×107Pa；平衡常数
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=
Pa-2。
【例4】为减少CO2对环境造成的影响，可采用“CO2催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。恒温恒压
密闭容器中，加入2molCO2和4molH2，发生下列反应：
I．CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1
II．CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2
初始压强为p0，在300℃发生反应，反应达平衡时，CO2的转化率为50%，容器体积减小20%，则达到平
衡时H2的转化率为 ，反应II 的平衡常数K＝ (保留两位有效数字)。
【答案】55% 0.22
【详解】由于发生反应I，容器容积减小，设参加反应I 的二氧化碳的物质的量为xmol，则有关系式：
，
解得x=0.6mol，则参加反应I 的氢气的物质的量为1.8mol，生成甲醇的物质的量为0.6mol，生成水蒸气的
物质的量为0.6mol，而二氧化碳的转化率为50%，则参加反应II 的二氧化碳的物质的量为0.4mol，反应II
消耗氢气0.4mol，生成一氧化碳0.4mol，生成水蒸气0.4mol，平衡时容器中有二氧化碳1mol，氢气
1.8mol，甲醇0.6mol，水蒸气1mol，一氧化碳0.4mol，氢气转化率为
，设平衡时容器体
积为V，则反应II 的平衡常数
≈0.22。
【例5】甲醇水蒸气催化重整是当前制取清洁能源氢气的主要方法，其反应方程式为
。回答下列问题：
(1)将一定量的甲醇气体和水蒸气混合反应，a、b、c、d 对应四种不同催化剂。测得在300℃、320℃、
340℃和360℃温度下反应
甲醇转化率变化如图所示。在使用催化剂b 时保持反应温度为340℃，反应
甲醇的转化率为 ，判断依据是 。
(2)
甲醇气体和
水蒸气混合充入
恒容密闭容器中，控制反应温度为300℃、起始压强为
下进行反应，存在副反应：
。平衡时容器中
，此时
的浓度为 ，甲醇的转化率为 ，则甲醇水蒸气重整反
应的平衡常数
(结果保留一位小数)。
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【答案】
(1)90% 该反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，甲醇转化率增大，则
代表的温度为
，
由题图可得转化率为90%
(2)
90%
【详解】（1）题给反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，甲醇转化率增大，则
代表的温度为
，由题图可读出使用催化剂b 时，甲醇转化率为
。
（2）根据题意，反应体系中同时进行两个反应，设甲醇转化的物质的量为
，平衡时
物质的量为
，
平衡时容器中
，则
，则
，此时
的物质的量为
，其浓度为
；甲醇的转化率为
；平衡时
，
，平衡
时体系总物质的量为
，恒温恒容条件下，气体的压强之比
等于其物质的量之比，设平衡时总压强为
，则
，
，
，
，
，
，则甲醇水蒸气重整反应的平衡常数
。
【知识点5】速率常数与平衡常数的计算
1．速率常数
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
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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。
4．相同温度下，正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
（1）K 与k 正、k 逆的关系
对于反应：aA(g)＋bB(g)
pC(g)＋qD(g)，
则：v 正＝k 正·ca(A)·cb(B) (k 正为正反应速率常数)
v 逆＝k 逆·cp(C)·cq(D) (k 逆为逆反应速率常数)
反应达到平衡时v 正＝v 逆，此时：k 正·ca(A)·cb(B)=k 逆·cp(C)·cq(D)
，即：
（2）Kp与k 正、k 逆的关系
以2NO2
N2O4为例，v 正＝k 正·p2(NO2)，v 逆＝k 逆·p(N2O4)
反应达到平衡时v 正＝v 逆，此时：k 正·p2(NO2)＝k 逆·p(N2O4)
＝＝Kp，即：Kp＝
【例1】已知：
实验测得速率方程为
为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无
关)。向2L 恒容密闭容器中充入0.4 mol NO(g)和
发生上述反应，测得NO 的体积分数x(NO)与
温度和时间的关系如图所示。下列说法错误的是
A．化学反应速率：vc(正)>vb(逆)>va(逆)
B．T1温度下的
温度下的
C．b 点NO 的转化率为70%
D．正、逆反应活化能的大小关系为
(逆)
【答案】C
【详解】T1>T2，温度高T1的时x(NO)大，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热
反应，△H<0。
A．T1>T2，c 点未达平衡，b 点达平衡正逆反应速率相等且小于c 点，b 点温度和反应物浓度均大于a 点，
反应速率大于a 点，故化学反应速率：vc(正)＞vb(逆)＞vₐ(逆)，A 正确；
B．
，
，T1>T2，
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△H<0，温度高时K 值反而小，则T1温度下的
温度下的
，B 正确；
C．b 点NO 的体积分数x(NO)=0.2，设NO 的转化率为y，根据三段式有：
则有
，解得y=0.5=50%，C 错误；
D．反应为放热反应，△H<0，故正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)<Ea(逆)，D 正确
故选C。
【例2】向容积均为
的恒容密闭容器M(恒温
)、N(起始
，绝热)中分别加入
和
及相同催化剂发生反应：
。实验测得两个容器中
的物质
的量随时间的变化关系如表所示。该反应的反应速率
、
(
、
分别是正、逆反应的速率常数)。下列说法错误的是
时间/s
0
100
200
300
400
容器①中
容器②中
A．容器②表示容器N
B．该反应为放热反应
C．0~100s 内，容器①中
的平均反应速率
D．当容器①中反应进行到
时
【答案】D
【详解】A．表中容器②比容器①先达到平衡说明容器②温度高，而容器②中
转化率比较低，说明升
高温度，平衡逆向移动，反应为放热反应，故容器②表示容器N，A 正确；
B．容器②中
转化率比较低，说明升高温度，平衡逆向移动，反应为放热反应，B 正确；
C．平均反应速率
，C 正确；
D．
时达到平衡状态，
等于
，依据三段式可知
x=0.025，
=
，
，
D 错误；
故选D。
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【例3】
是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究
的分解对环境保护有重要意义。碘蒸
气的存在能大幅度提高
的分解速率，反应历程如下：
第一步
（快反应）
第二步
（慢反应）
第三步
（快反应）
实验表明，含碘时
的分解速率方程
（k 为速率常数）。下列表述正确的是
A．IO 为反应的中间产物
B．第一步对总反应速率起决定作用
C．
浓度与
分解速率无关
D．第二步活化能比第三步小
【答案】A
【详解】A．IO 在反应过程中生成又消耗，是中间产物，故A 正确；
B．慢反应是决速步骤，则第二步对总反应速率起决定作用，故B 错误；
C．根据反应历程可知碘单质是该反应的催化剂，
浓度与
分解速率有关，故C 错误；
D．活化能越大反应越慢，第二步活化能比第三步大，故D 错误；
故选A。
【例4】对于基元反应，如aA＋bB
cC＋dD，反应速率v 正=k 正·ca(A)·cb(B)，v 逆=k 逆·cc(C)·cd(D)，其中k
正、k 逆是速率常数，仅受温度影响。
已知
反应I 4NH3(g)＋5O2(g)
4NO(g)＋6H2O(g) ΔH1=-902 kJ·mol-1
反应Ⅱ 8NH3(g)＋6NO2(g)
7N2(g)＋12H2O(g) ΔH2=-2740 kJ·mol-1
反应Ⅲ N2(g)＋O2(g)
2NO(g) ΔH3=＋182.6 kJ·mol-1
对于基元反应Ⅳ 2NO(g)＋O2(g)
2NO2(g) ΔH4，在653 K 时，速率常数k 正=2.6×103 L2·mol-2·s-1，k 逆
=4.1×103 L·mol-1·s-1。
(1)ΔH4= kJ·mol-1。
(2)计算653 K 时的平衡常数K= ，若升高温度， (填“k 正”或“k 逆”)增大的倍数
较大。
(3)653 K 时，若NO 的浓度为0.006 mol·L-1，O2的浓度为0.290 mol·L-1，则正反应速率为
mol·L-1·s-1。
【答案】(1)-114.1 (2)
k 逆 (3)2.7×10-2
【详解】（1）根据盖斯定律，由
×(反应Ⅰ×2-反应Ⅱ-反应Ⅲ×7)得反应Ⅳ，故ΔH4=
×(ΔH1×2-ΔH2-
ΔH3×7)≈-114.1 kJ·mol-1.；
（2）653 K 反应达到平衡时，v 正=k 正·c2(NO)·c(O2)=v 逆=k 逆·c2(NO2)，该温度下的平衡常数K=
=
。升
温，K 减小，
减小，k 逆增大的倍数较大；
（3）正反应速率v 正=k 正·c2(NO)·c(O2)，将数据代入，计算得到v 正=2.6×103×0.0062×0.290
mol·L-1·s-1≈2.7×10-2 mol·L-1·s-1。
【例5】在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温会使空气中的氮气和氧气反应，生成氮氧化物，某些硝
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酸盐分解，也会产生氮氧化物，已知如下反应：
①
②
实验测得
，
，
为速率常数且只受温度
影响。则化学平衡常数K 与速率常数
的数学关系是
。若将容器的温度改变为
时，其
，则
(填“>”“<”或“=”)。
【答案】
<
【详解】由反应达到平衡时，正逆反应速率相等可得：
，整理可得：
，由三段式数据可知，反应的平衡常数
，若将容器的温度改变为
时，其
，则
下平衡常数
，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，
升高温度，平衡向逆反应方向移动，则
；
第40 讲 化学平衡常数（Kc、Kp）及其相关计算（练习）
一、选择题：本题共15 小题，每小题3 分，共45 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要
求．
1．在容积不变的密闭容器中，将2.0mol CO 与10mol
混合加热到830℃，达到下列平衡：
。此时该反应的K 为1.0。求达到平衡时CO 转化为
的转化率
A．30%
B．60%
C．75%
D．83%
【答案】D
【详解】设
的转化量为
，根据三段式计算
，
平衡常数表达式为：
CO 的转化率为：
，故D 正确；
故答案为：D。
2．
快速消除烟气中的
的反应原理为：
。反应装置示意图如图所示。下列关于该反应的说法不正确的是
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A．该反应
B．上述反应平衡常数
C．选择高效催化剂可降低反应的焓变
D．增大压强可提高
的转化率
【答案】C
【详解】A．根据反应方程式可知，反应物气体系数之和小于生成物气体系数之和，即该反应ΔS＞0，故
A 说法正确；
B．根据平衡常数的定义可得
，故B 说法正确；
C．使用催化剂，可以降低活化能，但不能降低反应焓变，故C 说法错误；
D．随着压强增大，水变为液体，该反应变为气体分子数减小的反应，则增大压强平衡正向移动，可提高
的转化率，故D 说法正确；
故答案为C。
3．工业上生产苯乙烯主要采用乙苯脱氢工艺：
。某条件下
无催化剂存在时，在恒容容器中充入
，该反应的正、逆反应速率v 随时间t 的变化关
系如图所示。下列说法正确的是
A．加入催化剂，
时可能达到平衡状态
B．曲线①表示的是逆反应的v-t 关系
C．
时间内，容器内气体的平均摩尔质量增大
D．
时，向容器中再充入
，反应再次达到平衡时
的转化率
增大
【答案】A
【详解】A．加入催化剂能同等程度加快正逆反应速率，缩短达到平衡的时间，无催化剂时平衡在
达
到，加入催化剂后达到平衡时间提前，
可能达到平衡，A 正确；
B．反应为乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应物浓度最大，生成物浓度为0，反应开始时正反应速率最大，
逆反应速率为0，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，因此曲线①为正反应速
率，曲线②为逆反应速率，B 错误；
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C．
时间内反应正向进行，气体总质量不变，气体总物质的量增大，气体平均摩尔质量减
小，C 错误；
D．
时再充入乙苯，恒容下相当于增大压强，平衡逆向移动，乙苯转化率减小，D 错误；
故答案选A。
4．生物质合成气可用于合成燃料甲醇。某化学学习小组用
和
模拟工业合成甲醇。已知：
。学习小组考查了其他条件不变的情况下，温度
和压强对反应的影响，实验结果如下图所示。
下列说法正确的是
A．
，
B．
的平衡转化率
，
C．化学反应速率
，
D．化学平衡常数
，
【答案】B
【详解】A．温度越高，反应速率越快，由图，T2温度下反应更快到达平衡，故T2>T1，压强越大，浓度越
大，反应速率越快，由图，P2压强下反应更快到达平衡，故P2>P1，A 错误；
B．正反应放热，温度升高，平衡逆向移动，CO 平衡转化率减小，故CO 的平衡转化率：T1>T2，正反应气
体物质的量减小，故压强增大有利于正反应，即CO 的平衡转化率：P1<P2，B 正确；
C．温度、压强越大，反应速率越大，化学反应速率
，
，C 错误；
D．平衡常数仅与温度有关，故KC=KD，D 错误；
故选B。
5．将
与
放入
的密闭容器中，在一定条件下反应：
达到平衡，测得平衡时
的浓度为
。则此条件下反
应：
的平衡常数K 为
A．2
B．1
C．0.5
D．0.25
【答案】C
【详解】根据题干信息，根据三段式可知：
反应平衡常数：
；
逆反应
平衡常数：
；
24
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答案选C。
6．在恒容密闭容器中发生反应：
，测得
的平衡
转化率与起始投料比[
，
分别为
、
、
]、温度关系如图所示。下列说法错误的是
A．
B．曲线
代表的投料比为
C．若
下，测得
点对应的总压强为
，则
分压
D．保持
不变，向
点反应体系中再加入
和
，平衡后
转化率小于
【答案】D
【详解】二氧化碳浓度不变时增大氨气的浓度，平衡正向移动二氧化碳转化率增大，则a、b、c 分别代表
的投料比为1：1、2：1、3：1，据此解答：
A．同一投料比下，升高温度，CO2转化率减小，平衡逆向移动，正反应放热，ΔH<0，故A 正确；
B．据分析，曲线a 代表的投料比为1：1，故B 正确；
C．曲线c 投料比为3：1，假设NH3和CO2初始物质的量分别为3mol 和1mol，平衡时CO2转化率为x，则
平衡时NH3的物质的量为(3-2x)mol，CO2的物质的量为(1-x)mol，T1℃下，M 点总压强为
，因此
分压
，故C 正确；
D．N 点初始投料比为2：1，假设NH3和CO2初始物质的量分别为2mol 和1mol，可计算
，向
点反应体系中再加入
和
，假设压强不变，则
，
但此时压强大于
，平衡应正向移动，平衡后
转化率大于y，故D 错误；
故答案为D。
7．向体积均为1L 的两恒容密闭容器中分别充入2molX 和1molY 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
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A．甲容器的反应速率比乙容器小
B．c 点Y 的转化率为50%
C．a 点气体平均相对分子质量比c 点小
D．a 点平衡常数比b 点小
【答案】D
【详解】A．甲容器为绝热过程，该反应放热导致温度高于恒温的乙容器，温度越高反应速率越快，故甲
的反应速率比乙快，A 错误；
B．由三段式分析可知，
，c 点压强为起始时的一半，则有2-
x+1-0.5x+0.5x=1.5mol，解得x=1.5mol，则Y 的转化率为
=75%，B 错误；
C．气体平均相对分子质量M=m/n(m 不变)，n 越小M 越大，甲容器因绝热温度高，平衡逆向移动(放热反
应升温逆向)，n(a)(甲平衡总物质的量)大于乙平衡n(b)，则M(a)<M(b)，若c 点为乙未平衡点，n(c)>n(b)，
则M(c)<M(b)，此时M(a)与M(c)大小不确定，C 错误；
D．平衡常数K 只与温度有关，该反应放热(ΔH<0)，温度升高K 减小，甲容器绝热温度高于乙(恒温)，故a
点(甲平衡)K 比b 点(乙平衡)小，D 正确；
故答案为：D。
8．臭氧层中能发生反应：
，该反应历程Ⅰ、Ⅱ如图所示，下列说法正确的是
A．催化反应①②均为放热反应
B．催化反应过程中，决定
分解反应速率的是反应②
C．
是反应①对应的正反应的活化能，
是反应②对应的逆反应的活化能
D．温度升高，总反应的正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡常数减小
【答案】C
【详解】A．由图可知，催化反应①为吸热反应，②为放热反应，故A 错误；
B．由图可知，反应①活化能大于反应②，则催化反应过程中，决定O3分解反应速率的是反应①，故B 错
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误；
C．正反应的活化能=过渡态能量-反应物能量，逆反应活化能=过渡态能量-生成物能量，则E1是反应①对
应的正反应的活化能，(E2+E3)是反应②对应的逆反应的活化能，故C 正确；
D．温度升高，总反应的正反应速率、逆反应速率均增大，该反应为放热反应，平衡逆向移动，平衡常数
减小，故D 错误；
故选：C。
9．逆水煤气变换反应：
。一定压力下，将1mol
和
充入初始体积为
的密闭容器中，测得
、
温度下
的摩尔分数随时间的变化关系如图所示。
下列说法错误的是
A．
B．
温度下达平衡时反应的平衡常数为2.5
C．平衡常数：
D．平衡时的气体体积：
【答案】B
【详解】A．温度升高（
），H2的摩尔分数减小，说明升温平衡正向移动，正向为吸热反应，
ΔH>0，A 正确；
B．该反应气体分子总数不变，
温度下，设平衡时H2转化量为x，初始n(H2)=n(CO2)=1mol，总物质的量
n=2mol。由图知平衡时H2摩尔分数为0.2，即
，解得x=0.6mol，平衡时n(H2)=n(CO2)=0.4mol，
n(CO)=n(H2O)=0.6mol，各成分的浓度比等于物质的量之比，则
，B 错误；
C．ΔH>0，升温平衡正向移动，平衡常数增大，故
，C 正确；
D．反应前后气体分子数不变，总n=2mol。恒压下V=nRT/P，
，则
，D 正确；
故选B。
10．已知甲烷分解反应
。其正反应速率方程为
，逆反应
速率方程为
(
和
为速率常数，只受温度影响)，1000℃达平衡时，
。下列说法不正确的是
A．为提高化学反应速率，应选择适合高温条件的催化剂
B．其他条件不变，降温再次达到平衡时，可能存在
C．恒温恒压下通入
气体，平衡正向移动，
减小
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D．根据该反应可推测，合成氨工业用熟铁作衬里代替钢铁是避免高压下氢气与碳反应
【答案】B
【详解】A．温度升高可以提升化学反应速率，催化剂可以提高化学反应速率，但催化剂对温度有要求，
故选择适合高温条件的催化剂，提高化学反应速率，A 正确；
B．1000℃达平衡时，
，其他条件不变，降温再次达到平衡时，可能存在
，反应为吸热反应，温度降低，K 值减小，B 错误；
C．恒温恒压下通入
气体，增加容积
减小，相当于减压，平衡正向移动， C 正确；
D．根据该反应可推测，合成氨工业用熟铁（含碳量低于钢铁）作衬里代替钢铁是避免高压下氢气与碳反
应，产生杂质，D 正确；
故选B。
11．以
作催化剂发生如下反应：
。下列说法正确的是
A．该反应可以在低温条件下自发进行
B．该反应的平衡常数
C．催化剂
能降低该反应的活化能，改变反应的焓变
D．该反应中每消耗
，转移电子数约为
【答案】A
【详解】A．该反应ΔH＜0 且ΔS＜0（气体分子数减少），根据ΔG=ΔH−TΔS，低温时ΔG＜0，反应可自
发进行，A 正确；
B．平衡常数表达式应包含所有反应物浓度，方程式中水为气态水，不能省略，则
，B 错误；
C．催化剂降低活化能，但焓变ΔH 由反应物和生成物决定，催化剂不改变ΔH，C 错误；
D．每消耗2molCH3CHO 转移2mol 电子（1mol 被氧化，1mol 被还原），故1molCH3CHO 转移1mol 电
子，D 错误；
故选A。
12．汽车尾气的排放会对环境造成污染，利用催化剂处理汽车尾气中的
与
，反应为
。一定温度下，在1L 恒容密闭容器中加入
和
发
生上述反应，达到平衡时，测得
，下列说法正确的是
A．汽车尾气中的
、
是因汽油不充分燃烧产生的
B．催化剂能加快反应速率，但不能改变汽车尾气中
的含量
C．反应达到平衡时，
的体积分数为
D．向平衡体系中再充入
和
，平衡向左移动
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【答案】C
【详解】A．汽车尾气中的
汽油不充分燃烧产生，
是气缸中的氮气和氧气在高温下产生，A 错误；
B．催化剂能加快反应速率，但可以通过加快反应速率改变汽车尾气中
的含量，B 错误；
C．1L 恒容密闭容器中加入
和
，达到平衡时，测得
，故平衡时
，列出三段式
，反应达到
平衡时，
的体积分数等于物质的量分数，为
，C 正确；
D．由C 项分析计算，该反应的平衡常数
，向平衡体系中再充入
和
时，
，平衡向右移动，D 错误；
故答案选C。
13．为消除
的污染，某实验小组研究用活性炭进行处理，发生反应：
，一定温度下，向体积不等的密闭容器中分别加入足量活性炭和
，反应相同时间后测得
的转化率与容器体积的关系如图所示。下列有关说法正确的是
A．容器内的压强
B．bc 段上述反应达到平衡状态
C．c 点状态下v(正)<v(逆)
D．该温度下反应的平衡常数K=
【答案】D
【详解】反应相同时间后，图中b 点NO2的转化率最高，则b 点恰好达到平衡状态，由于ab 曲线上对应容
器的体积小于b 点，NO2的浓度均大于b 点，NO2的浓度越大，反应速率越大，达到平衡的时间越短，所
以ab 曲线上反应均先于b 点达到平衡状态，反应正向是气体体积增大的反应，随着容器体积的增大，NO2
的转化率逐渐增大，b 点达到最大；b 点以后，随着容器体积的增大，压强越小，反应往正方向移动，NO2
的起始浓度减小，反应速率减慢，达到平衡的时间延长，所以bc 曲线上反应均未达到平衡状态，由于NO2
的起始浓度低，则反应正向进行，据此分析；
A．
为1mol，a 点反应0.4mol 二氧化氮、b 点反应0.8mol 二氧化氮，反应为气体分子数增加1 的反
应，结合反应，ab 反应后总的物质的量为1mol+0.4mol
=1.2mol、1mol+0.8mol
=1.4mol，由于V1＜
V2，则
，A 错误；
B．由分析，bc 曲线上反应均未达到平衡状态，B 错误；
C．由分析，c 点反应往正方向移动，c 点状态下v(正)>v(逆)，C 错误；
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D．a 点时反应达到平衡，a 点反应0.4mol 二氧化氮，结合方程式，生成氮气、二氧化碳分别为0.2mol、
0.4mol，平衡时二氧化氮0.6mol，则
，D 正确；
故选D。
14．含氮化合物在生活、生产、研究领域至关重要。我国学者在容积不变的刚性容器中按投料比
发生反应
，不同催化剂条件下，反应相
同时间测得
转化率与温度的关系如图所示。且研究表明该反应
，其中k 为速率常
数。下列说法正确的是
A．使用催化剂乙时，温度高于350℃
转化率下降是由于反应放热，达到平衡后，升高温度使平衡
逆向移动
B．使用催化剂甲比使用催化剂乙正反应的
更小
C．对于该平衡反应其他条件不变，加压或降温均能使平衡正向移动，平衡常数增大
D．
℃的初始速率为
，当
转化率为50%时，反应速率为
，由此可知
【答案】D
【详解】A．温度高于350℃时NO 转化率下降，可能是催化剂乙在高温下失活导致反应速率减慢，而非一
定达到平衡后平衡逆向移动（无法排除催化剂失活的影响），A 错误；
B．焓变ΔH 只与反应的始态和终态有关，与催化剂无关，使用不同催化剂不改变ΔH，B 错误；
C．该反应为气体分子数减小的放热反应，加压平衡正向移动，但平衡常数K 仅与温度有关，加压时K 不
变；降温平衡正向移动，K 增大，故“加压使平衡常数增大”错误，C 错误；
D．初始投料比
=1，设初始浓度c(H2)=c(NO)=c，初始速率v0=kcm(H2)c2(NO)=kcm+2。H2转化率50%
时，c(H2)=c(NO)=0.5c，此时速率v=k(0.5c)m(0.5c)2=kcm+2·0.5m+2=v₀·0.5m+2。已知v=0.0625v₀=v₀·(0.5)4，故
0.5m+2=0.54，解得m=2，D 正确；
故本题选D。
15．二氧化碳可氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应：
Ⅰ．
Ⅱ．
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向10L 的恒容密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2，不同温度下，测得5min 时(反应均未达到平衡)的相
关数据如下表，下列说法错误的是
温度/K
T1
T2
T3
乙烷转化率/%
2.0
12.0
20.0
乙烯选择性/%
95.0
75.0
60.0
注：乙烯选择性
A．反应Ⅰ的平衡常数：
B．温度升高对反应Ⅱ更有利
C．其他条件不变，容器内改为恒压，乙烷平衡转化率增大
D．T2 K 时，0~5min 内，
【答案】D
【详解】A．反应Ⅰ的
，反应Ⅱ的
，均为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数
增大，乙烯的转化率升高，由表格数据可知T1＜T2＜T3，所以
，故A 正确；
B．由表格数据可知，升高温度，乙烷转化率增大，但是乙烯选择性降低，说明升高温度对反应Ⅱ更有
利，故B 正确；
C．其他条件不变，容器内改为恒压，相对于恒容容器，相当于减小压强，反应Ⅰ、反应Ⅱ平衡正向移
动，乙烷的平衡转化率增大，故C 正确；
D．T2 K 时，乙烷的转化率为12.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×12.0%=0.24mol，而此温度下
乙烯的选择性为75%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.24mol×75%=0.18mol，故转化为CO 的乙烷的
物质的量为
，根据反应方程式可得，生成CO 的物质的量为0.24mol，则0~5min
内，
，故D 错误；
故选D。
二、非选择题：本题共5 小题，共55 分。
16．硫化氢是一种剧毒化合物，广泛存在于石油化工、冶金等行业的废气中，需要回收处理并加以利用。
(1)已知反应：①
②
则反应③
的
。任意写出2 条能使反应
③中
平衡转化率增大的措施： 。
(2)硫化氢与甲醇合成甲硫醇(
)，比较沸点：甲硫醇 (填“
”或“<”)甲醇。
(3)
可用于高效制取氢气，发生的反应为
。开始时，当
与
混合，在
及不同温度下反应达平衡时
、
及
的体积分数如图所示。
31
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①曲线表示的物质是 ，
(填“>”或“<”)0。
②该反应在
点对应温度下的平衡常数
(
为以分压表示的平衡常数，分压
总压
物质的量分数)。
③
、
点对应温度下，起始时若
的物质的量为
，
的平衡转化率明显降低，其原因是
。
【答案】
(1)
升高温度，减小压强，增大二氧化碳浓度，分离出生成物
(2)<
(3)
> 1.01 恒温恒压条件下，
的物质的量减小，则
的分压增大，平衡向压强减小
的方向移动，即平衡逆向移动
【详解】（1）由盖斯定律可知，
。该反应为反应后气体分子数增大的吸
热反应，所以能提高反应③中
平衡转化率的措施有升高温度、减小压强、增大二氧化碳浓度或分离出
生成物等；
（2）由于氧原子电负性较强，所以甲醇分子间存在氢键，故甲硫醇沸点小于甲醇；
（3）①反应中，
、
的变化趋势相同，且
的物质的量为
的两倍，故图中曲线
表示的物质是
，曲线表示的物质是
，曲线
表示的物质是
。随着温度的升高，
的体积分数逐渐减小，平衡
正向移动，说明正反应为吸热反应；
②
点时，
和
的平衡体积分数相等，列三段式：
，解得
，
，
，则平衡
常数
；
③恒温恒压条件下，
的物质的量减小，则
的分压增大，平衡向压强减小的方向移动，即平衡逆向移
动。
17．尿素
是目前使用量较大的一种化学氮肥。工业上用氨气和二氧化碳在一定条件下合成尿
素，反应原理为
。回答下列问题：
32
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(1)研究发现，合成尿素的反应机理分两步：
Ⅰ．
(快反应)
Ⅱ．
(慢反应)
①反应
。
②下列图像能表示上述反应历程能量变化的是 (填字母)。
(2)一定温度时，在固定体积的密闭容器中按
的物质的量之比加入
和
，测得反应过程中某些物
质的浓度的变化曲线如图所示。
①曲线p 表示的是 (填物质名称)的浓度变化。
②在
内，
的平均反应速率为
。
(3)HN=C=O 是合成尿素的中间体，在一定温度下，向固定体积的某密闭容器中加入等量的
和
，发生反应：
(反应物的能量总和大于生成物的)。测得两种
不同温度下，平衡时
[
表示氨气的分压，分压
总压该组分的物质的量分数，单位为
]与
的关系如图所示。
①图中
(填“>”“<”或“=”)。
②在
时，此反应的标准平衡常数
。
33
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已知：
，标准平衡常数
，
。
，
，
分别为各组分的平衡分压。
(4)我国科学家设计电催化二氧化碳和某酸性废水(含
)在常温下合成尿素。通入二氧化碳到酸性废水(含
)中达到饱和，则通入二氧化碳的电极名称是 (填“阳极”或“阴极”)，电极反应式为
。
【答案】
(1)-87 C
(2)二氧化碳 0.005
(3)＜
(4)阴极
【详解】（1）①Ⅰ．
(快反应)
Ⅱ．
(慢反应)
根据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ得反应
，则
。
②第一步为放热反应，第二步为吸热反应，总反应放热；第二步反应为慢速反应，则第一步的活化能小于
第二步的活化能，能表示尿素合成塔中发生反应的能量变化历程的是C；
（2）①氨气和反应产物的浓度变化量比为2:1，二氧化碳和反应产物的浓度变化量比为1:1，根据图像可
知，曲线p 表示的是二氧化碳的浓度变化。
②在
内，二氧化碳的浓度降低0.05mol/L，则氨气的浓度降低0.1mol/L，
的平均反应速率为
。
（3）①
正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，
含
量降低，
减小，所以
<
。
②根据标准平衡常数的表达式，
时
、
，代入数据，可得
；
（4）
在阴极上得电子生成
，通入二氧化碳的电极名称是阴极；氮元素的化合价由+5 降
至-3，故生成尿素的电极反应式为：
。
18．一氧化碳在冶金工业、有机化工产品合成中有广泛的应用。
(1)一种含钴催化剂能催化甲酸得到高纯度的CO，基态Co 原子的价层电子轨道表示式为 。
I．甲酸有两种可能的分解反应：
①
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②
(2)反应
的
。
(3)一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的
，发生上述两个分解反应下列说法中能表明反
应达到平衡状态的是 (填标号)。
a．气体密度不变 b．气体总压强不变 c．
的浓度不变 d．CO 和
的物
质的量相等
(4)一定温度下，使用某催化剂时反应历程如下图，反应①的选择性接近
，原因是 ；升高
温度，反应历程不变，反应①的选择性下降，可能的原因是 。
II．甲烷和二氧化碳重整是制取合成气
和
的重要方法，主要反应有：
③
④
⑤
(5)恒温恒容条件下，可提高
转化率的措施有 (填标号)。
a．增加原料中
的量 b．增加原料中
的量 c．通入
气
(6)恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的
混合气，投料组成与
和
的平衡
转化率之间的关系如下图。
i．投料组成中Ar 含量下降，平衡体系中
的值将 (填“增大”“减小”或“不
变”)。
ii．若平衡时Ar 的分压为p kPa，根据a、b 两点计算反应⑤的平衡常数
(
)(用含p 的
代数式表示，
是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压物质的量分数)。
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【答案】
(1)
(2)-41.2
(3)bc
(4)原因是反应①的活化能低，反应②活化能高，反应②进行的速率慢 催化剂在升温时活性降低或升
温时催化剂对反应②更有利
(5)b
(6)增大
【详解】（1）钴（
）的原子序数为27，其基态原子的电子排布为
。价层电子轨
道表示式为
（2）由盖斯定律，②－①可以得到目标反应，则
；
（3）a．气体质量是定值，体积是固定的，密度始终不变，气体密度不变，不能说明达到平衡状态；b．
两个反应均为气体体积增大的反应，则随着反应进行，压强变大，压强不变是平衡状态；c．气体浓度不
变是平衡状态的标志，则浓度不变，是平衡状态；d．CO 和
物质的量相等，不能说明其浓度不变，不
能判断达到平衡状态；故选bc；
（4）反应①的选择性接近100%，原因是反应①的活化能低，反应②活化能高，反应②进行的速率慢，所
以反应①的选择性接近100%；反应①是吸热反应，升高温度平衡会正向移动，会有利于反应①，但反应
①选择性下降，可能原因是催化剂在升温时活性降低或升温时催化剂对反应②更有利；
（5）a．增加原料中
的量，
自身转化率降低；b．增大原料中
的量，
转化率增大；c．通
入Ar，各物质浓度不变，平衡不移动，
转化率不变；故选b；
（6）i．如图可知，恒压时，随着Ar 含量上升(图像从右到左)，反应物的分压减小，相当于减压，平衡正
向移动，压强不影响反应④平衡移动；则随着Ar 含量下降，反应③和⑤平衡逆向移动，但甲烷的转化率
下降的更快，而反应①甲烷二氧化碳转化率相同，说明反应⑤逆移程度稍小，但CO 减小的少，则
增大；
ii．设初始投料：
，平衡时，甲烷转化率为20%，二氧化碳的
转化率为30%，则平衡时：
；
；
根据碳元素守恒：
；
根据氧元素守恒：
；
根据氢元素守恒：
；
平衡时，气体总物质的量
；Ar 的分压为p kPa，则
总压为5.8p kPa，
、
、
、
，反应⑤的平衡常数
。
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19．一碘甲烷
热裂解可制取乙烯等低碳烯烃，热裂解时发生如下反应：
反应I：
反应II：
反应III：
(1)反应IV：
。
(2)已知
(K 为平衡常数，R 和C 为常数)。lnK 与
的关系如图所示．反应II 对应的曲线为
(填标号，下同)，反应III 对应的曲线为 。
(3)TK 时2L 的刚性容器投入
，发生反应I 和II，测得
随时间的变化如下表：
t/min
0
1
2
3
4
5
0.320
0.226
0.160
0.112
0.080
0.056
2~4min
①
内，HI 的平均生成速率为 。
2min
②
时，测得
，则此时压强与起始压强之比为 。
(4)500kPa 时投入
，发生反应I、II、III。平衡时，温度对乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影
响如图所示。
①随着温度升高，
平衡物质的量分数先增大的原因是 。
②温度为715K 时，反应I 的
。
715K
③
时，保持压强不变，若向平衡体系中再通入
，重新达到平衡后，分压
将
(填“增大”、“减小”或“不变”)，
将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】
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(1)+66
(2)
④
③
(3)0.02 mol∙L-1∙min-1 19：16
(4)升高温度，反应I 正向移动使
分压增大，
)分压增大对反应II 的影响大于升高温度对反
应II 的影响，使反应II 正向移动 320kPa 不变 不变
【详解】（1）由盖斯定律可知，1.5×I+0.5×II 可得
。
（2）已知
，因为反应Ⅱ和Ⅲ的
，为放热反应，升高温度，K 值减小，所以lnK 的斜
率为正。
的绝对值越大，斜率越大。故表示反应Ⅱ的曲线编号为④、表示反应Ⅲ的曲线编号为③。
（3）①2~4min 的过程中，在2L 的容器中反应了2min，
减少了0.08mol，同时生成了0.08molHI，
。
2min
②
时，容器中存在
，
，反应了
，产生0.16molHI，
同时生成
，剩余
。
时容器中气体的总物质的量为：
，初始气体总物质
的量为0.32mol。故此时压强与初始压强之比为
。
（4）①升高温度，反应Ⅰ正向移动使
分压增大（或浓度增大），
分压增大对反应Ⅱ的影
响大于升高温度对反应Ⅱ的影响，使反应Ⅱ正向移动；
②温度升高，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ逆向移动，则
的物质的量分数一直增大，可知温度为
715K 时，
的物质的量分数为4%，
的物质的量分数为8%，
的物质的量分数为
。设平衡
时
，则
，则
，
，由
，解得
。此时总物质的量为：
，平衡时
，
，
；
③恒压条件，再通入
，与题干投料方式相同，达平衡后，各物质百分数相同，因此分压
不变，
也不变，因此
也不变。
20．2024 年，中国汽车全年产销超过3100 万辆，连续16 年稳居全球第一。人们在享受便利的同时，汽车
尾气对大气环境造成了严重污染。减少汽车尾气的排放是环境保护的重要内容之一，请回答下列问题：
(1)已知生成尾气的相关热化学方程式：
I.
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II.
①对于反应I，其
0(填“>”或“<”)。
②若某反应的平衡常数表达式为
，则此反应的热化学方程式为 。
(2)
是一种清洁的高能燃料，某研究团队利用乙醇和水催化重整制取氢气，反应如下：
反应III：
反应IV：
压强为100kPa 时，
的平衡产率与温度、起始投料比
的关系如图所示(每条曲线上)
的平衡产率相等)。
b
①、c 两点
的平衡产率相等的原因是 。
②下列说法错误的是 (填序号)。
A．反应速率：
B．反应Ⅲ的平衡常数：
C．
的平衡转化率：
D．
和
的浓度之比不再变化可以作为平衡的标志
TK
③
时，将
和
的混合气体投入恒容密闭容器中发生反应，初始压强为
100kPa，平衡时容器内压强为120kPa，
的物质的量为2.6mol。平衡时
的分压= kPa，反应
IV 的平衡常数
(保留3 位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分
数)。
(3)光催化燃料电池(PFC)被认为是一种极具潜力的新能源技术，其工作原理如图所示(忽略溶液体积的变
化)。光照时，光阳极会产生
和空穴
，
能直接将燃料氧化，e 则通过外电路的形式导出到阴极形成
电流或者发生反应。
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①电池工作时，溶液中的
会向 (填“光阳极”或“Pt 电极”)迁移。
②光阳极上发生的化学反应为 。
【答案】
(1)>
(2)c 点温度高于b 点，升高温度，反应Ⅲ正向移动生成
的量等于反应IV 逆向移动消耗
的量 AC
65 0.385
(3)Pt 电极
【详解】（1）①反应I 是
的反应，根据
，故其
>0；
②若某反应的平衡常数表达式为
，平衡常数为生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之
积，故K 中的指数就是反应物中的系数，方程式可写为
，再根据盖斯
定律
。
（2）①b、c 点中，
的平衡产率相等，而c 点温度高于b 点，反应III 吸热，正向反应会生成
，反应
IV 放热，逆向反应会消耗
，故升高温度，反应III 平衡正向移动生成的量等于反应IV 逆向移动消耗的
量导致b、c 两点的平衡产率相等；
A
②．温度越高速率越快，故反应速率：
，A 错误；
B．反应III 是吸热反应，温度越高平衡正移，K 值越大，平衡常数：
，B 正确；
C．投料比：
，增大
量，反应III 平衡正向移动，平衡转化率增大，即乙醇平衡转化率：
；升
高温度，反应III 平衡正向移动，乙醇转化率：
，故乙醇平衡转化率：
；
的平衡转化
率：
，C 错误；
D．
和
的浓度之比不再变化可以作为平衡的标志，D 正确。
故选AC。
TK
③
时，将
和
的混合气体投入恒容密闭容器中发生反应，初始压强为
100kPa，平衡时容器内压强为120kPa，
的物质的量为2.6mol。
，
，平衡时
的物质的量为2.6mol，根据PV=nRT，物质的量之比等于分
压之比，平衡时
的分压
；
根据PV=nRT，物质的量之比等于分压之比，列三段式：
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平衡时
的分压
，起始时
的分压=75kPa，故
，再有总压=
，可得
，
，平衡时
、
、
、
，反应IV 的平衡常数
（3）光照时，光阳极会产生
和空穴
，
能直接将燃料氧化作负极，Pt 作正极。
①电池工作时，阳离子移向正极，故溶液中的
会向Pt 电极移动；
②光阳极上发生的化学反应为
。
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