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考点3 化学平衡常数及转化率的计算
1．3 年真题考点分布
年份
卷区
考点分布
化学平衡常数
转化率的计算
化学平衡图像
综合应用
2023
湖北
√
√
√
湖南
√
√
√
2022
海南
√
√
√
湖南
√
√
√
江苏
√
√
√
√
2021
湖北
√
√
√
湖南
√
√
√
2．命题规律及备考策略
【命题规律】近3 年新高考卷对于该专题主要考查：
（1）书写化学平衡常数表达式；
（2）计算平衡常数；
（3）运用平衡常数判断反应方向；
（4）平衡常数与外界因素关系。
（5）转化率的有关计算。
【备考策略】有关平衡常数和转化率的有关计算有所增加，常结合图像或表格进行考查，意在考查考生变化观
念与平衡思想、证据推理与模型认知的学科素养，以及知识整合、科学思维的关键能力。
【命题预测】化学平衡常数、反应物转化率将以生产、生活实际为载体，结合化学图像共同考查继续成为高考
命题热点。能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算，能利用平衡常数和浓度商的关系判
断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
考法
1 化学平衡常数及应用
1．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。
2．表达式
1
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(1)对于反应mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，K＝(计算K 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。固体和纯液体物质的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。
(2)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，化学反应方向改变或化学计量数改变，化学平衡常数均发生改
变。举例如下：
化学方程式
平衡常数
关系式
N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)
K1＝
K2＝
K3＝
N2(g)＋H2(g)
NH3(g)
K2＝
2NH3(g)
N2(g)＋3H2(g)
K3＝
3．注意事项
(1)K 值越大，反应物的转化率越高，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)催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡常数无影响。
4．应用
(1)判断可逆反应进行的程度
K 值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高；K 值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。
K
＜10－5
10－5～105
＞105
反应程度
很难进行
反应可逆
反应可接近完全
(2)判断化学反应进行的方向
对于可逆反应aA(g)＋bB(g)
cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：
Q＝，称为浓度商。
Q＜K
反应向正反应方向进行，v 正＞v 逆
Q＝K
反应处于化学平衡状态，v 正＝v 逆
Q＞K
反应向逆反应方向进行，v 正＜v 逆
(3)判断可逆反应的热效应
【典例1】（天津市河西区2023 届高三下学期二模）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
2
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C．逆反应速率减小
D．
的转化率增大
1. （江苏省海门中学2023 届高三下学期模拟）纳米级
具有优良的催化性能。工业上用炭粉在高温条件下
还原CuO 制取
：
，下列说法正确的是
A．其它条件不变，及时移出CO 可降低逆反应速率，提高
的产率
B．其它条件不变，加入更多的炭粉可加快正反应速率，提高CuO 的转化率
C．该反应的平衡常数表达式为
D．上述反应中生成1mol
，转移电子数目为
考法
2 转化率及其计算
1．明确三个量——起始量、变化量、平衡量
N2 ＋ 3H2
2NH3
起始量 1 3 0
变化量 a b c
平衡量 1－a 3－b c
①反应物的平衡量＝起始量－转化量。
②生成物的平衡量＝起始量＋转化量。
③各物质变化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量数之比。变化浓度是联系化学方程式、平衡浓度、起
始浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。因此抓住变化浓度是解题的关键。
2．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)平衡时混合物组分的百分含量＝×100%。
(4)某组分的体积分数＝×100%。
3．答题模板
反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，令A、B 起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后，A 的转化
3
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量为mx mol，容器容积为V L，则有以下关系：
mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)
起始/mol a b 0 0
转化/mol mx nx px qx
平衡/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)
则有：①K＝
②c 平(A)＝ mol·L－1
③α(A)平＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝
④φ(A)＝×100%
⑤＝
⑥混＝ g·L－1[其中M(A)、M(B)分别为A、B 的摩尔质量]
⑦平衡时体系的平均摩尔质量：
＝ g·mol－1
4.平衡转化率的分析与判断方法
(1)反应aA(g)＋bB(g)
cC(g)＋dD(g)的转化率分析
①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。
②若只增加A 的量，平衡正向移动，B 的转化率提高，A 的转化率降低。
③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B 的浓度，等效于压缩(或扩大)容器容积，气体反应物的转化率与化学
计量数有关。
(2)反应mA(g)
nB(g)＋qC(g)的转化率分析
在T、V 不变时，增加A 的量，等效于压缩容器容积，A 的转化率与化学计量数有关。
增大c(A)
【方法技巧】转化率大小变化分析
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
4
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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
【典例2】（北京市第四中学2023 届高三模拟）向一容积可变密闭容器中充入等物质的量的A、B，发生反
应：2A(g)+2B(g)
3C(s)+4D(g)在不同压强下，该反应平衡常数随温度变化如表所示。下列判断正确的是
压强Mpa
平衡常数
温度/℃
1.0
1.5
2.0
300
a
b
16
516
c
64
d
800
160
f
g
A．c＞a，g＞f
B．正反应是放热反应
C．2.0MPa、800℃时，A 的转化率最小
D．1.5MPa、300℃时，B 的转化率为50%
1．（广东省深圳市高级中学2023 届高三模拟）氨催化氧化是硝酸工业的基础。工业上以氨气和氧气为原料，
利用“氨催化氧化法”生产NO，在Pt-Rh 合金催化剂作用下，发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ：
Ⅰ．4NH3(g) + 5O2(g)
4NO(g) + 6H2O(g)
Ⅱ．4NH3(g) + 3O2(g)
2N2(g) + 6H2O(g)
现将1 mol NH3、2 mol O2充入1L 恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下，反应相同时间内，生成物的物质的
量随温度变化曲线如图所示：
5
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已知：有效转化率=
×100%
下列说法不正确的是
A．该催化剂在低温时对反应Ⅱ的选择性更好
B．520℃时，NH3的有效转化率约为66.7%
C．工业上氨催化氧化生成NO 时，最佳温度应控制在840℃左右
D．高于400℃，n(N2)随温度升高而下降可能是反应Ⅱ的平衡逆向移动导致
考法
3 化学反应进程的方向
1．自发过程
(1)含义
不用借助外力就可以自动进行的过程。
(2)特点
①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或放出热量)。
②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
2．熵与熵变
(1)熵
描述体系混乱程度的物理量，符号为S。
熵值越大，体系混乱度越大。
(2)熵变
ΔS＝S(反应产物)－S(反应物)。
3．反应进行的方向
(1)判据
6
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(2)规律
①ΔH＜0，ΔS＞0 的反应任何温度下都能自发进行；
②ΔH＞0，ΔS＜0 的反应任何温度下都不能自发进行；
③ΔH 和ΔS 的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH＜0，ΔS＜0 时，低温下反应
能自发进行；当ΔH＞0，ΔS＞0 时，高温下反应能自发进行。
【特别提醒】对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。
【方法技巧】焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
ΔH
ΔS
ΔH－TΔS
反应情况
－
＋
永远是负值
在任何温度下均自发进行
＋
－
永远是正值
在任何温度下均非自发进行
＋
＋
低温为正，高温为负
低温时非自发，高温时自发
－
－
低温为负，高温为正
低温时自发，高温时非自发
【典例3】（河北省衡水市第二中学2023 届高三三调检测）尿素是重要的化工原料，也常用作氮肥。以氨为原
料合成尿素的相关反应如下：
①
；
②
；
③
；
④
。
下列叙述正确的是
A．反应①在较高温度下易自发进行
7
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B．反应②的平衡常数
C．在恒容密闭容器中发生反应②，当气体摩尔质量不变时反应达到平衡
D．
1．（江苏省南京师范大学附属中学2023 届高三下学期一模） 含氯化合物在生产生活中应用广泛。舍勒发现将
软锰矿和浓盐酸混合加热可产生氯气，该方法仍是当今实验室制备氯气的主要方法之一，工业上以
为原料
可制得
、
、
、
和
等。在催化剂
作用下，通过氧气直接氧化氯化氢制备氯气。该
反应为可逆反应，热化学方程式为
。对于反应
，下列说法正确的是
A．上述反应
B．上述反应平衡常数
C．其他条件相同，增大
，
的转化率减小
D．上述反应中消耗
，转移电子的数目为
【基础过关】
1．（江苏省南京市2023 届高三第二次模拟）反应
可实现
的资源化，下列说法正确的是
A．上述反应在任何温度下均可自发进行
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B．上述反应每消耗1mol
同时形成7mol σ 键
C．上述反应平衡常数
D．催化剂可以降低上述反应的焓变，提高化学反应速率
2．（海南省海口市海南中学2023 届高三下学期第二次模拟）一种制取晶体硅的反应为：SiHCl3(g)+H2(g)
Si(s)+3HCl(g)
=236.1 kJ·mol-1。下列说法正确的是
A．该反应在任何条件下均能自发进行
B．其他条件不变，增大压强，平衡常数K 减小
C．恒压下，充入一定量的惰性气体，平衡向逆反应方向移动
D．总体积一定，当反应体系内混合气体的密度不再发生变化时反应到达平衡
3．（天津市九校2023 届高三联考模拟）某温度下，发生反应
，
的平衡转化率(
)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是
A．将1mol
和3mol
置于1L 密闭容器中发生反应，放出的热量小于92.4kJ
B．平衡状态由A 到B 时，平衡常数
C．上述反应在达到平衡后，增大压强，
的产率减小
D．反应建立平衡后分离出部分
时，浓度商Q 大于平衡常数K
4．（河北省衡水市第二中学2023 届高三下学期三模）工业上利用硫(S)与
为原料制备
，在500℃以上
发生反应：
。在2L 密闭容器中充入1mol
和4mol
，发生
上述反应，测得平衡体系中硫蒸气的体积分数和温度的关系如表所示：
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温
度/℃
560
580
600
620
640
660
0.286
0.333
0.378
0.420
0.462
0.500
下列说法错误的是
A．在580℃达到平衡时，
的转化率为70%
B．该反应660℃的平衡常数
C．上述反应的正反应为吸热反应
D．起始充入1mol
和2mol
，620℃平衡时
5．（湖南省衡阳市部分学校2023 届高三下学期第二次联考）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
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
6．（广东省梅州市2023 届高三下学期第二次质检测）一定温度下，在
的密闭容器中，A、B、C 三种气体的
物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是
10
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A．X 点的
Y 点的
B．Z 点时反应达到平衡状态
C．B 的平衡转化率为30% D．保持温度、体积不变，
时充入
，正逆反应速率均增大
7．（浙江省金丽衢十二校2022-2023 学年高三第一次联考）用CH4还原SO2不仅可以消除污染，而且可以得到
单质S，反应如下：
t℃时，在容积为2L 的恒容密闭容器
中测的反应在不同时刻各物质的物质的量如下表：
物质的量(mol)时间(min)
物质
0
2
4
6
8
10
SO2
4.8
2.64
1.8
1.8
2.1
2.1
CO2
0
1.08
1.5
1.5
1.75
1.75
下列说法不正确的是
A．前2min 的平均反应速率v(CH4)=0.27mol·L-1·min-1
B．6min 时SO2的转化率等于10min 时SO2的转化率
C．其它条件不变，在第10min 后降低温度，可使容器中的CO2的浓度升高到1.4mol·L-1
D．向容器内通入适量的H2S，会使平衡逆向移动
8．（辽宁省大连市2023 届高三二模）在
恒温恒容密闭容器中投入
和
在一定条件下充分反
应，该反应是工业制硫酸的反应之一、
和
的物质的量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．达到平衡时，
的平均反应速率为
B．10 分钟时反应达到平衡，且此时
的平衡转化率为50%
C．容器内气体原子总数不再发生变化，能判断该反应达到平衡状态
D．在实际工业生产中，上述反应的反应条件是合适催化剂，加热，不需要加压
【能力提升】
1．（辽宁省实验中学2023 届高三第五次模拟）
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
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2．（重庆市第一中学校2023 届高三）在催化剂的作用下，氢气还原
的过程中可同时发生反应①②。
①
②
在恒温恒容密闭容器中，充入一定量的
及
，起始及达到平衡时，容器内各气体的物质的量及总压的部分
数据如下表所示。
总压
起始
0.5
0.9
0
0
0
1.4p
平衡
m
0.3
p
下列说法正确的是
A．反应①任意温度下均能自发进行
B．恒温恒容下，再充入
和
，反应①平衡右移，反应②平衡不移动
C．
D．反应②的平衡常数
3．（广东省惠州市2023 届高三下学期第一次调研）在体积为1 L 的恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol
H2，一定条件下反应：
。测得CO2和H2的浓度随时间变化如图所示。
下列说法正确的是
A．平衡时
的转化率为75%
B．平衡后充入惰性气体，平衡向正向移动
C．该条件下，第9 min 时
大于第3 min 时
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D．混合气体的密度不随时间的变化而变化，则说明上述反应达到平衡状态
4．（江苏省徐州市2023 届高三模拟）
与
重整是
利用的研究热点之一，该重整反应体系主要涉及
以下反应，且1300K 以上会产生积碳现象。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
(该反应只在高温下自发)
在一定压强和催化剂的条件下，将等物质的量的
和
通入重整反应器中，平衡时，
、
的物质的
量分数及转化率随温度变化的关系如图所示。
下列说法正确的是
A．
B．加入催化剂，可提高
的平衡转化率
C．平衡时
的物质的量分数随温度变化的曲线是b
D．温度高于1300K 后，曲线d 超过曲线c 的可能原因是升高温度有利于反应Ⅲ进行，导致
的转化率大于
的转化率
5．（河北省唐山市2023 届高三第三次模拟）在2L 恒容密闭容器中加入一定量A 和B，发生反应
。100℃时容器中A、B、C 物质的量随时间的变化关系如图一所示。不同温度下平衡时C
14
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的体积分数与A、B 起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列结论正确的是
A．100℃时前5min 平均化学反应速率
B．100℃时达平衡的体系中充入少量C(g)，达新平衡前v(逆)>v(正)
C．
D．某温度下平衡时B 的转化率随起始
的增大而先增大后减小
6．（海南省海口市2023 届高三模拟）天然气脱硝的反应原理为
。在1L 恒容密闭容器中充入3mol
(g)和2mol
(g)发生上述反应，平衡时
、
的物质的量分数与温度的关系如图所示，N 点表示410K 时
的物质的量
分数。下列说法正确的是
A．上述反应的正反应是吸热反应
B．443K 时，
和
的平衡转化率相等
C．N 点的正反应速率大于逆反应速率
D．443K 时该反应的平衡常数K 为4
7．（北京市北京理工大学附属中学2023 届高三模拟）工业上消除氮氧化物的污染，可用如下反应：
在温度
和
时，分别将
和
15
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充入体积为1L 的密闭容器中，测得
随时间变化数据如下表：下列说法错误的是
温
度
时间/min
n/mol
0min
10min
20min
40min
50min
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
…
0.15
A．10min 内，
时
的化学反应速率比
时小 B．温度：
C．平衡常数：
D．
8．（重庆市七校2023 届高三三诊考试）
时，存在如下平衡：
。该反应正、逆反应速
率与
的浓度关系为：
，
(
是速率常数)，且
与
的关系如图所示，下列说法正确的是
A．图中表示
的是线Ⅱ
B．
时，往刚性容器中充入一定量
，平衡后测得
为
，则平衡时
C．
时，该反应的平衡常数
D．
时向
恒容密闭容器中充入
，某时刻
，则此时
的转化率为
【真题感知】
16
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1.（2023·湖北卷第14 题）
为某邻苯二酚类配体，其
，
。常温下构建
溶液体系，其中
，
。体系中含Fe 物
种的组分分布系数δ 与pH 的关系如图所示，分布系数
，已知
，
。
下列说法正确的是（ ）
A. 当
时，体系中
B. pH 在9.5~10.5 之间，含L 的物种主要为
C.
的平衡常数的lgK 约为14
D. 当
时，参与配位的
2.（2023·湖南卷第13 题）向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，发生反应：
。CH4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
17
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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
3.（2022·海南卷）某温度下，反应
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
，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
4. （2022·湖南卷）向体积均为1L 的两恒容容器中分别充入
和
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
18
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A.
B. 气体的总物质的量：
C. a 点平衡常数：
D. 反应速率：
5.（2022·江苏卷）用尿素水解生成的
催化还原
，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。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. 上述反应中消耗
，转移电子的数目为
D. 实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
6.（2022·江苏卷）乙醇-水催化重整可获得
。其主要反应为
，
，在
、
时，若
仅考虑上述反应，平衡时
和CO 的选择性及
的产率随温度的变化如图所示。
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CO 的选择性
，下列说法正确的是
A. 图中曲线①表示平衡时
产率随温度的变化
B. 升高温度，平衡时CO 的选择性增大
C. 一定温度下，增大
可提高乙醇平衡转化率
D. 一定温度下，加入
或选用高效催化剂，均能提高平衡时
产率
7. （2021·湖南卷）已知：
，向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA 和3molB 发
生反应，t1时达到平衡状态I，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图
所示。下列说法正确的是（ ）
A. 容器内压强不变，表明反应达到平衡 B. T2时改变的条件：向容器中加入C
C. 平衡时A 的体积分数
：
D. 平衡常数K：
8．（2021·湖北卷）常温下，已知H3PO3溶液中含磷物种的浓度之和为0.1mol·L-1，溶液中各含磷物种的pc—
pOH 关系如图所示。图中pc 表示各含磷物种的浓度负对数(pc=-lgc)，pOH 表示OH-的浓度负对数[pOH=-
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lgc(OH-)]；x、y、z 三点的坐标：x(7.3，1.3)，y(10.0，3.6)，z(12.6，1.3)。下列说法正确的是
A．曲线①表示pc(H3PO3)随pOH 的变化
B．H3PO3的结构简式为
C．pH=4 的溶液中：c(H2PO )<0.1mol·L-1-2c(HPO
)
D．H3PO3+HPO
2H2PO 的平衡常数K>1.0×105
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