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备战2025 年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义
考点41 化学平衡常数（Kc、Kp）、速率常数及相关计算
知识精讲
一．化学平衡常数（Kc）的含义及应用
二．化学平衡常数和转化率的有关计算（“三段法”）
三．压强平衡常数(Kp)
四．速率常数与平衡常数的计算
课后精练
选择题：
20
题
非选择题：
5
题
建议时长：
60
分钟
实际时长： 分钟
一．化学平衡常数（Kc）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。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．平衡常数与方程式的关系
1
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(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。
化学方程式
平衡常数表达式
相互关系
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)
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
(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。
2
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③当K>105时，可以认为反应进行完全。
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
二．化学平衡常数和转化率的有关计算（“三段法”）
（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
3
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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。
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
4
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高，产率越大。
产率＝×100%。
三．压强平衡常数(Kp)
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：
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＝
5
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四．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
(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)
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反应达到平衡时v 正＝v 逆，此时：k 正·p2(NO2)＝k 逆·p(N2O4)
＝＝Kp，即：Kp＝
1．已知：
。不同温度下，向恒容密闭容器中按不同进料比
充入
和
，测得体系达平衡时的
(
，
为体系初始时气体混
合物的总物质的量，
为体系平衡时气体混合物的总物质的量)随
的变化关系如图所示。下
列说法正确的是
A．
B．b、c 点，
的转化率相等
C．
时，若
，则平衡常数
D．a、b 点，a 点对应的
的物质的量分数更大
2．
下，向密闭容器中充入等物质的量的
和
，发生反应
，反应过程中物质的量浓度变化如图所示。反应速率可表示为
，
，其中
、
为速率常数。下列说法正确的是
7
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A．该反应在高温下一定能自发进行
B．
点时，
C．当
时，反应达到平衡状态
D．反应开始至平衡，用
表示的平均反应速率为
3．在一定温度下，将足量的
加入密闭的恒容容器中。起初容器内充满氦气，一段时间后
分解
达到平衡，发生的反应如下：
反应：
反应
：
已知两个反应的焓变均为正值，且反应的平衡常数
远大于反应
的平衡常数
，则下列说法错误的是
A．反应过程中
B．反应达到平衡后
C．反应达到平衡后
D．若适当升高温度，反应重新达到平衡后
和
会变大
4．一定条件下合成乙烯
；已知温度对
的平衡转化率和
催化剂催化效率的影响如图，下列说法正确的是
A．平衡常数
B．
，催化剂对
平衡转化率的影响最大
C．为了提高乙烯单位时间内的产率应尽可能选择低温
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D．若投料比
，则图中
点时，
的体积分数约为
5．向一恒容密闭容器中加入1mol CH4和一定量的CO2，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
，当容器内物质的总摩尔质量不变时，反应达到平衡状态
6．McMorris 测定和计算了在
范围内下列反应的平衡常数
。
得到
和
均为线性关系，如下图所示，下列说法正确的是
9
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A．NOCl 分解为
和
的逆反应的
大于0
B．反应
的
C．反应
的
大于0
D．
的单位为
7．在恒温恒容密闭容器中充入一定量
，反应关系如下：
反应②和③的速率方程分别为
和
分别为反应②和③的速率常数，反应③的活化
能大于反应②。测得
的浓度随时间的变化如下表。下列说法正确的是
0
1
2
3
4
0.20
0.153
0.12
0.096
0.080
A．
内，X 的平均反应速率为
B．若压缩容器容积，平衡时Y 的产率减少
C．若
，平衡时
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D．若降低温度，平衡时
增大
8．温度为
时，在容积为
的恒容密闭容器中发生反应：
。实验
测得：
，
为速率常
数，受温度影响。不同时刻测得容器中
如表：
时间/s
0
1
2
3
4
5
0.20
0.10
0.08
0.065
0.06
0.06
0.10
0.05
0.04
0.0325
0.03
0.03
下列说法正确的是
A．
内，该反应的平均速率
B．其他条件不变，往原容器中再通入
和
，则达到新的平衡时
体积分数减小
C．其他条件不变，移走部分
，则平衡正向移动，平衡常数增大
D．当温度改变为
时，若
，则
9．工业上可采用还原法处理一氧化氮气体，其原理为
，该反应为
放热反应。经实验证明，正反应速率可以表示为
，逆反应速率可以表示为
，
、
为速率常数，与浓度无关。下列有关说法错误的是
A．压缩容器的容积，正逆反应速率都增大，且正反应速率增大的倍数较大
B．当反应达到平衡时，各物质的浓度不再改变，反应停止
C．若反应在恒容密闭容器中进行，通入He 后正逆反应速率都不变
D．该反应中2mol NO（g）和2mol
的总能量大于1mol
和2mol
的总能量
10．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
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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
11．NH3、N2H4、NO、NO2、NH4NO3等是氮的重要化合物。实验研究表明，在特定条件下，合成氨反应
的速率与反应物的浓度的关系式为：
(k 为速率常数)。NH3中的一个H 原子若
被-NH2取代可形成N2H4，N2H4的燃烧热为624 kJ/mol；NaClO 溶液氧化NH3制备N2H4，同时产生NaCl。
在上述特定条件下，下列关于反应
的说法正确的是
A．反应在任何温度下都能自发进行
B．反应物的总键能小于生成物的
C．使用催化剂能改变反应路径，降低反应的焓变
D．增大氨气浓度，反应速率一定加快
12．已知反应：
。在一定压强下，按
向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数
与温度
的关系，题图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中正确的是
A．图甲中：
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B．图乙中，A 线表示正反应的平衡常数
C．温度为
时，平衡时，丙烯的体积分数
为
D．若在恒容绝热的装置中进行上述反应，容器内压强始终保持不变
13．T℃时，向2L 的恒容密闭容器中加入
和
共5mol 发生反应
，下图为
和
按不同投料比反应达平衡时的相关数据，其中曲线a、b 表示反应物转化率，曲线c 表
示
的体积分数，下列分析不正确的是
A．曲线a 表示
的平衡转化率
B．当
，平衡时
体积分数最大
C．T℃时，该反应的平衡常数为25
D．M 点对应的
的体积分数小于23.5%
14．1，2－二甲基环丙烷的顺反异构体可相互转化：
。该反应的速率方程为：
（顺式），
（反式），
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
随时间的变化如图所示。下列说法正确的
是
A．反应速率：
（正）
（逆）
B．反应在
点达到平衡
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C．升高温度，k 正减小，k 逆增大，所以k 正<k 逆
D．
时发生反应，测得
，则
15．向某恒容密闭容器中充入等物质的量的PCl3(g)和Cl2(g)，发生如下反应：PCl3(g)+Cl2(g)
PCl
⇌
5(g)，测
得不同温度下PCl3(g)的转化率α 与时间的关系如图所示。其速率方程为v 正=k 正·c(PCl3)·c(Cl2)，v 逆=k
逆·c(PCl5)(k 正、k 逆是速率常数，只与温度有关)。下列说法错误的是
A．该反应的ΔH＜0
B．M 点：
＞
C．升高温度，k 正增大的倍数大于k 逆增大的倍数
D．T1时，若平衡体系中c(Cl2)=0.25 mol·L-1，则
=16
16．
是一种新型硝化剂，在
温度下可发生下列反应：
。
温度下的平衡常数为
。下列说法错误的是
A．反应的
B．该反应在高温下可自发进行
C．
温度下的平衡常数为
，
温度下的平衡常数为
，若
，则
D．
温度下，在体积为1 L 的恒温密闭容器中充入2 mol
，4 mol
，1 mol
，此时反应将
向正反应方向进行
17．可逆反应有一定的反应限度，平衡常数的大小能反映化学反应进行的程度。为测定可逆反应
的平衡常数K，实验步骤如下。
I．一定温度下，将0.01mol/L
溶液与0.04mol/L
溶液等体积混合。
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Ⅱ.待实验I 中反应达到平衡状态时，取V mL 上层清液，用
标准溶液进行滴定，达到终点
时，消耗
标准溶液
。
已知：
实验测得该反应平衡常数应为(用含
、
，
的代数式表示)
A．
B．
C．
D．
18．向刚性密闭容器中加入
和一定量的
，发生反应：
。不同温度下，
的平衡转化率随起始
的变化如
图所示。下列说法错误的是
A．温度：
B．A、B、C 点对应的平衡常数：
C．A、B、C 点对应的气体的平均摩尔质量：
D．A、B 点对应的压强：
19．工业上利用CO2和H2制备HCOOH，
。
15
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已知：①温度为
℃时，
；
②实验测得：
，
，
、
为速率常数。
下列说法错误的是
A．升高温度，反应
逆向进行
B．
℃时，密闭容器充入浓度均为
的CO2(g)、H2(g)，反应至平衡，则HCOOH(g)的体积分
数为
C．
℃时，
D．若温度为
℃时，
，则
20．南京理工大学朱卫华等人基于单簇催化剂(SCC)，提出了一种一氧化氮还原反应(NORR)的新型结构~
活性关系，经研究发现主要反应如下：
在T₁℃、100 kPa 反应条件下，向密闭容器中充入2 mol NO 和6 mol H2，发生上述反应，测得含氮元素占
比[如N2的含氮元素占比
与时间的关系如图所示。
已知：反应Ⅱ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅰ、Ⅲ的影响； Kp为用平衡时气体分压代替平衡浓度计算的
平衡常数，分压=总压×物质的量分数。下列有关说法正确的是
16
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A．曲线c 表示的是氨气的含氮元素占比
B．若选择对反应Ⅱ催化效果更好的催化剂，则 F 点将移向 E 点
C．Ⅰ点时，0~45 min 内用氨气表示的平均反应速率约为1kPa min⁻¹
⋅
D．若95 min 时达到平衡，则反应Ⅲ的平衡常数Kp的计算式为
21．在两个恒压密闭容器中均充入
、
，仅发生如下反应：
，测得
的平衡转化率随温度的变化如图所示。回答下列
问题：
(1)①
(填“>”或“<”)，图中A、B、C 三点的平衡常数
的大小关系是 。
②若温度为
、压强为
条件下，容器的初始体积为
，则达到平衡状态时
(保留两位小数)。
(2)A 点的平衡常数
(写出含
的代数式即可，气体分压=气体总压×气体的物质的量分数)。
(3)在反应
中，正反应速率为
，逆反
应速率为
，
、
为速率常数，受温度影响。已知
时，
，则该温度下，平衡常
数
；当温度改变为
时，若
，则
(填“>”“<”或“=”)。
(4)向恒容密闭容器中加入适量催化剂，并充入一定量的
和
发生上述反应，在不同温度、相同反应
时间，测得
的转化率与反应温度的变化关系如图所示。
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温度为
时，
的转化率降低，可能原因是 。
22．肼
具有高含氢量，被视为一种极具应用潜力的化学储氢材料。回答下列问题：
(1)
的电子式为 。
(2)
时
发生如下分解反应：
已知
的燃烧热
，则
完全燃烧生成氮气和水蒸气的
。
(3)
时，在一体积为
的恒容密闭容器中投入
发生分解反应，起始压强为
①下列示意图正确且能说明反应在进行到
时达到平衡状态的是 (填字母)。图
中
内该反应的平均速率
。
②若该分解反应的
分别为正、逆反应速率常数。达到
平衡后，若加入高效催化剂，
将 (填“增大”“减小”或“不变")；若升高温度再次达到平
衡，
将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
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③若达平衡时的压强为起始压强的 3
2，则
的平衡转化率
，平衡常数
。(分压=总压 物质的量分数
用平衡分压代替平衡浓度计算)
23．当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中
二氧化碳含量成为研究热点。
(1)CO2与H2反应合成HCOOH，是实现“碳中和”的有效途径。
已知：
△H= 。
(2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：①
；②
。25 ℃时，反应②的平衡常数为K2。已知溶液中CO2的浓度与其
在空气中的分压成正比(分压
总压物质的量分数)，比例系数为x mol·L-1·kPa-1。当大气压强为p kPa，大
气中CO2(g)的物质的量分数为y 时，溶液中c(H+)= mol/L (写出表达式，考虑水的电离，忽略
的电离)。
(3)在催化作用下，温度为T1 ℃时，将一定量CO2和H2充入密闭容器中发生如下反应：
主反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)
HCOOH(g)；
副反应Ⅱ：
。
① 实验测得反应Ⅰ：v 正=k 正c(CO2)·c(H2)，v 逆=k 逆c(HCOOH)，k 正、k 逆为速率常数。请写出反应Ⅰ平衡常
数的表达式Kc= 。已知lgk 与温度的关系如下图所示，T1 ℃下反应Ⅰ的Kc= 。(已知10-0.3=0.5)
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② 实验测得平衡时CO2的转化率及HCOOH 和CO 的选择性(
)随温度变化如图
所示。
曲线a 表示 。200℃~360℃，升高温度曲线b 对应纵坐标值减小的原因是 。
24．科学高效固氮是氮肥生产的重要研究方向。
Ⅰ．合成氨的原理为：
，请回答
下列问题：
(1)上述合成氨的反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为
，
为速率常数。相同
条件下反应物的浓度对合成氨速率的影响程度较大的是 ，减小
的浓度合成氨反应速率
(填“增大”或“减小”)。
II．
是一种温室气体，工业上以
和
为原料合成尿素(
)，对实现碳中和及农业生产
有着重要意义。
(3)尿素分子中电负性最大的元素是 ，
原子的价电子轨道表示式为 。
(4)合成尿素分图示的两步进行：
合成尿素的反应
达平衡时，其他条件不变，升高温度，平衡
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向 (填“正”或“逆”)反应方向移动。温度不变的条件下，在恒容密闭容器中按照2：1 的比
例通入
和
进行反应。下列状态可以判断该反应达到平衡的是 (填字母)。
a．
的体积分数不再改变 b．消耗1mol
，同时消耗1mol
c．混合气体的密度不再改变 d．混合气体的平均摩尔质量不再改变
(5)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1：1、2：1、3：1]、温度关系如下图。
为3 ：1 曲线是 ，若
℃下，测得
点的总压强为14kPa ，则该反应的
=
。(以平衡分压代替平衡浓度代入表达式，分压=总压×气体的物质的量分数)。
25．
与
反应合成HCOOH，是实现“碳中和”的有效途径。回答下列问题：
(1)已知：
ΔH= 。
(2)在催化作用下，温度为
时，将一定量
和
充入密闭容器中发生如下反应：
主反应Ⅰ：
副反应Ⅱ：
。
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①下图是不同催化剂电化学还原
生产HCOOH 的催化性能及机理，并通过DFT 计算催化剂表面该还原
过程的物质的相对能量，如图所示(带“*”表示物质处于吸附态)。
电化学还原
生产HCOOH，使用 作催化剂较优。
②实验测得反应Ⅰ：
，
，
、
为速率常数，温度为
时，
，则
(填“大于”“小于”“等于”)，判断依据是 。
③实验测得平衡时
的转化率及HCOOH 和CO 的选择性(产物的选择性：生成的HCOOH 或CO 与转化
的
的比值)随温度变化如图所示：
曲线b 表示 ，200℃~360℃，升高温度曲线b 对应纵坐标值减小的原因是 ；240℃时，平衡体
系中氢气的分压为
kPa，主反应Ⅰ的
(用x、y、
表示)。
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