文档文本内容
第03 讲 化学平衡常数及其相关计算
目录
01 课标达标练
题型01 考查化学平衡常数的概念及表示方法
题型02 考查化学平衡常数的应用
题型03 考查平衡常数与转化率的有关计算
题型04 考查化学平衡常数的综合计算
题型05 考查分压平衡常数的计算
题型06 考查化学平衡结合图表数据的相关计算
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查化学平衡常数的概念及表示方法
1．（2025·四川雅安市·联考）硫及其化合物有着广泛的作用，合理应用和处理含硫的化合物，在生产生活
中有重要意义。某温度下，在恒容密闭容器中，利用甲烷可以除去SO3，反应为
。已知S8(g)为黄色，下列说法不正确的是
A．当容器内气体的颜色不再改变时，化学反应达到平衡状态
B．其他条件不变，增大压强会降低SO3平衡去除率
C．及时分离出H2O(g)，正反应速率逐渐减小，平衡向正反应方向移动
D．上述反应的化学平衡常数
2．空燃比是指机动车内燃机气缸内混合气中空气与燃料之间的质量比例，通过调节空燃比可控制机动车
尾气中
、碳氢化合物等污染物的排放。内燃机工作时，气缸中会发生反应
，下列说法正确的是
A．上述反应在高温下可以自发进行，则该反应
B．上述反应平衡常数表达式
C．气缸内温度升高，正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．实际应用中，控制气缸内空燃比越小，机动车尾气对环境的污染越小
3．（2025·四川名校4 月·联考）环己烯是工业常用的化工品，工业上通过催化重整将环己烷脱氢制备环己
烯。根据所学知识，回答下列问题：
（4）在723K、压强恒定为120kPa 条件下，向反应器中充入氩气和环己烷的混合气体，发生反应：
。
①环己烷的平衡转化率随
的增大而升高，其原因是___________。
②当
时，达到平衡所需时间为20min，环己烷的平衡转化率为
，则环己烷分压的平均转化
速率为___________
。
③该温度下，
___________。
（4）① 恒压条件下，增大Ar 的物质的量，相当于减小压强，平衡正向移动 ②. 3.5
. 80kPa
③
02 考查化学平衡常数的应用
4.（2025·湖南永州·模拟预测）一定温度下，向容积均为1L 的刚性容器中分别充入4molHCl 和1mol
，
发生反应：
，在绝热或恒温条件下发生上述反应，测得体系
的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．曲线甲表示绝热条件下发生的反应 B．该反应的正反应在低温下能自发进行
C．b 点时的平衡常数
小于
D．b 点逆反应速率大于c 点逆反应速率
5.（2025 高三上·黑龙江海伦市第一中学·期末）恒压条件下，
和
在密闭容器中发生反应
，反应达到平衡时，Ni(CO)4体积分数x 与温度的关系如图所示。下列说法正
确的是
A．
B．该反应的
C．M 点和N 点平衡常数K：
D．
，
时，
的转化率为
6．（2025·四川资阳市安岳中学·二模）CuCl2是一种重要的化工原料，常用于催化剂、媒染剂和消毒剂
等。
（5）在一定温度下，CuCl2在液态有机相中存在以下氯化络合反应：
Cu2++Cl-
CuCl+ K1=1.5
Cu2++2Cl-
CuCl2 K2=0.5
Cu2++3Cl-
CuCl K3=5×10-3
Cu2++4Cl-
CuCl K4=2.5×10-5
①反应Cu2++CuCl2
2CuCl+的平衡常数K=___________。
保持温度不变，改变某浓度CuCl2有机相稀溶液中Cl-的起始浓度，测得铜元素的部分微粒分布系数
与Cl-
平衡浓度关系如图所示。
A
②
点Cl-的浓度为___________(保留两位有效数字)，此时Cu2+的氯化络合转化率为___________。
03 考查平衡常数与转化率的有关计算
7．（2025·辽宁锦州·一模）一定温度下，在2L 的恒容密闭容器中发生反应A(g)+2B(g)
3C(g)。反应过
程中的部分数据如下表所示：
t/min
n(A)/mol
n(B)/mol
n(C)/mol
0
2.0
2.4
0
5
0.9
10
1.6
15
1.6
下列说法正确的是
A．该反应在10min 后才达到平衡
B．物质B 的平衡转化率为20%
C．平衡状态时，c(C)=0.6 mol·L-1
D．该温度下的平衡常数为
8．（2025·内蒙古·一模）恒温条件下，分别向体积为1L、2L 的两个密闭容器(分别编号为Ⅰ、Ⅱ)中充入
1molC2H6发生C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g)，10min 后测得剩余两个容器中C2H6的浓度分别为0.5mol/L、
0.2mol/L，下列说法不正确的是
A．平均反应速率：I>Ⅱ
B．该条件下，平衡常数的值K=0.5
C．两个均达到平衡状态
D．此条件下，容器I 达到平衡时，平衡转化率为50%
9.（2025·黑龙江·一模）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应原理为：
。已知在压强为aMPa 下，该反应在不同温度、
不同投料比时，CO2的平衡转化率如图所示。下列说法错误的是
A．该反应的△H<0
B．X 点时，H2的平衡转化率为65%
C．温度为500K 时，提高投料比
，该反应的平衡常数K 不变
D．恒温恒容条件下，气体的密度不变，不能说明该反应一定达到平衡状态
04 考查化学平衡常数的综合计算
10.（2025·黑龙江大庆·一模）工业上可通过羰基硫（COS）与水蒸气在一定条件下反应制备
，反应的
原理为
。一定条件下发生该反应，测得COS（g）的平衡
转化率与起始投料比
[
为定值]的关系如图所示，图中各点对应的反应温度可能相
同，也可能不同。
下列叙述错误的是
A．对e 点平衡体系适当降低温度，可使COS 的平衡转化率增大至50%
B．若a、e 两点对应的反应温度分别为
和
，则
C．b、c 两点对应的反应速率
，则
D．图中a 点条件下反应的平衡常数
11．(2025·江西景德镇二模)一定温度下，在三个体积
的恒容密闭容器中发生反应2X(g)
Y(g)＋
Z(g)。相关数据见下表，下列说法正确的是
容器编号
温度(℃)
起始物质的量(
)
平衡物质的量(
)
X
Y
Z
I
T1
2
0.8
II
T1
5
z
III
T2
5
1
A．T1C0时，该反应的平衡常数K=8
B．z=1.6
C．向容器III 再充入1molX 和1molY，此时v 正<v 逆
D．若T1＞T2，则该反应ΔH＜0
12．（2025·内蒙古·二模）25 ℃，向40 mL 0.05 mol/L 的FeCl3溶液中加入10 mL 0.15 mol/L 的KSCN 溶
液，发生反应：Fe3＋＋3SCN－
Fe(SCN)3，混合溶液中c(Fe3＋)与反应时间(t)的变化如图所示。(盐类的水
解影响忽略不计)下列说法正确的是
A．在该反应过程中，A 点的正反应速率小于B 点的逆反应速率
B．E 点对应的坐标为(0，0.05)
C．该反应的平衡常数K＝
D．t4时向溶液中加入50 mL 0.1 mol/L KCl 溶液，平衡正向移动
05 考查分压平衡常数的计算
13.（2025·湖南湘西·调研）将一定量的
固体置于恒容密闭真空容器中(固体试样的体积忽略不计)，
使其在50℃的恒温条件下分解：
。实验测得该体系的压强如表所示：
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
70
压强/kPa
0
0.66
1.28
1.78
2.20
2.50
2.50
2.50
已知：
为用各气体分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。
下列有关说法正确的是
A．当混合气体的平均摩尔质量不再随时间变化时，反应达到平衡
B．0～10 min，用H2S 的压强变化表示该反应的平均反应速率为
C．50℃时，
的分解反应的压强平衡常数
D．50℃时，若在65 min 时将容器的容积压缩至原来的
，再次达到平衡时，体系的压强大于2.50 kPa
14．（2025·四川泸州·一模）丙烯(CH2=CHCH3)是合成高聚物的重要原料。由丙烷生产丙烯有以下两种方
法。
【方法Ⅱ】CO2氧化丙烷脱氢制丙烯
除发生反应I 外，投入CO2还会发生反应Ⅱ：CO2(g)+ H2(g)
CO
⇌
(g)+ H2O (g)
（4）已知：C (s)+CO2(g)
2CO
⇌
(g) ΔH=+172.5kJ⋅mol
1
−
则计算反应Ⅱ的ΔH= kJ⋅mol
1
−。
（5）在压强为P kPa 条件下，下图分别是1mol 丙烷单独投料和丙烷、CO2各1mol 一起投料时，丙烷的平
衡转化率随温度变化的曲线。温度为900K 时，由图计算反应I 的压强平衡常数Kp= kPa；900K
投入CO2时，发生反应I 和II，计算CO2的平衡转化率a(CO2)= %(保留一位小数)。
15．（2025·吉林长春·一模）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造
磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
（1）将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s)
Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)
(Ⅰ)。平衡时pSO3－T 的关系如下图所示。660 K 时，该反应的平衡总压p 总＝________ kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)
＝________ (kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而________(填“增大”“减小”或“不变”)。
（2）提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)
2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，平衡时pO2＝________(用
pSO3、pSO2表示)。在929 K 时，p 总＝84.6 kPa、pSO3＝35.7 kPa，则pSO2＝________ kPa，Kp(Ⅱ)＝
________ kPa(列出计算式)。
06 考查化学平衡结合图表数据的相关计算
16.（2025·黑龙江·二模）已知反应X(g)+Y(g)
R(g)+Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 ℃
时，向一个2 L 的密闭容器中充入0.2 mol X 和0.8 mol Y，反应初始4 s 内v(X)=0.005 mol·L-1·s-1。下列说法
正确的是
温度/℃
700
800
830
1 000
1 200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
A．4 s 时容器内c(Y)=0.76 mol·L-1
B．830 ℃达平衡时，X 的转化率为80%
C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动
D．1 200 ℃时反应R(g)+Q(g)
X(g)+Y(g)的平衡常数K=4
17.（2025·辽宁·一模）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：
工业合成氨时，在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下
图所示。其中一种进料组成为xH2=0.75、xN2=0.25，另一种为xH2=0.675、xN2=0.225、xAr=0.10。(物质i 的
摩尔分数：xi=ni
n总
)
①图中压强由小到大的顺序为 ，判断的依据是 。
②进料组成中含有惰性气体Ar 的图是 。
③图3 中，当p2=20 MPa、xN H3=0.20 时，氮气的转化率α= 。该温度时，反应1
2
N2(g)+3
2
H2(g)
NH3(g)的平衡常数Kp= (MPa)-1(化为最简式)。
18.（2025·四川达州市·二模）空气是人类赖以生存的重要资源，其主要成分为N2、O2及少量CO2、H2等。
Ⅰ．早在18 世纪末，科学家就提出“向空气要面包”。
（1）请依据下表资料数据，选择常温下更适合生产的反应______（用反应序号表示），并说明选择的理
由__________。
298K、101kPa 时反应的焓变、熵变和平衡常数
化学反应
反应①：
反应②：
△H(kJ/mol)
-92.2
+90.25
△S(J/K/mol)
-198.2
+124
K
Ⅱ．为有效降低空气中CO2的含量，可采用其在固体催化剂表面加氢合成甲烷的方法，涉及的反应如下：
主反应：
副反应：
（2）向甲、乙两个体积相同的容器中加入
和
（假设只发生主反应），甲容器在恒温恒容
条件下进行，而乙容器则在绝热恒容条件下进行，两容器中压强（
）随时间变化曲线如图：
①甲容器中，从开始到
点，用H2分压变化表示的反应速率为______
（用p 表示）。
②乙容器中，从开始到a 点压强增大的原因是__________。
（3）
时，向
恒容密闭容器中充入
和
，初始压强为
，主、副反应均达到
平衡状态时，CO2的转化率为
，CH4的选择性为
，则主反应的平衡常数
______（CH4的选择
性
，列出计算表达式）。
1.（2025·辽宁·一模）在10 L 恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g)
M(g)＋N(g)。
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.10
0.40
0.080
③
800
0.20
0.30
a
④
800
0.10
0.15
b
下列说法正确的是
A.实验①中，若5 min 时测得n(M)＝0.050 mol，则0 至5 min 时间内，用N 表示的平均反应速率v(N)＝
1.0×10－2 mol/(L·min)
B.实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0
C.实验③中，达到平衡时，Y 的转化率为60%
D.实验④中，达到平衡时，b＝0.06
2．在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式：
反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)
H=
164.7kJ•mol
△
﹣
1
﹣；反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)
H=41.2kJ•mol
△
1
﹣；反应Ⅲ：2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)
H=
247.1kJ•mol
△
﹣
1
﹣。
向恒压、密闭容器中通入1mol CO2和4mol H2，平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所
示。下列说法正确的是
A．反应II 的平衡常数可表示为K=
B．图中曲线B 表示CO 的物质的量随温度的变化
C．该反应最佳控制温度在800℃~1000℃之间
D．提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂
3．（2025·四川·八市联考）乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应式为
，工
业上在裂解过程中可以实现边反应边分离出生成的氢气。在不同温度下，
在1.0L 恒容密
闭容器中发生该反应。
的移出率
[
]不同时，乙烷的平衡转化率与温度的
关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 由图可知：
B. 加入催化剂增大了活化分子百分数，但该反应的
不变
C.
则B 点体系中乙烯的体积分数约为50%
D. 若A 点，平衡常数
，
的移出率为20%
4．（2025·辽宁沈阳·二模）如图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图
中的压强分别为104 Pa 和105 Pa)。(已知：丙烷脱氢制丙烯为强吸热过程)
（1）104 Pa 时，图中表示丙烯的曲线是 (填“ⅰ”“ⅱ”“ⅲ”或“ⅳ”)。
（2）104 Pa、500 ℃时，主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp= (已知：气体分
压=气体总压×体积分数)。
5．（2025·四川·预测卷）我国科研团队探究了
合成
工艺效率的影响因素。
总反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
已知：①
表示转化率。②
表示选择性：
。
回答下列问题：
（1）
。
（2）绝热刚性容器中，若只发生反应I，下列条件可判断平衡的是_______(填标号)。
A．
消耗速率等于
生成速率
B．容器中压强不变
C．混合气体密度不变
D．混合气体的平均相对分子质量不变
（3）科研小组探究了不同温度下催化剂(A 和B)对
转化率、各产物选择性的影响，结果如图1 所示，
较适宜的催化剂是 (填“A”或“B”)。
（4）在适宜温度下
转化率较低，可通过调控进料比来提高。调控进料比时，反应相同时间，催化剂
对
转化率、各产物选择性的影响，结果如图2 所示。在进料比为4.0 时无
检出，可能的原因是
。
（5）若在
恒容容器中，按
和
进料，达平衡后，
转化率为
，达到平衡所用时间
为
，则
，总反应的平衡常数
。
（6）在工业生产实践中，选择的进料比低于4.0，可能的原因是 (答一点)。
6．（2025·巴中市·三模）环氧乙烷(
，简称EO)是有机合成中的常用试剂。EO 常温下呈气态，
易燃易爆，其爆炸极限为3~100%。近年来，常用乙烯、氧气、氮气(不参与反应)投料氧化法制备EO。部
分反应为：
主反应：
副反应：
（1）已知
，则EO
燃烧热为
___________
。
（2）①实际生产中，在压强为
的条件下，欲提高EO 的产率可采取的措施有___________。
A．高温 B．加入CaO 固体 C．选择合适的催化剂 D．适当增加氮气分压
②向温度为
，体积为
的容器中加入投料比为
的乙烯、氧气、氮气。已知平衡时：
，
(其中二碳化合物为分子中含两个碳原子的化合物)。
i．副反应的平衡常数
___________(列出算式，代入数据即可)。
ii．恒容条件下，EO 的产率与反应时间的关系如图1 所示，请在图中画出恒压条件下，相同投料比时，EO
的产率与反应时间的关系曲线___________。
（3）以
为催化剂的反应机理如图所示：
加入1，2-二氯乙烷会发生
。一定条件下，反应经过一定时间
后，EO 产率及选择性与1，2-二氯乙烷浓度关系如图所示。则随着1，2-二氯乙烷浓度增大，EO 产率先增
后减的原因是___________。
1．（2024·吉林卷）异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，
时其制备过程及相关物质浓度
随时间变化如图所示，
后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A．
时，反应②正、逆反应速率相等
B．该温度下的平衡常数：①>②
C．
平均速率(异山梨醇)
D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
2．(2024·山东卷，15，4 分) (双选)逆水气变换反应：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0。一定
压力下，按CO2，H2物质的量之比n(CO2)：n(H2)=1：1 投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关
系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k 分别为k1、k2。下
列说法错误的是
A．k1＞k2
B．T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值：
C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D．T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同
3．（2024·浙江·高考真题）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应：
I．
II．
向容积为
的密闭容器中投入
和
，不同温度下，测得
时(反应均未平衡)的相关
数据见下表，下列说法不正确的是
温度(
)
400
500
600
乙烷转化率(
)
2.2
9.0
17.8
乙烯选择性(
)
92.6
80.0
61.8
注：乙烯选择性
A．反应活化能：
B．
时，
反应I 的平均速率为：
C．其他条件不变，平衡后及时移除
，可提高乙烯的产率
D．其他条件不变，增大投料比
投料，平衡后可提高乙烷转化率
4．(2025·湖南卷) 一定温度下，CO、C2H4和H2(体积比为x：2：1)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应
器(入口压强为100kPa)发生反应i 和ii．有
存在时，反应ii 的反应进程如图1 所示。随着x 的增加，
C2H4的转化率和产物的选择性(选择性
)如图2 所示。
①根据图1，写出生成C4H10的决速步反应式_______；C4H10的选择性大于C4H8的原因是_______。
②结合图2，当x≥2 时，混合气体以较低的流速经过恒容反应器时，反应近似达到平衡，随着x 的增大，
C2H4的转化率减小的原因是_______；当x=2 时，该温度下反应ii 的Kp=__________(kPa)-2 (保留两位小
数)。
5．(2025·河北卷)煤化工路线中，利用合成气直接合成乙二醇，原子利用率可达100%，具有广阔的发展前
景。反应如下：2CO(g)＋3H2(g)
HOCH2CH2OH(g) ΔH。按化学计量比进料，固定平衡转化率
，探究
温度与压强的关系。
分别为0.4、0.5 和0.6 时，温度与压强的关系如图：
①代表
的曲线为 (填“L1”“ L2”或“L3”)；原因是 。
ΔH
②
0(填“>”“<”或“=”)。
③已知：反应
，
，x 为组分的物质的量分数。M、N 两
点对应的体系，
(填“>”“<”或“=”)，D 点对应体系的Kx 的值为 。
④已知：反应
，
，p 为组分的分压。调整进料比为
n(CO)：n(H2)=m：3，系统压强维持p0MPa，使
，此时Kp= MPa -4(用含有m 和p0的代
数式表示)。
6．(2025•河南卷，17)CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合，可生产高纯度合成气(H2+CO)，实现
碳资源的二次利用。主要反应如下：
反应Ⅰ：CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g) ΔH1＝+178kJ·mol−1
反应Ⅱ：CH4(g)＋CO2(g)
2CO(g)＋2H2(g) ΔH2＝+247kJ·mol−1
反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝+41kJ·mol−1
（5）在温度分别为T1、T2和T3下，CH4的平衡转化率与压强的关系如图2 所示，反应温度最高的是
(填“T1”“ T2”或“T3”)，原因是 。
（6）一定温度、100kPa 下，向体系中加入1.0 molCaCO3和1.0 molCH4，假设此条件下其他副反应可忽
略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO 物质的量为1.3 mol，反应
Ⅲ的平衡常数Kp= (保留小数点后一位)，此时原位CO2利用率为 。
已知：原位CO2利用率
7．（2024·全国·高考真题）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(
)的
研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：
（1）已知如下热化学方程式：
计算反应
的
。
（2）
与
反应生成
，部分
会进一步溴化。将
和
。通入密闭容
器，平衡时，
、
与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有
、
和
)。
(i)图中CH3Br 的曲线是 (填“a”或“b”)。
(ii)
时，
的转化率
，
。
(iii)
时，反应
的平衡常数
。
（3）少量I2可提高生成CH3Br 的选择性。
时，分别在有I2和无I2的条件下，将
和
，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。
(i)在
之间，有I2和无I2时CH3Br 的生成速率之比
。
(ii)从图中找出I2提高了CH3Br 选择性的证据：
。
(ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下：
①
②
③
④
⑤
⑥
根据上述机理，分析I2提高CH3Br 选择性的原因：
。
