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考点23 化学平衡常数
【基础过关】
1．一定温度下，反应MgCl2(l)
Mg(l)+Cl2(g)达到平衡时，下列说法错误的是( )
A．该反应的平衡常数K=c(Cl2)
B．将容器体积压缩为原来一半，当体系再次达到平衡时，Cl2的浓度增大
C．减小氯气浓度，平衡正向移动，平衡常数不变
D．温度升高该反应的化学平衡常数K 增大
【答案】B
【解析】A 项，化学平衡常数(固体或液体纯物质一般不列入平衡常数)是指反应达到平衡时，各生成
物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值，则该反应的平衡常数
K=c(Cl2)，故A 正确；B 项，K=c(Cl2)，温度不变，平衡常数不变，因此将容器体积压缩为原来一半，当体
系再次达到平衡时，Cl2的浓度不变，故B 错误；C 项，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，
故C 正确；D 项，镁在氯气中燃烧是放热反应，则MgCl2(l)
Mg(l)+Cl2(g)为吸热反应，升高温度，平
衡正向移动，平衡常数K 增大，故D 正确；故选B。
2．(2023·安徽省皖江名校高三第四次联考)在PdCl2-CuCl2做催化剂和适宜的温度条件下，用O2将HCl
氧化为Cl2：4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH<0，下列有关说法不正确的是( )
A．降低温度，可提高Cl2产率
B．提高
，该反应的平衡常数增大
C．若断开1molH-Cl 键的阿时有1molH-O 键断开，则表明该反应达到平衡状态
D．该反应的平衡常数表达式
【答案】B
【解析】A 项，此反应正向为放热反应，降低温度，平衡正向移动，可提高氯气产率，A 正确；B 项，
温度不变，平衡常数不变，B 不正确；C 项，若断开1mol H-Cl 键的同时有1molH-O 键断开，说明正逆反
应速率相等，则表明该反应达到平衡状态，C 正确；D 项，各组分均为气体，平衡常数表达式正确，D 正
确。故选B。
3．加热N2O5，依次发生的分解反应为①N2O5
N2O3＋O2，②N2O3
N2O＋O2；在2 L 密闭
容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol。则t ℃时反应①的平
衡常数为( )
A．10.7 B．8.5 C．9.6 D．10.2
1
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【答案】B
【解析】题设中有两个反应，可理解为先发生反应①，其中生成的N2O3有一部分再发生分解反应②，
且在两个反应中都有O2生成，再由已知条件列方程组求解。设反应①中生成N2O3物质的量浓度为x，反应
②中生成N2O 物质的量浓度为y。则：
N2O5(g)
N2O3(g)＋O2(g)
起始浓度/(mol·L−1) 4 0 0
转化浓度/(mol·L−1) x x x
平衡浓度/(mol·L−1) 4−x x x
N2O3(g)
N2O(g)＋O2(g)
起始浓度/(mol·L−1) x 0 0
转化浓度/(mol·L−1) y y y
平衡浓度/(mol·L−1) x−y y y
依题意O2的平衡浓度为x＋y＝4.5 mol·L−1，N2O3的平衡浓度为x−y＝1.7 mol·L−1，解得x＝3.1 mol·L−1
，y＝1.4 mol·L−1，N2O5的平衡浓度为4 mol·L−1−3.1 mol·L−1＝0.9 mol·L−1，N2O 的平衡浓度为1.4 mol·L−1，
则反应①的平衡常数K＝(1.7×4.5)/0.9＝8.5。
4．利用I2O5可消除CO 污染，其反应为：反应为I2O5(s)＋5CO(g)
5CO2(g)＋I2(s)；不同温度下，
向装有足量I2O5固体的2 L 恒容密闭容器中通入2 mol CO，测得CO2气体体积分数φ(CO2)随时间t 变化曲
线如图所示。下列说法正确的是( )
A．b 点时，CO 的转化率为20%
B．容器内的压强保持恒定，表明反应达到平衡状态
C．b 点和d 点的化学平衡常数：Kb＞Kd
D．0 到0.5 min 反应速率v(CO)=0.3 mol·L-1·min-1
【答案】C
【解析】A 项，
5CO(g) ＋I2O5(s)
5CO2(g)＋I2(s)
起始量/mol 2 0
2
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转化量/mol y y
b 点量/mol 2-y y
根据b 点时CO2的体积分数φ(CO2)=y÷2=0.80，得y=1.6mol，转化率等于=(变化量÷起始
量)×100%=(1.6÷2)×100%=80%，A 错误；B 项，两边计量数相等，所以压强始终不变，不能做平衡状态的
标志，B 错误；C 项，b 点比d 点时生成物CO2体积分数大，说明进行的程度大，则化学平衡常数：Kb＞
Kd，C 正确；D 项，0 到0.5min 时：
5CO(g) ＋I2O5(s)
5CO2(g)＋I2(s)
起始量/mol 2 0
转化量/mol x x
a 点量/mol 2-x x
根据a 点时CO2的体积分数φ(CO2)=x÷2=0.30，得x=0.6mol；则从反应开始至a 点时的反应速率为
v(CO)=(0.6mol÷2L)÷0.5min=0.6 mol·L－1·min－1，D 错误。故选C。
5．在PdCl2-CuCl2做催化剂和适宜的温度条件下，用O2将HCl 氧化为Cl2：4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)
+2Cl2(g) ΔH<0，下列有关说法不正确的是( )
A．降低温度，可提高Cl2产率
B．提高
，该反应的平衡常数增大
C．若断开1molH-Cl 键的阿时有1molH-O 键断开，则表明该反应达到平衡状态
D．该反应的平衡常数表达式
【答案】B
【解析】A 项，此反应正向为放热反应，降低温度，平衡正向移动，可提高氯气产率，A 正确；B 项，
温度不变，平衡常数不变，B 不正确；C 项，若断开1mol H-Cl 键的同时有1molH-O 键断开，说明正逆反
应速率相等，则表明该反应达到平衡状态，C 正确；D 项，各组分均为气体，平衡常数表达式正确，D 正
确。故选B。
6．(2023·河北省部分学校高三联考)高炉炼铁中的一个反应为FeO(s)＋CO(g)
Fe(s)+CO2(g) ΔH＞
0，在1100℃下，若CO 起始浓度为1.2mol/L，10min 后达到平衡时
的体积分数为
，下列说法错误的
是( )
A．1100℃下，此反应的平衡常数
B．达到平衡过程中，反应的平均速率为v(CO)=0.02 mol·L－1·min－1
3
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C．达到平衡后，若增大c(CO2)，则达到新平衡时，
增大
D．测得某时刻c(CO)=0.8mol/L，则此时
【答案】C
【解析】列三段式：
平衡时CO2 的体积分数
，解得
，c(CO)=1mol/L，c(CO2)=0.2mol/L。A 项，
1100℃下此反应的平衡常数
，A 正确；B 项，反应的平均速率为
，B 正确；C 项，该反应属于反应前后气体分子数不变的反应，加压平
衡不移动。该反应生成物中只有CO2是气体，达到平衡后，若增大c(CO2)，等效于加压，平衡不移动，则
达到新平衡时，
不变，C 错误；D 项，达到平衡时，c(CO)=1mol/L，测得某时刻c(CO)=0.8mol·L－
1，说明反应还未达到平衡，平衡逆向进行，则此时
，D 正确； 故选C。
7．(2023·江西省九江市十校高三联考)向体积均为1L 的两恒容容器中分别充入2molX 和1molY 发生反
应：2X(g)＋Y(g)
Z(g) ΔH，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。下列说法不正确的是( )
4
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A．a 点平衡常数：
B．气体的总物质的量：na＜nc
C．ΔH＜0
D．平衡转化率：甲<乙
【答案】A
【解析】A 项，a 设Z 平衡物质的量为x，列出三段式：
恒温恒容条件下，气体的压强之比等于物质的量之比，则
x=0.75mol，
，c 点平衡常数为12，甲容器时绝热容器，实际上达到平衡时温度升高，
平衡逆向进行，故a 点的平衡常数K＜12，A 错误；B 项，a、c 两点压强相等，容积体积相等，依据阿伏
伽德罗定律，此时气体的物质的量与温度成反比，需注意a 点温度比c 点对应温度高，则气体总物质的量
na＜nc，B 正确；C 项，由图像可知，在容器甲中是绝热条件下，开始压强增大，说明反应温度升高，故反
应为放热ΔH＜0，C 正确；D 项，甲在绝热条件下的反应，该反应是放热反应，相当于升高温度，平衡逆
向进行，所以平衡转化率，甲<乙，D 正确；故选A。
8．合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，目前工业上用氢气和氮气直接合成氨：N2(g)
+3H2(g)
2NH3(g)。T℃时，在2L 恒容密闭容器中加入1.2molN2和2molH2模拟一定条件下工业固氮，
体系中n(NH3)随时间的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A．2min 内NH3的平均反应速率为0.1125mol∙L−1∙min−1
B．T℃时，从2min 到4min，反应的平衡常数增大
C．容器内压强不再变化说明反应达到平衡，且2υ 正(H2)=3υ 逆(NH3)
D．T℃时，该反应的平衡常数为6.25L2∙mol−2
【答案】B
5
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【解析】A 项，2min 内NH3的平均反应速率为
，故A 正确；
B 项，T℃时，从2min 到4min，反应的平衡常数不变，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，
故B 错误；C 项，该反应是体积减小的反应，当容器内压强不再变化说明反应达到平衡，根据速率之比等
于计量数之比得到2υ 正(H2)=3υ 逆(NH3)，故C 正确；D 项，T℃时，平衡是氨气物质的量为0.8mol，则氮气
消耗0.4mol，剩余氮气0.8mol，氢气消耗1.2mol，剩余氢气0.8mol，因此该反应的平衡常数为
，故D 正确。故选B。
9．硫酸工业中，将SO2氧化为SO3是生产工艺中的重要环节。在温度为T1条件下，在三个容积均为
1L 的恒容密闭容器中仅发生反应：2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)ΔH<0，实验测得：v 正=k 正·c2(SO2)·c(O2)，v
逆=k 逆·c2(SO3)。
容器编号
起始浓度/(mol·L-1)
平衡浓度/(mol·L-1)
c(SO2)
c(O2)
C(SO3)
c(O2)
I
0.6
0.3
0
0.2
II
0.5
x
0.3
III
0.3
0.25
0.2
已知：k 正、k 逆为速率常数，仅受温度的影响。
下列说法错误的是( )
A．达到平衡时，平衡常数和速率常数的关系：
B．若容器II 中达到平衡时
=1，则x=0.85
C．容器III 中达到平衡时，c(O2)<0.25mol·L-1
D．当温度升高为T2时，k 正、k 逆分别增大m 倍和n 倍，则m<n
【答案】C
【解析】A 项，平衡常数K=
，A 项正确；B 项，根据三段式及容器I 中测得的数
6
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据可知，在该温度下，该反应的平衡常数K=1.25；容器II 中，达到平衡时
=1，K=
=1.25，平衡时O2的浓度c(O2)=0.8mol·L-1，列三段式：
0.5-2(x-0.8)=0.3+2(x-0.8)，x=0.85，B 项正确；C 项，容器中Q=
=1.78>K，
此时平衡向逆反应方向移动，则平衡时O2的浓度c(O2)>0.25mol·L-1，C 项错误；D 项，ΔH<0，温度升高，
平衡向逆反应方向移动，k 逆增大的幅度更大，n>m，D 项正确。故选C。
10．某温度时两个恒容密闭容器中仅发生反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH＞0。实验测得：
，
，
、
为速率常数，只受温度影响。
容器编号
起始浓度 (mol/L)
平衡浓度(mol/L)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.6
0.1
0
下列说法不正确的是( )
A．升高温度，该反应的化学平衡常数增大
B．Ⅰ中NO2的平衡转化率约为66.7％
C．Ⅱ中达到平衡状态时，c(O2)＞0.2 mol·L−1
D．该反应的化学平衡常数可表示为
【答案】C
【解析】先用三段式法计算出实验Ⅰ中各组分的改变浓度和平衡浓度：
7
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而实验Ⅱ相当于在Ⅰ的基础上再加入NO，平衡会逆向移动，再判断各量的变。A 项，该反应ΔH>0，
为吸热反应，升高温度，K 值增大，A 正确；B 项，由上述分析可知，Ⅰ中NO2的平衡转化率为
，B 正确；C 项，Ⅰ中平衡时c(O2)=0.2 mol·L−1，实验Ⅱ相当于在Ⅰ的基础上再加入
NO，平衡会逆向移动，c(O2)＜0.2 mol·L−1，C 不正确；D 项，平衡时，v 正(NO2)=v 逆(NO)，即k 正c2(NO2 )
＝k 逆c2(NO)·c(O2 )，得
=
=K，D 正确；故选C。
11．甲异腈(CHNC)在恒容密闭容器中发生异构化反应： CH3NC(g) →CH3CN(g)，反应过程中甲异腈
浓度c 随时间t 的变化曲线如图所示(图中T 为温度)。该反应的反应速率v 与c 的关系为v=kc，k 为速率常
数(常温下为常数)，a 点和b 点反应速率相等，即v(a)=v(b)。下列说法错误的是( )
A．bf 段的平均反应速率为1.0 × 10 -4mol(L·min)
B．a 点反应物的活化分子数多于d 点
C．T1>T2
D．3v(d)=2v(e)
【答案】C
【解析】设T1时，速率常数为k1，T2时，速率常数为R2，v(a)=v(b)，
，
。A 项，由题干信息可知，
，A 正确；B 项，ad
两点相比较，a 点的浓度比d 的浓度大，且其他的条件相同，故a 点反应物的活化分子数多于d 点，B 正确；
C 项，由以上可知，k2=2k1，v=kc，浓度相同的时候，v2>v1，温度越高，速率越大，故T2>T1，C 错误；D
8
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项，
，
，k2=2k1，可得3v(d)=2v(e)，D 正确；故选
C。
12．在密闭容器中充入1
和1
，在一定条件下发生反2NO(g)+2CO(g)
N2(g)
+2CO2(g)，测得
的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。实验测得，
，
(
、
为速率常数，只与温度有关)，下列说法错误的是( )
A．达到平衡后，仅升高温度，
增大的倍数小于
增大的倍数
B．若密闭容器(
对应压强下)体积为1L，则b 点
C．
的物质的量浓度：b 点
点
D．逆反应速率：a 点
点
【答案】B
【解析】A 项，平衡时，v 正=v 逆，即k 正c2(NO)∙c2(CO)= k 逆c(N2)∙c2(CO2)，升高温度后，正、逆反应的
速率增大，但NO 的平衡转化率降低，平衡逆向移动，说明逆反应增大的幅度大于正反应，而体系中各组
分的瞬时浓度不变，故k 正增大的倍数小于 k 逆增大的倍数，A 正确；B 项，a 点NO 的平衡转化率为80%，
CO 和NO 起始的物质的量均为1mol，根据化学方程式可知CO、NO、N2、CO2转化的物质的量分别为
0.8mol、0.8mol、0.2mol、0.8mol，则CO、NO、N2、CO2平衡时的物质的量分别为0.2mol、0.2mol、
0.2mol、0.8mol，由于容器体积为1L，故CO、NO、N2、CO2平衡时的浓度分别为0.2mol/L、0.2mol/L、
0.2mol/L、0.8mol/L，a 点
=
=
=160；p1 对应压强下，b 点NO
的平衡转化率还未达到80%，则反应正向进行，即v 正＞v 逆，故
＞160，B 错误；C 项，a 点和b 点的
9
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NO 的起始物质的量相同，a 点NO 的转化率大于b 点，则a 点NO 转化的物质的量大于b 点，故a 点剩余
NO 的物质的量小于b 点，由于体积相同，故b 点NO 的物质的量浓度大于a 点，C 正确；D 项，设压强为
p2，温度与a 点相同时的点为d 点，由C 选项可知，d 点NO 的物质的量浓度大于a 点，则a 点N2、CO2的
浓度大于d 点，故a 点逆反应速率大于d 点；d 点和c 点的压强相同，d 点的温度高于c 点，则d 点的逆反
应速率大于c 点，故a 点逆反应速率大于c 点，D 正确；故选B。
13．一步合成甲基丙烯酸甲酯的反应如下(其他产物已省略)。科学家为了研究甲醇的脱氢过程对反应
速率的影响，进行了下表所示动力学同位素效应实验(其他条件均相同)。
实验编
号
反应物
反应速率常
数
数据分析
Ⅰ
丙酸甲酯
甲醇(CH3OH)
Ⅱ
丙酸甲酯
氘代甲醇D1(CD3OH)
Ⅲ
丙酸甲酯
氘代甲醇D2(CH3OD)
下列说法正确的是( )
A．CH3OH、CD3OH 和H3OD 互为同素异形体
B．相比于甲醇，氘代甲醇参与的反应活化能较小
C．相比于C—H 键，C—D 键断裂的速率较慢
D．相比于O—H 键，C—H 的断裂对反应速率的影响较小
【答案】C
【解析】A 项，同素异形体是同一种元素组成的不同种单质，CH3OH、CD3OH 和H3OD 为化合物，不
是互为同素异形体，A 错误；B 项，根据速率常数，
，
，甲醇参与反应时反应速
率常数更大，反应速率更快，则反应的活化能更小，B 错误；C 项，由B 可知，甲醇参与反应时反应速率
更快，则相比于C—H 键，C—D 键断裂的速率较慢，C 正确；D 项，由实验Ⅱ和Ⅲ分析可知，氘代甲醇
D1 参与的反应速率更慢，则相比于O—H 键，C—H 的断裂对反应速率的影响更大，D 错误；故选C。
14．向2L 恒容密闭容器中充入2mol SO2(g)和2mol Cl2(g)，发生如下反应：SO2(g)+ Cl2(g)
SO2Cl2(g)，测得不同温度下SO2(g)的转化率
与时间(t)的关系如图所示。假设反应速率方程为
10
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，
(k 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．
时，
C．M 点：
D．升高温度，
增大的倍数大于
增大的倍数
【答案】D
【解析】A 项，由图知，T2＞T1，温度越高，SO 的转化率越小，说明正反应是放热反应，ΔH＜0，A
项正确；B 项，T1时，SO2的转化率为80％，平衡时，
，
，
，可算出
，B 项正确；C 项，M 点为非平衡点，反应正向进行，浓度商小
于K，C 项正确；D 项，由于该反应ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，
，
增大的倍数小于
增大的倍数，D 项错误；故选D。
15．N2O5在一定条件下可发生分解：2N2O5(g)
4NO2(g)＋O2(g) △H>0。向恒容密闭容器加入
N2O5。某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如下表：
t/min
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
c(N2O5)/(mo·L-1)
1.00
0.71
0.50
0.35
0.35
0.35
11
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反应开始时体系压强为P0，第3.00min 时体系压强为p1，则p1：p0=________。该温度下反应的平衡常
数Kp=____________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量的分数，请列出用P0表示平衡常
数表达式，不用计算)。
【答案】1.975
【解析】压强之比等于物质的量之比，第3.00min 时，c(N2O5)=0.35mo·L-1，c(NO2)=1.3mo·L-1，
c(O2)=0.325mo·L-1，设容器的体积为VL，
；根据表中数据可知3min 时
达到平衡状态，且上一步计算得到平衡时总压为1.975P0；
该温度下平衡常数
。
16．在恒容密闭容器中，加入足量的MoS2和O2，仅发生反应：2MoS2(s)＋7O2(g)
2MoO3(s)＋
4SO2(g) ΔH。
测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示：
(1)p1、p2、p3的大小：________。
(2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，则A 点平衡常数Kp＝________(用气体平衡分压代替气体平
衡浓度计算，分压＝总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可)。
【答案】(1)p1＞p2＞p3 (2)(kPa)－3
【解析】(1)该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强平衡正向移动，氧气
转化率增大，所以压强：p1＞p2＞p3。(2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，A 点氧气转化率为50%，
则A 点n(O2)＝7.0 mol×(1－50%)＝3.5 mol，生成n(SO2)＝×4 ＝2 mol，恒温恒容条件下气体压强之比等于
物质的量之比，所以A 点压强为×7.0 kPa＝5.5 kPa，p(O2)＝×5.5 kPa＝3.5 kPa，p(SO2)＝(5.5－3.5)kPa＝2
kPa，则A 点平衡常数Kp＝＝(kPa)－3＝(kPa)－3 。
17．如图是当反应器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3 投料后，在200 ℃、400 ℃、600 ℃反应达到平衡时，混
12
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合物中NH3的物质的量分数随总压强的变化曲线。
(1)曲线a、b 对应温度较高的是 (填“a”或“b”)。
(2)列出b 点平衡常数的计算式Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×
物质的量分数；不要求计算结果)。
【答案】(1)b (2)
(或
)
【解析】①合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NH3的物质的量分数减小，故曲线
a、b 对应温度较高的是b；②根据图4 中的数据可知，b 点时NH3的平衡物质的量分数为20%，总压强p＝
70 MPa。设起始加入的N2为1 mol，反应的N2为m mol，则根据三段式法有：
则
＝20%，解得m＝
，所以b 点时，NH3和N2的物质的量分数均为20%，H2的物质的
量分数为60%，则Kp＝
(或
)。
18．N2O5在一定条件下可发生分解：2N2O5(g)
4NO2(g)＋O2(g) △H>0。向恒容密闭容器加入
N2O5。某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如下表：
t/min
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
c(N2O5)/(mo·L-1)
1.00
0.71
0.50
0.35
0.35
0.35
反应开始时体系压强为P0，第3.00min 时体系压强为p1，则p1：p0=________。该温度下反应的平衡常
数Kp=____________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量的分数，请列出用P0表示平衡常
数表达式，不用计算)。
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【答案】1.975
【解析】压强之比等于物质的量之比，第3.00min 时，c(N2O5)=0.35mo·L-1，c(NO2)=1.3mo·L-1，
c(O2)=0.325mo·L-1，设容器的体积为VL，
；根据表中数据可知3min 时
达到平衡状态，且上一步计算得到平衡时总压为1.975P0；
该温度下平衡常数
。
19．(1)工业合成NH3的反应，解决了世界约三分之一的人粮食问题。已知：N2＋3H2
2NH3，且
该反应的v 正＝k 正·c(N2)·c3(H2)，v 逆＝k 逆·c2(NH3)，则反应N2＋H2
NH3的平衡常数K＝________(用k
正和k 逆表示)。
(2)500 ℃时，向容积为2 L 的密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2，模拟合成氨的反应，容器内的压强
随时间的变化如下表所示：
时间/min
0
10
20
30
40
＋∞
压强/MPa
20
17
15
13.2
11
11
①达到平衡时N2的转化率为________。
②用压强表示该反应的平衡常数Kp＝________(Kp等于平衡时生成物分压幂的乘积与反应物分压幂的
乘积的比值，某物质的分压等于总压×该物质的物质的量分数)。
③随着反应的进行合成氨的正反应速率与NH3的体积分数的关系如下图所示，若升高温度再次达到平
衡时，可能的点为________(从点“A、B、C、D”中选择)
【答案】(1)
(2)①90% ②48 MPa－2 ③A
【解析】(1)当正、逆反应速率相等时，反应到平衡，即v 正＝v 逆＝k 正·c(N2)·c3(H2)＝k 逆·c2(NH3) ，则
反应N2＋H2((NH3的平衡常数K＝＝；(2)假设到平衡时氮气转化浓度为x mol/L，则有：
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根据压强比等于物质的量比分析，有关系式：＝，解x＝0.45；①达到平衡时N2 的转化率为
0.45/0.5×100%＝90%；②用压强表示该反应的平衡常数Kp＝＝48 MPa－2；③合成氨的反应为放热反应，若
升温，则反应速率增大，平衡逆向移动，氨气的体积分数减小，可能的点为A。
20．环戊二烯(
)是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
某温度，等物质的量的碘和环戊烯(
)在刚性容器内发生反应
(g)＋I2(g)
(g)＋2HI(g)
ΔH>0，起始总压为105 Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为________，该反应的平衡常数Kp
＝__________Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有________(填标号)。
A．通入惰性气体 B．提高温度 C．增加环戊烯浓度 D．增加碘浓度
【答案】40% 3.56×104 BD
【解析】设容器中起始加入I2(g)和环戊烯的物质的量均为a，平衡时转化的环戊烯的物质的量为x，列
出三段式：
(g)＋I2(g)
(g)＋2HI(g)
起始/mol a a 0 0
转化/mol x x x 2x
平衡/mol a－x a－x x 2x
根据平衡时总压强增加了20%，且恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比，得＝，解得x＝
0.4a，则环戊烯的转化率为×100%＝40%，平衡时
(g)、I2(g)、
(g)、HI(g)的分压分别为、、、，则
Kp＝＝p 总，根据p 总＝1.2×105 Pa，可得Kp＝×1.2×105 Pa≈3.56×104 Pa。通入惰性气体，对反应的平衡无影
响，A 项不符合题意；反应为吸热反应，提高温度，平衡正向移动，可提高环戊烯的平衡转化率，B 项符
合题意；增加环戊烯浓度，能提高I2(g)的平衡转化率，但环戊烯的平衡转化率降低，C 项不符合题意；增
加I2(g)的浓度，能提高环戊烯的平衡转化率，D 项符合题意。
21．硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋
O2(g)―――→SO3(g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。回答下列问题：
(1)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa
和5.0 MPa 压强下，SO2 平衡转化率α 随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0 MPa、550 ℃时的α＝
________，判断的依据是_____________。影响α 的因素有_________________。
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(2)将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p 条
件下进行反应。平衡时，若SO2 转化率为α ，则SO3 压强为__________________ ，平衡常数Kp＝
________________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
(3)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为v＝k(－1)0.8(1－nα′)。式中：k 为反应速率常数，随温度t
升高而增大；α 为SO2平衡转化率，α′为某时刻SO2转化率，n 为常数。在α′＝0.90 时，将一系列温度下的
k、α 值代入上述速率方程，得到v～t 曲线，如图(c)所示。
曲线上v 最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度tm。t<tm时，v 逐渐提高；t>tm后，v 逐渐下降。
原因是__________________________________。
【答案】(1)0.975 该反应气体分子数减少，增大压强，α 提高。5.0 MPa＞2.5 MPa＝p2，所以p1＝5.0
MPa 反应物的起始浓度(组成)、温度、压强
(2)
(3)升高温度，k 增大使v 逐渐提高，但α 降低使v 逐渐下降。当t＜tm，k 增大对v 的提高大于α 引起的
降低；当t＞tm，k 增大对v 的提高小于α 引起的降低
【解析】(1)反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)的正反应是气体总分子数减少的放热反应，其他条件相
同时，增大压强，平衡正向移动，SO2平衡转化率增大，则图中p1＝5.0 MPa，p3＝0.5 MPa。由图可知，反
应在5.0 MPa、550 ℃时SO2的平衡转化率α＝0.975。温度、压强和反应物的起始浓度(组成)都会影响SO2
的平衡转化率α，温度一定时，压强越大，α 越大；压强一定时，温度越高，α 越小。(2)假设原气体的物质
的量为100 mol，则SO2、O2和N2的物质的量分别为2m mol、m mol 和q mol，2m＋m＋q＝100，利用
“三段式法”计算：
SO2(g) ＋ O2(g)
SO3(g)
起始量/mol 2m m 0
转化量/mol 2mα mα 2mα
平衡量/mol 2m×(1－α) m×(1－α) 2mα
平衡时混合气体的总物质的量为2m×(1－α)mol＋m×(1－α)mol＋2mα mol＋q mol＝(3m－mα＋q )
mol，SO3的物质的量分数为×100%＝×100%，则平衡时SO3的压强为p。平衡时，SO2、O2的压强分别为
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p、p，则平衡常数Kp＝＝。(3)在α′＝0.90 时，SO2催化氧化的反应速率为v＝k(－1)0.8·(1－0.90n)。升高温
度，k 增大使v 逐渐提高，但α 降低使v 逐渐下降。t＜tm时，k 增大对v 的提高大于α 引起的降低；t＞tm后，
k 增大对v 的提高小于α 引起的降低。
【能力提升】
22．(2023·浙江省乐清市知临中学选考仿真模拟)在3 个容积均为2.0L 的恒容密闭容器中，反应H2O(g)
+C(s)
CO(g)+H2(g) ΔH＞0 ，分别在一定温度下达到平衡，下列说法正确的是( )
容器
温度
(T1＞T2)
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(H2O)
n(C)
n(CO)
n(H2)
n(CO)
I
T1
0.6
1.2
0
0
0.2
II
T1
1.2
1.2
0
0
x
III
T2
0
0
0.6
0.6
y
A．当温度为T1时，该反应的化学平衡常数值为0.1
B．达到平衡时，容器II 中H2O 的转化率比容器I 中的小
C．若5min 后容器I 中达到平衡，则H2O 的平衡浓度为1.0 mol/L
D．达到平衡时，容器III 中 CO 的转化率小于66.6%
【答案】B
【解析】温度T1时，容器Ⅰ中平衡时n(CO)=0.2mol，
该反应的化学平衡常数值为
，故A 错误；B 项，容
器Ⅱ相当于容器Ⅰ增加H2O 的量，反而使其转化率降低，所以达到平衡时，容器Ⅱ中H2O 的转化率比容器
Ⅰ中的小，故B 正确；C 项，5min 后容器Ⅰ中达到平衡，n(H2)=0.2mol，则5min 内的平均反应速率：
，故C 错误；D 项，假设达到平衡时，容器Ⅲ中的CO 的
转化率为66.6%，
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则y=0.6×66.6%=0.3996，所以平衡时c(CO)=c(H2)=
，c(H2O)=
，则
，但由于反应为吸热反应，降低
温度不利于反应正向进行，所以容器Ⅲ的平衡常数比容器Ⅰ的平衡常数要小，即y＜0.3996mol，可见转化
率大于66.6%，故D 错误；故选B。
23．温度为T 时，向2.0 L 恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)经过一段
时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如表所示：
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是
A．反应在前50 s 的平均速率v(PCl3)=0.003 2 mol·L−1·s−1
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)=0.11 mol·L−1，则反应的ΔH<0
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前v 正>v
逆
D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3 和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3 的转化率小于
80%
【答案】C
【解析】反应在前50 s 的平均速率v(PCl3)=
=0.001 6 mol·L−1·s−1，A 错；由表格数据可知，
平衡时c(PCl3)=
=0.1 mol·L−1，升温时PCl3的浓度增大，则该反应是吸热反应，ΔH>0，B 错；由
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平衡常数K=
=0.025，而Qc=
=0.02<0.025，故C 项中起始时反应向正反应方向进
行，即v 正>v 逆，正确；根据反应：
PCl3(g)+Cl2(g)
PCl5(g)
起始浓度(mol·L−1) 2 2 0
转化浓度(mol·L−1) x x x
平衡浓度(mol·L−1) 2−x 2−x x
根据K 正=
，则K 逆=
=
=
，解得x≈1.79，即PCl3的转化率约为89.5%，D
错。
24．已知反应：CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g)
CH2==CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在一定压强下，按w＝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(φ)与温度(T)、w 的关系，图乙表示正、逆
反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是( )
A．图甲中w2＞1
B．图乙中，A 线表示逆反应的平衡常数
C．温度为T1、w＝2 时，Cl2的转化率为50%
D．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强增大
【答案】C
【解析】根据题中信息可知，增大n(Cl2)，w 增大，平衡正向移动，丙烯的体积分数(φ)减小，故w2＞
1，A 项正确；根据图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，
正反应为放热反应，则升高温度，正反应的平衡常数减小，逆反应的平衡常数增大，图乙中A 线表示逆反
应的平衡常数，B 项正确；由图乙知，温度为T1时，正、逆反应的平衡常数相等，又因两者互为倒数，则
平衡常数K＝1，当w＝2 时，设CH2==CHCH3和Cl2的物质的量分别为a mol、2a mol，参加反应的Cl2的
物质的量为b mol，利用三段式可列关系式＝1，解得＝，则Cl2的转化率约为33.3%，C 项错误；该反应
为反应前后气体体积不变的放热反应，反应向正反应方向进行，体系温度升高，气体膨胀，达到平衡时，
装置内的气体压强将增大，D 项正确。
25．在恒温恒容密闭容器中发生反应2H2(g)+2NO(g)
2H2O(g) +N2(g)，N2的瞬时生成速率
v=k·cm(H2)c2 (NO)。控制NO 起始浓度为0.5 mol/L，N2的瞬时生成速率和H2起始浓度的关系如图所示，下
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列说法正确的是( )
A．由题可知，该反应的速率常数k 为15
B．随着H2起始浓度增大，该反应平衡常数增大
C．达平衡后，H2和NO 的浓度均增加一倍，则NO 转化率减小
D．H2起始浓度0.2 mol/L，某时刻NO 的浓度为0.4 mol/L，则N2的瞬时生成速率为0.24 mol/L
【答案】A
【解析】A 项，NO 起始浓度为0.5 mol/L，由图像可知，N2的瞬时生成速率与H2起始浓度呈直线关系，
则m=1，将数据(0.2，0.75)代入v=k·c(H2)c2 (NO)，该反应的速率常数
，A
项正确；B 项，反应一定，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B 项错误；C 项，达平衡
后，H2和NO 的浓度均增加一倍，新平衡与原平衡相比，相当于加压，平衡正向移动，则NO 转化率增大，
C 项错误；D 项，由2H2(g)+2NO(g)
2H2O(g) +N2(g)可知，NO 起始浓度为0.5 mol/L，某时刻NO 的浓
度为0.4 mol/L，变化量为0.1 mol/L，则时刻H2的浓度为0.2mol/L-0.1mol/L =0.1mol/L，N2的瞬时生成速率
为
，单位错误，D 项错误；故选A。
26．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
=1 发生反应2H2(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2H2O(g) △H2=-664.1kJ/mol，不同催化剂条件下，反应相同时间
测得NO 转化率与温度的关系如图所示。且研究表明该反应v=kcm(H2)c2(NO)，其中k 为速率常数。下列说
法错误的是( )
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A．当使用催化剂乙时，温度高于350℃NO 转换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活化能更低
C．对于反应2H2(g)+2NO(g)
N2(g)+2H2O(g)，其他条件不变，加压使平衡正向移动
D．T1℃的初始速率为V0，当H2转化率为60%时，反应速率为0.064V0，由此可知m=1
【答案】A
【解析】A 项，当使用催化剂乙时，温度低于350℃时，催化剂的活性随温度升高逐渐增强，反应速
率加快，NO 转化率也增大，温度高于350℃时，导致催化剂活性降低甚至失去活性，反应速率下降，导致
NO 转换率下降，A 错误；B 项，单位时间内，使用催化剂甲比使用催化剂乙反应速率快，NO 转化率高，
则使用催化剂甲比使用催化剂乙正反应的活化能更低，B 正确；C 项，对于反应2H2(g)+2NO(g)⇌N2(g)
+2H2O(g)，是一个反应前后气体分子数减小的反应，其他条件不变，增大压强，平衡正向移动，C 正确；
D 项，设初始一氧化氮和氢气的物质的量均为1mol，容器体积为1L，则初始一氧化氮和氢气的浓度均为
1mol/L，V0=k 1m 12=k，当H2转化率为60%时，c(H2)=0.4mol/L，c(NO)=0.4mol/L，此时的反应速率为
0.064V0，则有0.064V0=k (0.4)m (0.4)2=V0 (0.4)m (0.4)2，解得m=1，D 正确；故选A。
27．(2023·黑龙江省哈尔滨三中高三期中)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位
科学家因其获得诺贝尔奖，反应为：N2(g)＋3H2(g)
2NH3
。请回答下列问题：
(1)常温下，合成氨反应_______(填“能”或“不能”)自发进行，其平衡常数表达式K=_______。
(2)_______温(填“高”或“低”)有利于提高反应速率，_______温(填“高”或“低”)有利于提高平
衡转化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用400～500℃。
(3)针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了解决方案：双温—双控—双催化剂。使用
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双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，Fe 的温度为547℃，而
的温
度为415℃)。
该方案的优势：①_______；②_______。
(4)一定温度和催化剂的条件下，将0.1mol NH3通入3L 的密闭容器中进行mol·L－1·min－1分解为N2和
H2的反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(H2)=
__________ mol·L－1·min－1。(用含t1的代数式表示)
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线
是_______(用图中a、b、c、d 表示)。
(5)合成尿素的反应为：2NH3(s)＋CO2(g)
CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH。
①其他条件相同，在不同温度(T)及不同压强(y)值下合成尿素，达到平衡时，氨气转化率的变化情况
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如图所示，则ΔH _______(填“>”“＜”或“=”，下同)0，y1_____ y2。
②T℃、2L 的恒容密闭容器，加入3mol NH3和1mol CO2，达平衡时压强为开始时的
，其平衡常数
K=_______。若保持条件不变，再向该容器中加入0.5mol CO2和1mol H2O(g)，NH3的平衡转化率将
_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) 能
(2) 高 低
(3) “热Fe”高于体系温度，N2在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率 “冷Ti”低于
体系温度，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率
(4)
b
(5)＜ > 1 减小
【解析】(1)合成氨反应ΔH＜0、ΔS＜0，在低温时可自发进行，平衡常数表达式为
；
(2)温度升高，反应速率增大，因此高温有利于提高反应速率；反应的ΔH＜0，为放热反应，降低温度平衡
向正反应方向移动，低温有利于提高平衡转化率；(3)①N≡N 在Fe 表面断裂，Fe 的温度高于体系温度，
N≡N 在Fe 表面获得更多能量，加快断裂速率，有利于提高合成氨的反应速率；②氨气在
表面生
成，
温度低于体系温度，正反应为放热反应，低温有利于平衡正向移动，有利于提高氨的平衡产
率；(4)①t1时，容器内总压强为280kPa，氢气分压为120kPa，混合气体总物质的量0.14mol，氢气物质的
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量为0.06mol，0~t1时间内用氢气表示的反应速率为
；②t2时容器体积迅速缩小至原来一
半，各物质分压均增大至原来2 倍，总压强增大后，平衡向气体体积减小的正反应方向移动，N2的分压随
之减小，b 曲线表示N2的分压变化趋势；(5)①当压强及其他条件不变时，温度升高，平衡向吸热方向移动，
由图知，温度升高，NH3转化率减小，平衡逆向移动，故正方向为放热反应，ΔH＜0。当温度及其他条件
不变时，增大压强，平衡向气体体积减小的正反应方向移动，NH3的转化率增大，因此y1>y2；②平衡时压
强为原来的
，即平衡时气体总物质的量为3mol，设平衡时生成H2O(g)物质的量为nmol，即
，
，平衡时
，
，
，平
衡常数
。保持条件不变，再向该容器中加入0.5molCO2和1molH2O(g)，浓
度商
，平衡向逆反应方向移动，NH3平衡转化率减小。
28．(2023·山东省实验中学高三第二次诊断考试))研究氮、碳及其化合物的资源化利用具有重要的意义。
回答下列问题：
(1)已知氢气还原氮气合成氨低温下自发发生。若将2.0 mol N2和6.0molH2通入体积为1L 的密闭容器中，
分别在T1和T2温度下进行反应。曲线A 表示T2温度下n(H2)的变化，曲线B 表示T1温度下n(NH3)的变化，
T2温度下反应到a 点恰好达到平衡。
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①温度T1______(填“>”“<”或“=”下同) T2。T1温度下恰好平衡时，曲线B 上的点为b(m，n)，则
m______12，n_____2；
②T2温度下，若某时刻容器内气体的压强为起始时的80%，则此时v(正)________(填“>”“<”或
“=”)v(逆)。
(2)以焦炭为原料，在高温下与水蒸气反应可制得水煤气，涉及反应如下：
I．C(s)＋H2O(g)
CO(g)+ H2(g) ΔH1＝+131.3kJ·mol−1 K1
II．C(s)＋2H2O(g)
CO2(g)+ 2H2(g) ΔH1＝+90.3kJ·mol−1 K2
III．CO(g)+ H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝-41.0kJ·mol−1 K3
三个反应的平衡常数随温度变化的关系如图所示，则表示K1、K3的曲线依次是_______、_______。
(3) CO2在Cu-ZnO 催化下，同时发生以下反应，是解决能源短缺的重要手段。
I．CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＜0
II．CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2＞0
在容积不变的密闭容器中，保持温度不变，充入一定量的CO2和H2，起始及达平衡时，容器内各气体
的物质的量及总压强如下表所示：
CO2
H2
CH3OH
CO
H2O
总压强/kPa
起始/mol
0.5
0.9
0
0
0
平衡/mol
0．3
若容器内反应I、II 均达到平衡时，
，反应①的平衡常数KP=______(kPa)-2。(用含p 的式子表
示，分压=总压×气体物质的量分数)
【答案】(1) ＞ < < > (2) c d (3)
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【解析】(1)①曲线A 表示T2温度下n(H2)的变化，反应到4min 时，
，该条件下对应氨气的速率为：
，曲线B 表示T1温度下n(NH3)的变化，4min 时
，曲线B 对应的反应速率快，可知T1＞T2，因曲线B 对应的温度高，
速率快，所以到达平衡的时间比曲线A 短，即m＜12，但因反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，导
致曲线B 平衡时氨气的物质的量比曲线A 平衡时氨气的物质的量少，即n＜2；②T2温度下，合成氨反应
N2+3H2⇌2NH3，根据题中数据列三段式：
平衡常数K=
，由以上计算可知平衡时气体总量为6mol，平衡时气体的压强是起始
时的
，若某时刻，容器内气体的压强为起始时的80%，反应应向气体体积减小的方向建立平衡即
向正向进行，则v(正)＞v(逆)；(2)Ⅰ、Ⅱ为吸热反应，Ⅲ为放热反应，所以K1、K2随温度升高而增大，K3
随温度升高而减小，又K1=
，K2=
，K3=
，则K1×K3=K2，结合
图象数据可知，1000℃时，曲线c 中，K1=2，曲线b 中，K2=16，曲线d 中，K3=8 符合题意，则c 为K1、d
为K3；(3)恒温恒容条件下，压强之比等于气体的物质的量之比，设达到平衡时气体的物质的量为n，则
n：(0.5+0.9)=p：1.4p，解得n=1mol，反应前后气体减少的物质的量为0.4mol，反应②中反应前后气体物质
的量不变，反应①中反应后气体减少的物质的量为生成甲醇气体的2 倍，则生成甲醇气体的物质的量为
0.2mol，反应①中生成的n(H2O)=n(CH3OH)=0.2mol，则反应②中生成的n(H2O)=0.3mol-0.2mol=0.1mol，所
以反应②中生成的n(CO)=0.1mol，消耗的n(CO2)=0.2mol+0.1mol=0.3mol，剩余的
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n(CO2)=0.5mol-0.3mol=0.2mol，剩余的n(H2)=0.9mol-0.6mol-0.1mol=0.2mol，p(CO2)=
×p=0.2p，同理
可得：p(H2)=0.2p，p(H2O)=0.3p，p(CH3OH)=0.2p，反应①的平衡常数K=
。
29．燃油汽车尾气中的NO、CO 和硝酸工厂尾气的排放，是大气污染的主要原因。
Ⅰ.燃油汽车尾气研究
燃油汽车发展史上，有人提出通过反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)来处理汽车尾气。
(1)现将CO 和NO 按不同比例投入一密闭容器中，发生反应：2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)
△H= -746.8kJ•mol-1，反应达到平衡时，
的体积分数随
的变化曲线如图。
①c 点时，平衡体系中C、N 原子个数之比___________1(填“大于”“小于”或“等于”)。
②a、b、d 三点的平衡常数从大到小的顺序为___________。
③向恒容容器中，加入
的反应物，起始压强为
，反应达平衡时，压强变为
，则NO
的转化率为___________。
Ⅱ．硝酸工业原理探究工序
工序Ⅰ.催化氧化：4NH3+5O2
4NO+6H2O
工序Ⅱ．接触氧化：2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH＜0
工序Ⅲ．水吸收： 4NO2+2H2O+O2=4HNO3
(2)将工序Ⅰ中产生的气体(温度高于800℃)快速冷却到100℃以下，然后再送入接触氧化设备中发生工
序Ⅱ，目的是___________(任答一条即可)。
(3)工序Ⅱ中，以2：1 的比例通入NO 和O2，达到一定转化率所需时间(t)和温度(T)、压强(p)的关系如
下表所示
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压强(p)/ (
)
温度
(T)/℃
达到NO 转化率所需时间(t)/s
50%
90%
98%
1
30
12.4
248
2830
90
25.3
508
5760
8
30
0.19
3.88
36.4
90
0.59
7.86
74
由表中数据可知，工序Ⅱ是在___________(填“加”“减”或“常”)压、___________(填“高”
“低”或“常”)温下进行的。
(4)只需一步完成的反应称为基元反应，基元反应如
的速率方程，v 正=k 正·ca(A)·cd(D)，
v 逆=k 逆·cg(G)·ch(H)。非基元反应由多个基元反应组成，非基元反应的速率方程可由反应机理推定。
工序Ⅱ：2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH＜0
(非基元反应)
一种可能的机理为
(i) 2NO(g)
N2O2(g) 快速平衡ΔH＜0 平衡常数(K1)
(ii) N2O2(g)+O2(g)
2NO2(g)慢反应(即控速步)
①求出k 与k1、k-1、k2的关系为_________(用含有k、k1、k-1、k2的表达式表示)
②反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)几乎是自然界唯一的“升高温度，速率反而减慢”的例子，目前
的研究认为和上述机理有关，下表为平衡常数(K1)和第二步的速率常数(
)在不同温度下的数值：
T/K
300
350
400
500
平衡常数(K1)
速率常数(
)
2.5
25.8
根据表中数据推测：升高温度，工序Ⅱ的反应速率反而减慢的原因可能是___________。
【答案】(1)大于 a=b>d
(2)i.除去大量的H2O，平衡右移，利于生成更多的NOii.且下一步反应为放热反应，低温对于生成NO2
的反应有利iii.工序Ⅱ的反应，为一个低温速率增快的反应，所以，低温利于加快工序Ⅱ的反应速率(答案
合理即可)
(3)加 低
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(4)
i.温度升高，K1降低倍数大于k2升高倍数。Ii.温度升高，分母的k-1增大的程度大于分
子的k1、k2 (或k1×k2)增大的程度
【解析】(1)①根据元素守恒，体系中C、N 原子个数比即为起始时CO 和NO 的物料比，反应为可逆
反应，此反应为放热反应，升温平衡逆向移动，
＞1，故C、N 原子个数之比大于1；②从a→b 温
度不变平衡常数相等，此反应为放热反应，升温平衡逆向移动KT2＜KT1，则a、c、d 三点的平衡常数从大
到小的顺序为:a=c>d；③当
时：
起始压强为
，反应达平衡时，压强变为D/，1.8n=
，1.8n-x=
，x=
-
则NO 的转化率=
；(2)将工序Ⅰ中产生的气体(温度高于800℃)快速冷却到100℃以下，然后再送
入接触氧化设备中发生工序Ⅱ，目的是i.除去大量的H2O，平衡右移，利于生成更多的NOii.且下一步反应
为放热反应，低温对于生成NO2的反应有利iii.工序Ⅱ的反应，为一个低温速率增快的反应，所以，低温利
于加快工序Ⅱ的反应速率(答案合理即可)；(3)等温条件下，增大压力达到NO 转化率所需时间较短，故在
加压的条件下完成；等压条件下，降低温度达到NO 转化率所需时间较短，故在低温的条件下完成；
(4)①(i) 2NO(g)
N2O2(g) 快速平衡ΔH＜0 平衡常数(K1) ， k1·c2(NO) =k-1·c (N2O2)①；(ii) N2O2(g)
+O2(g)
2NO2(g)慢反应(即控速步)， k2·c (N2O2)·c(O2) =k-2·c2(NO2)②； 由①、②可知
； ②
工序Ⅱ的反应速率反而减慢的原因可能是：i.温度升高，K1降低倍数大于k2升高倍数。Ii.温度升高，分母
的k-1增大的程度大于分子的k1、k2 (或k1×k2)增大的程度。
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