考点03 化学平衡常数及转化率的计算（核心考点精讲精练）-备战2024年高考化学一轮复习考点帮

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2.精练高考真题，明确方向。经过对近几年高考题的横、纵向分析，可以得出以下三点：一是主干知识考查“集中化”，二是基础知识新视角，推陈出新，三是能力考查“综合化”。
3.摸清问题所在，对症下药。要提高后期的备考质量，还要真正了解学生存在的问题，只有如此，复习备考才能更加科学有效。所以，必须加大信息反馈，深入总结学情，明确备考方向，对症开方下药，才能使学生的知识结构更加符合高考立体网络化要求，才能实现基础→能力→分数的转化。
4.切实回归基础，提高能力。复习训练的步骤包括强化基础，突破难点，规范作答，总结方法，通过这样的总结，学生印象深刻，应用更加灵活。
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
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：
书写化学平衡常数表达式；
计算平衡常数；
运用平衡常数判断反应方向；
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)对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))(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：
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。
(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＝eq \f(cc(C)·cd(D),ca(A)·cb(B))，称为浓度商。
(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
C．逆反应速率减小D．的转化率增大
【答案】D
【解析】A．平衡后，再通入一定量O2，平衡正向移动，SO3的平衡浓度增大，A错误；
B．平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，B错误；
C．通入一定量O2，反应物浓度增大，正、逆反应速率都增大，正反应速率比逆反应速率增大的更多，C错误；
D．通入一定量O2，促进二氧化硫的转化，SO2的转化总量增大，D正确；
故答案为D。
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1ml，转移电子数目为
【答案】A
【解析】A．及时移出CO，产物浓度减小，逆反应速率降低，化学平衡正向移动，Cu2O的产率提高，A正确；
B．碳粉为固体，加入更多碳粉不影响正反应速率，也不影响平衡的移动，B错误；
C．该表达式中Cu2O、CuO和C均为固体，没有浓度，因此正确的平衡常数表达式为K=c(CO)，C错误；
D．上述反应中，CuO中Cu得到2个电子，C失去两个电子，生成1mlCu2O，转移电子数为1.204×1024，D错误；故选A。
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 ＋ 3H2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(高温、高压))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＝eq \f(n(转化),n(起始))×100%＝eq \f(c(转化),c(起始))×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＝eq \f(实际产量,理论产量)×100%。
(3)平衡时混合物组分的百分含量＝eq \f(平衡量,平衡时各物质的总量)×100%。
(4)某组分的体积分数＝eq \f(某组分的物质的量,混合气体总的物质的量)×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 ml、b ml，达到平衡后，A的转化量为mx ml，容器容积为V L，则有以下关系：
mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
起始/ml a b 0 0
转化/ml mx nx px qx
平衡/ml 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＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(px,V)))p·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(qx,V)))q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a－mx,V)))m·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(b－nx,V)))n)
②c平(A)＝eq \f(a－mx,V) ml·L－1
③α(A)平＝eq \f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq \f(mx,a)∶eq \f(nx,b)＝eq \f(mb,na)
④φ(A)＝eq \f(a－mx,a＋b＋(p＋q－m－n)x)×100%
⑤eq \f(p平,p始)＝eq \f(a＋b＋(p＋q－m－n)x,a＋b)
⑥eq \x\t(ρ)混＝eq \f(a·M(A)＋b·M(B),V) 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：
eq \x\t(M)＝eq \f(a·M(A)＋b·M(B),a＋b＋(p＋q－m－n)x) g·ml－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。
eq \a\vs4\al(同倍增大,c（A）和c（B）)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a＋b＝c＋d A、B的转化率不变,a＋b＞c＋d A、B的转化率增大,a＋b＜c＋d A、B的转化率减小))
(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)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(m＝n＋q A的转化率不变,m＞n＋q A的转化率增大,m＜n＋q A的转化率减小))
【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：
【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
A．c＞a，g＞fB．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%
【答案】D
【解析】A．平衡常数只与温度相关，温度不变，K不变，所以g=f，故A错误；
B．由表格中的数据可知，平衡常数随温度升高而增大，平衡正向移动，该反应的正反应是吸热反应，故B错误；
C．因为正反应为吸热反应，所以800℃、相同压强时，A的转化率最大，而反应前后气体的分子数相等，所以800℃时，三种压强下的A的转化率都相同，故C错误；
D．1.5MPa、300℃时，平衡常数b=16，设平衡时体积为V，B的物质的量的变化量为x,则达平衡时，A、B、D的物质的量分别为1-x、1-x、2×=16，x=0.5ml，则B的转化率为×100%=50%，故D正确；
故选D。
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 ml NH3、2 ml 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：

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
【答案】B
【解析】A．由图可知，低温时反应的主要产物为氮气，即主要发生反应Ⅱ，说明该催化剂在低温时对反应Ⅱ的选择性更好，A正确；
B．由图可知，520℃时，NH3发生反应I生成NO 0.2ml，消耗氨气0.2ml，NH3发生反应Ⅱ生成N2 0.2ml，消耗氨气0.4ml，则NH3的有效转化率为，B错误；
C．由图可知，840℃时，反应相同时间内，NO的物质的量最大，副产物N2的物质的量最小，说明该温度下最有利于NO的生成，因此工业上氨催化氧化生成NO时，最佳温度应控制在840℃左右，C正确；
D．400℃后n(N2)随温度升高而下降，其原因可能是：该反应为放热反应，高于400℃时平衡逆向移动，使得N2的物质的量减少，D正确；
故选B。
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
(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
【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
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．
【答案】D
【解析】A．反应①为放热的熵减反应，根据反应可以自发进行，则在较低温度下易自发进行，A错误；
B．平衡常数等于平衡时生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比，纯固体和纯液体不计入其中；反应②的平衡常数，B错误；
C．在恒容密闭容器中发生反应②，反应中只有水一种气体，其摩尔质量为定值，当气体摩尔质量不变时，不能说明反应达到平衡，C错误；
D．由盖斯定律可知，反应①+②-③得反应④，则，D正确；
故选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
【答案】C
【解析】A．反应后气体的物质的量减小，则△S<0，A错误；
B．根据平衡常数定义，该平衡反应的平衡常数为，B错误；
C．增大，相当于增大HCl的量，则HCl的转化率降低，C正确；
D．1mlO2反应转移电子数目为4×6.02×1023，D错误；
故选C。
【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
B．上述反应每消耗1ml 同时形成7ml 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
【答案】B
【解析】A．△H-T△S<0时反应自发进行，该反应△H<0，△S<0，反应在较低温度下可自发进行，A错误；
B．根据，反应每消耗1ml ，生成0.5mlCH3OCH3、1.5mlH2O，形成7ml σ键，B正确；
C．上述反应平衡常数，C错误；
D．催化剂可以加快反应速率，但是不改变反应的焓变，D错误；
故选B。
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·ml-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
【答案】D
【解析】A．反应吸热，△H＞0，反应正向气体分子数增大，△S＞0，故高温时△H-T△S＜0时反应自发，故A错误；
B．其他条件不变，反应正向气体分子数增大，增大压强，平衡逆向移动，但温度不变，平衡常数K不变，故B错误；
C．恒压下，充入一定量的惰性气体，容器体积增大，相当于对原平衡减压，反应正向气体分子数增大，减压平衡正向移动，故C错误；
D．由公式可知，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，混合气体的总质量不变，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确；
故选D。
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1ml和3ml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
【答案】A
【分析】图像中横坐标表示压强，纵坐标表示的平衡转化率()，随着压强的增大的平衡转化率()增大，增大压强平衡向右移动，依此解题。
【解析】A．该反应为可逆反应，加入的1 ml N2和3 ml H2不可能完全反应生成2 ml NH3，所以反应放出的热量小于92.4 kJ，A正确；
B．从状态A到状态B，改变的是压强，温度未发生变化，所以平衡常数不变，，B错误；
C．该反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，的产率增大，C错误；
D．反应建立平衡后分离出部分时，生成物的浓度减小所以浓度商Q小于平衡常数K，D错误；
故选A。
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1ml和4ml，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：
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1ml和2ml，620℃平衡时
【答案】C
【解析】Ａ．根据反应列三段式：
，解得，则，A项正确；
Ｂ．660℃时，，解得，平衡时，，，，、、、，故，B项正确；
Ｃ．由表中数据可知，随着温度的升高硫蒸气的体积分数升高，说明温度升高，反应平衡逆向移动，则正反应为放热反应，C项错误；
Ｄ．在恒温恒容条件下，在2L容器中充入1ml和2ml等效于充入1ml和4ml S，D项正确。
答案为：Ｃ。
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。
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
【答案】C
【分析】列三段式有
，据此分析解答。
【解析】A．由表中数据关系可知，温度越高，K越大，平衡向右移动，故正反应为吸热反应，A正确；
B．反应中为气态，有浓度变化量，故其平衡常数表达式，B正确；
C．为，当时，投料方式与方程式化学计量数相同，此时生成物体积分数最大；当时，随着a的增大，的体积分数逐渐增大；当时，随着a的增大，氢气剩余较多，的体积分数逐渐减小，C错误；
D．时，，解得，往平衡体系中同时加入和，则，平衡不发生移动，D正确；
故答案为C。
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
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
【答案】A
【解析】A．XY点后反应仍正向进行，且X点反应物的浓度较大、生成物浓度较小，则X点正反应速率更大，故X点的Y点的，故A正确；
B．Z点后反应仍正向进行，则Z点时反应没有达到平衡状态，故B错误 ；
C．B的平衡转化率为60%，故C错误；
D．持温度、体积不变，时充入，不影响反应中各物质的浓度，正逆反应速率不变，故D错误；
故选A。
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：
下列说法不正确的是
A．前2min的平均反应速率v(CH4)=0.27ml·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1.4ml·L-1
D．向容器内通入适量的H2S，会使平衡逆向移动
【答案】C
【解析】A．根据可知，前2min甲烷物质的量变化1.08ml，则，故A正确；
B．根据表中数据可知6min时SO2的转化量为4.8ml-1.8ml=3ml，SO2转化率为=62.5%；6min后向反应体系中加入二氧化硫，导致平衡发生移动，10min时处于新的平衡，根据硫原子守恒，加入的SO2的物质的量为0.3ml+(1.75ml-1.5ml)2=0.8ml，则SO2的转化率为=62.5%；所以转化率相等，故B 正确；
C．10min时，二氧化硫浓度1.05ml/L，二氧化碳浓度0.875ml/L，若不改变容器体积，结合方程式，当二氧化硫全部转化为二氧化碳的浓度1.2ml/L，但该反应为可逆反应，低温平衡正向移动，二氧化碳浓度不能达到1.4ml/L，故C错误；
D．H2S会与二氧化硫发生氧化还原反应，导致平衡逆向移动，故D正确；
答案选C。
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

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
【答案】D
【解析】A．由图可知，25min时SO2的物质的量不再变化，说明反应达到平衡，达到平衡时，的平均反应速率为，故A错误；
B．10分钟后，和的物质的量还在变化，说明此时反应未达到平衡，故B错误；
C．反应过程中容器内气体原子总数是定值，当容器内气体原子总数不再发生变化，不能判断该反应达到平衡状态，故C错误；
D．在实际工业生产中，和O2反应生成的反应条件是合适催化剂，加热，不需要加压，故D正确；
故选D。
【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
【答案】C
【解析】A．由图可知，t1min时c(CO2)=c(CO)，相同条件下t1min后c(CO2)仍在减小，c(CO)仍在增大，则t1min时该化学反应没有达到平衡状态，故A错误；
B．该反应的平衡常数K=，只与温度有关，温度不变则K不变，所以重新达到平衡时不变，故B错误；
C．由图可知，4min时，CO2的转化率为×100%≈71.4%，故C正确；
D．由图可知，4min内CO的平均反应速率v(CO)==0.125ml⋅L-1⋅min-1，故D错误；
故选：C。
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。
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
【答案】D
【解析】A．反应①为放热反应，，且正反应是分子数减小的反应，ΔS<0，根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行可知，该反应在低温下能自发进行，故A错误；
B．恒温恒容下，再充入0.5mlCO2和0.9mlH2，反应物浓度增大，反应①和②平衡均正向移动，故B错误；
C．根据表中数据列出反应的三段式有：
，，平衡时气体的总物质的量为（0.2+0.6-2m+m+0.3-m+0.3）ml=（1.4-m）ml，恒温恒容条件下，，解得m=0.2，故C错误；
D．平衡时n(CO2)=0.2ml，n(H2)=(0.6-2m)ml=0.2ml，n(CO)=(0.3-m)ml=0.1ml，n(H2O)=0.3ml，则反应②的平衡常数，故D正确；
故选D。
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 ml CO2和3 ml 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
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
【答案】A
【解析】A．利用初始和平衡浓度可得平衡时的转化率为75%，A正确；
B．恒容容器充入惰性气体，与反应有关的各物质浓度不变，平衡不移动，B错误；
C．平衡之前始终有<，故该条件下，第9 min时小于第3 min时，C错误；
D．根据质量守恒定律，气体总质量不变，又该容器为恒容容器，故混合气体的密度始终不变，无法通过混合气体密度判断反应是否达到平衡状态，D错误；
故选A。
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
【答案】D
【解析】A．反应Ⅲ的气体分子数增大即∆S>0，该反应只在高温下自发，该反应为吸热反应，则，故A错误；
B．加入催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动，不能提高的平衡转化率，故B错误；
C．物质的量分数均随温度升高减小，温度低温时反应Ⅲ不发生，只发生反应Ⅰ和Ⅱ，所以二氧化碳的物质的量分数小于甲烷物质的量分数，平衡时CO2的物质的量分数随温度变化的曲线是a，故C错误；
D．曲线c、d分别代表CO2和CH4的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于积碳反应的进行，导致CH4的转化率大于CO2，故D正确；故选D。
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
【答案】B
【解析】A．100℃时前5min平均化学反应速率，A错误；
B．C(g)为生成物，加入C(g)后，逆反应速率增大，平衡逆向移动，达新平衡前v(逆)>v(正)，B正确；
C．如图得出信息，温度越高，C的体积分数越小，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，所以：，C错误；
D．起始浓度A越大，越大，B的转化率越大，所以温度一定时，B的转化率随起始的增大而增大，D错误；故选B。
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3ml(g)和2ml(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
【答案】D
【解析】A．由图可知，升高温度，的物质的量分数减小，说明平衡逆向移动，该反应是放热反应，故A错误；
B．由方程式可知，在1L恒容密闭容器中充入3ml(g)和2ml(g)发生反应，和转化量之比为2：1，和的平衡转化率不相等，故B错误；
C．N点表示410K时的物质的量分数，小于平衡时的物质的量分数，说明此时反应逆向进行，N点的正反应速率小于逆反应速率，故C错误；
D．443K时，和的物质的量分数相等，设的转化量为xml，则3-x=0.5x，x=2，该反应的平衡常数K==4，故D正确；
故选D。
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
A．10min内，时的化学反应速率比时小 B．温度：
C．平衡常数： D．
【答案】C
【解析】A．10min内，时的化学反应速率为，时的化学反应速率，故A正确；
B．温度越高反应速率越快，时的化学反应速率小于，所以温度：，故B正确；
C．时的化学反应速率小于，时，40min反应达到平衡，时，40min反应一定达到平衡，时甲烷的平衡浓度小于，平衡常数：，故C错误；
D. 时的化学反应速率小于，所以，时甲烷的平衡浓度小于，可知升高温度，平衡逆向移动，正反应放热，，故D正确；故选C。
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
【答案】C
【分析】因，则；，同理可得：，由函数关系可知的斜率大于，结合图像可知线Ⅰ应为，线Ⅱ应为，据此分析解答。
【解析】A．由以上分析可知线Ⅰ应为，故A错误；
B．由以上分析可知线Ⅱ应为，又，结合图像可知当=0时，=a，则，平衡后测得为，则平衡时，故B错误；
C．线Ⅰ应为，，当=0时，=a+2，则，反应达到平衡状态时：，==100，故C正确；
D．某时刻，此时，则此时的转化率=，故D错误；
故选C。
【真题感知】
1.（2023·湖北卷）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
【答案】C
【解析】从图给的分布分数图可以看出，在两曲线的交点横坐标值加和取平均值即为某型体含量最大时的pH，利用此规律解决本题。从图中可以看出Fe(Ⅲ)主要与L2-进行络合，但在pH=1时，富含L的型体主要为H2L，此时电离出的HL-较少，根据H2L的一级电离常数可以简单计算pH=1时溶液中c(HL-)≈10-9.46，但pH=1时c(OH-)=10-13，因此这四种离子的浓度大小为c(H2L)>c([FeL]+)>c(HL-)>c(OH-)，A错误；根据图示的分布分数图可以推导出，H2L在pH≈9.9时HL-的含量最大，而H2L和L2-的含量最少，因此当pH在9.5~10.5之间时，含L的物种主要为HL-，B错误；该反应的平衡常数K=，当[FeL2]-与[FeL]+分布分数相等时，可以将K简化为K=，此时体系的pH=4，在pH=4时可以计算溶液中c(L2-)=5.0×10-14.86，则该络合反应的平衡常数K≈10-14.16，即lg K≈14，C正确；根据图像，pH=10时溶液中主要的型体为[FeL3]3-和[FeL2(OH)]2-，其分布分数均为0.5，因此可以得到c([FeL3]3-)=c([FeL2(OH)]2-)=1×10-4ml·L-1，此时形成[FeL3]3-消耗了3×10-4ml·L-1的L2-，形成[FeL2(OH)]2-消耗了2×10-4ml·L-1的L2-，共消耗了5×10-4ml·L-1的L2-，即参与配位的c(L2-)≈5×10-4，D错误；故选C。
2.（2023·湖南卷）向一恒容密闭容器中加入1mlCH4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
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
【答案】B
【解析】一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则，故A正确；b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1ml，b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度大，则反应速率：，故B错误；由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：，故C正确；该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确；故选B。
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
【答案】C
【解析】该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应的，故v正> v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2=CH2 (g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2=CH2 (g)的平衡转化率减小，D不正确；综上所述，本题选C。
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
A. B. 气体的总物质的量：
C. a点平衡常数：D. 反应速率：
【答案】B
【解析】甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，根据理想气体状态方程PV=nRT可知，刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，则说明上述反应过程放热，即＜0，故A错误；根据A项分析可知，上述密闭溶液中的反应为放热反应，图中a点和c点的压强相等，因甲容器为绝热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，则说明甲容器中气体的总物质的量此时相比乙容器在减小即气体总物质的量：na＜nc，故B正确；a点为平衡点，此时容器的总压为p，假设在恒温恒容条件下进行，则气体的压强之比等于气体的物质的量（物质的量浓度）之比，所以可设Y转化的物质的量浓度为xml∙L−1，则列出三段式如下：，则有，计算得到x=0.75，那么化学平衡常数K=，又甲容器为绝热条件，等效为恒温条件下升温，平衡逆向移动，则平衡常数减小即平衡常数K＜12，故C错误；根据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以达到平衡的速率相对乙容器的快，即Va正＞Vb正，故D错误。综上所述，答案为B。
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
【答案】B
【解析】由方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即熵增的反应，反应△S＞0，故A错误；由方程式可知，反应平衡常数，故B正确；由方程式可知，反应每消耗4ml氨气，反应转移12ml电子，则反应中消耗1ml氨气转移电子的数目为3ml×4××6.02×1023=3×6.02×1023，故C错误；实际应用中，加入尿素的量越多，尿素水解生成的氨气过量，柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度增大，故D错误；故选B。
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。
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
【答案】D
【解析】根据已知反应①，反应②，且反应①的热效应更大，故温度升高的时候对反应①影响更大一些，即CO2选择性增大，同时CO的选择性减小，根据CO的选择性的定义可知③代表CO2的选择性，①代表CO的选择性，②代表H2的产率，以此解题。由分析可知②代表H2的产率，A错误；由分析可知升高温度，平衡时CO的选择性减小，B错误；两种物质参加反应增大一种物质的浓度，会降低该物质的平衡转化率，C错误；加入与水反应放热，对反应①影响较大，可以增大产率，或者选用对反应①影响较大的高效催化剂，也可以增大产率，D正确；故选D。
7. （2021·湖南卷）已知： ，向一恒温恒容的密闭容器中充入1mlA和3mlB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：
【答案】BC
【解析】根据图像可知，向恒温恒容密闭容器中充入1mlA和3mlB发生反应，反应时间从开始到t1阶段，正反应速率不断减小，所以平衡向正反应方向移动，t1-t2时间段，正反应速率不变，反应达到平衡状态，t2-t3时间段，改变条件使正反应速率逐渐增大，平衡向逆反应方向移动，t3以后反应达到新的平衡状态，据此结合图像分析解答。容器内发生的反应为A(g)+2B(g)3C(g)，该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；根据图像变化曲线可知，t2t3过程中，t2时瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除温度与催化剂等影响因素，改变的条件为：向容器中加入C，B正确；t2-t3时间段，改变条件使正反应速率逐渐增大，平衡向逆反应方向移动，达到新的平衡状态后，生成A的量增大，总的物质的量不变，所以A的体积分数增大，即A的体积分数：(II)＞(I)，C正确；平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，D错误。故选BC。
8．（2021·湖北卷）常温下，已知H3PO3溶液中含磷物种的浓度之和为0.1ml·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=-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)<0.1ml·L-1-2c(HPO)
D．H3PO3+HPO2H2PO的平衡常数K>1.0×105
【答案】D
【解析】图象中含P物质只有3种，说明为二元弱酸。随着逐渐增大，减小，根据 、 ，知逐渐减小，先增大后减小，逐渐增大，，则逐渐增大，先减小后增大，逐渐减小，故曲线③表示，曲线②表示，曲线①表示；根据x点知，时，，c(OH-)=10-7.3ml/L，c(H+)=10-6.7ml/L，则的，根据z点知，，，c(OH-)=10-12.6ml/L，c(H+)=10-1.4ml/L，则的，曲线①表示随的变化，故A错误；为二元弱酸，其结构简式为，故B错误；即，由图可知，此时，，即，而，故，故C错误；由减去，可得，则平衡常数，故D正确；故选D。
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
√
√
√
化学方程式
平衡常数
关系式
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
K1＝eq \f(c2(NH3),c(N2)·c3(H2))
K2＝eq \r(K1)
K3＝eq \f(1,K1)
eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g) NH3(g)
K2＝eq \f(c(NH3),c\f(1,2)(N2)·c\f(3,2)(H2))
2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)
K3＝eq \f(c(N2)·c3(H2),c2(NH3))
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
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
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
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
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
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
温度/℃
560
580
600
620
640
660
0.286
0.333
0.378
0.420
0.462
0.500
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
物质的量(ml)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
总压
起始
0.5
0.9
0
0
0
1.4p
平衡
m
0.3
p
温度
时间/min
n/ml
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