新高考化学一轮复习考点举一反三讲义第03讲 化学平衡常数及其相关计算（2份，原卷版+解析版）

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目录
一、题型精讲TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc783" 题型01 考查化学平衡常数的定义和表达式 PAGEREF _Tc783 \h 1
\l "_Tc14638" 题型02 考查化学平衡常数的应用 PAGEREF _Tc14638 \h 3
\l "_Tc11153" 题型03 考查化学平衡常数的简单计算 PAGEREF _Tc11153 \h 5
\l "_Tc985" 题型04 考查压强平衡常数及其应用 PAGEREF _Tc985 \h 6
\l "_Tc25500" 题型05 考查平衡转化率及其计算 PAGEREF _Tc25500 \h 8
\l "_Tc26027" 题型06 化学平衡常数的综合考查 PAGEREF _Tc26027 \h 11
\l "_Tc10725" 题型07 多平衡体系中平衡常数的计算 PAGEREF _Tc10725 \h 12
二、靶向突破
题型01 考查化学平衡常数的定义和表达式
1.含义
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）)。
(2)固体或纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式
如C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式K＝eq \f(c（CO）·c（H2）,c（H2O）)；Fe3＋(aq)＋3H2O(l)Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)的平衡常数表达式K＝eq \f(c3（H＋）,c（Fe3＋）)。
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。
(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
(4)平衡常数与反应方程式的关系
①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＝eq \f(1,K逆)。
②方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的x次方。
③两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。
【例1】下列关于化学平衡常数的说法正确的是( )
A．在任何条件下，化学平衡常数不变
B．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变
C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强有关
D．由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度
【变式1-1】下列关于化学平衡常数的说法正确的是( )
A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值
B．由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度
C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强有关
D．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数一定会发生改变
【变式1-2】在某温度下，可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 的平衡常数为K，下列说法正确的是( )
A．K越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大
B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大
C．K随反应物浓度的改变而改变
D．K随温度和压强的改变而改变
【变式1-3】下列有关平衡常数的说法中，正确的是( )
A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大
B．反应：2NO2(g)N2O4(g) ΔH0。温度为T时，部分实验数据如表所示：
下列说法错误的是( )
A.前50 s内SO2(g)的平均生成速率为0.03 ml·L－1·s－1
B.容器内密度不再改变说明反应已达平衡
C.150 s时，向容器中继续通入2 ml SO3、2 ml SO2、1 ml O2，则此时反应将逆向进行
D.其他条件不变，若将恒容改为恒压，则平衡时SO3的转化率增大
【变式2-1】25 ℃，向40 mL 0.05 ml/L的FeCl3溶液中加入10 mL 0.15 ml/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＝eq \f(0.04－m,m（3m－0.09）3)
D.t4时向溶液中加入50 mL 0.1 ml/L KCl溶液，平衡正向移动
【变式2-2】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)。
下列说法正确的是( )
A.实验①中，若5 min时测得n(M)＝0.050 ml，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 ml/(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
【变式2-3】转化为高附加值的产品是应对气候变化和能源高速消耗的有效措施，反应可实现的资源化利用，下列说法正确的是
A．温度升高，增大，减小
B．加入催化剂，反应速率加快，可提高产率
C．恒温恒容，增大压强，转化率增大，平衡常数增大
D．当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时说明该反应达到化学平衡状态
题型03 考查化学平衡常数的简单计算
1.根据化学平衡常数表达式计算
对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝eq \f(cp（C）·cq（D）,cm（A）·cn（B）)。
2.依据化学方程式计算平衡常数
①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。
②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝ eq \r(n,K) 。
③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。
④水溶液中进行的反应，必须拆成离子方程式再计算平衡常数。
【例3】某温度时N2＋3H22NH3的平衡常数K＝a，则此温度下NH3eq \f(3,2)H2＋eq \f(1,2)N2的平衡常数为( )
A.eq \f(1,\r(a)) B.eq \r(a) C.eq \f(1,a3) D．a2
【变式3-1】将4 ml SO2与2 ml O2放入4 L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，测得平衡时SO3的浓度为0.5 ml·L－1。则此条件下的平衡常数K为( )
A．4 B．0.25 C．0.4 D．0.2
【变式3-2】在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示：
下列说法错误的是( )
A.反应达到平衡时，X的转化率为50%
B.反应可表示为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为1 600
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
【变式3-3】在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下：
①2NO(g)N2(g)＋O2(g) K1＝1×1030
②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) K2＝2×1081
③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10－92
以下说法正确的是( )
A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2)
B．该温度下，反应2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)的平衡常数的数值约为5×10－80
C．该温度下，反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2
D．以上说法都不正确
题型04 考查压强平衡常数及其应用
1．分压
(1)定义：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强。
(2)计算公式：
混合气体中某组分的分压＝总压×该组分的物质的量分数，pB＝p总×eq \f(nB,n总)。
(3)分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和，即p总＝pA＋pB＋pC＋…
2．压强平衡常数
(1)表达式(以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例)
Kp＝eq \f(pc（C）·pd（D）,pa（A）·pb（B）)[p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。
(2)计算模板
①根据“三段式”法计算平衡体系中各物质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，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)。
④根据平衡常数计算公式代入计算。
(3)实例：一定温度和催化剂条件下，将1 ml N2和3 ml H2充入压强为p0的恒压容器中，测得平衡时N2的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(Kp)。
3.解题模板
平衡时p(N2)＝eq \f(0.5,3)p0、p(H2)＝eq \f(1.5,3)p0、p(NH3)＝eq \f(1,3)p0。Kp＝eq \f(p2（NH3）,p（N2）·p3（H2）)＝eq \f(（\f(1,3)p0）2,\f(0.5,3)p0×（\f(1.5,3)p0）3)＝eq \f(16,3peq \\al(2,0))。
【例4】在300 ℃、8 MPa下，将CO2和H2按物质的量之比为1∶3通入恒压密闭容器中发生CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)反应，达到平衡时，测得CO2的平衡转化率为50%，则该反应条件下的压强平衡常数Kp＝______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
【变式4-1】650 ℃时，一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡时，CO的体积分数为40%，总压强为p总。
(1)平衡时CO2的转化率为________。
(2)已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。
用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝________。
【变式4-2】汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一，尾气中的主要污染物为CxHy、NO、CO、SO2及固体颗粒物等。活性炭可用于处理汽车尾气中的NO，在1 L恒容密闭容器中加入0.100 0 ml NO 和2.030 ml固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表：
根据上表数据，写出容器中发生反应的化学方程式：________________，计算反应体系在200 ℃时的平衡常数Kp＝________________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。
【变式4-3】乙酸甲酯是树脂、涂料、油墨、油漆、胶粘剂、皮革生产过程所需的有机溶剂，而且乙酸甲酯还可作为原料制备燃料乙醇。在刚性容器压强为1.01 MPa时，乙酸甲酯与氢气制备乙醇主要发生如下反应：
CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3OH(g)＋CH3CH2OH(g)。一定温度下，以n(CH3COOCH3)∶n(H2)＝1∶10的投料比进行反应，乙酸甲酯转化率与气体总压强的关系如图所示：
(1)A点时，CH3COOCH3(g)的平衡分压为________，CH3CH2OH(g)的体积分数为________%(保留一位小数)。
(2)此温度下，该反应的化学平衡常数Kp＝________ MPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数，列出计算式，不要求计算结果)。
题型05 考查平衡转化率及其计算
1．表达式
对于化学反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率可以表示为
α(A)＝eq \f(初始时A的物质的量－平衡时A的物质的量,初始时A的物质的量)×100%＝eq \f(n始A－n平A,n始A)×100%＝eq \f(ΔnA,n始A)×100%。
2．温度和压强对转化率(α)的影响
温度或压强改变后，若引起平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率一定增大，反之，则转化率减小。
3．改变反应物用量对转化率(α)的影响
(1)反应物不止一种时，如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)。
①只增大一种反应物的浓度，该物质本身转化率减小，其他反应物转化率增大。如增大c(A)，则平衡正向移动，α(A)减小，α(B)增大。
②若同等比例同倍数增大c(A)、c(B)，其影响结果相当于增大压强，
当m＋n＝p＋q时，α(A)、α(B)不变；
当m＋n＞p＋q时，α(A)、α(B)增大；
当m＋n＜p＋q时，α(A)、α(B)减小。
(2)反应物只有一种时，如aA(g)bB(g)＋cC(g)，增大c(A)，其影响结果相当于增大压强，
当a＝b＋c时，α(A)不变；
当a＞b＋c时，α(A)增大；
当a＜b＋c时，α(A)减小。
4.转化率大小变化分析技巧
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：
【例5】高炉炼铁过程中发生反应：eq \f(1,3)Fe2O3(s)＋CO(g)eq \f(2,3)Fe(s)＋CO2(g)，已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：
下列说法正确的是( )
A．ΔH＞0
B．1 000 ℃时，在固定容积的密闭容器中，某时刻测得上述体系中，CO、CO2的物质的量分别为0.5 ml、1.8 ml，此时反应向正反应方向进行
C．其他条件不变，向平衡体系中充入CO2气体，K减小
D．其他条件不变，升高温度，可以提高CO的平衡转化率
【变式5-1】温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 ml PCl5，发生反应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见下表，下列说法正确的是( )
A．相同温度下，初始时向容器中充入1.0 ml PCl5、0.20 ml PCl3和0.20 ml Cl2，达到平衡时，c平(PCl5)>0.4 ml·L－1
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c平(PCl3)＝0.11 ml·L－1，则反应的ΔH v逆
B．增大压强可使化学平衡常数增大
C．移走CO2可提高CO的平衡转化率
D．使用催化剂可提高NO的平衡转化率
3.（2025·湖南长沙·一模）在一定温度下的恒容密闭容器中，受热分解，平衡体系中各组分[、以及另一种气态产物]物质的量随温度的变化关系(实线a、b、c)如图所示。下列叙述错误的是
A．平衡体系中气态产物的化学式为
B．M点生成b的速率大于消耗b的速率
C．温度时，向容器中通入适量惰性气体，容器内压强增大
D．一个反应是否能够发生、及其是否为可逆反应，与温度有关
4.（2025·河南开封·二模）一定条件下，将和按物质的量之比充入反应容器，发生反应：。其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强下随温度变化的曲线如图所示。
下列说法错误的是
A．
B．其他条件不变，温度升高，该反应的反应限度减小
C．400℃、条件下，的平衡转化率为40%
D．400℃时，该反应的化学平衡常数的数值为
5.（2025·河北·二模）工业上生产苯乙烯主要采用乙苯脱氢工艺：。某条件下无催化剂存在时，在恒容容器中充入，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A．加入催化剂，时可能达到平衡状态
B．曲线①表示的是逆反应的v-t关系
C．时间内，容器内气体的平均摩尔质量增大
D．时，向容器中再充入，反应再次达到平衡时的转化率增大
6.（2025·山东日照·一模）萨巴蒂尔反应可实现转化为，主要涉及两步反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
恒压条件下，密闭容器中，起始充入1ml 、3ml ，不同温度下，反应相同时间，的转化率及的选择性[]随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A．萨巴蒂尔反应为吸热反应
B．280℃时，氢气的转化率为60%
C．320～360℃，随着温度升高，不变
D．T>320℃，转化率逐渐下降的原因，可能是升温反应Ⅰ、Ⅱ平衡逆向移动
7.（2025·四川·一模）常温下，某溶液中和浓度之和为，两种离子的分布分数随的变化关系如图所示(比如)。下列说法错误的是
A．随增大，溶液的pH增大
B．常温下，的平衡常数为0.5
C．当时，
D．加入溶液可实现AgCl和固态混合物的分离
8.（2025·安徽·一模）向体积均为1L的两恒容密闭容器中分别充入2mlX和1mlY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．甲容器的反应速率比乙容器小B．c点Y的转化率为50%
C．a点气体平均相对分子质量比c点小D．a点平衡常数比b点小
9.（2025·河南·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
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
10.（2025·北京昌平·二模）在KI溶液中存在下列平衡：。不同温度下该反应的平衡常数如下图所示，下列说法正确的是
A．反应的△H>0
B．在上述平衡体系中加入苯，平衡向右移动
C．25℃时，在上述平衡体系中加入少量KI固体，平衡右移，平衡常数K大于680
D．25℃，3种微粒浓度均为0.01ml/L时，反应向生成方向进行
11.（2025·湖南·一模）工业中采用双环戊二烯解聚法合成环戊二烯，反应为(g)2(g) ΔH。将3 ml双环戊二烯通入恒温、容积为1 L的恒容密闭容器中，分别在T1和T2温度下进行反应，起始压强分别为p1和p2，n(双环戊二烯)、n(环戊二烯)随时间t的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A．T1>T2
B．ΔH>0
C．T2温度下，当容器总压强p=1.5p2时v正>v逆
D．与恒温相比，绝热条件下的平衡常数小
12.（2025·河北保定·二模）工业上常采用氟离子萃取稀土金属钍(Th)。常温下，在硝酸钍[]溶液中滴加NaF溶液，溶液中含钍粒子分布系数()与关系如图。下列叙述错误的是
已知：①可衡量配离子的稳定强度，络合平衡类似化学平衡，例如；题中。
②。
A．曲线②代表和的关系
B．的平衡常数
C．根据图像信息可推知，
D．当时，
13.（2025·湖北·一模）将FeSO4固体置入固定体积的密闭容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)。平衡时SO3分压()与温度(T)的关系如下图所示，下列说法错误的是
A．时，该反应的平衡总压p总=3.0
B．平衡常数Kp=2.25
C．Kp随反应温度升高而增大
D．若升高温度，可继续发生2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)，则平衡时
14.（2025·江苏扬州·一模）温度为时，将一定量的和1ml CO混合气充入固定容积的容器，发生下列反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
平衡时和CO的转化率（）及和的物质的量（n）随起始投料比变化如图所示。[选择性以为例，表示为]。下列说法正确的是
A．
B．图中曲线①表示平衡时的转化率随的变化
C．，温度为时，反应Ⅱ的，则
D．A点对应物质的选择性为33.3%
15.（2025·江苏南京·一模）甲醇水蒸气重整制氢是生产氢气的重要途径，其主要反应为：
Ⅰ．
Ⅱ．
、时，混合气体以一定流速通过反应管，在催化剂作用下反应一段时间后测得转化率、CO选择性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：
B．的物质的量：a点