第03讲 化学平衡常数及其相关计算（练习）（含答案） 2025年高考化学一轮复习讲练测（新教材新高考）

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题型一 化学平衡常数的含义与应用
1．（2024·甘肃平凉·模拟预测）催化氧化法将转化为的反应为。下列关于催化氧化法制的说法中错误的是
A．该反应的
B．该反应的平衡常数
C．使用合适的催化剂可提高化学反应速率，但不影响的平衡转化率
D．该反应在高温下可自发进行
【答案】D
【解析】A．该反应为气体分子数减少的反应，所以，A项正确；B．该反应的平衡常数表达式为，B项正确；C．催化剂能降低化学反应的活化能，能同等程度地增大正、逆化学反应速率，但不影响化学平衡移动，C项正确；D．该反应的，所以在低温下可自发进行，D项错误；答案选D。
2．（2024·江苏·模拟预测）对于二氧化硫的催化氧化反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，下列有关说法正确的是
A．该反应的ΔS>0
B．该反应平衡常数的表达式为K=
C．反应中每消耗22.4LO2(标准状况)，转移电子数约为2×6.02×1023
D．温度不变，提高O2的起始浓度或增大反应压强，均能提高反应速率和SO2的转化率
【答案】D
【解析】A．由方程式可知，该反应前后气体分子数减少，则ΔS＜0，故A错误；B．由方程式可知，该反应平衡常数的表达式为K=，故B错误；C．由方程式可知，反应消耗1mlO2时，转移4ml电子，则标准状况下消耗22.4 LO2时，转移电子数为4×6.02×1023，故C错误；D．增大O2的浓度、增大压强，反应均向正反应方向移动， SO2的转化率增大，故D正确；故选D。
3．（2024·天津·二模）反应可用于去除氮氧化物。催化该反应的过程如图所示。下列说法不正确的是
A．反应过程中，参与反应，降低了反应的焓变
B．该反应的平衡常数
C．其他条件不变时，增大，NO的平衡转化率增大
D．步骤Ⅲ中每消耗，转移电子数目为
【答案】A
【解析】A．催化剂，降低反应活化能但不改变焓变，反应过程中，Cu+为催化剂，故A错误；B．平衡常数等于生成物的浓度幂之积比上反应物的浓度幂之积，所以，故B正确；C．增大一种反应物的量，可以提高另一种反应物的转化率，增大，则NO的转化率增大，故C正确；D．由反应Ⅰ可知，1mlCu+结合1mlO2，转移4ml电子，所以转移电子数目为4×6.02×1023，故D正确；故选：A。
7．（2024·江苏南京·模拟预测）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•ml﹣1；反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=41.2kJ•ml﹣1；反应Ⅲ：2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)△H=﹣247.1kJ•ml﹣1。
向恒压、密闭容器中通入1ml CO2和4ml 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
【答案】D
【分析】反应Ⅰ和反应Ⅲ 均为放热反应，因此，CH4的平衡量随着温度的升高而减小，所以图中曲线A表示CH4的物质的量变化曲线；由反应Ⅱ和Ⅲ可知，温度升高反应Ⅱ正向移动，反应Ⅲ逆向移动，因此，CO在平衡时的物质的量随着温度升高而增大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线，则曲线B为CO2的物质的量变化曲线，据此分析解答。
【解析】A．化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，反应Ⅱ的平衡常数为K=，故A错误；B．反应Ⅰ和反应Ⅲ均为放热反应，因此CH4的平衡量随着温度的升高而减小，所以图中曲线A表示CH4的物质的量变化曲线；由反应Ⅱ和Ⅲ可知，温度升高反应Ⅱ正向移动，反应Ⅲ逆向移动，因此CO在平衡时的物质的量随着温度升高而增大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线，则曲线B为CO2的物质的量变化曲线，故B错误；C．由图可知，较低温度时CH4的物质的量较高，且CO的物质的量较低，因此最佳温度应在200-400℃左右，故C错误；D．反应Ⅰ和反应Ⅲ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，降低温度有利于反应Ⅰ和反应Ⅲ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，因此在低温时CH4的平衡量较高，要提高 CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂以尽快建立化学平衡状态，故D正确；故选：D。
5.（2024·江苏·二模）用消除的反应为 。下列说法正确的是
A．平衡时升高温度，增大，减小
B．反应平衡常数
C．反应中生成22.4 L ，转移电子数目为
D．实际应用中，适当增加的量有利于消除，减轻空气污染程度
【答案】D
【解析】A．升高温度，正逆反应速率均增大，故A错误；B．该反应水为气态，平衡常数，故B错误；C．气体所处状况不确定，不能根据体积计算其物质的量，故C错误；D．适当增加的量有利于平衡正向移动，从而提高的转化率，有利于的消除，故D正确；故选D。
6．（2024·海南省直辖县级单位·模拟预测）工业上，常用离子交换法软化自来水，其原理是，。常温下，向一定体积的自来水中加入离子交换树脂，测得自来水中变化如图所示。下列叙述正确的是
A．时加入少量固体，离子交换反应平衡常数减小
B．时的逆反应速率大于时的逆反应速率
C．其他条件不变时，时离子交换反应已停止
D．内平均反应速率：
【答案】B
【解析】A．平衡常数只与温度有关，改变离子浓度，平衡常数不变，A错误； B．在达到平衡前，反应正向发生，随各物质浓度变化，正反应速率增大，逆反应速率减小，6min时逆反应速率大于4min时逆反应速率，B正确；C．化学平衡状态为动态平衡，反应并未停止，C错误；D．如果只考虑镁离子、钙离子交换，根据电荷守恒，，镁离子、钙离子交换速率不确定，无法计算单一离子交换速率，D错误；故选B。
7．（23-24高三上·安徽亳州·期末）已知某些化学反应的焓变、熵变如下表所示，假设它们不随温度变化，下列说法正确的是
A．反应①在高温下能自发进行
B．反应②能自发进行的温度
C．反应③只有在低温下能自发进行
D．若将、C固体粉碎，反应③的反应速率和平衡常数K都增大
【答案】B
【解析】A．由表中数据可知，反应①为吸热的熵减反应，在任何温度下都有，所以反应①在任何温度下，都能不能正向自发进行，A错误；B．反应②的能自发进行，则-176+0.285T乙，故答案为：丙>甲>乙；
（2）A．甲为恒温恒容的密闭容器，所以温度一直保持不变，则温度不变不能用于判断该反应是否处于平衡状态，故A不选；B．甲、乙均为恒容密闭容器，又由于该反全为气体参加的反应，所以在恒容的密闭容器中密度始终保持不变，故B不选；C．在恒容的密闭容器中，该反应为非等体积反应，所以压强不变时，该反应处于平很状态，故选C；D．一定条件下，当时，反应体系中所有参加反应的物质的物质的量或浓度保持恒定不变，则O2浓度保持不变可用于判断该反应是否处于不平衡状态，故选D；故答案选CD；
（3）丙为恒温恒压的密闭体系，所以相同温度下在容器丙中分别投入4mlSO2、2mlO2和2mlSO2、1mlO2进行反应平衡不发生移动；则所释放的能量前者为后者的两倍；若前者反应温度为400℃，后者反应温度为500℃，且该反应为放热反应，所以平衡逆向移动，则前者释放的能量大于后者的两倍，故答案为：>；
20．（2024·贵州黔西·一模）氨具有较高的含氢量，可用作内燃机的燃料。
(1)液氨是重要的非水溶剂，和水类似，液氨的电离平衡为。写出与在液氨中发生中和反应的离子方程式为 。
(2)合成氨反应的方程式为，恒压密闭容器中，起始时，不同温度(T)下平衡混合物中物质的量分数随压强的变化曲线如图所示。
①25℃时，和的燃烧热分别为和，上述合成氨反应的焓变为 。
②A点温度迅速从变为，则此时浓度商Q (填“＞”“＜”或“＝”)。
③ (为以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。
④合成氨逆反应速率方程为v(逆)＝k(逆)，式中k(逆)为逆反应的速率常数(只与温度有关)。从C点开始减小压强，平衡发生移动，直至达到新的平衡，v(逆)的变化过程为 。
【答案】(1)
(2)① ②> ③或1：9 ④v(逆)瞬间变大，然后逐渐减小，直至达到新的平衡，v(逆)不再改变
【解析】（1）液氨是重要的非水溶剂，和水类似，液氨的电离平衡为，则类似氢离子、氢氧根离子，与在液氨中发生中和反应生成氯化钾和液氨，反应离子方程式为：；
（2）①燃烧热是在101 kPa时，1 ml物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；25℃时，和的燃烧热分别为akJ/ml和bkJ/ml，则有：
Ⅰ：
Ⅱ：
由盖斯定律可知，3×Ⅰ-2×Ⅱ得反应：；
②由图可知，相同条件下，T1时氨气含量更高，则A点的温度迅速从T1变为T2，则变化后体系中氨气含量高于变化后达到平衡体系中氨气含量，则反应逆向进行，故此时浓度商Q>K(T2)；
③反应中，由图可知，AB两点氨气、氢气、氮气的物质的量的分数均相同，则；
④v(逆)＝k(逆)，k(逆)只与温度有关；从C点开始减小压强，相当于增大体积，各物质的分压均减小相同的倍数，由表达式可知，减小对v(逆)影响更大，则v(逆)瞬间变大，然后逐渐减小，直至达到新的平衡，v(逆)不再改变；
1．（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
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
【答案】D
【解析】A．由表可知，相同温度下，乙烷在发生转化时，反应Ⅰ更易发生，则反应活化能：Ⅰ②
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
【答案】A
【解析】A．由图可知，3小时后异山梨醇浓度继续增大，后异山梨醇浓度才不再变化，所以时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，故A错误；B．图像显示该温度下，后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1,4-失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①，所以该温度下的平衡常数：①>②，故B正确；C．由图可知，在内异山梨醇的浓度变化量为0.042ml/kg，所以平均速率(异山梨醇)=，故C正确；D．催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质平衡转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率，故D正确；故答案为：A。
3．（2023·湖南·高考真题）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，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，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】A．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．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，平衡正向移动，甲烷的转化率增大，生成物的浓度增大，则在相同温度下反应速率：，故B错误；C．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；D．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；答案选B。
4．（2022·海南·高考真题）某温度下，反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)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，充入一定量的，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】A．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；B．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；C．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；D．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。
5．（2022·江苏·高考真题）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】A．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；B．由方程式可知，反应平衡常数，故B正确；C．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；D．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·重庆·高考真题）两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1：NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反应2：2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
该温度下，刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是
A．反应2的平衡常数为4×106Pa2B．通入NH3，再次平衡后，总压强增大
C．平衡后总压强为4.36×105PaD．缩小体积，再次平衡后总压强不变
【答案】B
【解析】A．反应2的平衡常数为，A正确；B．刚性密闭容器，温度不变，则平衡常数不变，，，再次达到平衡后，气体的分压不变，则总压强不变，B错误；C．， ，，，所以总压强为：，C正确；D．达平衡后，缩小体积，增大压强，平衡逆向移动，温度不变，化学平衡常数不变，各组分的分压不变，再次平衡后总压强不变，D正确；故选B。
第03讲 化学平衡常数及其相关计算
01 模拟基础练
【题型一】化学平衡常数的含义与应用
【题型二】有关化学平衡的计算
02 重难创新练
03 真题实战练
化学反应
①
+98
-57.2
②
-176
-285
③(s，石墨)
-59
+146
t/min
0
40
80
160
260
1300
1700
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/ml
平衡时物质的量/ml
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.10
0.40
0.080
③
800
0.20
0.30
a
④
900
0.10
0.15
b
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