平衡常数（或速率常数）的计算与应用（重难专练）-2026年高考化学二轮复习原卷版

重难06平衡常数(或速率常数)的计算与应用

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I

01

J重难考向聚焦

重难技巧突破

一、化学平衡常数的含义及应用

(1)对于一般的可逆反应，〃A(g)+〃B(g)4^pC(g)+qD(g)

CP(C)・d(D)

①浓度商：在任意时刻的c，”(A),c〃(B)，通常用。表示。

②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，生成物浓度幕之积与反应物浓度幕之

d>(C)Y(D)

积的比值是一个常数，用符号K表示：K”(A)d(B)，固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入

平衡常数表达式中。

(2)意义及影响因素

K值只受温度的影响，与物质的浓度、压强等的变化无关。

内因反应物本身的性质

影响因素△〃<0,K值减小

外因温度升高

AH>0,K值增大

提醒：

①K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

②K值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度，不能预示反应达到平衡所需要的时间。

③当KA05时，可以认为反应进行完全。

(3)应用

①根据浓度商与平衡常数的大小关系，可以判断化学平衡移动的方向:

当。VK时，反应向正反应方向进行，直至达到新的平衡状态；

当Q=K时，反应处于平衡状态；

当8K时，反应向逆反应方向进行，直至达到新的平衡状态。

②判断可逆反应的反应热

(4)化学平衡常数和转化率的有关计算

“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，

按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。

对以下反应：mA(g)+〃B(g)K^pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量(mol)分别为a、h,达到平衡后,A

的消耗量为松mol,容器容积为VL。

用A(g)+〃B(g)=i/)C(g)+qD(g)

起始/molab00

变化/molnixnxpxqx

平衡/mola-nvcb-nxpxqx

pxqx

yp-yq

①平衡常数：K=a—〃ixb-iLx°

~~,n-~~~n

〃—"LT

②A的平衡浓度：c(A)=一~molL，

mxmxnxmb

③A的转化率：a(A)=TxlOO%,a(A)：a(B)=~：石=茄;

〃(转化)r(转化)

(转化率=〃(起始)x100%=c(起始)x100%)

_______a—mx_______

④A的体积分数：8(A)=a+〃+[p+q—ni—n)工、100%。

某组分的物质的量

(某组分的体积分数=混合气体总的物质的量xKX)%)

某组分的平衡量

⑤平衡混合物中某组分的百分含量=平衡时各物质的总最x100%。

p华a+6+(“+</一切~~〃)x

⑥平衡压强与起始压强之比：公=a+b。

a-M(A)+b-M(B)

⑦混合气体的平均密度："混=Vg-L'L

_a-M(A)+-M(B)

⑧混合气体的平均摩尔质量：M="+b+(p+g—机—〃)xg-mol'()

⑨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。

实际产量

产率=理论产量X100%。

二、压强平衡常数(Kp)

(1)对于一•般可逆反应"?A+〃B=/K+qD,当在一定温度下达到平衡时，其压强平衡常数Kp=

pP(C)川(D)

(A)”(B)，其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示反应物和生成物的分压,平衡分压计算方法如下:

某气体的分压=总压p(总)x该气体的物质的量分数(或体积分数)。

p(息)=p(A)+p(B)+p(C)+p(D)；

(2)两种。的计算模板：

①平衡总压为po

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)

〃(平)abc

abc

〃(分压)。+》+小。“+〃+〃()

Qz+8+cpoJ

Kp=(aVbY

(〃+/;+cPoX。+/，+c'P07

②刚性容器起始压强为po,平衡转化率为a。

2NO2(g)一N2O4(g)

P(始)po0

1

△〃poa2Poa

1

P(平)po—poa277oa

1

2〃oa

Kp=5—poa)2

三、速率常数与平衡常数的计算

(1)速率常数含义

速率常数(左)是指在给一定温度下，反应物浓度皆为1mo卜时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速

率常数大小来比较化学反应的反应速率。

化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不

随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。

(2)速率方程

一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的暴的乘积成正比。

对于基元反应(能够一步完成的反应)；aA+aB=gG+/?H,贝什一3(A)d(B)(其中k为速率常数)。如

①SO202SO2+CI2v=hc(SO2c12)

2

②2NO22NO+O2v=te(NO2)

22

③2H2+2NON2+2H2OV=^C(H2)-C(NO)

(3)速率常数的影响因素

温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，通常反应速率常数越大，反应进行的越快。

同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。

(4)相同温度下，正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系

对于基元反应：aA(g)+Z?B(g)*±gG(g)+/?H(g)

v(正)=%正d(A)d(B)；

v(逆)=4逆Y(G)・d(H)

d(G)d(H)&灯一.

平衡常数K=T(A)d(B)=A逆也正

上正

反应达平衡时，y,i.=u逆，故K=£。

重难保分练

(建议用时：15分钟)

1.(北京市朝阳区2025届高三下学期二模化学试题)一定温度下，H2(g)+I2(g)^2HI(g)△”<(),平

衡常数K=50.3。下列分析正确的是

A.恒温时.缩小体积.气体颜色变深,是平衡逆向移动导致的

B.升高温度既能增大反应速率又能促进平衡正向移动

C.若起始c(Hj=c(l2)=0.20molL」、c(HI)=2.0molU1,反应后气体颜色变深

D.断裂Im。1也和Imo%中的共价键所需能量大于断裂2moiHI中的共价键所需能显

2.(2023•湖南卷)向一恒容密闭容器中加入ImolCH,和一定量的Hq,发生反应：

(2乩@)+电0@)*8值)+3%仁)。CH,的平衡转化率按不同投料比xfx=上题］随温度的变化曲线如

nH

I(2o)J

图所示。下列说法错误的是

A.xt<x,

B.反应速率：Vb正<Vc正

C.点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=K€

D.反应温度为工，当容错内压强不变时，反应达到平衡状态

2

3.4时，2NO2(g)=NQ,(g)K=LVE(NO2)=^-C(NO2),V^(N2O4)=^.C(N2O4),其中尢、上只

与温度有关，将一定量的NO?充入注射器中，改变活塞位置，气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色

越深，透光率越低)，下列说法错误的是

A.A时，k、=k2

B.工时，k2=0.6],则:>n

C.d点好(NC)2)<U迎(NO?)

D.保持容积不变，再充入一定量NO2气体，NO2的平衡转化率变大

4.(2023•河北卷)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g),发生如下反应：

①

2W(g)—4X(g)+Y(g)

③J[②

2Z(g)

反应②和③的速率方程分别为、7=k2c2(X)和V3=k,C(Z),其中kz、ks分别为反应②和③的速率常数，反应③

的活化能大于反应②。测得W(g)的浓度随时间的变化如下表。

t/min012345

c(W)/(mol.L,)0.1600.1130.0800.0560.0400.028

下列说法正确的是

A.0〜2min内，X的平均反应速率为O.OgOmolL/

B.若增大容器容积，平衡时Y的产率增大

C.若号=%,平衡时c(Z)=c(X)

D.若升高温度，平衡时c(Z)减小

5.(2025•河北卷)乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料，可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。

(1)石油化工路线中，环氧乙烷(FC)水合工艺是一种成熟的乙一醇生产方法，环氧乙烷和水反应生成乙一

醇，伴随生成二乙二醉(DEG)的翻.反应。

主反应：EO(aq)+H2O(l)=EG(ciq)AH<0

副反应：EO(aq)+EG(aq)=DEG(aq)

体系中环氧乙烷初始浓度为l.5mol-LL恒温下反应30min,环氧乙烷完全转化，产物中

n(EG):n(DEG)=10:lo

①0~30min内，v怂(FO)=mol-L-1-min-10

②下列说法正确的是(填序号)。

a.主反应中，生成物总能量高于反应物总能量

b.()~30min内，v总(EO)=v总(EG)

c.0~30min内,(EG):va(DEG)=11:1

d.选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率

(2)燥化工路线中，利用合成气直接合成乙二醵，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）AHo按化学计展比进料，固定平衡转化率探究温度与压强

的关系。a分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图：

①代表a=0.6的曲线为（填“L,-L?”或"L3-）:原因是。

②AH0（填“”或“="）。

③已知：反应aA（g）+bB（g）=yY（g）+zZ（g）,x为组分的物质的量分数，M、N两点

对应的体系，KX（M）&俨）（填“>”“<”或"="），D点对应体系的K*的值为

P'（Y）pZ（Z）

④己知:反应aA（g）+bB（g）•yY（g）+zZ（g）,p为组分的分压。调整进料比为

Pa（A）pb（B）

4

n（CO）:n（H2）=m:3,系统压强维持p°MPa,使a（Hj=0.75,此时凡=MPa"（用含有m和p0的代

数式表示）。

6.（2025•云南卷）我国科学家研发出一种乙醇（沸点78.5C）绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸（沸点

118C）的生产，主要反应为：

I.C2H5OH（g）+H2O（g）=2H2（g）+CH3COOH（g）AH,K川

II.C2H5OH（g）=CH3CHO（g）+H2（g）AH2=+68.7kJ-moE'

回答下列问题:

（1）乙醇可由秸秆生产，主要过程为

秸秆幽理一纤维素3U乙醇

（2）对于反应I：

1

①已知CH3CHO（g）+H2O（g）=2H2（g）+CH3coOH（g）AH=-24.3kJ.moK'则AH,=kJmol°

②一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是（填标号）。

A.容器内的压强不再变化

B.混合气体的密度不再变化

C.CH3coOH的体积分数不再变化

D.单位时间内生成ImolH?。，同时消耗2moiH?

③反应后从混合气体分离得到H2,最适宜的方•法为。

（3）恒压lOOkPa下，向密闭容器中按n（H2O）:n（C2H5。14）=9:1投料，产氢速率和产物的选择性随温度变

11（生成的乙酸）

化关系如图1,关键步骤中间体的能量变化如图2。［比如:乙酸选择性=x100%]

n（转化的乙醇）

100i■乙酸□乙醛口0副产物♦产氢速率r400

0.89

产

£幽、0.76物1

/0.52产物2

璐，*«

里♦CH2CO./

皮0.08//

要oxxF

♦CH2CO+*OH+»H

'\-0.63产物3

注：。副产物指Ch、CO、CO2混合气体反应历程

图1图2

①由图1可知，反应I最适宜的温度为270C,原因为。

②由图中信息可知，乙酸可能是（填“产物产物2”或“产物3”）。

③270℃时，若该密闭容器中只发生反应I、II,平衡时乙醇的转化率为90%,乙酸的选择性为80%,则

p（CH3COOH）:p（C2H5OH）=,平衡常数K〃=kPa（列出计算式即可；用平衡分压代替平衡浓

度计算，分压=总压x物质的量分数）。

7.（湖南省长沙市明德中学2025.2026学年高三上学期11月月考）工业上含NO的烟气需要处理后才能排

放。处理NO的方法有多种，相关原理如下：

I.催化氧化吸收法

2NO（g）+O2（g）-2NO2（g）,NO（g）+O3（g）NO2（g）+O2（g）,有关反应的能量变化曲线如图所示，两

图坐标标尺相同，回答下列问题。

-OT

E

P

0

2NO(g)+O¥g)®、色3f

卷NO(g)+0(g)/fa4

*

及

2NO2(g)NO^gKOXg)

反应进程反应进程

（1）转化为5的热化学方程式为；根据图像分析，用5氧化NO的优点是。

（2）在恒容密闭容器中，保持起始时反应物的总物质的量不变，充入和NO发生反应，平衡转化率与温

度（7）、投料比〃黑的关系如图所示。

G温度/K

①/%(填或"=")。平衡常数勺、&和K,由大到小的顺序为。

②若7=1,T°K下该反应的平衡常数勺=。

II.催化还原转化法

(3)用氢气催化还原NO的烟气，可能发生反应：

①2NO(g)+2H?(g).N2(g)+2Hq(g)；

@N2(g)+3H2(g)^2NH3(g)；

③其他反应。一定条件下，加入的体枳分数，对该反应平衡时部分含氮物质的体枳分数的影响如图所示。

随着H,体枳分数增加，NO中N被还原的价态逐渐降低。当H2的体积分数在0.5x10-3~0.75xl(r3时，NO

的转化率基本为100%，而N?和NH；的体积分数仍呈增加趋势，则NO的还原产物还可能有o

O

7

6

去

王

兴

冬

e安

『*

▼

_、

^入H1的体机分数

III.光催化氧化法

(4)在酸性的环境中，用Pl-g-C,N,作催化剂的光催化氧化法脱除NO的过程，如图所示。

光催化脱除原理和电化学反应原理类似，Pl-g-CjN,光催化的PI和g-GM两端类似于两极。g-GN’端

发生反应(填“氧化”或“还原)其电极反应式为

重难抢分练

(建议用时：15分钟)

1.(2025•安徽卷)恒温恒压密比容器中，7=0时加入A(g),各组分物质的量分数x随反应时间I变化的曲

线如图(反应速率v=kx,k为反应速率常数)。

8

短

金

平

*衡

:?平

s衡

%

但

蓉

胸

平

」

反应时间⑺

卜.列说法错误的是

A.该条件下迎世=泸

XM.Tffe&工2

B.Of时间段，生成M和N的平均反应速率相等

C.若加入催化剂，(增大，L不变，则、和XM,平衡均变大

D.若A(g)rM(g)和A(g)TN(gj均为放热反应，升高温度则“平衡变大

2.(2025•山东卷)在恒容密闭容器中，Na?SiR(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氨化合物。平

衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分汝I图所示。已知：工温度时，Na?SiR(s)完全分解;

体系中气相产物在I、丁温度时的分压分别为口、P3。下列说法错误的是

A.a线所示物种为固相产物

B.I温度时，向容器中通入N.气相产物分压仍为臼

C.Pi小于Z温度时热解反应的平衡常数Kp

D.E温度时、向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大

3.（2024•江苏卷）二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应（忽略其他副反应）为：

①CC>2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）AH,=41.2kJmoE'

②CO（g）+2H2（g）=CHQH（g）AH2

225℃、8xlO6PaT,将一定比例CO2、也混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及Li、L2、L3...

位点处（相邻位点距离相同）的气体温度、CO和CHQH的体积分数如图所示。下列说法正确的是

5285

0

.-*-CH?OHk~~~0-

CO2.H2;LQL、

混合气■*i1「IIII

绝热反应管

（容器内与外界没有热量交换）

A.Li处与Ls处反应①的平衡常数K相等

B.反应②的焙变△齿>。

C.必处的HQ的体积分数大于L5处

D.混合气从起始到通过Li处，CO的生成速率小于CHQH的生成速率

4.（四川省资阳市高中2026届高三上学期第一次诊断）乙焕加氢是除去乙烯中少晟乙焕杂质，得到高纯

度乙烯的重要方法。

反应原理为：C2H2（g）+H2（g）^C2H4（g）△//.,不同温度下平衡常数如下表所示。

温度298K373K473K

平衡常数6.5x102，1.6xl0182.5xlO'2

（1）该反应的△匕0（填或"V”）。

（2）已知C2H2（g）、Hz（g）、C2H独）的燃烧热（AH）分别为-akJ-mo『、-bkJmo『、・ckJmo『，则上述合

成反应的kJ/mol（用a、b和c表示）。

（3）向恒温恒容密闭容器中充入适量C2H2和H2,达到平衡。

①下列说法正确的是o（填标号）

A.当密度不再变化时，可说明反应达到了平衡

B.通入一定量He,可以缩短反应达到平衡的时间

C.升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡逆向移动

②测得该反应在某催化剂上生成乙烯的速率方程为-=0.585［〃(3也)］叫［〃(也)『二定时，若

p,(C2H2)>p2(C2H2),则匕%。(填“>”、"V”或"=)

实际生产中伴随有副反应:密闭容器中和

(4)C2H2(g)+2H2(g)^C2H6(g)AH2OHOkPaT,C2H2H2

各2moi，分别在不同催化剂作用下反应，相同时间内C2H［的转化率随温度的变化如图1所示；在催化剂H

指定产物的物质的量

作用下，产物选择性随温度的变化如图2所示。(产物的选择性=

转化的乙缺的物质的量

S

催化剂£夕>（160,87.5）

8o

<&//V60,S0)

5〃催化剂nJ乙烯

4o©—乙烷

2O

......................................Ilf0|।I..........I।I

60100140180220260温度（七）120140160180200220240iSJ^（t：）

图1图2

①使用催化剂1时反应的活化能催化剂H(填“大于”或“小于》请解释随温度升高，乙块转化率先

增大后减小的原因是。

②使用催化剂H,温度为16OC时，主反应的压强商Qp二kPa」(以气体分压代替浓度进行计算，分

压=总压x物质的量分数)。

1

(建议用时：15分钟)

1.(2024•湖南卷)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CHQH(g)和CO(g),发生如下反应：

主反应：CH3OH(g)+CO(g)=CH3COOH(g)AH,

副反应：CH3OH(g)+CH3COOH(g)=CH3COCXZH?(g)+H2O(g)AH2

在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数

/、//(CH.COOH)

36皿8处〃可遥;可短乩)随投料比武物质的量之比)的变化关系如图所示'下列

说法正确的是

1.0-

2()..8_

赖66

市s_T=503K

R4

T,=583K

东s_

2

_

投料比力

“(CHQH)

A.投料比x代表'/工、'

7?(CO)

B.曲线c代表乙酸的分布分数

C.AH,<0,AH2>0

D.L、M、N三点的平衡常数：K(L)=K(M)>K(N)

2.(2024•山东卷)逆水气变换反应：CO2(g)+H2(g)HCO(g)4-H2O(g)AH>00一定压力下，按CO「H2

物庾的量之比〃(C()2)：〃(H2)=1：1投料，。，(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=kc°'(Hjc(CO2),Z，心温度时反应速率常数k分别为l，k?。下列说法错误的是

0.01-------1-----------------------•