2026年高考化学二轮复习（全国）重难06 平衡常数(或速率常数)的计算与应用（重难专练）（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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一、化学平衡常数的含义及应用

（1）对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

cp（C）·cq（D）

①浓度商：在任意时刻的，通常用Q表示。

cm（A）·cn（B）

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，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之

cp（C）·cq（D）

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

cm（A）·cn（B）

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ΔH<0，K值减小

外因温度升高

ΔH>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K>105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Q<K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Q>K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)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A

的消耗量为mxmol，容器容积为VL。

mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

起始/molab00

变化/molmxnxpxqx

平衡/mola－mxb－nxpxqx

pxqx

p·q

VV

①平衡常数：K＝。

a－mxb－nx

m·n

VV

a－mx－

②A的平衡浓度：c(A)＝mol·L1。

V

mxmxnxmb

③A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。

aabna

n（转化）c（转化）

（转化率＝×100%＝×100%）

n（起始）c（起始）

a－mx

④A的体积分数：φ(A)＝×100%。

a＋b＋（p＋q－m－n）x

某组分的物质的量

（某组分的体积分数＝×100%）

混合气体总的物质的量

某组分的平衡量

⑤平衡混合物中某组分的百分含量＝×100%。

平衡时各物质的总量

＋＋（＋－－）

⑥平衡压强与起始压强之比：p平＝abpqmnx。

p始a＋b

（）＋（）

a·MAb·MB－1

⑦混合气体的平均密度：ρ混＝g·L。

V

—a·M（A）＋b·M（B）－

⑧混合气体的平均摩尔质量：M＝g·mol1。

a＋b＋（p＋q－m－n）x

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＝×100%。

理论产量

二、压强平衡常数(Kp)

（1）对于一般可逆反应mA＋nBpC＋qD，当在一定温度下达到平衡时，其压强平衡常数Kp＝

pp（C）·pq（D）

，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：

pm（A）·pn（B）

某气体的分压＝总压p(总)×该气体的物质的量分数(或体积分数)。

p(总)＝p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)；

（2）两种Kp的计算模板：

①平衡总压为p0

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

n(平)abc

abc

p(分压)p0p0p0

a＋b＋ca＋b＋ca＋b＋c

c2

p0

a＋b＋c

＝ab3

Kpp0p0

a＋b＋ca＋b＋c

②刚性容器起始压强为p0，平衡转化率为α。

2NO2(g)N2O4(g)

p(始)p00

1

Δpp0αp0α

2

1

p(平)p0－p0αp0α

2

1

p0α

Kp＝2

2

（p0－p0α）

三、速率常数与平衡常数的计算

（1）速率常数含义

速率常数(k)是指在给一定温度下，反应物浓度皆为1mol·L－1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幂的乘积成正比。

对于基元反应(能够一步完成的反应)：aA＋bB===gG＋hH，则v＝kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。如

①SO2Cl2SO2＋Cl2v＝k1c(SO2Cl2)

2

②2NO22NO＋O2v＝k2c(NO2)

22

③2H2＋2NON2＋2H2Ov＝k3c(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)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)

ab

v(正)＝k正·c(A)·c(B)；

gh

v(逆)＝k逆·c(G)·c(H)

gh

c（G）·c（H）k正·v逆

平衡常数K＝＝

ab

c（A）·c（B）k逆·v正

k正

反应达平衡时，v正＝v逆，故K＝。

k逆

（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，H2gI2g2HIgΔH0，平

衡常数K50.3。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

11

C．若起始cH2cI20.20molL、cHI2.0molL，反应后气体颜色变深

D．断裂1molH2和1molI2中的共价键所需能量大于断裂2molHI中的共价键所需能量

2．（2023·湖南卷）向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，发生反应：

nCH

。的平衡转化率按不同投料比4随温度的变化曲线如

CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)CH4xx

nH2O

图所示。下列说法错误的是

A．x1x2

B．反应速率：vb正vc正

C．点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc

D．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态

2

3．T0时，2NO2gN2O4gK1，v正NO2k1cNO2，v逆N2O4k2cN2O4，其中k1、k2只

与温度有关，将一定量的NO2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．T0时，k1k2

B．T1时，k20.6k1，则T1T0

C．d点v正NO2v逆NO2

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Wg，发生如下反应：

2、

反应②和③的速率方程分别为v2=k2c(X)和v3=k3c(Z)，其中k2k3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Wg的浓度随时间的变化如下表。

t/min012345

c(W)/molL10.1600.1130.0800.0560.0400.028

下列说法正确的是

A．0~2min内，X的平均反应速率为0.080molL1min1

B．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大

C．若k2=k3，平衡时c(Z)c(X)

D．若升高温度，平衡时cZ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(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法，环氧乙烷和水反应生成乙二

醇，伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。

主反应：EOaqH2OlEGaqΔH0

副反应：EOaqEGaqDEGaq

体系中环氧乙烷初始浓度为1.5molL1，恒温下反应30min，环氧乙烷完全转化，产物中

nEG:nDEG10:1。

11

①0~30min内，v总EOmolLmin。

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．0~30min内，v总EOv总EG

c．0~30min内，v主EG:v副DEG11:1

d．选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率

（2）煤化工路线中，利用合成气直接合成乙二醇，原子利用率可达100%，具有广阔的发展前景。反应如

下：2COg3H2gHOCH2CH2OHgΔH。按化学计量比进料，固定平衡转化率α，探究温度与压强

的关系。α分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图：

①代表α0.6的曲线为(填“L1”“L2”或“L3”)；原因是。

②H0(填“>”“<”或“=”)。

xyYxzZ

③已知：反应aAgbBgyYgzZg，K，x为组分的物质的量分数。M、N两点

xxaAxbB

对应的体系，KxMKxN(填“>”“<”或“=”)，D点对应体系的Kx的值为。

pyYpzZ

④已知：反应aAgbBgyYgzZg，K，p为组分的分压。调整进料比为

ppaApbB

4

nCO:nH2m:3，系统压强维持p0MPa，使αH20.75，此时KpMPa(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78.5℃)绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸(沸点

118℃)的生产，主要反应为：

Ⅰ．C2H5OHgH2Og2H2gCH3COOHgΔH1Kp1

1

Ⅱ．C2H5OHgCH3CHOgH2gΔH268.7kJmol

回答下列问题：

（1）乙醇可由秸秆生产，主要过程为

秸秆预处理纤维素水解发酵乙醇

（2）对于反应Ⅰ：

11

①已知CH3CHOgH2Og2H2gCH3COOHgΔH24.3kJmol则ΔH1kJmol。

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1molH2O，同时消耗2molH2

③反应后从混合气体分离得到H2，最适宜的方法为。

（3）恒压100kPa下，向密闭容器中按nH2O:nC2H5OH9:1投料，产氢速率和产物的选择性随温度变

n(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100%]

n(转化的乙醇)

①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270℃，原因为。

②由图中信息可知，乙酸可能是(填“产物1”“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

pCH3COOH:pC2H5OH，平衡常数Kp1kPa(列出计算式即可；用平衡分压代替平衡

浓度计算，分压=总压×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

2NOgO2g2NO2g，NOgO3gNO2gO2g，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。

（1）O3转化为O2的热化学方程式为；根据图像分析，用O3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O3和NO发生反应，平衡转化率与温

nNO

度(T)、投料比的关系如图所示。

nO3

①12(填“>”、“<”或“=”)。平衡常数Ka、Kb和Kc由大到小的顺序为。

②若11，T0K下该反应的平衡常数Kp。

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：

①2NOg2H2gN2g2H2Og；

②N2g3H2g2NH3g；

③其他反应。一定条件下，加入H2的体积分数，对该反应平衡时部分含氮物质的体积分数的影响如图所示。

33

随着H2体积分数增加，NO中N被还原的价态逐渐降低。当H2的体积分数在0.5100.7510时，NO

的转化率基本为100%，而N2和NH3的体积分数仍呈增加趋势，则NO的还原产物还可能有。

Ⅲ．光催化氧化法

（4）在酸性的环境中，用P1gC3N4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，P1gC3N4光催化的P1和gC3N4两端类似于两极。gC3N4端

发生反应(填“氧化”或“还原”)，其电极反应式为。

（建议用时：15分钟）

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

线如图(反应速率v=kx，k为反应速率常数)。

下列说法错误的是

xN,平衡kk

A．该条件下=-12

xM,平衡k1k-2

B．0~t1时间段，生成M和N的平均反应速率相等

C．若加入催化剂，k1增大，k2不变，则x1和xM,平衡均变大

D．若A(g)M(g)和A(g)N(g)均为放热反应，升高温度则xA,平衡变大

2．（2025·山东卷）在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平

衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；

体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是

A．a线所示物种为固相产物

B．T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1

C．p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp

D．T1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：

1

①CO2gH2gCOgH2OgH141.2kJmol

②COg2H2gCH3OHgH2

6

225℃、810Pa下，将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…

位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是

A．L4处与L5处反应①的平衡常数K相等

B．反应②的焓变H20

C．L6处的H2O的体积分数大于L5处

D．混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于CH3OH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）乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质，得到高纯

度乙烯的重要方法。

反应原理为：C2H2gH2gC2H4gΔH1，不同温度下平衡常数如下表所示。

温度298K373K473K

平衡常数6.510241.610182.51012

（1）该反应的ΔH10(填“＞”或“＜”)。

111

（2）已知C2H2(g)、H2(g)、C2H4(g)的燃烧热(H)分别为-akJmol、-bkJmol、-ckJmol，则上述合

成反应的ΔH1kJ/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。(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

0.360.85

②测得该反应在某催化剂上生成乙烯的速率方程为。pH一定时，若

v0.585pC2H2pH22

p1C2H2p2C2H2，则v1v2。(填“＞”、“＜”或“＝”)

（4）实际生产中伴随有副反应：C2H2g2H2gC2H6gΔH2。110kPa下，密闭容器中C2H2和H2

各2mol，分别在不同催化剂作用下反应，相同时间内C2H2的转化率随温度的变化如图1所示；在催化剂II

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=)

转化的乙炔的物质的量

①使用催化剂Ⅰ时反应的活化能催化剂Ⅱ(填“大于”或“小于”)；请解释随温度升高，乙炔转化率先

增大后减小的原因是。

-1

②使用催化剂Ⅱ，温度为160℃时，主反应的压强商Qp=kPa(以气体分压代替浓度进行计算，

分压=总压物质的量分数)。

（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CH3OHg和COg，发生如下反应：

主反应：CH3OHgCOgCH3COOHgH1

副反应：CH3OHgCH3COOHgCH3COOCH3gH2OgH2

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

nCH3COOH

δδCH3COOH随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列

nCH3COOHnCH3COOCH3

说法正确的是

nCH3OH

A．投料比x代表

nCO

B．曲线c代表乙酸的分布分数

C．H10，H20

D．L、M、N三点的平衡常数：KLKMKN

2．（2024·山东卷）逆水气变换反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH>0。一定压力下，按CO2，H2

物质的量之比nCO2:nH2=1:1投料，T1，T2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

0.5

应的速率方程为v=kcH2cCO2，T1，T2温度时反应速率常数k分别为k1,k2。下列说法错误的是

A．k1>k2

vT1k1

B．T1,T2温度下达平衡时反应速率的比值：<

vT2k2

C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变

D．T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同

3．在哈尔滨第九届亚洲冬季运动会期间，我国自主研制的醇氢汽车通过多项技术创新和环保实践，为赛事

提供了低碳、绿色的出行保障。醇氢汽车是采用绿色甲醇作为燃料的新能源汽车。

回答下列问题：

Ⅲ．一定温度下，在甲、乙两个体积相同的反应容器中分别充入1molCO2和3molH2，发生反应i和反应ii．其

中一个容器使用水分子分离膜，实验测得CO2平衡转化率与压强关系如图所示(已知M点CH3OH的选择性