2.2.3 化学反应的方向与限度
（化学平衡常数）
基础知识清单
一、化学平衡常数
1.定义式
对于可逆反应：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，反应达到平衡后，将各物质的物质的量
浓度代入表示式 K＝ ，得到的结果是一个定值，称为该反应的化学平衡常数。写出下表中各
反应的平衡常数表达式：
化学方程式 平衡常数表达式
2NO2(g) N2O4(g) K＝
3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g) K＝
Br2＋H2O H＋＋Br－＋HBrO K＝
2.意义
K 值越大，反应进行的程度 ，反应物转化率 。一般地，K＞105 时，认为该反应进行
得就基本完全了。
3.影响因素
K 只受 影响，与反应物和生成物的浓度无关。
固体、 、水溶液中 的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。
4.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。
若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。
已知两反应的平衡常数分别为 K1、K2。
①若两反应互为逆反应，则 。
②若两反应的反应物和生成物相同，反应 1 的系数是反应 2 的 n 倍，则 。
③若两反应相加，则总反应的平衡常数 。
④若两反应相减，则总反应的平衡常数 。
二、平衡转化率
1.定义
某一反应物的平衡转化率 α 等于该物质在反应中 (如物质的量、物质的量浓度等)与该
物质 的比值。
2.表达式
平衡转化率 α＝
对于反应 aA＋bB cC＋dD，反应物 A 的平衡转化率为 α(A)＝ ，式中 c0(A)和 c(A)分别表
示 A 的初始浓度和 A 的平衡浓度。
3.意义
反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
4.相关计算——三段式
对于反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令 A、B 起始物质的量分别为 a mol、b mol，达到平衡后，
A 的消耗量为 mx mol，容器容积为 V L，则有
mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
起始(mol) a b 0 0
变化(mol) mx nx px qx
平衡(mol) a－mx b－nx px qx
(1)A 的转化率 α(A)＝ [或等于消耗的质量(浓度)与起始质量(浓度)之比]，同理可计算 α(B)。
mx nx
(2)α(A)：α(B)＝ ： [若 a：b＝m：n，即投料比等于化学计量数之比，则 α(A)＝α(B)]。
a b
a－mx
(3)A 的体积(物质的量)分数 φ(A)＝ ×100%，同理可计算 φ(B)、φ(C)、φ(D)。
a＋b＋(p＋q－m－n)x
p 平 a＋b＋(p＋q－m－n)x
(4)平衡和起始时的压强比 ＝ 。
p 始 a＋b
a M(A)＋b M(B)
(5)混合气体的密度 ρ(混)＝ g/L。
V
a M(A)＋b M(B)
(6)平衡时混合气体的平均摩尔质量 M＝ g/mol。
a＋b＋(p＋q－m－n)x
课后分层练
1.(2023 河北石家庄第二十一中高二月考)下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A.在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度
B.化学平衡正向移动，则化学平衡常数一定变大
C.平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关
D.从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的快慢
2.已知下列反应的平衡常数：①S(s)＋O2(g) SO2(g)，K1；②S(s)＋H2(g) H2S(g) K2；则反应 H2(g)
＋SO2(g) H2S(g)＋O2(g)的平衡常数是( )
A.K1－K2 B．K2 －K1
C.K2 /K1 D．K1/K2
3.下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是( )
A.在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值
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、体系的压强都有关
D.化学平衡常数 K 可以推断一个可逆反应进行的程度
3 1
4.某温度时 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数 K＝a，则此温度下 NH3(g) H2(g)＋ N2(g)的平衡
2 2
常数为( )
1 1
A. B. a C. D．a2
a a3
5．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
6．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数 K 值分别是①H2＋F2 2HF K＝
1047；②H2＋Cl2 2HCl K＝1017；③H2＋Br2 2HBr K＝109；④H2＋I2 2HI K＝1。比较 K 值大
小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )
A．①②③④ B．④②③①
C．①④③② D．无法确定
1
7．2 000 K时，反应 CO(g)＋ O2(g) CO2(g)的平衡常数为 K，则相同温度下反应 2CO2(g) 2CO(g)＋
2
O2(g)的平衡常数 K′为( )
1 1 1
A． B．K2 C． D．
K K2 1
K
2
8．对于反应 3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是( )
c4（H2）·c（Fe3O4）
A．K＝
c3（Fe）·c4（H2O）
c4（H2）
B．K＝
c4（H2O）
C．增大 c(H2O)或减小 c(H2)，会使该反应平衡常数增大
D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化
9．某可逆反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)在某温度下的平衡常数为 K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，
将方程式的书写做如下改变，则ΔH和 K数值的相应变化为( )
A．写成 2aA(g)＋2bB(g) 2cC(g)，ΔH 值、K 值均扩大了 1倍
B．写成 2aA(g)＋2bB(g) 2cC(g)，ΔH 值扩大了 1倍，K 值保持不变
C．写成 cC(g) aA(g)＋bB(g)，ΔH值、K值变为原来的相反数
D．写成 cC(g) aA(g)＋bB(g)，ΔH值变为原来的相反数，K值变为原来的倒数
10.常温下，下列反应的平衡常数如下：
2NO(g) N2(g)＋O2(g) K ＝1×10301 ；
2H2(g)＋O2(g) 2H2O(g) K ＝2×10812 ；
2CO2(g) 2CO(g)＋O2(g) K ＝4×10－923 。
下列说法正确的是( )
A.常温下，NO分解产生 O2的反应的平衡常数表达式为 K1＝c(N2) c(O2)
B.常温下，水分解产生 O2，此时平衡常数的数值约为 5×10－79
C.常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出 O2的倾向由大到小的顺序为 NO>H2O>CO2
1
D.CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的 K＝ (K2＋K3)
2
11.温度为 T 时，将 NH4HS(s)置于抽成真空的容器中，当 NH4HS(s) NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得
体系的总压强为 6 kPa，则该反应的平衡常数 Kp为( )
A.6(kPa)2 B．9(kPa)2
C.8(kPa)2 D．36(kPa)2
12.X、Y、Z三种气体，取 X和 Y按 1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X＋2Y
2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为 3：2，则 Y的转化
率最接近于( )
A.33% B．40%
C.50% D．65%
1 2
13．高炉炼铁过程中发生的主要反应为 Fe2O3(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)。已知该反应在不同温度下
3 3
的平衡常数如下：
温度/℃ 1 000 1 150 1 300
平衡常数 4.0 3.7 3.5
该反应的平衡常数表达式 K＝______________，ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)。
催 化剂
14．硫酸生产中，SO2催化氧化生成 SO3：2SO2(g)＋O2(g) 2SO (g) ΔH＜0。某温度下，SO 的平衡
△
3 2
转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：
(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式 K＝_______________，升高温度，K 值____________(选填“增大”
“减小”或“不变”)。
(2)①将 2.0 mol SO2和 1.0 mol O2置于 10 L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为 0.10 MPa。该反应
的平衡常数为____________________________。
②平衡状态由 A变到 B时，平衡常数 K(A)______K(B)(选填“＞”“＜”或“＝”)。
1.某温度下，在 2 L的密闭容器中进行反应 3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋2D(g)，若起始时加入 3 mol A和
2 mol B反应一段时间后达到平衡，则下列说法正确的是( )
A.增大该体系的压强，化学平衡常数增大
B.K 越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大
c4(C) c2(D)
C.该反应的化学平衡常数表达式是 K＝
c3(A) c2(B)
D.当四种物质的物质的量之比等于方程式系数比时，反应达到平衡
2．关于化学平衡常数，下列说法不正确的是( )
A．平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变
B．平衡常数随温度的改变而改变
C．平衡常数随压强的改变而改变
D．使用催化剂不能使平衡常数增大
3.在 1 L密闭容器中，充入 4 mol N2O5，加热到 t ℃，发生如下反应：
① N2O5(g) N2O3(g)＋O2(g)；
② N2O3(g) N2O(g)＋O2(g)。
反应达到平衡时，测得 N2O3为 1.7 mol，O2为 4.5 mol，则 t ℃时反应①的化学平衡常数为( )
A.1.9 B．7.65
C.8.5 D．9.1
4.已知：2CO2(g) 2CO(g)＋O2(g) ΔH1＝566.0 kJ mol－1；S(s)＋O2(g) SO2(g) ΔH2＝－296.0
c2(CO2)
kJ mol－1。已知某反应的平衡常数 K＝ ，则该反应的ΔH3等于( )
c(SO2) c2(CO)
A.－540.0 kJ mol－1
B.＋540.0 kJ mol－1
C.－270.0 kJ mol－1
D.＋270.0 kJ mol－1
5.顺 Q000Q1，2Q000Q二甲基环丙烷和反 Q000Q1，2Q000Q二甲基环丙烷可发生如下转化：
该反应的速率方程可表示为 v 正＝k 正 c 顺和 v 逆＝k 逆 c 反，k 正和 k 逆分别是正、逆反应速率常数，它们受
温度和催化剂的影响。下列有关说法正确的是( )
k逆
A.某温度时，该反应的平衡常数可表示为 K＝
k正
B.该反应的平衡常数 K可能为 0
C.正、逆反应速率常数改变，平衡常数也一定会随之改变
D.正、逆反应速率常数改变，平衡常数不一定改变
6．在一定温度下的密闭容器中，加入 1 mol CO 和 1 mol H2O 发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋
H2(g)，达到平衡时测得 n(H2)＝0.5 mol，下列说法不正确的是( )
A．在该温度下，反应的平衡常数 K＝1
B．平衡常数与反应温度无关
C．CO的平衡转化率为 50%
D．平衡时 n(H2O)＝0.5 mol
7．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 2H O(g) 2H (g)＋O (g)的平衡常数的数值约为 5×10－802 2 2
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
8．某温度下，在一个 2 L的密闭容器中，加入 4 mol A和 2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g) 4C(s)
＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成 1.6 mol C，则下列说法正确的是( )
c4（C）·c2（D）
A．该反应的化学平衡常数表达式是 K＝
c3（A）·c2（B）
B．此时，B的平衡转化率是 40%
C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大
D．增加 C，反应速率加快
9．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：
物质 X Y Z
初始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.2 0
平衡浓度/(mol·L－1) 0.05 0.05 0.1
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 800
C．反应前后压强之比为 3∶2
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
10．在温度为 T 时，将 NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应 NH4HS(s) NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，
测得总压强为 p，则该反应的平衡常数 Kp为( )
1 1 1 1
A． p B． p2 C． p2 D． p
4 2 4 2
11．在容积不变的容器中加入一定量的 A 和 B，发生反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)，在相同时间内，测
得不同温度下 A的转化率如下表所示。下列说法正确的是( )
温度/℃ 100 200 300 400 500
转化率/% 30 75 75 50 18
A．该反应随着温度升高，反应速率先变大后变小
B．400 ℃时，若 B的平衡浓度为 0.5 mol·L－1，则该反应的平衡常数 K＝2
C．200 ℃，A的转化率为 75%时，反应达到平衡状态
D．当单位时间内生成 n mol B的同时消耗 2n mol C时，反应达到平衡状态
12.温度为 t ℃时，在体积为 10 L的真空容器中通入 1.00 mol氢气和 1.00 mol碘蒸气，经过 20 min后，
反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为 0.020 mol L－1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：
①H2(g)＋I2(g) 2HI(g)
②2H2(g)＋2I2(g) 4HI(g)
下列说法正确的是( )
A.反应速率用 HI表示时 v(HI)＝0.008 mol L－1 min－1
B.两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同
C.氢气在两个反应方程式中的转化率不同
D.相同温度下，2HI(g) H2(g)＋I2(g)与反应①的平衡常数相同
13．某温度下，向容积为 2 L 的密闭反应器中充入 0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时，测
得 SO3的转化率为 20%，则该温度下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的平衡常数为( )
A．3.2×103 B．1.6×103
C．8.0×102 D．4.0×102
14.在容积不变的密闭容器中，将 2 mol CO(g)与 3 mol H2O(g)混合加热到一定温度，发生反应 CO(g)＋
H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，反应达到平衡时，该反应的平衡常数 K 为 1.0。下列说法正确的是( )
c(CO2) c(H2)
A.该反应的平衡常数表达式为 K＝
c(CO)
B.反应达到平衡时，c(CO2)＋c(H2O)＋c(H2)＝4.2 mol L－1
C.CO的平衡转化率为 40%
D.不管反应进行到何种程度，容器中原子个数之比 N(H)：N(C)：N(O)＝6：2：5保持不变
15.将固体 NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：
①NH4I(s) NH3(g)＋HI(g)；
②2HI(g) H2(g)＋I2(g)。
达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol/L，c(HI)＝4 mol/L，下列说法错误的是( )
A.①的平衡常数为 20
1
B.②的平衡常数为
64
C.同温时 H2(g)＋I2(g) 2HI(g)和②的平衡常数互为倒数
D.温度升高，反应①②的平衡常数可以保持不变
16.在一定体积的密闭容器中，进行如下的化学反应 CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数
K 和温度的关系如下表，根据以上信息推断，下列说法正确的是( )
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
c(CO2) c(H2)
A.该反应的平衡常数表达式为 K＝
c(CO) c(H2O)
B.此反应只有达到平衡时，密闭容器中的压强才不会变化
C.此反应达到 1 000 ℃时的正反应速率比 700 ℃时的正反应速率大
D.该反应的化学平衡常数越大，反应物的转化率越低
17.已知 2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH<0的速率方程为 v α β正＝k 正c (NO)c (O2)，在 T ℃下测定了不同
初始浓度及正反应速率的关系，数据如下表。下列说法错误的是( )
实验 c0(NO)/(mol L－1) c0(O2)/(mol L－1) v 正
1 1 1 v
2 2 1 4v
3 1 2 2v
4 2 x 16v
A.α、β的值分别为 2、1
B.表中的 x为 4
C.降低温度，k 正可能增大
k正
D.若 v 逆＝k 2逆c (NO2)，则 K＝
k逆
18.已知反应①：CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g)在相同
的某温度下的平衡常数分别为 K1和 K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为
K。则下列说法正确的是( )
c(CO2) c(Cu)
A.反应①的平衡常数 K1＝
c(CO) c(CuO)
K1
B.反应③的平衡常数 K＝
K2
C.升高温度，化学反应速率加快，但平衡常数不变
D.对于反应③，恒温恒容下，增大 H2浓度，平衡常数 K一定会减小
19．下表为 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH的平衡常数与温度的关系：
T/K 373 473 573 673 773
K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103
由上表数据分析可知：
(1)温度升高，K 值减小，则正反应为________反应(选填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(选填
“＞”或“＜”)。
(2)对于某一反应，若温度升高时，K 值增大，则正反应为________反应(选填“吸热”或“放热”)，Δ
H________0(选填“＞”或“＜”)。
20．将 0.050 mol SO2(g)和 0.030 mol O2(g)放入容积为 1 L 的密闭容器中，反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得 c(SO )＝0.040 mol·L－12 。
(1)该条件下的平衡常数为________。
(2)平衡时 SO2的平衡转化率是________。
9
21．可逆反应 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)在密闭容器中建立了平衡。当温度为 749 K时，K＝ ，问：
4
(1)当 CO和 H2O的起始浓度均为 2 mol·L－1时，CO的转化率为__________。
(2)当 CO 的起始浓度仍为 2 mol· L － 1 ， H2O 的起始浓度为 6 mol· L － 1 时， CO 的转化率为
____________________________________。
22．工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)
和 1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的
4
物质的量之比)为 。计算：
7
(1)该条件下 N2的平衡转化率为__________。
(2)该条件下反应 2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为__________。
23.我国力争于 2030年前做到“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。利用反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)
＋H2O(g) ΔH，可减少 CO2排放，并合成清洁能源。
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现：
Ⅰ.CO2(g)＋H2(g) H2O(g)＋CO(g) ΔH1＝41 kJ mol－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH2＝－90 kJ mol－1
①总反应的ΔH＝ kJ mol－1。
②该反应在 (填“高温下”“低温下”“任何温度下”或“一定不”)能自发进行。
③若反应Ⅰ为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是 (填字母)。
A B C D
(2)500 ℃时，在容积为 2 L 的密闭容器中充入 3 mol CO2和 8 mol H2，发生反应 CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)，测得 t＝5 min时，反应达到平衡，此时 n(CO2)＝1.0 mol。
①从反应开始到平衡，H2的平均反应速率 v(H2)＝ 。
②平衡时 H2的转化率为 。
③该反应的平衡常数为 。
24.氮氧化物的有效去除和资源的充分利用是当今社会的重要研究课题。
(1)已知：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g) ＋6H2O(g) ΔH1 ＝－907.0 kJ mol－1
4NH3(g) ＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(g) ΔH2＝－1 269.0 kJ mol－1
若 4NH3(g) ＋6NO(g) 5N2(g) ＋6H2O(g)的逆反应活化能为 E 逆 kJ mol－1，则其正反应活化能
为 kJ mol－1 (用含 E 逆的代数式表示)。
(2)已知：①2NO(g)＋2ICl(g) 2NOCl (g)＋I2(g)
②2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)
③I2(g)＋Cl2(g) 2ICl(g)
若向 V L 恒容密闭容器中加 2 mol NO 和 2 mol ICl 发生上述反应，达到平衡时，容器中 NOCl(g)为 a
mol，Cl2(g)为 b mol，此时 I2(g)的浓度为 mol L－1(用含 a、b、V 的代数式表示，下同)，反
应③的平衡常数为 。
(3)某化工厂排出的尾气(含 CO、N2O)治理的方法为在密闭容器中发生如下反应：CO(g)＋N2O(g) CO2(g)
＋N2(g)，CO、N2O在 Pt ＋2O 表面进行反应转化为无毒气体，其相对能量与反应历程的关系如下图所示：
用方程式表示 N2O在 Pt2O＋ 表面上的反应 。
(4)已知 4CO(g) ＋2NO2(g) 4CO2(g)＋N2 (g) ΔH1 ＝－1 200 kJ mol－1 ，该反应在 (填“高
温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行，为探究温度及不同催化剂对该反应的影响，保持其他初始
条件不变重复实验，在相同时间内测得 N2产率与温度的关系如图所示。在催化剂乙作用下，图中 M 点对
应的速率(对应温度 400 ℃)v 正 (填“＞”“＜” 或“＝”) v 逆，温度高于 400 ℃，N2产率降低的
原因可能是 。2.2.3 化学反应的方向与限度
（化学平衡常数）
基础知识清单
一、化学平衡常数
1.定义式
对于可逆反应：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，反应达到平衡后，将各物质的物质的量
cc(C) cd(D)
浓度代入表示式 K＝ ，得到的结果是一个定值，称为该反应的化学平衡常数。写出下表中各
ca(A) cb(B)
反应的平衡常数表达式：
化学方程式 平衡常数表达式
2NO2(g) N2O4(g) c(N2O4)
K＝
c2(NO2)
3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g) c4(H2)
K＝
c4(H2O)
Br2＋H O H＋2 ＋Br－＋HBrO c(H＋) c(Br－) c(HBrO)
K＝
c(Br2)
2.意义
K 值越大，反应进行的程度越大，反应物转化率越大。一般地，K＞105 时，认为该反应进行得就基本完
全了。
3.影响因素
K 只受温度影响，与反应物和生成物的浓度无关。
固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。
4.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。
若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。
已知两反应的平衡常数分别为 K1、K2。
①若两反应互为逆反应，则 K1 K2＝1。
②若两反应的反应物和生成物相同，反应 1 的系数是反应 2 的 n 倍，则 K1＝K2n。
③若两反应相加，则总反应的平衡常数 K＝K1 K2。
K1
④若两反应相减，则总反应的平衡常数 K＝ 。
K2
二、平衡转化率
1.定义
某一反应物的平衡转化率 α 等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始
总量的比值。
2.表达式
该反应物的起始总量－该反应物的平衡量
平衡转化率 α＝ ×100%
该反应物的起始总量
c0(A)－c(A)
对于反应 aA＋bB cC＋dD，反应物 A 的平衡转化率为 α(A)＝ ×100%，式中 c0(A)和 c(A)c0(A)
分别表示 A 的初始浓度和 A 的平衡浓度。
3.意义
反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
4.相关计算——三段式
对于反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令 A、B 起始物质的量分别为 a mol、b mol，达到平衡后，
A 的消耗量为 mx mol，容器容积为 V L，则有
mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
起始(mol) a b 0 0
变化(mol) mx nx px qx
平衡(mol) a－mx b－nx px qx
mx
(1)A 的转化率 α(A)＝ ×100%[或等于消耗的质量(浓度)与起始质量(浓度)之比]，同理可计算 α(B)。
a
mx nx
(2)α(A)：α(B)＝ ： [若 a：b＝m：n，即投料比等于化学计量数之比，则 α(A)＝α(B)]。
a b
a－mx
(3)A 的体积(物质的量)分数 φ(A)＝ ×100%，同理可计算 φ(B)、φ(C)、φ(D)。
a＋b＋(p＋q－m－n)x
p 平 a＋b＋(p＋q－m－n)x
(4)平衡和起始时的压强比 ＝ 。
p 始 a＋b
a M(A)＋b M(B)
(5)混合气体的密度 ρ(混)＝ g/L。
V
a M(A)＋b M(B)
(6)平衡时混合气体的平均摩尔质量 M＝ g/mol。
a＋b＋(p＋q－m－n)x
课后分层练
1.(2023 河北石家庄第二十一中高二月考)下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A.在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度
B.化学平衡正向移动，则化学平衡常数一定变大
C.平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关
D.从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的快慢
[答案] C
[解析] 在平衡常数表达式中，反应物浓度和生成物浓度均用平衡浓度，故 A 错误；平衡常数只与温度
有关，温度发生变化时，平衡常数才会发生变化，故 B 错误；从平衡常数的大小可以推断一个反应进行
的程度，不能推断反应快慢，故 D错误。故选 C。
2.已知下列反应的平衡常数：①S(s)＋O2(g) SO2(g)，K1；②S(s)＋H2(g) H2S(g) K2；则反应 H2(g)
＋SO2(g) H2S(g)＋O2(g)的平衡常数是( )
A.K1－K2 B．K2 －K1
C.K2 /K1 D．K1/K2
[答案] C
c(SO2) c(H2S)
[解析] 反应①的平衡常数 K1＝ ，反应②K2＝ ，反应 H2(g)＋SO2(g) H2S(g)＋O2(g)的平
c(O2) c(H2)
c(H2S) c(O2)
衡常数是 K＝ ＝K2/K2 2 1。故选 C。c(H ) c(SO )
3.下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是( )
A.在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值
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、体系的压强都有关
D.化学平衡常数 K可以推断一个可逆反应进行的程度
[答案] D
[解析] 化学平衡常数只受温度影响，同一反应温度不同，平衡常数不同，A、B、C错误。
3 1
4.某温度时 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数 K＝a，则此温度下 NH3(g) H2(g)＋ N2(g)的平衡
2 2
常数为( )
1 1
A. B. a C. D．a2
a a3
[答案] A
[解析] 某温度时，N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数 K＝a，则该温度下，2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)
1
1 3 1 1 1
的平衡常数 K1＝ ，NH3(g) H2(g)＋ N2(g)的平衡常数 K2＝( ) 2＝ ，故选 A。a 2 2 a a
5．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
[答案] A
[解析] K越大，表示反应达到平衡时，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，反之，反应物
的转化率越小，K 只与温度有关，与浓度、压强无关。
6．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数 K 值分别是①H2＋F2 2HF K＝
1047；②H2＋Cl2 2HCl K＝1017；③H 92＋Br2 2HBr K＝10 ；④H2＋I2 2HI K＝1。比较 K 值大
小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )
A．①②③④ B．④②③①
C．①④③② D．无法确定
[答案] A
[解析] 化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故 A正确。
1
7．2 000 K时，反应 CO(g)＋ O2(g) CO2(g)的平衡常数为 K，则相同温度下反应 2CO2(g) 2CO(g)＋
2
O2(g)的平衡常数 K′为( )
1 1 1
A． B．K2 C． D．
K K2 1
K
2
[答案] C
c（CO2）
[解析] 平衡常数与化学方程式的写法有关，对于题干中的两个反应，K＝ 1 ，K′＝
c（CO）·c （O2）
2
c2（CO）·c（O2） 1
，所以 K′＝ 。]
c2（CO2） K2
8．对于反应 3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是( )
c4（H2）·c（Fe3O4）
A．K＝
c3（Fe）·c4（H2O）
c4（H2）
B．K＝
c4（H2O）
C．增大 c(H2O)或减小 c(H2)，会使该反应平衡常数增大
D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化
[答案] B
[解析] A项，固体物质的浓度可视为常数，在平衡常数表达式中不写，错误；B项，符合平衡常数表达
式的书写要求，正确；C项，化学平衡常数只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度变化无关，故增大
c(H2O)或减小 c(H2)，该反应的平衡常数不变，错误；D项，温度改变，平衡常数一定改变，错误。
9．某可逆反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)在某温度下的平衡常数为 K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，
将方程式的书写做如下改变，则ΔH和 K数值的相应变化为( )
A．写成 2aA(g)＋2bB(g) 2cC(g)，ΔH 值、K 值均扩大了 1倍
B．写成 2aA(g)＋2bB(g) 2cC(g)，ΔH 值扩大了 1倍，K 值保持不变
C．写成 cC(g) aA(g)＋bB(g)，ΔH 值、K值变为原来的相反数
D．写成 cC(g) aA(g)＋bB(g)，ΔH值变为原来的相反数，K值变为原来的倒数
[答案] D
[解析] A、B项ΔH值扩大 1倍，K变为原来的平方；C项 K值变为原来的倒数。
10.常温下，下列反应的平衡常数如下：
2NO(g) N2(g)＋O2(g) K1＝1×1030；
2H2(g)＋O2(g) 2H2O(g) K2＝2×1081；
2CO2(g) 2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10－92。
下列说法正确的是( )
A.常温下，NO分解产生 O2的反应的平衡常数表达式为 K1＝c(N2) c(O2)
B.常温下，水分解产生 O2，此时平衡常数的数值约为 5×10－79
C.常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出 O2的倾向由大到小的顺序为 NO>H2O>CO2
1
D.CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的 K＝ (K2＋K3)
2
[答案] C
c(N2)c(O2)
[解析] A项，根据平衡常数的含义可知常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝ ，
c2(NO)
1
错误；B 项，常温下，水分解产生 O2，化学方程式为 2H2O(g) 2H2(g)＋O2(g)，此时平衡常数 K＝ ＝
K2
1
＝5×10－82，但化学方程式中化学计量数改变时，平衡常数会随之改变，错误；C 项，在相同温
2 × 1081
度下，物质分解产生 O2的化学平衡常数越大，说明反应进行得越彻底，由于三个产生 O2反应的化学平衡
常数：K(NO分解)>K(H2O分解)>K(CO2分解)，所以常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出 O2的倾向由
1 1
大到小的顺序为 NO>H2O>CO2，正确。CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的 K＝K 2 2 K 2 3，D项错误。
11.温度为 T 时，将 NH4HS(s)置于抽成真空的容器中，当 NH4HS(s) NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得
体系的总压强为 6 kPa，则该反应的平衡常数 Kp为( )
A.6(kPa)2 B．9(kPa)2
C.8(kPa)2 D．36(kPa)2
[答案] B
3 kPa × 3 kPa
[解析] 总压强为 6 kPa，所以 p(NH3)＝p(H2S)＝3 kPa。Kp＝ ＝9(kPa)2，故选 B。
1
12.X、Y、Z三种气体，取 X和 Y按 1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X＋2Y
2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为 3：2，则 Y的转化
率最接近于( )
A.33% B．40%
C.50% D．65%
[答案] D
[解析] 假设 X和 Y物质的量为 1 mol，达到平衡时消耗 X物质的量为 a mol，则：
X ＋ 2Y 2Z
起始/mol 1 1 0
转化/mol a 2a 2a
平衡/mol 1－a 1－2a 2a
1
1 × 2 mol3
根据题意有(1－a＋1－2a)：2a＝3：2 ，a＝ ，Y的转化率＝ ×100%≈67%，最接近 65%，D项
3 1 mol
正确。
1 2
13．高炉炼铁过程中发生的主要反应为 Fe2O3(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)。已知该反应在不同温度下
3 3
的平衡常数如下：
温度/℃ 1 000 1 150 1 300
平衡常数 4.0 3.7 3.5
该反应的平衡常数表达式 K＝______________，ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)。
c（CO2）
[答案] <
c（CO）
c（CO2）
[解析] 因 Fe和 Fe2O3都为固体，不能代入平衡常数的表达式，所以 K＝ ，由表中数据知，温度
c（CO）
升高，平衡常数减小，说明ΔH<0。
催化 剂
14．硫酸生产中，SO2催化氧化生成 SO3：2SO2(g)＋O2(g) 2SO△ 3
(g) ΔH＜0。某温度下，SO2的平衡
转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：
(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式 K＝_______________，升高温度，K 值____________(选填“增大”
“减小”或“不变”)。
(2)①将 2.0 mol SO2和 1.0 mol O2置于 10 L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为 0.10 MPa。该反应
的平衡常数为____________________________。
②平衡状态由 A变到 B时，平衡常数 K(A)______K(B)(选填“＞”“＜”或“＝”)。
c2（SO3）
[答案] (1) 减小 (2)①800 ②＝
c2（SO2）·c（O2）
c2（SO3）
[解析] (1)反应达到平衡时，平衡常数表达式 K＝ ；升高温度，平衡向吸热反应方向
c2（SO2）·c（O2）
移动，即平衡向左移动，故 K 值减小；
(2)①由题图可知，0.10 MPa时，
2SO2(g)＋ O2(g) 2SO3(g)
起始量 2 mol 1 mol 0
2 mol × 80% 1
转化量 1.6 mol× 1.6 mol
＝1.6 mol 2
平衡量 0.4 mol 0.2 mol 1.6 mol
0.4 mol 0.2 mol 1.6 mol
则平衡时 c(SO2)＝ ＝0.04 mol/L，c(O2)＝ ＝0.02 mol/L，c(SO3)＝ ＝0.16
10 L 10 L 10 L
c2（SO3） （0.16）2
mol/L；K＝ ＝ ＝800；
c2（SO2）·c（O2） （0.04）2·0.02
②由 A到 B，温度不变，只增大体系压强，K值不变。
1.某温度下，在 2 L的密闭容器中进行反应 3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋2D(g)，若起始时加入 3 mol A和
2 mol B反应一段时间后达到平衡，则下列说法正确的是( )
A.增大该体系的压强，化学平衡常数增大
B.K越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大
c4(C) c2(D)
C.该反应的化学平衡常数表达式是 K＝
c3(A) c2(B)
D.当四种物质的物质的量之比等于方程式系数比时，反应达到平衡
[答案] B
[解析] 化学平衡常数只受温度影响，增大该体系的压强，化学平衡常数不变，A错误；C为固体，该反
c2(D)
应的化学平衡常数表达式是 K＝ ，C错误；四种物质的物质的量的大小取决于投料，当四种物
c3(A) c2(B)
质的物质的量之比等于方程式系数比时，各成分的物质的量有可能仍在变化、不能说明反应已达到平衡，
D错误。故选 B。
2．关于化学平衡常数，下列说法不正确的是( )
A．平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变
B．平衡常数随温度的改变而改变
C．平衡常数随压强的改变而改变
D．使用催化剂不能使平衡常数增大
[答案] C
[解析] A.平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变，故 A 正确；B.平衡常数随温度的改变而
改变，故 B 正确；C.平衡常数不随压强的改变而改变，故 C 错误；D.使用催化剂只改变反应速率，不改
变平衡，不能使平衡常数增大，故 D正确。
3.在 1 L密闭容器中，充入 4 mol N2O5，加热到 t ℃，发生如下反应：
① N2O5(g) N2O3(g)＋O2(g)；
② N2O3(g) N2O(g)＋O2(g)。
反应达到平衡时，测得 N2O3为 1.7 mol，O2为 4.5 mol，则 t ℃时反应①的化学平衡常数为( )
A.1.9 B．7.65
C.8.5 D．9.1
[答案] C
[解析] 根据题意可拆成两个三段式。设达到平衡时转化的 N2O5的物质的量为 a mol，生成的 N2O的物质
的量为 b mol。
N2O5(g) N2O3(g)＋O2(g)
起始/mol) 4 0 0
转化/mol) a a a
平衡/mol) 4－a a a
N2O3(g) N2O(g)＋O2(g)
起始/mol) a 0 a
转化/mol) b b b
平衡/mol) a－b b a＋b
则有 a－b＝1.7，a＋b＝4.5，解得 a＝3.1，b＝1.4，此时 n(N2O5)＝0.9 mol，n(N2O3)＝1.7 mol，n(O2)＝
4.5 1.7
×
1 1
4.5 mol，则 t ℃时反应①的化学平衡常数为 K＝ ＝8.5。
0.9
1
4.已知：2CO2(g) 2CO(g)＋O2(g) ΔH1＝566.0 kJ mol－1；S(s)＋O2(g) SO2(g) ΔH2＝－296.0
c2(CO2)
kJ mol－1。已知某反应的平衡常数 K＝ ，则该反应的ΔH
2 2 3
等于( )
c(SO ) c (CO)
A.－540.0 kJ mol－1
B.＋540.0 kJ mol－1
C.－270.0 kJ mol－1
D.＋270.0 kJ mol－1
[答案] C
c2(CO2)
[解析] 根据 K＝ 可知反应的热化学方程式为 2CO(g)＋SO2(g) 2CO2(g)＋S(s) ΔH3，
c(SO2) c2(CO)
由盖斯定律可知，ΔH3＝－(ΔH2＋ΔH1)＝－(－296.0 kJ mol－1＋566.0 kJ mol－1)＝－270.0 kJ mol－1。
5.顺 Q000Q1，2Q000Q二甲基环丙烷和反 Q000Q1，2Q000Q二甲基环丙烷可发生如下转化：
该反应的速率方程可表示为 v 正＝k 正 c 顺和 v 逆＝k 逆 c 反，k 正和 k 逆分别是正、逆反应速率常数，它们受
温度和催化剂的影响。下列有关说法正确的是( )
k逆
A.某温度时，该反应的平衡常数可表示为 K＝
k正
B.该反应的平衡常数 K可能为 0
C.正、逆反应速率常数改变，平衡常数也一定会随之改变
D.正、逆反应速率常数改变，平衡常数不一定改变
[答案] D
[解析] 平衡时正、逆反应速率相等，v 正＝v 逆，即 k 正 c 顺＝k 逆 c 反，K为生成物浓度幂之积与反应物浓
k正
度幂之积的比，则 K＝ ，K 不可能为 0，故 A、B项错误；正、逆反应速率常数改变，平衡常数不一定改
k逆
变，C项错误，D项正确。
6．在一定温度下的密闭容器中，加入 1 mol CO 和 1 mol H2O 发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋
H2(g)，达到平衡时测得 n(H2)＝0.5 mol，下列说法不正确的是( )
A．在该温度下，反应的平衡常数 K＝1
B．平衡常数与反应温度无关
C．CO的平衡转化率为 50%
D．平衡时 n(H2O)＝0.5 mol
[答案] B
[解析] CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
起始/mol 1 1 0 0
转化/mol 0.5 0.5 0.5 0.5
平衡/mol 0.5 0.5 0.5 0.5
由化学方程式及以上数据判断可得 A、C、D项正确；平衡常数与反应温度有关，B项错误。
7．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
②2H (g)＋O (g) 2H O(g) K2＝2×10812 2 2
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
[答案] C
c（N2）·c（O2）
[解析] 由化学平衡常数的定义可知 K1＝ ，A项错误；该温度下，水分解反应的平衡常
c2（NO）
1 1
数为 ＝ ＝5×10－82，B项错误；该温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解产生 O2的反应的化学平
K2 2 × 1081
衡常数数值分别为 1×1030、5×10－82、4×10－92，所以产生 O2的倾向由大到小顺序为 NO＞H2O＞CO2，C 项
正确，D项错误。
8．某温度下，在一个 2 L的密闭容器中，加入 4 mol A和 2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g) 4C(s)
＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成 1.6 mol C，则下列说法正确的是( )
c4（C）·c2（D）
A．该反应的化学平衡常数表达式是 K＝
c3（A）·c2（B）
B．此时，B的平衡转化率是 40%
C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大
D．增加 C，反应速率加快
[答案] B
[解析] C是固体，不能出现在平衡常数的表达式中，A错；生成 1.6 mol C时，消耗了 0.8 mol B，B的
平衡转化率是 40%，B 对；化学平衡常数只受温度的影响，增大该体系的压强，化学平衡常数不变，C 错；
C为固体，浓度为定值，增加其量，反应速率不变，D错。
9．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：
物质 X Y Z
初始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.2 0
平衡浓度/(mol·L－1) 0.05 0.05 0.1
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 800
C．反应前后压强之比为 3∶2
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
[答案] B
[解析] X、Y、Z的浓度变化量分别为 0.05 mol·L－1、0.15 mol·L－1、0.1 mol·L－1，且 X、Y的浓度减
0.05
小，Z 的浓度增大，所以该反应的化学方程式为 X(g)＋3Y(g) 2Z(g)；X 的转化率为 ×100%＝
0.1
0.12
50%，平衡常数 K＝ ＝1 600；平衡常数只受温度的影响，不受压强和浓度的影响；反应前后
0.05 × 0.053
压强之比为 3∶2。
10．在温度为 T 时，将 NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应 NH4HS(s) NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，
测得总压强为 p，则该反应的平衡常数 Kp为( )
1 1 1 1
A． p B． p2 C． p2 D． p
4 2 4 2
[答案] C
[解析] NH4HS(s) NH3(g)＋H2S(g)
开始时 0 0
1 1
平衡时 p p
2 2
1 1 1
则该反应的平衡常数 Kp＝p(H2S)·p(NH3)＝ p· p＝ p2。]
2 2 4
11．在容积不变的容器中加入一定量的 A 和 B，发生反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)，在相同时间内，测
得不同温度下 A的转化率如下表所示。下列说法正确的是( )
温度/℃ 100 200 300 400 500
转化率/% 30 75 75 50 18
A．该反应随着温度升高，反应速率先变大后变小
B．400 ℃时，若 B的平衡浓度为 0.5 mol·L－1，则该反应的平衡常数 K＝2
C．200 ℃，A的转化率为 75%时，反应达到平衡状态
D．当单位时间内生成 n mol B的同时消耗 2n mol C时，反应达到平衡状态
[答案] B
[解析] A.任何化学反应速率都是随着温度升高而变大，A 错误；B.400 ℃时，若 B 的平衡浓度为 0.5
mol·L－1，假设 A的起始浓度为 c mol/L，则根据三段式进行计算：
2A(g)＋ B(g) 2C(g)
起始浓度/(mol/L) c 0.25c＋0.5 0
转化浓度/(mol/L) 0.5c 0.25c 0.5c
平衡浓度/(mol/L) 0.5c 0.5 0.5c
c2（C） （0.5c mol/L）2
则该反应的平衡常数 K＝ ＝ ＝2，B 正确；C.由表中数
c2（A）·c（B） （0.5c mol/L）2 × 0.5 mol/L
据可知 200 ℃和 300 ℃，A的转化率均为 75%，故说明 200 ℃，A 的转化率为 75%时，反应并未达到平衡
状态，300 ℃早已达到平衡，C错误；D.生成 n mol B的同时消耗 2n mol C均表示逆反应，故当单位时间
内生成 n mol B的同时消耗 2n mol C时，不能说明反应达到平衡状态，D错误。
12.温度为 t ℃时，在体积为 10 L的真空容器中通入 1.00 mol氢气和 1.00 mol碘蒸气，经过 20 min后，
反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为 0.020 mol L－1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：
①H2(g)＋I2(g) 2HI(g)
②2H2(g)＋2I2(g) 4HI(g)
下列说法正确的是( )
A.反应速率用 HI表示时 v(HI)＝0.008 mol L－1 min－1
B.两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同
C.氢气在两个反应方程式中的转化率不同
D.相同温度下，2HI(g) H2(g)＋I2(g)与反应①的平衡常数相同
[答案] A
[解析] H2(g)＋I2(g) 2HI(g)
初始浓度/(mol L－1) 0.100 0.100 0
平衡浓度/(mol L－1) 0.020 0.020 0.160
所以 v(HI)＝0.160 mol L－1÷20 min＝0.008 mol L－1 min－1，A 正确；K①＝
c2(HI) c4(HI)
＝64，而 K②＝ ＝K
①2 ＝642＝4 096，B错误；两个化学方程式表示的是一个反应，
c(H2) c(I2) c2(H2) c2(I2)
反应达到平衡时，氢气的浓度相同，故其转化率相同，C错误；正、逆两个反应的平衡常数互为倒数，D
错误。
13．某温度下，向容积为 2 L 的密闭反应器中充入 0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时，测
得 SO3的转化率为 20%，则该温度下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的平衡常数为( )
A．3.2×103 B．1.6×103
C．8.0×102 D．4.0×102
[答案] A
[解析] 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
c(始)/(mol·L－1) 0 0 0.05
c(转)/(mol·L－1) 0.01 0.005 0.01
c(平)/(mol·L－1) 0.01 0.005 0.04
c2（SO3）
K＝ ＝3.2×103。]
c2（SO2）·c（O2）
14.在容积不变的密闭容器中，将 2 mol CO(g)与 3 mol H2O(g)混合加热到一定温度，发生反应 CO(g)＋
H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，反应达到平衡时，该反应的平衡常数 K为 1.0。下列说法正确的是( )
c(CO2) c(H2)
A.该反应的平衡常数表达式为 K＝
c(CO)
B.反应达到平衡时，c(CO2)＋c(H2O)＋c(H2)＝4.2 mol L－1
C.CO的平衡转化率为 40%
D.不管反应进行到何种程度，容器中原子个数之比 N(H)：N(C)：N(O)＝6：2：5保持不变
[答案] D
[解析] 假设平衡时，CO转化了 x mol，由题意列三段式如下：
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
起始/mol 2 3 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol 2－x 3－x x x
x x
c(CO2) c(H2) ×V V
则平衡常数 K＝ ＝ ＝1，解得 x＝1.2 mol。H2O 此时为气态，也应写在平衡常数
c(CO) c(H2O) 2－x 3－x
×
V V
c(CO2) c(H2)
中，即 K＝ ，A错误；由于体积未知，无法计算各物质的浓度，B错误；平衡时，CO转化了
c(CO) c(H2O)
1.2 mol
1.2 mol，则 CO转化率＝ ×100%＝60%，C错误；根据原子守恒知，H、C、O的个数比始终等于起
2 mol
始三者个数之比，即 6：2：5，D正确。
15.将固体 NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：
①NH4I(s) NH3(g)＋HI(g)；
②2HI(g) H2(g)＋I2(g)。
达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol/L，c(HI)＝4 mol/L，下列说法错误的是( )
A.①的平衡常数为 20
1
B.②的平衡常数为
64
C.同温时 H2(g)＋I2(g) 2HI(g)和②的平衡常数互为倒数
D.温度升高，反应①②的平衡常数可以保持不变
[答案] D
[解析] 平衡时 c(HI)＝4 mol/L，HI分解生成的 H2的浓度为 0.5 mol/L，则分解的 HI浓度为 2×0.5 mol/L
＝1 mol/L；NH4I分解生成的 HI的浓度为 4 mol/L＋1 mol/L＝5 mol/L，所以 NH4I分解生成的 NH3的浓度
为 5 mol/L，所以反应①的平衡常数 K＝c(NH3)
c(H2) × c(I2) 0.5 × 0.5 1
c(HI)＝5×4＝20，故 A正确；反应②的平衡常数 K＝ ＝ ＝ ，故 B正确；H2(g)
c2(HI) 42 64
＋I2(g) 2HI(g)和②互为可逆反应，则平衡常数互为倒数，故 C正确；平衡常数只与温度有关，温度
升高，平衡常数肯定发生变化，故 D错误。故选 D。
16.在一定体积的密闭容器中，进行如下的化学反应 CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数
K 和温度的关系如下表，根据以上信息推断，下列说法正确的是( )
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
c(CO2) c(H2)
A.该反应的平衡常数表达式为 K＝
c(CO) c(H2O)
B.此反应只有达到平衡时，密闭容器中的压强才不会变化
C.此反应达到 1 000 ℃时的正反应速率比 700 ℃时的正反应速率大
D.该反应的化学平衡常数越大，反应物的转化率越低
[答案] C
c(CO) c(H2O)
[解析] 平衡常数表达式应为 K＝ ，A 错误；反应前后气体体积不变，压强始终不变，B 错
c(CO2) c(H2)
误；温度越高反应速率越快，C正确；化学平衡常数越大，反应物的转化率越高，D错误。
17.已知 2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH<0的速率方程为 v 正＝k cα正 (NO)cβ(O2)，在 T ℃下测定了不同
初始浓度及正反应速率的关系，数据如下表。下列说法错误的是( )
实验 c0(NO)/(mol L－1) c (O )/(mol L－10 2 ) v 正
1 1 1 v
2 2 1 4v
3 1 2 2v
4 2 x 16v
A.α、β的值分别为 2、1
B.表中的 x为 4
C.降低温度，k 正可能增大
k正
D.若 v 逆＝k 逆c2(NO2)，则 K＝
k逆
[答案] C
[解析] 根据表格数据可知当 NO的浓度增大为原来的 2倍，O2的浓度不变时，速率变为原来的 4倍，所
以α＝2，同理可得β＝1，A 正确；根据 A 选项分析可知 v 2正＝k 正c (NO)·c(O2)，第 4 组实验中 NO 的浓
度变为原来的 2倍，速率变为原来的 16倍，则 O2的浓度变为原来的 4倍，即 x＝4，B正确；降低温度的
瞬间，反应物浓度不变，但反应速率减小，说明 k 正减小，C错误；平衡时 v 正＝v 逆，即 k 正c2(NO)c(O2)＝
c2(NO2) k正
k 2逆c (NO2)，该反应的平衡常数 K＝ ＝ ，D正确。故选 C。
c(O2)c2(NO) k逆
18.已知反应①：CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g)在相同
的某温度下的平衡常数分别为 K1和 K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为
K。则下列说法正确的是( )
c(CO2) c(Cu)
A.反应①的平衡常数 K1＝
c(CO) c(CuO)
K1
B.反应③的平衡常数 K＝
K2
C.升高温度，化学反应速率加快，但平衡常数不变
D.对于反应③，恒温恒容下，增大 H2浓度，平衡常数 K一定会减小
[答案] B
[解析] 在书写平衡常数表达式时，纯固体不列入平衡常数表达式中，A错误；由于反应③＝反应①－反
K1
应②，因此平衡常数 K＝ ，B 正确；升高温度，平衡常数一定改变，C 错误；对于反应③，由于温度没
K2
有发生变化，平衡常数 K 不变，D错误。
19．下表为 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH的平衡常数与温度的关系：
T/K 373 473 573 673 773
K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103
由上表数据分析可知：
(1)温度升高，K 值减小，则正反应为________反应(选填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(选填
“＞”或“＜”)。
(2)对于某一反应，若温度升高时，K 值增大，则正反应为________反应(选填“吸热”或“放热”)，Δ
H________0(选填“＞”或“＜”)。
[答案] (1)放热 ＜ (2)吸热 ＞
[解析] 由表格可知，升高温度，K 值减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，由此得出规律：
升温，K 值减小；降温，K 值增大。
20．将 0.050 mol SO2(g)和 0.030 mol O2(g)放入容积为 1 L 的密闭容器中，反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得 c(SO )＝0.040 mol·L－12 。
(1)该条件下的平衡常数为________。
(2)平衡时 SO2的平衡转化率是________。
[答案] (1)2.5 (2)20%
[解析] 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
c(初始)/(mol·L－1) 0.050 0.030 0
Δc/(mol·L－1) 0.010 0.005 0.010
c(平衡)/(mol·L－1) 0.040 0.025 0.010
0.010
所以，平衡常数 K＝(0.010)2÷[(0.040)2×0.025]＝2.5，平衡时 SO2的平衡转化率： ×100%＝20%。
0.050
9
21．可逆反应 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)在密闭容器中建立了平衡。当温度为 749 K时，K＝ ，问：
4
(1)当 CO和 H2O的起始浓度均为 2 mol·L－1时，CO的转化率为__________。
(2)当 CO 的起始浓度仍为 2 mol· L － 1 ， H2O 的起始浓度为 6 mol· L － 1 时， CO 的转化率为
____________________________________。
[答案] (1)60% (2)85%
[解析] (1)设 CO转化的物质的量浓度为 x mol·L－1：
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
起始/
－1 2 2 0 0（mol·L ）
转化/
－1 x x x x（mol·L ）
平衡/
－1 2－x 2－x x x（mol·L ）
x2 9
K＝ ＝ ，解得：x＝1.2。
（2－x）2 4
1.2 mol·L－1
CO的转化率： ×100%＝60%。
2 mol·L－1
(2)设 CO转化的物质的量浓度为 y mol·L－1，
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
起始/
－1 2 6 0 0（mol·L ）
转化/
（mol·L－1
y y y y
）
平衡/
－1 2－y 6－y y y（mol·L ）
y2 9
K＝ ＝ ，解得：y＝1.7；
（2－y）（6－y） 4
1.7 mol·L－1
CO的转化率： ×100%＝85%。
2 mol·L－1
22．工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)
和 1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的
4
物质的量之比)为 。计算：
7
(1)该条件下 N2的平衡转化率为__________。
(2)该条件下反应 2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为__________。
[答案] (1)66.7% (2)0.005
[解析] 设 N2转化的物质的量浓度为 x mol·L－1。
N2 ＋ 3H2 2NH3
起始浓度/(mol·L－1) 0.3 0.8 0
转化浓度/(mol·L－1) x 3x 2x
平衡浓度/(mol·L－1) 0.3－x 0.8－3x 2x
2x 4
所以 ＝ ，
（0.3－x）＋（0.8－3x）＋2x 7
解得 x＝0.2，
0.2
N2的转化率为 ×100%≈66.7%。
0.3
反应 2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)的平衡常数
c3（H2）·c（N2）
K＝ ＝
c2（NH3）
（0.8－3 × 0.2）3 × （0.3－0.2）
＝0.005。
（2 × 0.2）2
23.我国力争于 2030年前做到“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。利用反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)
＋H2O(g) ΔH，可减少 CO2排放，并合成清洁能源。
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现：
Ⅰ.CO2(g)＋H2(g) H2O(g)＋CO(g) ΔH1＝41 kJ mol－1
Ⅱ.CO(g)＋2H －12(g) CH3OH(g) ΔH2＝－90 kJ mol
①总反应的ΔH＝ kJ mol－1。
②该反应在 (填“高温下”“低温下”“任何温度下”或“一定不”)能自发进行。
③若反应Ⅰ为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是 (填字母)。
A B C D
(2)500 ℃时，在容积为 2 L 的密闭容器中充入 3 mol CO2和 8 mol H2，发生反应 CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)，测得 t＝5 min时，反应达到平衡，此时 n(CO2)＝1.0 mol。
①从反应开始到平衡，H2的平均反应速率 v(H2)＝ 。
②平衡时 H2的转化率为 。
③该反应的平衡常数为 。
[答案] －49 低温下 C 0.6 mol L－1 min－1 75% 2
[解析] (1)①已知ⅠCO2(g)＋H2(g) H2O(g)＋CO(g) ΔH1＝41 kJ mol－1，ⅡCO(g)＋2H2(g)
CH －13OH(g) ΔH2＝－90 kJ mol ，而二氧化碳加氢制备甲醇的总反应可表示为 CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH，该反应可由Ⅰ＋Ⅱ得到，根据盖斯定律可得ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝41 kJ mol－1＋(－
90 kJ mol－1)＝－49 kJ mol－1；②该反应是气体的物质的量减小的反应，故ΔS＜0，ΔH＜0，根据ΔG＝Δ
H－TΔS，且ΔG＜0，反应可以发生，故在低温条件下能自发进行；③反应ⅠCO2(g)＋H2(g) H2O(g)＋
CO(g) ΔH －11＝41 kJ mol 为吸热反应，若反应Ⅰ为慢反应，则此步为决速步，其活化能大，反应ⅡCO(g)
＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH2＝－90 kJ
mol－1为放热反应，则反应Ⅱ为快反应，其活化能小，据盖斯定律，反应Ⅰ＋反应Ⅱ＝总反应为放热反
应，则示意图中(各物质均为气体)能体现上述反映能量变化的是 C，判断的理由是ΔH1>0、ΔH2<0，Δ
H<0，反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能。(2)根据题给数据求得 c(CO －12)＝1.5 mol L ，c(H2)＝4 mol
L－1，根据三段式： CO2＋3H2 CH3OH＋H2O
开始/(mol L－1) 1.5 4 0 0
转化/(mol L－1) 1 3 1 1
平衡/(mol L－1) 0.5 1 1 1
3 mol L－1
①从反应开始到平衡，H2的平均反应速率 v(H2)＝ ＝0.6 mol L－1 min－1。②平衡时 H2的转化率
5 min
3 × 2 mol 1 × 1
为 ×100%＝75%。③该反应的平衡常数为 K＝ ＝2。
4 × 2 mol 0.5 × 13
24.氮氧化物的有效去除和资源的充分利用是当今社会的重要研究课题。
(1)已知：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g) ＋6H2O(g) ΔH1 ＝－907.0 kJ mol－1
4NH3(g) ＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(g) ΔH2＝－1 269.0 kJ mol－1
若 4NH3(g) ＋6NO(g) 5N2(g) ＋6H2O(g)的逆反应活化能为 E 逆 kJ mol－1，则其正反应活化能
为 kJ mol－1 (用含 E 逆的代数式表示)。
(2)已知：①2NO(g)＋2ICl(g) 2NOCl (g)＋I2(g)
②2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)
③I2(g)＋Cl2(g) 2ICl(g)
若向 V L 恒容密闭容器中加 2 mol NO 和 2 mol ICl 发生上述反应，达到平衡时，容器中 NOCl(g)为 a
mol，Cl2(g)为 b mol，此时 I2(g)的浓度为 mol L－1(用含 a、b、V 的代数式表示，下同)，反
应③的平衡常数为 。
(3)某化工厂排出的尾气(含 CO、N2O)治理的方法为在密闭容器中发生如下反应：CO(g)＋N2O(g) CO2(g)
＋N2(g)，CO、N2O在 Pt O＋2 表面进行反应转化为无毒气体，其相对能量与反应历程的关系如下图所示：
用方程式表示 N2O在 Pt O＋2 表面上的反应 。
(4)已知 4CO(g) ＋2NO2(g) 4CO2(g)＋N2 (g) ΔH1 ＝－1 200 kJ mol－1 ，该反应在 (填“高
温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行，为探究温度及不同催化剂对该反应的影响，保持其他初始
条件不变重复实验，在相同时间内测得 N2产率与温度的关系如图所示。在催化剂乙作用下，图中 M 点对
应的速率(对应温度 400 ℃)v 正 (填“＞”“＜” 或“＝”) v 逆，温度高于 400 ℃，N2产率降低的
原因可能是 。
[答案] (1)E 逆－1 812
(2)(a＋2b)/2V [2(2－2b－a)2]/[(a＋2b)b]
2
(3)N ＋ ＋2O＋Pt2O ===N2＋Pt2O
(4)低温 ＞ 温度升高催化剂活性降低
[解析](1)①4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g) ＋6H2O(g) ΔH1 ＝－907.0 kJ
mol－1，②4NH3(g) ＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(g) ΔH2＝－1 269.0 kJ mol－1则(5×②－3×①)/2可得
热 化 学 方 程 式 4NH3(g) ＋ 6NO(g) 5N2(g) ＋ 6H2O(g) Δ H ＝
5 × (－1 269.0) kJ mol－1＋3 × 907.0 kJ mol－1
＝－1 812 kJ mol－1，该反应的逆反应活化能为 E 逆
2
kJ mol－1，即 E 正－E 逆＝－1 812 kJ mol－1，则正反应的活化能为 E 正＝(E 逆－1 812)kJ mol－1。(2)①2NO(g)
＋2ICl(g) 2NOCl (g)＋I2(g)
②2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)
③I2(g)＋Cl2(g) 2ICl(g), 向 V L恒容密闭容器中加 2 mol NO和 2 mol ICl发生上述反应，达到平
衡时，假设反应中一氧化氮的消耗量为 x mol，反应中 NOCl 的消耗量为 y mol，反应中碘的消耗量为 z
mol，则有容器中 NOCl (g)为 x－y＝a mol，Cl2(g)为 0.5y－z＝b mol，此时 I2(g)的物质的量为(0.5x－
x－y
z)mol，因有 ＋0.5y－z＝0.5x－z，则碘的物质的量为(0.5a＋b)mol，物质的量浓度为(a＋2b)/2V mol
2
L－1；氯气的浓度为 b/V mol L－1，氯化碘的浓度为(2－a－2b)/V mol L－1，则反应③的平衡常数为
(\f(2－a－2b,V))2
＝[2(2－2b－a)2]/[(a＋2b)b]。(4)已知 4CO(g) ＋2NO2(g) 4CO2(g)＋
(\f(a＋2b,2V)) × (\f(b,V))
N －12 (g) ΔH1＝－1 200 kJ mol ，该反应为放热的熵减反应，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0能自发进行分析，
在低温下能自发进行。在催化剂乙作用下，图中 M 点氮气的产率较低，说明反应速率较慢，还没有到平
衡，即对应的速率(对应温度 400 ℃)v 正＞ v 逆，温度高于 400 ℃，根据另一种催化剂催化下氮气的产率
随温度的变化曲线可知，该反应仍未达到平衡状态，故 N2产率降低的原因一定是因为反应速率减小，故
可 能 是 温 度 升 高 导 致 催 化 剂 活 性 降 低 。
