【学霸笔记:同步精讲】第二章 第二节 第2课时 化学平衡常数(基础课) 课件--2026版高中化学人教版选必修1

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名称 【学霸笔记:同步精讲】第二章 第二节 第2课时 化学平衡常数(基础课) 课件--2026版高中化学人教版选必修1
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-09-04 11:48:46

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(共72张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新” 打通应考之“脉”
第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
第2课时 化学平衡常数(基础课)
素养 目标 1.通过达到化学平衡状态时的浓度数据分析,认识化学平衡常数的概念,并能分析推测其相关应用。
2.构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法),厘清计算的思路,灵活解答各类问题。
旧知 回顾 1.当反应达到平衡时,各组分的浓度____,各组分的百分含量____,同一物质的v正__v逆。
2.对于N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,下列说法能说明反应达到化学平衡的是________(填序号)。
①v正(N2)=3v逆(H2) ②v正(NH3)=2v逆(N2) ③NH3的体积分数保持不变 ④n(N2)∶n(H2)=1∶3 ⑤恒温恒容条件下,气体密度保持不变 ⑥恒温恒容条件下,气体的平均相对分子质量保持不变
不变
不变

②③⑥
知识点一 化学平衡常数
一、化学平衡常数
1.[示例分析] [H2(g)+I2(g) 2HI(g)]
分析教材表2-1中数据可知,在相同温度下从不同方向建立的平衡状态,是一个____。
常数
2.浓度商与化学平衡常数的表达式
对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(1)浓度商:在任意时刻的称为______,常用__表示。
(2)化学平衡常数表达式:当该反应在一定温度下达到化学平衡时,
K=。
(3)Q与K的关系:当反应中有关物质的浓度商____平衡常数时,表明反应达到限度,即达到化学平衡状态。
浓度商
Q
等于
微点拨
①Q中c(X)表示任意时刻的浓度,K中的c(X)表示平衡时刻的平衡浓度。
②书写平衡常数表达式时,固体、纯液体(如水、乙醇等)的浓度视为常数,不写入表达式中。如
(aq)+2H+(aq),平衡常数K=。
3.化学平衡常数的意义
平衡常数的大小反映了化学反应进行的____(也叫__________)。
K越大,平衡体系中生成物所占的比例____,正反应进行的程度____,反应进行得越____,平衡时反应物的转化率____;反之,K越小,该反应进行得越______,平衡时反应物的转化率越小。一般来说,当______时,该反应就进行得基本完全了。
程度
反应的限度
越大
越大
完全
越大
不完全
K>105
4.化学平衡常数的影响因素
(1)内因:不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的________。
(2)外因:在化学方程式一定的情况下,K只受____影响。
主要因素
温度
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的K=。 (  )
(2)浓度商和平衡常数表达式中的浓度意义相同。 (  )
(3)化学平衡常数只与温度有关,与浓度、压强无关。 (  )
(4)A(s)+B(g) 2C(g)的K=。 (  )
(5)K越大,反应越容易进行。 (  )
×
×

×
×
2.某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是(  )
A.K=
B.如果m+n=p,则K=1
C.若缩小反应容器的容积,增大压强,则K增大
D.K越大,表明该反应越有利于C的生成,平衡时反应物的转化率越大

3.写出下列反应的平衡常数表达式
(1)2NO+O2 2NO2 K=________________。
(2)3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g) 
K=_________。
(3)CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) 
K=_________。
c(CO2)
1.平衡常数与方程式的关系
(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的关系是K′=Kn或K′=。
知识点二 化学平衡常数的计算与应用
(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分步反应平衡常数之积。
如已知A+B 2C K1,C+D E K2,则A+B+2D 2E的K3=。
2.平衡常数的应用
(1)判断可逆反应进行程度的大小
(2)判断反应的热效应
①升高温度
②降低温度
(3)判断可逆反应是否平衡及不平衡时的反应方向
①Q②Q=K,反应处于________;
③Q>K,反应向__________进行。
正反应方向
平衡状态
逆反应方向
3.“三段式”突破化学平衡计算
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
起始量/mol a b 0 0
转化量/mol mx nx px qx
平衡量/mol a-mx b-nx px qx
(1)平衡常数K=。
(2)平衡时A的物质的量浓度c(A)=。
(3)平衡时A的转化率α=×100%,A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)=∶。
(4)平衡时A的体积分数φ(A)=×100%。
(5)平衡时和开始时的压强之比=。
(6)生成物产率=×100%。
1.已知:①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH1 K1
②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) ΔH2 K2
③H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH3 K3
又已知不同温度下,K1、K2如下:
温度/℃ K1 K2
500 1.00 3.15
700 1.47 2.26
900 2.50 2.00
(1)反应①、②的焓变:ΔH1________0,ΔH2______0(填“>”或“<”)。
(2)K1、K2、K3的定量关系为____________,900 ℃时K3=________;ΔH3、ΔH1、ΔH2的定量关系为___________________。
[解析] (1)随温度升高,K1增大,K2减小,说明升温反应①、②平衡分别向正向移动、逆向移动,故ΔH1>0,ΔH2<0。
(2)反应③=反应①-反应②,故ΔH3=ΔH1-ΔH2,K3===1.25。
>
<
K3=
1.25
ΔH3=ΔH1-ΔH2
2.高炉炼铁中发生的基本反应之一为FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH>0。
已知1 100 ℃时此反应的K=0.263。化学平衡常数只与温度有关,不随浓度和压强的变化而变化。
(1)其平衡常数可表示为K=____________。
(2)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的物质的量之比________,平衡常数K__________(以上均填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)1 100 ℃时测得高炉中c(CO2)=0.025 mol·L-1、c(CO)=
,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态:_______(填“是”或“否”,若填“是”,则后面问题可不答),此时反应向____________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行,其原因是
__________________________________________________________。
增大
增大

正反应
Q==0.25<0.263,Q[解析] 若生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值Q=K,则可逆反应达到平衡状态;若QK,反应向逆反应方向进行。
(1)反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)中,FeO和Fe均为固体,其平衡常数应表示为K=。(2)此反应是吸热反应,升高温度,平衡常数增大,即增大,则也增大。(3)1 100 ℃ 时测得高炉中c(CO2)=,c(CO)=,Q==0.253.反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g),若在一定温度下,将物质的量浓度均为2 mol·L-1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中SO2(g)的转化率为50%,则在该温度下:
(1)此反应的平衡常数为__________。
1
(2)在题述温度下,若SO2(g)的初始浓度增大到,NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L-1,达到化学平衡状态时,计算下列各物质的浓度及SO2和NO2的平衡转化率。
①c(SO3) =________,c(SO2)=________。
②SO2转化率为______,NO2转化率为_________。
1.2
1.8
40%
60%
(3)若某温度下,将物质的量浓度均为的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中SO3(g)的体积分数为20%,则在该温度下此反应的平衡常数为__________ 。
[解析] (1)SO2(g)的转化率为50%,列“三段式”:
SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)
初始浓度/ 2 2 0 0
转化浓度/ 1 1 1 1
平衡浓度/ 1 1 1 1
则K===1。
(2)设达到平衡时SO3的浓度为,列“三段式”:
SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)
初始浓度/ 3 2 0 0
转化浓度/ x x x x
平衡浓度/ 3-x 2-x x x
因为温度不变,平衡常数不变,K=1,则=1,解得x=1.2。
①平衡浓度:c(SO3)=,c(SO2)=
=。
②SO2的转化率α(SO2)=×100%=40%;NO2的转化率α(NO2)=×100%=60%。
(3)设达到平衡时SO3的浓度为y mol·L-1,列“三段式”:
SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)
初始浓度/ 2 2 0 0
转化浓度/ y y y y
平衡浓度/ 2-y 2-y y y
=0.2,y=0.8,则K=。
1.化学平衡常数在化工生产和科研领域都有重大意义。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) ΔH<0,增大c(N2O4),该反应的平衡常数增大
随堂评估 知能落实
C.对于给定的可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数相等
D.平衡常数为K=的反应,化学方程式为CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

D [改变条件,反应物的转化率增大,若温度不变,则平衡常数不变,A项错误;增大c(N2O4),温度不变,平衡常数不变,B项错误;对于给定的可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数互为倒数,C项错误;CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的平衡常数表达式为K=,D项正确。]
2.已知下列反应的平衡常数:H2S(g) H2(g)+S(s) K1;S(s)+O2(g) SO2(g) K2;则反应H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常数是(  )
A.K1+K2      B.K1-K2
C. D.

D [H2S(g) H2(g)+S(s)的平衡常数K1=,S(s)+O2(g) SO2(g)的平衡常数K2=,反应H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常数K==。]
3.一定温度下,将2 mol A和2 mol B两种气体混合充入容积为2 L的密闭刚性容器中,发生反应3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),2 min 末反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的物质的量浓度为
0.4 mol·L-1。下列说法正确的是(  )
A.此温度下该反应的平衡常数K=2
B.A的平衡转化率为60%
C.x=1
D.A和B的平衡转化率相等

B [根据题意可列“三段式”:
3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)
起始浓度/(mol·L-1)  1   1   0   0
转化浓度/(mol·L-1) 0.6 0.2 0.2x 0.4
平衡浓度/(mol·L-1) 0.4 0.8 0.2x 0.4
根据题意可知0.2x=0.4,解得x=2,C错误;K===0.5,A错误;A的平衡转化率为×100%=60%,B的平衡转化率为×100%=20%,B正确,D错误。]
4.工厂利用甲烷与氯气的反应原理制取氯甲烷,为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4,以减少其对臭氧层的破坏。化学家研究在催化条件下,通过下列反应:CCl4(g)+H2(g) CHCl3(g)+HCl(g),使CCl4转化为重要的化工原料氯仿(CHCl3)(不考虑副反应)。在固定容积为2 L的密闭容器中,该反应达到平衡后,测得如下数据:
实验序号 温度/℃ 初始n(CCl4) /mol 初始n(H2) /mol 平衡时n(CHCl3)
/mol
1 110 0.8 1.2
2 110 2 2 1
3 100 1 1 0.6
回答下列问题:
(1)计算此反应在110 ℃时的平衡常数: ___________。
(2)计算实验1中,CCl4的转化率: ___________。
1
60%
[解析] (1)利用“三段式”进行计算:
由表中数据可知,110 ℃时,c(CHCl3)==,由题知:
CCl4(g)+H2(g) CHCl3(g)+HCl(g)
起始/ 1 1 0 0
转化/ 0.5 0.5 0.5 0.5
平衡/ 0.5 0.5 0.5 0.5
则平衡常数K===1。
(2)由表中数据可知,实验1和实验2温度相同,则二者的化学平衡常数也相同,由题知:初始c(CCl4)==,c(H2)==。设CCl4的转化率为a,则:
CCl4(g) + H2(g) CHCl3(g)+HCl(g)
起始/ 0.4 0.6 0 0
转化/ 0.4a 0.4a 0.4a 0.4a
平衡/ 0.4-0.4a 0.6-0.4a 0.4a 0.4a
则平衡常数K===1,解得a=0.6。
5.化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志,在常温下,下列反应的平衡常数的数值如下:
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。
请回答下列问题:
(1)反应①的平衡常数表达式K1=_____________。
(2)常温下,反应②的逆反应平衡常数K2′=_________。
(3)常温下,CO2(g) CO(g)+O2(g)的平衡常数K3′=__________。
(4)常温下,NO(g)+CO(g) CO2(g)+N2(g)的平衡常数K4=________。
5×10-82
2×10-46
5×1060
[解析] (2)K2′==5×10-82。
(3)K3′==2×10-46。
(4)该反应可以通过(反应①-反应③)×得到,故K4==5×1060。
(选择题只有一个选项符合题目要求,每小题2分)
1.在一定条件下,对于已达平衡的可逆反应:2A(g)+B(g) 2C(g),下列说法正确的是(  )
数智分层作业(八) 化学平衡常数
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
(分值:40分)
A.平衡时,此反应的平衡常数与各物质的浓度有如下关系:K=
B.改变条件后,该反应的平衡常数一定不变
C.如果改变压强,平衡常数会随之变化
D.若平衡时增加A和B的浓度,则平衡常数会减小

题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
2.在一定温度下,下列反应的化学平衡常数如下:
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
下列说法正确的是(  )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
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.CO2(g) CO(g)+O2(g)的K=K3

题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
C [A项,K1=,错误;B项,2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)的K==5×10-82,错误;C项,K越大,反应倾向越大,正确;D项,CO2(g) CO(g)+O2(g)的K=,错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
3.已知:T ℃时反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K=49。恒温(T ℃)条件下向恒容密闭容器中投入0.01 mol H2、0.01 mol I2、0.08 mol HI,一段时间后,下列说法正确的是(  )
A.混合气体颜色变浅
B.氢气的体积分数变大
C.混合气体颜色不变
D.容器内压强逐渐减小

题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
B [根据Q===64>K,说明反应逆向进行。根据分析,反应逆向进行,c(I2)增大,混合气体颜色加深,A错误;根据分析,反应逆向进行增大,H2体积分数变大,B正确;根据分析,反应逆向进行,c(I2)增大,混合气体颜色加深,C错误;根据分析,反应逆向进行,但是该反应是左右两边气体分子数不变的反应,所以压强不变,D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
4.已知298 K下合成氨反应的平衡常数K=4.1×106。下列说法错误的是(  )
A.合成氨反应在298 K时进行得比较完全
B.合成氨反应在298 K时反应速率较大
C.仅从K的值无法得知该反应的平衡转化率
D.改变温度,K的值也会变化

题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
B [K大于105,该反应进行得基本完全,A正确;K只能衡量反应进行的程度,而不能体现反应速率,B错误;K只能衡量反应进行的程度,不能体现转化率,如恒温条件下,平衡发生移动,转化率发生变化,但是K不变,C正确;K的值只与温度有关,随着温度的变化而变化,D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
5.在一个容积为2 L的密闭容器中,加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体,一定条件下发生反应:A2(g)+B2(g) 2AB(g) ΔH<0,反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示,下列说法不正确的是(  )
A.图中a点的值为0.15
B.该反应的平衡常数K=0.03
C.温度升高,平衡常数K减小
D.平衡时A2的转化率为62.5%

题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
B [Δc(AB)=,Δc(A2)=(0.4-a)mol·L-1,由化学方程式可知,0.5∶(0.4-a)=2∶1,a=0.15,A正确;当Δc(AB)=时,Δc(B2)=,平衡时c(B2)==,K==,B错误;ΔH<0,正反应为放热反应,升高温度,K减小,C正确;当Δc(AB)=时,Δc(A2)=,α(A2)=×100%=62.5%,D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
6.(10分)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气体总的物质的量之比)为。试计算:
(1)该条件下,N2的平衡转化率为_________(保留三位有效数字)。(3分)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
66.7%
(2)该条件下,H2的平衡转化率为__________,H2的物质的量分数为__________。(5分)
(3)该条件下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数为__________。(2分)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
75%
0.005
[解析] 平衡时设N2转化的物质的量浓度为,
N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)
起始 0.3 0.8 0
转化 x 3x 2x
平衡 0.3-x 0.8-3x 2x
所以=,解得x=0.2。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
(1)N2的转化率为×100%≈66.7%。
(2)H2的转化率为×100%=75%,H2的物质的量分数为=。
(3)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数K==200,则2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数为==0.005。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
(选择题有一个或两个选项符合题目要求,每小题4分)
7.O3是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点,O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下:
反应① O3 O2+[O] ΔH>0 平衡常数为K1;
反应② [O]+O3 2O2 ΔH<0 平衡常数为K2;
总反应:2O3 3O2 ΔH<0 平衡常数为K。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
下列叙述不正确的是 (  )
A.降低压强,总反应K不变
B.K=K1·K2
C.适当升温,可提高消毒效率
D.当2v正(O3)=3v逆(O2)时,反应达到平衡

题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
D [平衡常数只受温度影响,降低压强,温度不变,平衡常数不变,故A正确;由盖斯定律可知反应①+②可得总反应,则K=K1·K2,故B正确;适当升温,反应速率增大,且反应①正向移动,反应②逆向移动,均有利于产生[O],则可提高消毒效率,故C正确;当
3v正(O3)=2v逆(O2)时,反应达到平衡,故D错误。]
题号
1
3
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2
4
6
8
7
9
10
8.在一个容积不变的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示。下列说法不正确的是(  )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
A.该反应的平衡常数表达式为
K=
B.该反应为吸热反应
C.在830 ℃时,向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O,保持温度不变,反应达到平衡后,K=1.0
D.若1 200 ℃时,在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L-1、2 mol·L-1、4 mol·L-1、4 mol·L-1,则此时上述反应向正反应方向进行

题号
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D [Q==4>2.6,即Q>K,则反应向逆反应方向进行,D错误。]
9.将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容器中,发生反应:NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数
(-lg K)随温度(T)的变化曲线如图所示。
下列说法正确的是(  )
A.温度越高,K越大
B.A点对应状态的平衡常数K=10-2.294
C.30 ℃时,B点对应状态的v正>v逆
D.NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态
题号
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AB [温度越高,-lg K越小,K越大,故A正确;A点-lg K=2.294,则平衡常数K=10-2.294,故B正确;30 ℃时,B点未平衡,最终要达平衡状态,平衡常数的负对数要变大,所以此时的(-lg Q)<(-lg K),所以Q>K,B点浓度商大于平衡常数,反应向逆反应方向进行,则B点对应状态的v正题号
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10.(8分)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。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:
题号
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(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=_____________,增大压强,K________(填“增大”“减小”或“不变”)。(4分)
(2)①将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中,反应达到平衡后,体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数为______。(2分)
②平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)______(填“>”“<”或“=”)K(B)。(2分)
题号
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不变
800

[解析] (2)p=0.10 MPa时,α=0.8
2SO2  +  O2    2SO3
n始  2.0 mol    1.0 mol   0
Δn 1.6 mol 0.8 mol 1.6 mol
n平 0.4 mol 0.2 mol 1.6 mol
c平 0.04 mol/L 0.02 mol/L 0.16 mol/L
K==800。
题号
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谢 谢!