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(共261张PPT)
高考小专题
方向比努力更重要
研究考纲·辨明考向
“三段式”在平衡常数、转化率
计算中的完美应用
例题精讲●成竹在胸
1．(2024届广东汕头期中)NOx的排放来自汽车尾气，研究利用反应C(s)＋2NO(g)
N2(g)＋CO2(g) △H＝－34.0kJ mol－1，用活性炭可对其进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体，保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如下图所示。(已知：气体分压＝气体总压×物质的量分数)，下列有关说法错误的是
A．若能测得反应产生22gCO2，则反应放出的热量为17.0kJ
B．达到平衡后增大活性炭的用量，平衡不移动
C．在950K～1000K之间，化学反应速率：v正＜v逆
D．1050K时，反应的化学平衡常数Kp＝4
√
解析：A．从C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g) 可以看出每生成44g CO2放出的热量为34.0kJ，则能产生22gCO2，放出的热量为17.0kJ，A正确；
B．固体物质的用量，不影响平衡，故达到平衡后增大活性炭的用量，平衡不移动，B正确；
C．在950K～1000K之间，化学反应还没有达到平衡状态，故速率：v正＞v逆，C不正确；
2．(2024届重庆第八中学)CO和H2合成乙醇发生如下反应：
主反应：2CO(g)＋4H2(g) CH3CH2OH(g)＋H2O(g) △H1＝－128.8kJ mol－1
副反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H2＝－41.8kJ mol－1 △S2＝－42.1J K-1 mol－1
向一恒容密闭容器中投入一定量的
CO和H2发生上述反应，CO的平衡
转化率与温度、投料比S
[S＝ ]的关系如图所示。
下列有关说法正确的是
√
A. S1＜S2
B. 在投料比为S3条件下，主反应的v正(Y)＞v逆(Z)
C. 副反应能自发进行的临界温度约为993K
D. 在T1K、S2＝2、时，主反应的平衡常数K＝0.2
解析：主副反应均为放热反应，升高温度，CO的转化率减小，从T1到T4温度升高，当温度相同时，投料比S[S＝ ]越大，一氧化碳的转化率越高，S1＞S2＞S3。
A．当温度相同时，投料比S[S＝ ]越大，一氧化碳的转化率越高，S1＞S2，A错误；
B．在投料比为S3条件下，Y的温度低于Z，主反应的v正(Y)＜v逆(Z)，B错误；
3．(2024届河北廊坊重点高中联考)某温度下，在容积为2L的密闭容器中，X(g)、Y(g)、Z(g)三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，已知4min时改变了一个条件。下列说法错误的是
A．反应进行到a点时，Z的转化率为14%
B．该反应的化学方程式为2Z(g)＋Y(g)
3X(g)
C．该温度下，反应的平衡常数为25/64
D．4min时改变的条件是压缩体积
√
4．(2023届广东湛江六模)一定条件下，反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) △H＞0，达到平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A．压强：p1＞p2
B．a点：2v正(NH3)＝ 3v逆(H2)
C．a点：NH3的转化率为1/3
D．b、c两点对应的平衡常数：Kc＞Kb
√
解析：A．相同温度时，p2到p1，N2的体积分数增大，说明平衡正向移动，此时气体系数之和增大，说明改变的条件是减小压强，所以p2＞p1，A项不符合题意；
D．b、c两点均为平衡态，且c点温度高，该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，平衡常数增大，所以c点平衡常数大，D项符合题意；
5．(2023届湖南冲刺)已知反应：A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)，在一定压强下，按x＝ （A的物质的量始终为1 mol）向密闭容器中充入A气体与B气体。图甲表示平衡时，A气体的体积分数(V%)与温度 (T)、x的关系。图乙表示x＝2时，正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是
√
A．图甲中，x2＜1
B．图乙中，A线表示正反应的平衡常数
C．由图乙可知，T1时，K＝1，B的转化率约为33.3%
D．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强将减小
解析：A．增大B的量，平衡正向移动，A的体积分数减小，则图甲中x2＞1，A错误；
B．由图甲可知，升高温度A的体积分数增大，可知正反应为放热反应，则升高温度正反应的平衡常数K减小，图乙中曲线B表示正反应的平衡常数，B错误；
6. (2022年湖南卷)向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应：2X(g)＋Y(g) Z(g) △H，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. △H＞0
B. 气体的总物质的量：na＜nc
C. a点平衡常数：K＞12
D. 反应速率：va正＜vb正
√
解析：A．甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，根据理想气体状态方程PV=nRT可知，刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，则说明上述反应过程放热，即△H＜0，故A错误；
B．根据A项分析可知，上述密闭溶液中的反应为放热反应，图中a点和c点的压强相等，因甲容器为绝热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，则说明甲容器中气体的总物质的量此时相比乙容器在减小即气体总物质的量：na＜nc，故B正确；
D．根据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以达到平衡的速率相对乙容器的快，即Va正＞Vb正，故D错误。
7. (2022年辽宁卷)某温度下，在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应2X(s) Y(g)＋2Z(g)，有关数据如下：
时间段/min 产物Z的平均生成速率/mol·L-1·min-1
0～2 0.20
0～4 0.15
0～6 0.10
下列说法错误的是
A．1min时，Z的浓度大于0.20mol·L-1
B．2min时，加入0.20molZ，此时v正(Z)＜v逆(Z)
C．3min时，Y的体积分数约为33.3%
D．5min时，X的物质的量为1.4mol
√
解析：A．反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则0～1min内Z的平均生成速率大于0～2min内的，故1min时，Z的浓度大于0.20mol·L-1，A正确；　
√
8．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%
P1＜P2＜P3
合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大
图4
33.33%
解析： (4)①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数P1＜P2＜P3，因此，图中压强由小到大的顺序为P1＜P2＜P3，判断的依据是：合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。
②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入情性气体Ar，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入情性气体Ar不利于合成氨，进料组成中含有情性气体Ar的图是图4。
(2)在某温度、100kPa下，向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入_______mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；
5
11. (2022年全国乙卷节选)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
(3)在1470K、100kPa反应条件下，将n(H2S)∶n(Ar)＝1∶4的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为________，平衡常数Kp＝________kPa。
50% 4.76
(4)在1373K、100kPa反应条件下，对于n(H2S)∶n(Ar)分别为4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S－Ar混合气，热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示。
①n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡转化率________，理由是_________________
___________________________________________________________。
②n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9对应图中曲线________，计算其在0～0.1s之间，H2S分压的平均变化率为________kPa s-1。
越高
n(H2S):n(Ar)越小，
H2S的分压越小，平衡向正反应方向进行，H2S平衡转化率越高
d
24.9
(4)①由于正反应是体积增大的可逆反应，n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S的分压越小，相当于降低压强，平衡向正反应方向移动，因此H2S平衡转化率越高；
②n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡转化率越高，所以n(H2S)∶n(Ar)＝1:9对应的曲线是d；根据图像可知n(H2S):n(Ar)＝1:9反应进行到0.1s时H2S转化率为0.24。假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和9mol，
12. (2022年1月浙江选考节选)工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。请回答：
(3)一氧化碳变换反应：CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41kJ·mol-1。
①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)：p(CO)=0.25MPa、p(H2O)=0.25MPa、p(CO2)=0.75MPa和p(H2)=0.75MPa，则反应的平衡常数K的数值为________。
②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%，则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为________。
9.0
1.8∶1
③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是________。
A．反应温度愈高愈好 B．适当提高反应物压强
C．选择合适的催化剂 D．通入一定量的氮气
BC
③A．反应温度过高，会引起催化剂失活，导致反应速率变慢，A不符合题意；
B．适当增大压强，可加快反应速率，B符合题意；
C．选择合适的催化剂有利于加快反应速率，C符合题意；
D．若为恒容条件，通入氮气对反应速率无影响，若为恒压条件，通入氮气后，容器体积变大，反应物浓度减小，反应速率变慢，D不符合题意；
故答案选BC；
13．(2022届八省八校节选)甲醇是重要的化工原料，研究甲醇的制备及用途在工业上有重要的意义。
(2)对于反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，v正＝k正p(CO2)p3(H2)，v逆＝k逆p(CH3OH)p(H2O)。其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。
在540K下，按初始投料比
n(CO2)∶n(H2)＝3∶1、
n(CO2)∶n(H2)=1∶1、
n(CO2)∶n(H2)=1∶3，得到
不同压强条件下H2的平衡
转化率
关系图：
①比较a、b、c各曲线所表示的投料比大小顺序为 (用字母表示)。
②点N在线b上，计算540K的压强平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算)。
③540K条件下，某容器测得某时刻p(CO2)=0.2MPa，p(CH3OH)=p(H2O)=0.1MPa，p(H2)=0.4MPa，此时v正∶v逆= 。
a>b>c
0.5(MPa)-2
0.64
解析：(2)①投料比越大，氢气的平衡转化率越高，因此a代表n(CO2)：n(H2)=3:1，b代表n(CO2)：n(H2)=1:1，c代表n(CO2)：n(H2)=1:3，a、b、c各曲线所表示的投料比大小顺序为a>b>c。
14．可逆反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)在密闭容器中建立平衡。当温度为749 K时，K＝，则：
(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________。
60%
85%
1.概念
在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物 与反应物 的比值是一个常数，用符号 表示。
2.表达式
对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝ (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)。
如(1)C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式K＝ 。
(2)Fe3＋(aq)＋3H2O(l) Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)的平衡常数表达式K＝ 。
浓度幂之积
浓度幂之积
K
知识梳理●智能提升
3.意义及影响因素
(1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。
(2)K只受 影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
温度
4.应用
(1)判断可逆反应进行的程度。
(2)判断反应是否达到平衡或向何方向进行。
对于化学反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Q＝ 。
Q＜K，反应向 反应方向进行；
Q＝K，反应处于 状态；
Q＞K，反应向 反应方向进行。
(3)判断反应的热效应：若升高温度，K值增大，则正反应为 热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为 热反应。
正
平衡
逆
吸
放
(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度(　　)
(2)催化剂既能改变速率常数，也能改变化学平衡常数(　　)
(3)对于同一可逆反应，升高温度，则化学平衡常数增大(　　)
(4)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大(　　)
(5)Cl2＋H2O HCl＋HClO的平衡常数表达式K＝ (　)
×
×
×
×
×
正误判断●明辨考向
1.在一定温度下，已知以下三个反应的平衡常数：
反应①：CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s)　K1
反应②：H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g)　K2
反应③：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　K3
(1)反应①的平衡常数表达式为____________。
(2)反应③的K3与K1、K2的关系是K3＝____。
拓展思维●智能提升
2
.
在某温度下，
N
2
＋
3H
2
2NH
3
的平衡常数为
K
1
，则该温度下，
NH
3
1
2
N
2
＋
3
2
H
2
的平衡常数
K
3
＝
_____
_
。
化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系
(1)正、逆反应的平衡常数互为倒数。
(2)若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平
衡常数变为原来的n次幂或 次幂。
(3)两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。
归纳总结
题组一　化学平衡常数及影响因素
1.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。
下列叙述正确的是
A.降低温度，总反应K减小　　　　 B.K＝K1＋K2
C.适当升温，可提高消毒效率　　　D.压强增大，K2减小
√
对点训练
解析：降温，总反应平衡向右移动，K增大，A项错误；
升高温度，反应①平衡向右移动，c([O])增大，可提高消毒效率，C项正确；
对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D项错误。
2.已知反应：
CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g) CH2==CHCH2Cl(g)
＋HCl(g)。在一定压强下，按w＝ 　向密闭容器中充入氯气与丙
烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系，图乙表示逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是
A.图甲中w2＞1
B.图乙中，A线表示逆反应的平衡常数
C.温度为T1、w＝2时，Cl2的转化率为50%
D.若在恒容绝热装置中进行上述反应，达
　到平衡时，装置内的气体压强增大
√
解析：根据图甲中信息可知，增大n(Cl2)，w增大，平衡正向移动，丙烯的体积分数(φ)减小，故w2＞1，A项正确；
根据图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，则升高温度，正反应的平衡常数减小，逆反应的平衡常数增大，图乙中，A线表示逆反应的平衡常数，B项正确；
该反应为反应前后气体体积不变的放热反应，反应向正反应方向进行，体系温度升高，气体膨胀，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，D项正确。
3.将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应，得到如下表中的两组数据：
实验编号 温度/℃ 平衡常数 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
SO2 O2 SO2 O2 1 T1 K1 4 2 x 0.8 6
2 T2 K2 4 2 0.4 y t
下列说法中不正确的是
A.x＝2.4
B.T1、T2的关系：T1＞T2
C.K1、K2的关系：K2＞K1
D.实验1在前6 min的反应速率v(SO2)＝0.2 mol·L－1·min－1
√
解析：根据题中信息可列“三段式”：
　　　　　　　 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
n(起始)/mol 　　4 　　　 2
n(转化)/mol 　　4－x 　 2－0.8
n(平衡)/mol 　　x 　　　 0.8
(4－x)∶(2－0.8)＝2∶1
解得：x＝1.6 同理，解得y＝0.2，
由于2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)是放热反应，温度越高，反应正向进行的程度越小，根据x，y可以判断出T1＞T2，K1＜K2。实验1在前6 min的反应速率
v(SO2)＝ ＝0.2 mol·L－1·min－1，故本题选A。
4.在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，在其他条件不变的情况下研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是
A.平衡常数K＝
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C.CO合成甲醇的反应为吸热反应
D.处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时 增大
√
B项，由图像可知，反应从T2到T1时，甲醇的物质的量增大，根据平衡常数和计算式可知T1时的平衡常数比T2时的大，错误；
C项，由图像可知在T2温度下反应先达到平衡，反应速率较T1快，则有T2＞T1，从图像的纵坐标分析可得温度降低，平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，错误；
题组二　化学平衡常数与平衡移动方向的判断
5.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
化学反应 平衡常数 温度/℃ 500 800
①2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g) K1 2.5 0.15
②H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g) K2 1.0 2.50
③3H2(g)＋CO2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) K3
(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝_______(用K1、K2表示)。
K1·K2
K3＝K1·K2。
(2)反应③的ΔH____(填“>”或“＜”)0。
解析：根据K3＝K1·K2，500 ℃、800 ℃时，反应③的平衡常数分别为2.5,0.375；升温，K减小，平衡左移，正反应为放热反应，所以ΔH＜0。
＜
(3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正____(填“＞”“＝”或“＜”)v逆。
＞
解析：500 ℃时，K3＝2.5
故反应正向进行，v正＞v逆。
6.(1)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图1。
①该反应的平衡常数表达式为____________________。
②曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ___(填“＞”“＝”或“＜”)KⅡ。
③在某压强下合成甲醇的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图2所示。
KA、KB、KC三者之间的大小关系为____________。
＞
KA＝KC＞KB
(2)一氧化碳可将金属氧化物还原为金属单质和二氧化碳。四种金属氧化物(Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时， 与温度(T)的关系如图3。
①700 ℃时，其中最难被还原的金属氧化物是_______(填化学式)。
②700 ℃时，一氧化碳还原该金属氧化物的化学
方程式中化学计量数为最简整数比，该反应的
平衡常数(K)数值等于______。
Cr2O3
10－12
7.在一个体积为2 L的真空密闭容器中加入0.5 mol CaCO3，发生反应CaCO3(s)
CaO(s)＋CO2(g)，测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示，图中A表示CO2的平衡浓度与温
度的关系曲线，B表示不同温度下反应经
过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化
曲线。请按要求回答下列问题：
(1)该反应正反应为_____(填“吸”或“放”)热反应，温度为T5 ℃时，该反应耗时40 s达到平衡，则T5℃时，该反应的平衡常数数值为_____。
吸
0.2
解析：T5 ℃时，c(CO2)＝0.20 mol·L－1，K＝c(CO2)＝0.20。
(2)如果该反应的平衡常数K值变大，该反应____(选填字母)。
a.一定向逆反应方向移动
b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向正反应方向移动
d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
bc
解析：K值增大，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。
(3)请说明随温度的升高，曲线B向曲线A逼近的原因：____________________
____________________________________。
随着温度升高，反应
速率加快，达到平衡所需要的时间变短
(4)保持温度、体积不变，充入CO2气体，则CaCO3的质量______，CaO的质量______，CO2的浓度______(填“增大”，“减小”或“不变”)。
增大
解析：体积不变，增大c(CO2)，平衡左移，CaCO3质量增大，CaO质量减小，由于温度不变，K不变，所以c(CO2)不变。
减小
不变
(5)在T5℃下，维持温度和容器体积不变，向上述平衡体系中再充入0.5 mol N2，则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为____ g。
10
解析：保持体积、温度不变，充入N2，平衡不移动，c(CO2)仍等于0.20 mol·L－1，其物质的量为0.4 mol，所以剩余CaCO3的物质的量为0.5 mol－0.4 mol＝0.1 mol，其质量为10 g。
1.一个模式——“三段式”
如mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。
　　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
c始/mol·L－1 　a 　　 b 　　 　0 　 　 0
c转/mol·L－1 　mx 　 nx 　　　px 　 　qx
c平/mol·L－1 　a－mx b－nx 　 px 　　qx
“三段式”突破平衡常数(K)、转化率的相关计算
拓展思维●智能提升
2.明确三个量的关系
(1)三个量：即起始量、变化量、平衡量。
(2)关系
①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
3.掌握四个公式
(2)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。
按要求回答下列问题：
对于N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，在相同体积的甲、乙两密闭容器中，恒温条件下，甲容器中充入1 mol N2、3 mol H2，乙容器中充入2 mol NH3，达到平衡时：
(1)甲容器中N2的转化率______(填“等于”“大于”或“小于”)H2的转化率。
(2)甲容器中N2的转化率与乙容器中NH3的分解率之和为____。
(3)甲容器中释放的热量与乙容器中吸收的热量之和为____。
等于
1
92
拓展思维●智能提升
题组一　化学平衡常数的单纯计算
1.在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。
回答下列问题：
(1)反应的ΔH_______(填“大于”或“小于”)0；
100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如右图
所示。反应的平衡常数K1为______。
解析：升温，颜色变深，NO2增多，即平衡右移，所以正反应吸热，即ΔH＞0。由题中图像可知平衡时NO2和N2O4的浓度，将数据代入平衡常数表达式计算即可。
大于
0.36
对点训练
(2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。
①T______(填“大于”或“小于”)100 ℃，判断理由是___________________
____________________________。
解析：由题意可知，改变温度使N2O4的浓度降低，即平衡正向移动，则应是升高温度，T大于100 ℃。
大于
正反应吸热，反应
向吸热方向进行，故温度升高
②列式计算温度T时反应的平衡常数K2：
______________________________________________________________________________________________________________________________________
__________________。
平衡时，c(NO2)＝0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s×2＋0.120 mol·L－1＝0.160 mol·L－1
c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1
解析：根据速率和时间，求出减少的N2O4的浓度为0.020 mol·L－1，则平衡时N2O4的浓度为0.020 mol·L－1，NO2的浓度为0.160 mol·L－1，由平衡常数表达式可得K2的值。
2.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－1，c(HI)＝4 mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为____。
解析：由平衡时H2的浓度，可求得反应②分解消耗HI的浓度，c分解(HI)＝0.5 mol·L－1×2＝1 mol·L－1，故①式生成c(HI)＝c平衡(HI)＋c分解(HI)＝4 mol·L－1＋1 mol·L－1＝5 mol·L－1，则c平衡(NH3)＝5 mol·L－1，根据平衡常数表达式K＝c平衡(NH3)·c平衡(HI)＝5×4＝20。
20
这是一道比较经典的“易错”题，极易错填成25。原因是将①式生成的c(HI)＝5 mol·L－1代入公式中进行求算，而未带入平衡时HI的浓度(4 mol·L－1)。计算平衡常数时，应严格按照平衡常数的定义进行求算，代入的一定是物质的平衡浓度。
反思提高
题组二　化学平衡常数与转化率相结合计算
3.羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：
CO(g)＋H2S(g) COS(g)＋H2(g)　K＝0.1
反应前CO的物质的量为10 mol，平衡后CO的物质的量为8 mol。下列说法正确的是
A.升高温度，H2S浓度增大，表明该反应是吸热反应
B.通入CO后，正反应速率逐渐增大
C.反应前H2S物质的量为7 mol
D.CO的平衡转化率为80%
√
解析：A项，升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，错误；
B项，通入CO气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，向正反应方向建立新的平衡，正反应速率逐渐减小，错误；
C项，设反应前H2S的物质的量为n mol，容器的容积为V L，则
　　　　　CO(g)＋H2S(g) COS(g)＋H2(g)　K＝0.1
n(始)/mol 10 　 n 　　　 0 　　　0
n(转)/mol 2 　　 2 　　　 2 　　　2
n(平)/mol 8 　　 n－2 　 2 　　　2
D项，根据上述计算可知CO的转化率为20%，错误。
4.氢气是一种清洁能源。可由CO和水蒸气反应制备，其能量变化如下图所示。
(1)该反应为可逆反应。在800 ℃时，若CO的起始浓度为2.0 mol·L－1，水蒸气的起始浓度为3.0 mol·L－1，达到化学平衡状态后，测得CO2的浓度为1.2 mol·L－1，则此反应的平衡常数为____，随着温度升高，该反应的化学平衡常数的变化趋势是______。
1
减小
解析　　　　　　　 CO＋H2O CO2＋H2
初始浓度/mol·L－1 　2.0 3.0 　 0 　 0
平衡浓度/mol·L－1 　0.8 1.8 　 1.2 1.2
由于该反应为放热反应，升高温度平衡常数减小。
(2)某温度下，该反应的平衡常数为K＝ 。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2O(g)和CO(g)，其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是_____(填字母)。
起始浓度 甲 乙 丙
c(H2O)/mol·L－1 0.010 0.020 0.020
c(CO)/mol·L－1 0.010 0.010 0.020
A.反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢
B.平衡时，甲中和丙中H2O的转化率均是25%
C.平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.015 mol·L－1
D.平衡时，乙中H2O的转化率大于25%
CD
解析：A项中，甲容器中反应物的浓度最小，丙容器中反应物的浓度最大，正确；B项，设甲中H2O的转化率为x，
　　　　　　　　　CO　　＋　　H2O　 　CO2＋ H2
初始浓度/mol·L－1 0.01 　　　 0.01 　　 0 　 0
平衡浓度/mol·L－1 0.01(1－x) 　 0.01(1－x) 0.01x 0.01x
解得x＝25%，
丙相当于甲中压强增大一倍，平衡不移动，因而H2O的转化率为25%，正确；
C项，丙中c(CO2)＝0.02 mol·L－1×25%＝0.005 mol·L－1；
D项，乙相当于在甲的基础上增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大，但H2O的转化率减小，因而其转化率小于25%。
题组三　另类平衡常数的计算
5.一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)
2CO(g)　ΔH＝＋173 kJ·mol－1，若压强为p kPa，
平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图
所示，回答下列问题：
(1)650 ℃时CO2的平衡转化率为______。
25%
解析：
650
℃
时，平衡时
CO
2
的体积分数为
60%
，设其物质的量为
0.6 mol
，则
平衡时
CO
的物质的量为
0.4 mol
，起始时
CO
2
的物质的量为
0.6 mol
＋
1
2
×
0.4
mol
＝
0.8 mol
，故
CO
2
的平衡转化率为
(
0.8
－
0.6
)
mol
0.8 mol
×
100%
＝
25%
。
(2)t1 ℃时平衡常数Kp＝______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡_____(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是________。
0.5p
不
Qp＝Kp
6.100 kPa时，反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图1，反应2NO2(g) N2O4(g)中NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2。
(1)图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)达到平衡时NO的转化率，则____点对应的压强最大。
解析：图1中曲线为等压线，A、C在等压线下方，B在等压线上方，A、C点相对等压线，NO的平衡转化率减小，则平衡逆向移动，为减小压强所致，B点相对等压线，NO的平衡转化率增大，则平衡正向移动，为增大压强所致，故压强最大的点为B点。
B
(2)100 kPa、25 ℃时，2NO2(g) N2O4(g)平衡体系中N2O4的物质的量分数为
_______，N2O4的分压p(N2O4)＝_____kPa，列式计算平衡常数
Kp＝_________________________________(Kp用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
66.7%
66.7
(3)100 kPa、25 ℃时，V mL NO与0.5V mL O2混合后最终气体的体积为_____ mL。
0.6V
解析
100 kPa
、
25
℃
时，
V
mL NO
与
0.5
V
mL O
2
生成
V
mL NO
2
，
2NO
2
(g)
N
2
O
4
(g)
平衡体系中
NO
2
的转化率为
80%
，知平衡时气体的体积为
V
mL
×
(1
－
80%)
＋
V
mL
×
80%
×
1
2
＝
0.6
V
mL
。
Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。
计算技巧：第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度；第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数；第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)；第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。
例如，N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝ 。
方法技巧
拓展训练·巩固考点
题型一　“三段式”计算平衡常数、平衡转化率与压强
1．(2024届河南洛阳洛宁一高)丙烯在催化剂上选择性还原NO的反应为C3H6(g)＋9NO(g) 9/2N2(g)＋3CO2(g)＋3H2O(g)。在三个2 L的恒容密闭容器中分别加入0.5 mol C3H6和4.5 mol NO发生上述反应，实验测得三个容器中n(NO)随时间(t)的变化如图所示。下列说法错误的是
√
A．500℃条件下，曲线a所在的容器中使用了合适的催化剂
B．500℃条件下，20 min时达到平衡，则该容器中0～20 min内用N2表示的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1
C．正反应速率：v(M)＞v(N)
D．800℃条件下，混合气体的起始压强与平衡压强之比为90∶91
解析：A．500℃条件下达到的平衡状态与曲线a 条件下一样，可知是使用了合适的催化剂，A 正确；
B．500℃条件下，0～20 min 内用 NO 表示的平均反应速率为 ＝0.0625mol·L-1·min-1 ，v(N2)＝v(NO)/2=0.03125mol·L-1·min-1，B 错误；
C．M 点的温度高，反应物浓度大，所以正反应速率：v(M)＞v(N，C正确；
2. (2024届黑龙江大庆实验中学)工业上利用CO2和H2制备HCOOH，相关化学键的键能如下表所示：
键 C＝O H－H O－H C－H C－O
键能/kJ mol－1 745 436 462.8 413.4 351
已知：①温度为T1℃时，CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g) K＝2
②实验测得：v正＝k正c(CO2)c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，k正、k逆为速率常数
下列说法错误的是
A. T1℃时，密闭容器充入浓度均为1mol·L－1的CO2(g)、H2(g)，反应至平衡，则HCOOH(g)体积分数为1/3
B. 反应CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g)△H＜0
C. 若温度为T2℃时，k正＝1.9k逆，则T2℃＜T1℃
D. T1℃时，若向平衡后的体系中再充入CO2(g)、H2(g)、HCOOH(g)各1mol，此时v正＞v逆
√
√
3. (2024届重庆第八中学)煤的气化是一种重要的制氢途径。在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量C(s)的和2molH2O(g)，起始压强为0.4MPa时，发生下列反应生成水煤气：
Ⅰ．C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) △H1＝＋131.4kJ/mol
Ⅱ．CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H2＝－41.1kJ/mol
下列说法错误的是
A. 平衡后，升高温度，CO的含量会增大
B. 平衡时CO2的体积分数不大于1/3
C. 平衡时、H2O(g)的转化率为60%，CO的物质的量为0.4mol，则整个体系会放出热量
D. 在相同条件下、维持压强为0.4MPa达到平衡，所得H2含量会更高
消耗△n(H2O)＝2mol×60%＝1.2mol，可得x＋y＝1.2，CO的物质的量为0.4mol，x－y=0.4，联立两式解得x=0.8，y=0.4，反应I生成0.8molCO时吸收能量为0.8mol×131.4kJ/mol＝105.12kJ，反应II生成0.4molCO2时放出能量为0.4mol×41.1kJ/mol=16.44kJ，则整个体系会吸收热量，故C错误；
D．反应I是气体体积增大的反应，反应II是气体体积不变的反应，根据题干在一定温度、体积固定条件下反应，压强与气体的物质的量成正比，则该反应压强会增大，若在相同条件下、维持压强为0.4MPa相对于原平衡即减小压强，平衡会正向移动，则达到新平衡，所得H2含量会更高，故D正确；
4. (2024届重庆巴蜀中学)在2L刚性密闭容器中充入3molX(g)和3molY(g)，发生反应：3X(g)＋Y(g) 2Z(g)△H。在不同温度下，X的转化率与时间的关系如图甲所示；反应速率与时间的关系如图乙所示。下列说法错误的是
√
A．加入合适催化剂，不能提高X的平衡转化率
B．v正：a点C．图乙中t0时改变的条件是升高温度
D．T2温度下，平衡常数K＝3.03
解析：温度越高，反应达到平衡时所用的时间也就越短，所以可确定T1＞T2，但是温度越高，反应物的平衡转化率反而越低，说明该反应的正反应方向是放热反应，所以△H＜0。
A．催化剂不影响化学平衡，则加入合适催化剂不能提高X的平衡转化率，故A正确；
B．温度越高反应速率就越快，反应物浓度大反应速率快，因为T1＞T2，b点的温度高于a点温度、且b点反应物浓度大，所以v正：a点＜b点，故B正确；
5．(2024届浙江模拟)某温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量浓度的X(g)和Y(g)，同时发生以下两个反应：①X(g)＋Y(g) Z(g)＋W(g)，②X(g)＋Y(g)
Z(g)＋M(g)。反应①的速率可表示为v1＝k1c2(X)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(X)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分X(g)、W(g)的物质的量浓度c随时间的变化情况如图所示。下列说法错误的是
A．0~10min，Y(g)的平均反应速率为0.025molL-1min-1
B．体系中W和M的浓度之比保持不变，说明反应已平衡
C．平衡时，反应②的平衡常数K＝
D．反应①的活化能比反应②的活化能更大
√
6．(2023届湖南冲刺)已知反应：A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)，在一定压强下，按x＝ (A的物质的量始终为1 mol)向密闭容器中充入A气体与B气体。图甲表示平衡时，A气体的体积分数(V%)与温度 (T)、x的关系。图乙表示x＝2时，正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是
A．图甲中，x2＜1
B．图乙中，A线表示正反应的平衡常数
C．由图乙可知，T1时，K＝1，B的转化
率约为33.3%
D．若在恒容绝热装置中进行上述反
应，达到平衡时，装置内的气体压强
将减小
√
解析：A．增大B的量，平衡正向移动，A的体积分数减小，则图甲中x2＞1，A错误；
B．由图甲可知，升高温度A的体积分数增大，可知正反应为放热反应，则升高温度正反应的平衡常数K减小，图乙中曲线B表示正反应的平衡常数，B错误；
D．由于正反应为气体分子数不变的放热反应，恒容绝热装置中进行题述反应，气体物质的量不变，压强随温度的变化而变化，则达到平衡时，装置内的气体压强将增大，D错误。
7. (2023届浙江温州二模)工业上利用CO2和H2制备HCOOH，相关化学键的键能如下表所示：
键 C＝O H－H O－H C－H C－O
键能/kJ mol－1 745 436 462.8 413.4 351
已知：①温度为T1℃时，CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g) K＝2；
②实验测得：v正＝k正c(CO2) c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，k正、k逆为速率常数。
下列说法不正确的是
A. 反应CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g)的△H＜0
B. T1℃时，密闭容器充入浓度均为1mol·L－1的CO2(g)、H2(g)，反应至平衡，
则HCOOH(g)体积分数为1/3
C. T1℃时，k逆＝0.5k正
D. 若温度为T2℃时，k逆＝2.1k正，则T2℃＞T1℃
√
8. (2023辽宁协作校二模)某研究小组以Ag－ZSM为催化剂，在容积为1L的容器中，相同时间下测得0.1mol NO
转化为N2的转化率随温度变化
如图所示[无CO时反应为
2NO(g) N2(g)＋O2(g)；
有CO时反应为2CO(g)＋2NO(g)
2CO2(g)＋N2(g)]。
下列说法错误的是
√
A．反应2CO(g)＋2NO(g) 2CO2(g)＋N2(g)的△H＜0
B．X点可以通过更换高效催化剂提高NO转化率
C．达平衡后，其他条件不变，使 ＜1，CO转化率上升
D．Y点再通入CO、N2各0.01mol，此时v正(N2)＜v逆(N2)
解析：A．由图中曲线II可知，随着温度的升高，反应速率增大，相同时间内NO的转化率增大，当NO的转化率最大时，说明反应达到平衡，继续升高温度，NO的转化率减小，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，反应2CO(g)＋2NO(g) 2CO2(g)＋N2(g)的△H＜0，故A正确；
B．X点未达到平衡，更换高效催化剂，能使反应速率加快，相同时间下测得NO的转化率增大，故B正确；
C．达平衡后，其他条件不变，使 ＜1，相当于增大NO的浓度，平衡正向移动，CO的转化率上升，故C正确；
9．(2023届河北邯郸大名一中)硫酸工业中。将SO2氧化为SO3是生产工艺中的重要环节。在温度为T1条件下，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应，2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H＜0，实验测得：v正＝k正c2(SO2)c(O2)，v逆＝k逆c2(SO3)。
容器编号 起始浓度/(mol·L-1) 平衡浓度/(mol·L-1)
c(SO2) c(O2) c(SO3) c(O2)
Ⅰ 0.6 0.3 0 0.2
Ⅱ 0.5 x 0.3
Ⅲ 0.3 0.25 0.2
√
√
√
10．(2023届长春市十一中)利用辉钼矿冶炼组的原理为：MoS2(s)＋4H2(g)＋2Na2CO3(s) Mo(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s) △H。在压强0.1MPa的条件下，测得达到平衡时的有关气体体积分数的变化如图中实线所示,下列判断正确的是
A．通过图象曲线变化规律无法判断△H正负
B．a为CO变化曲线，b为水蒸气变化曲线
C．压强为0.5MPa时，虚线Ⅱ可能为H2的变
化曲线
D．M点H2的转化率为75%
解析：选项A，由图像可知，随着温度的升高，平衡时H2的体积分数逐渐减小，即升高温度，平衡正向移动，故△H＞0，错误。选项B，通过化学方程式中CO和H2O(g)的化学计量数可知，H2O(g)的变化曲线的斜率的绝对值比CO的大，故曲线a为水蒸气变化曲线，曲线b为CO变化曲线，错误。选项C，该反应为气体分子数增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，H2的体积分数增大，故虚线Ⅱ为压强增大时H2的变化曲线，正确。选项D，设起始时H2为xmol，达到平衡时转化了ymol，通过“三段式”法计算：
√
11．(2023届山东潍坊高密三中)已知t℃时，1L恒容密闭容器中发生如下反应：FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)，该反应的平衡常数K＝0.5，下列说法正确的是
A．加入炭粉对该平衡无影响
B．将FeO(s)粉碎，不能缩短到达平衡所需的时间
C．t℃时，反应达到平衡后再充入CO，达新平衡后 n(CO)∶n(CO2)比值增大
D．若该容器中加入1molFeO(s)，并通入1.8molCO，t℃时反应达到平衡，此时
FeO(s)转化率为60%
√
解析：固体浓度视为常数，故加入炭粉对该平衡无影响，A正确；
将FeO(s)粉碎，可以加快反应速率，从而缩短到达平衡所需的时间，B错误；
t℃时，反应达到平衡后再充入CO，平衡正向移动，达新平衡后由于n(CO)增大，n(CO2)也增大，故无法判断n(CO)∶n(CO2)比值如何变化，C错误；
√
12. (2023届天津市和平区质检)某温度下，在2 L的密闭容器中，充入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋2D(g)，反应一段时间达到平衡，测得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是
A. 增大压强，平衡向逆反应方向移动
B. 达平衡后B的转化率为40%
C. 增加A，平衡正向移动，化学平衡常数增大
D. 若升高温度，A的转化率增大，则该反应 H＜0
13．(2023届湖南岳阳第一次适应性考试)在体积可变的密闭容器中，充入一定量的H2S气体，发生热分解反应2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g)，控制不同的温度和压强进行实验，H2S平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法不正确的是
A．m、n点对应的正反应速率：vm(正)＜v m(逆)
B．控制压强为p2、温度为975℃、容器的初始体积为1L，若H2S的初始浓度为
1 mol·L-1，则达到平衡时H2的浓度为1/3mol·L-1
C．压强大小：P3＞P2＞P1
D．若要进一步提高H2S的平衡转化率同时加快反应速率，可以移出产物H2或
使用催化剂
√
解析：该反应为反应前后气体分子数增多的反应，在相同温度时，增大压强，平衡逆向移动，硫化氢的转化率降低，所以压强P2＞P1，n点和m点相比，对应的硫化氢的转化率相同，但温度更高、压强更大，因此反应速率更快，故m、n点对应的正反应速率：vm(正)＜v n(正)，A正确；
控制压强和温度不变，则体积会发生改变，假设原本气体体积为1L，则H2S初始物质的量为1molL-1×1L＝1mol，H2S平衡转化率为40%，则平衡时△n(H2S)＝0.4molmol；反应的三段式如下：
14．(2024届北京第四十四中学)研究催化剂对2NH3 N2＋3H2反应速率的影响。恒温、恒容时， c(NH3)随时间的变化如下。
下列说法不正确的是
A．使用催化剂Ⅰ，0~20 min的平均反应速率v(N2)＝1.00×10-5mol·L-1·min-1
B．使用催化剂Ⅱ，达平衡后容器内的压强是初始时的11/6倍
C．相同条件下，使用催化剂Ⅱ可使该反应的活化能降低更多，反应更快
D．相同条件下，使用催化剂Ⅱ可使该反应的化学平衡常数更大
√
C．相同条件下，使用催化剂Ⅱ时60min达到平衡，说明使用催化剂Ⅱ时的反应速率＞使用催化剂Ⅰ时的反应速率，C正确；
D．使用催化剂，不影响平衡，所以相同条件下，使用催化剂Ⅱ和使用催化剂Ⅰ该反应的化学平衡常数一样，D错误；
√
15. (2023届天津市和平区质检)某温度下，在2 L的密闭容器中，充入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋2D(g)，反应一段时间达到平衡，测得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是
A. 增大压强，平衡向逆反应方向移动
B. 达平衡后B的转化率为40%
C. 增加A，平衡正向移动，化学平衡常数增大
D. 若升高温度，A的转化率增大，则该反应 H＜0
√
解析：10min时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少20％，则平衡时混合气体总物质的量为(0.2＋0.2＋0.1)mol×(1－20％)=0.4mol，10min内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)＝7.5×10-3mol·L-1·min-1，则平衡时n(ClNO)＝7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol，设①中反应的NO2为x mol，②中反应的Cl2为y mol，则：
√
解析：A．若升高温度NOCl的物质的量增大，可能为△H1＞0和△H2＞0，且反应①生成NOCl的程度大于反应②消耗NOCl的程度，A符合题意；
√
√
√
19．在密闭容器中，给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热，在催化剂存在下发生反应：A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)。在500 ℃时，平衡常数K＝9。若反应开始时，A和B的浓度都是0.02 mol·L－1，则在此条件下A的转化率为
A.25% B.50% C.75% D.80%
√
20．将4 mol CO(g)和a mol H2(g)混合于容积为4 L的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g),10 min后反应达到平衡状态，测得H2为0.5 mol·L－1。经测定v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1。下列说法正确的是
A．平衡常数K＝2 B．H2起始投入量为a＝6
C．CO的平衡转化率为66.7% D．平衡时c(CH3OH)＝0.4 mol·L－1
题型二　化学平衡常数及平衡转化率的综合应用
21. (2024届河南实验中学节选)CO2是一种温室气体，对人类的生存环境产生巨大的影响，维持大气中CO2的平衡对生态环境保护有着重要意义。
I．可利用CH4与CO2制备合成气(CO、H2)，在某一刚性密闭容器中CH4、CO2的分压分别为15kPa、20kPa，加入Ni/α－Al2O3催化剂并加热至1123K使其发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)。
(1)研究表明CO的生成速率ν(CO)＝1.28×10－2 p(CH4)·p(CO2) (kPa·s－1)，某时刻测得p(H2)＝10kPa，则该时刻v(CH4)＝__________kPa·s－1。
(2)达到平衡后，测得CO的产率为50％，则该反应的平衡常数Kp＝___________。
0.96
540(kPa)2
22. (2024届杭州高级中学)用CO2、CO和H2在催化剂作用下制取甲烷、甲醇、乙烯等有重要的意义。
(2)利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)。向恒容为2L的密闭反应器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的_____。
AB
A. 该反应的△H＜0，且p1＞p2
B. C点时，CO转化率为75%
C. A、B、C、D的平衡常数大小关系：
A＝B＞C＞D
D. 若p1时最初充入1molCO，经过5min达
到B点的平衡状态，此段时间v(CH3OH)＝l.75mol·L-1.min-1
(3)以CO2为原料催化加氢合成C2H4的反应方程式：2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)△H。常压下，FeCoMnK/BeO作催化剂，按n(CO2)∶n(H2)＝l∶3(总物质的量为4amol)的投料比充入密闭容器中发生反应，测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图1所示。
①250℃下，上述反应达到平衡时容器体积为VL，则此温度下该反应的平衡常
数为________________(用含a、V的代数式表示)。
②若反应开始时，在0.1MPa条件下，以n(H2)∶n(CO2)＝3∶1的投料比充入体积固定的密闭容器中，发生上述反应，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量分数如图2所示。
若氢气和二氧化碳的物质的量之比为n∶1(n≥3)进行投料，温度控制为120℃，相应平衡体系中乙烯的产率为x，在图3中绘制x随n(n≥3)变化的示意图_____(标出曲线的起点坐标)。
23．(2024届成都第七中学节选)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
(2)在一容积为2L的密闭容器中，CO和H2初始物质的量均为0.3mol，在一定条件下发生反应：2CO(g)＋2H2(g)＝CH4(g)＋CO2(g)△H。测得CO的平衡转化率与温度、压强关系如图所示：
①由图可知，压强p3______(填“>”或“<”)p1，原因是_______________________________
_____________________________________
____________________。压强为P2时，升高温度，反应的平衡常数将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
＜
该反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大
减小
②温度为1100℃、压强为p1时，x点的平衡常数。K为_______(K是指用平衡时各组分的物质的量百分数代替物质的量浓度计算得到的平衡常数)。
③在一定温度、P＝160kPa的初始条件下，该反应达到平衡后体系的压强变为100kPa，则CO的平衡转化率为_______。
④下列说法能说明该反应在上述条件下达到平衡状态的是_______(填字母)。
A．体系的密度不再发生变化
B．断裂2molH－H键的同时生成2molC=O键
C．各组分的物质的量浓度不再改变
D．体系的气体的平均相对分子质量不再发生变化
E．体积分数：V%(CH4)＝V%(CO2)
144
75%
CD
④A．气体总质量不变，容器体积不变，气体密度是恒量，体系的密度不再发生变化，反应不一定平衡，故不选A；
B．断裂2molH－H键的同时生成2molC=O键，不能判断正逆反应速率相等，反应不一定平衡，故不选B；
C．反应达到平衡，各物质浓度不再改变，各组分的物质的量浓度不再改变，反应一定达到平衡状态，故选C；
D．气体总质量不变，气体总物质的量减小，平均相对分子质量增大，体系的气体的平均相对分子质量不再发生变化，反应一定达到平衡状态，故选D；
E．体积分数V%(CH4)=V%(CO2)，不能判断浓度是否还发生改变，反应不一定平衡，故不选E；
24．(2024届江浙高中发展共同体联考)H2S的吸收与利用有多种形式，根据下列研究回答：
干法脱硫：2H2S(g)＋3O2(g)＝2SO2(g)＋2H2O(l)；△H1＝－1124.4kJ mol－1
S(s)＋O2(g)＝SO2(g)；△H2＝－296.8kJ mol－1
(5)A的压力转化率表示为：α(A)＝(1－ )×100%(P0为A初始压强，P1为A某时刻分压)。维持温度和压强不变，一定量的H2S分解达到平衡时，用各组分的平衡分压(即组分的物质的量分数×总压)表示的平衡常数Kp＝P(S2)，则平衡时H2S的压力转化率α(H2S)＝_________________。
60%
25．(2024届河南洛宁第一高级中学节选)甲烷是重要的燃料和化工原料，可用于生产氢气、乙烯、甲醛、二硫化碳等。
(3)在CH4与CO2重整体系中通入适量H2O(g)发生反应：3CH4(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) 4CO(g)＋8H2(g)。在一定温度下，向恒容密闭容器中通入3 molCH4(g)、1 mol CO2(g)和4 mol H2O(g)，起始总压为12 MPa，体系中部分气体的含量与时间变化的关系如图所示：
①曲线甲、丙表示的物质依次是___、____（填化学式）。
②M点时，CO2的转化率为__________。
③20 min时达到平衡，0～20 min内用H2表示的平均反应速率为____mol·min－1，CO的分压p(CO)＝_____MPa(分压＝总压×物质的量分数)。
H2 CH4
40%
0.32
4.8
26．(2023届甘肃二诊节选)乙烯是合成多种高分子材料的原料，将液化石油气中的乙烷转化为乙烯是科学家探索石油产品综合利用的一个热点。
(2)乙烷的催化氧化是一种新型的制备乙烯的方法：
2C2H6(g)＋O2(g)2C2H4(g)＋2H2O(g) △H＞0。在一定温度下，向恒容密闭容器中通物入质的量之比为2∶1的C2H6和O2，初始压强为150kPa，发生催化氧化反应，若10min达到平衡状态时C2H6的转化率为20%。
①平衡时体系的压强为___________kPa。
②0~10min C2H6的分压平均变化速率为____kPa min-1。
③上述反应达到平衡后，欲同时增大反应速率和C2H6的转化率，可以采取的措施有____(填序号)。
A.升高温度 B.通入惰性气体 C.增加CO2的用量 D.加入催化剂
160
2
AC
③A．该反应为吸热反应，升高温度，可以增大反应速率，使平衡正向移动，同时提高C2H6的转化率，A正确；
B．在恒容密闭容器中，通入惰性气体，不影响反应速率，平衡也不移动，B错误；
C．增加CO2的用量，可以加快反应速率，同时提高C2H6的转化率，C正确；
D．加入催化剂，可以加快反应速率，但是不能使平衡移动，D错误；
故选AC；
27. (2024届四川眉山仁寿一中节选)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
(3)在1470K、100kPa反应条件下，将n(H2S)∶n(Ar)＝1∶4的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为________，平衡常数Kp＝________kPa。
50%
4.76
(4)在1373K、100kPa反应条件下，对于n(H2S)∶n(Ar)分别为4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S－Ar混合气，热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示。
①n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡转化率________，理由是__________________
__________________________________________________________________。
②n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9对应图中曲线________，计算其在0～0.1s之间，H2S分压的平均变化率为________kPa s-1。
越高
n(H2S):n(Ar)越小，H2S的分压越小，平衡向正反应方向进行，H2S平衡转化率越高
d
24.9
(4)①由于正反应是体积增大的可逆反应，n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S的分压越小，相当于降低压强，平衡向正反应方向移动，因此H2S平衡转化率越高；
②n(H2S):n(Ar)越小，H2S平衡转化率越高，所以n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9对应的曲线是d；根据图象可知n(H2S):n(Ar)＝1:9反应进行到0.1s时H2S转化率为0.24。假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和9mol，则根据三段式可知：
(5)加入新催化剂使1mol CO2和3mol H2在1L密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ，CO2平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的CO2物质的量分数)与温度的变化趋势如图所示。
①由图可知，达到平衡时，最适宜的反应温度是_______(填“473K”“513K”或“553K”)。
②553K时，若反应后体系的总压为P，反应Ⅰ的Kp＝____________________(列出计算式)。(Kp为压强平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中用气体分压代替浓度，气体的分压等于总压乘以物质的量分数)
513K
29. (2024届河南名校联考节选)将各种易得的、廉价的资源进行催化重整，可以实现资源的综合利用，对环境保护和实现双碳目标具有十分重要的意义。
(2)温度为T，向体积为V1、V2的恒容密闭容器中均通入1mol CH3OH(g)和1molH2O(g)，仅发生反应CH3OH(g)＋H2O(g)
＝3H2(g)＋CO2(g)，测得两容器中CO2的体
积分数φ随时间t的变化曲线如图所示。
①已知体积为V2的容器中，起始压强为1MPa，则0～0.5min内体积为V2的容器中的反应速率v(H2)＝_______ MPa min-1；达到平衡时的平衡常数
Kp＝__________________MPa2(列出计算式即可，Kp为用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
②c点时CH3OH的平衡转化率为_______%(保留3位有效数字)。
0.75
66.7
30. (2024届广东揭阳普宁二中节选)含氮化合物在生产、生活中有着广泛的用途。回答下列问题：
(3)工业上常利用反应3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g) △H＜0合成氨气，在30MPa、不同物质的量分数(75%的H2和25%的N2；
67.5%的H2、22.5%的N2和10%的惰性气
体)条件下进行实验，测得平衡时NH3体
积分数与温度的关系如图所示。
①物质的量分数为75%的H2和25%的N2所对应的曲线是________(填“a”或“b”)。
②M点时，N2的转化率为___________。M点对应温度下，反应的压强平衡常数Kp＝__________(MPa)-2 (用平衡分压代替平衡浓度，分压＝总压×物质的量分数。保留两位有效数字)。
5.9×10-3
a
50%
31. (2024届山东齐鲁名师联盟一诊)氮氧化物对环境及人类活动影响日趋严重，如何消除大气污染物中的氮氧化物成为人们关注的主要问题之一、
I．利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：
反应①：4NH3(g)＋6NO(g)
5N2(g)＋6H2O(l) △H1
已知：4NH3(g)＋5O2(g)
4NO(g)＋6H2O(l)
△H2＝－902kJ mol－1
N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H3＝＋182.4kJ mol－1
(4)①反应温度T1、T2、T3从低到高的关系为___________。
②T1温度下，充入H2、NO分别为3mol、3mol，容器内的起始压强为PkPa，反应进行到10min时达到平衡，0～10min内N2的平均反应速率为______mol·L-1·s-1，
该反应的平衡常数Kp＝____________________________kPa-1。
T1＜T2＜T3
5×10-4
3∶2
②其他条件相同时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应相同时间，CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点_____(填“是”或“不是")化学平衡状态，CH4的转化率：c点＞b点，原因是___________________________________
_________________________________________________________________。
不是
两点均未达到化学平衡状态，从b点到c点，随温度升高，反应速率加快，相同时间CH4转化率增大
(3)某科研小组研究了反应ⅱ的动力学，获得其速率方程v＝k·cm(CH4)·c0.5(H2O)，k为速率常数(只受温度影响)，m为CH4的反应级数。在某温度下进行实验，测得各组分初浓度和反应初速率如下：
实验序号 c(H2O)/mol·L-1 c(CH4)/mol·L-1 v/mol·L-1·s-1
1 0.100 0.100 1.2×10-2
2 0.100 0.200 2.4×10-2
CH4的反应级数m＝___________，当实验2进行到某时刻，测得c(H2O)＝0.040mol·L-1，则此时的反应速率v＝__________(已知 ≈0.3)。
1
0.0136
33．(2023届河北邯郸大名一中节选)研究NOx、SO2和CO等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。
(2)氨气可将氮氧化物转化为无非气体。450℃时，在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，起始时体系压强为pMPa，发生反应：NO(g)＋NO2(g)＋2NH3(g)2N2(g)＋3H2O(g)，5min时反应达到平衡。此时测得N2的物质的量分数为1/3。
①0～5min内，v(NH3)＝_____mol·L-1·min-1，NO的平衡转化率＝______%。
②450℃时，该反应的压强平衡常数Kp＝____________________(填p中的代数式，Kp为以分压表示的平衡常数，分压＝总压×气体组分物质的量分数)MPa。
0.16
80
34. (2023届广州三校联考节选)氨氧化法是工业制硝酸的常见方法。
(3)已知2NO2(g)＝N2O4(g) △H3＜0。将一定物质的量的NO2充入不同温度下的容器中，测得平衡时NO2和N2O4的体积分数如图所示。
①代表NO2的曲线是_________(填“a”或“b”)。
②假设平衡时体系的总压为P0，则A点温度下的平衡常数Kp＝___________(含P0的表达式)，NO2的平衡转化率＝__________。
b
66.7%
35．(2023届湖南岳阳适应性考试节选)SO2是一种污染性气体，减少SO2在大气中的排放是环境保护的重要内容，回答下列问题：
(2)下列为二氧化硫和氮的氧化物转化的部分环节：
Ⅰ．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H＝－196.6kJ·mol-1
Ⅱ．2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) △H＝－113.0kJ·mol-1
SO2(g)与NO2(g)反应生成SO3(g)和NO(g)的热化学方程式为_____________________________________。若将物质的量之比为2∶1的SO2和NO2通入恒温、恒容反应器发生上述反应，不能判断达到平衡的是__________(填选项字母)
A．混合气体密度保持不变 B．n(SO2)与n(NO2)的比值保持不变
C．v(SO3)＝v(NO2) D．在给定条件下，可逆反应完成程度达到最大
SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8kJ/mol
AC
(3)利用反应：C(s)＋SO2(g) CO2(g)＋S(g)，可减少SO2在大气中的排放，800℃，在1.0L的恒容密闭容器中投入1.0mol SO2和120gC，容器中压强为P0kPa，发生反应C(s)＋SO2(g) CO2(g)＋S(g)，5min时容器中CO2的体积分数为20%，10min时达平衡，容器中压强为p kPa时。0~5min
v(SO2)_____k Pa·min-1，800℃的化学平衡常数Kc＝_______________mol/L。
解析：(2)已知：Ⅰ．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H＝－196.6kJ·mol-1
Ⅱ．2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) △H＝－113.0kJ·mol-1
则依据盖斯定律可知(Ⅰ－Ⅱ)/2即得到SO2(g)与NO2(g)反应生成SO3(g)和NO g 的热化学方程式为SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8kJ/mol。
A．恒温恒容容器中，混合气体总质量保持不变，密度保持不变，不能说明达到平衡状态；
B．物质的量之比为2∶1的SO2和NO2通入恒温、恒容反应器发生上述反应转化的物质的量相同，平衡时物质的量之比保持不变，说明达到平衡状态；
C．当v(SO3)逆＝v(NO2)正正达到平衡状态；
D．在给定条件下，可逆反应完成程度达到最大，即达到了平衡状态。
36．(2023届吉林省顶级名校联考节选)甲烷和水蒸气催化制氢主要存在如下两个反应：
①CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) △H＝+206kJ mol－1
②CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H＝－41kJ mol－1
(4)600℃时，CH4的平衡转化率为___________(保留2位有效数字)，反应①的
平衡常数的计算式为KP＝_________________________(KP是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
78%
37. (2023届新疆柯坪湖州国庆中学)在某体积为2L的密闭容器中充入1.5mol NO2和2mol CO，在一定条件下发生反应：NO2＋CO CO2＋NO，2 min时，测得容器中NO的物质的量为0.5 mol ，则：
(1)此段时间内，用CO2表示的平均反应速率为________________。
(2)2 min时，CO 的转化率为_________。
(3)假设此反应在5 min时达到平衡，则此时容器内气体的总物质的量______(填“大于”、“小于”或“等于”)开始时容器内气体的总物质的量。
0.125 mol·l-1·min-1
25%
等于
38．(2022届湖南省郴州市第二中学节选) 2021年10月27日，以“探索与展望第五次工业革命中时尚产业的方向和绿色共识”为主题的2021气候创新·时尚峰会在柯桥举行。大会倡导绿色、低碳、循环、可持续的发展方式，共同构建新型世界纺织产业命运共同体。
(4)在T℃时，向容积为2L的恒容密闭容器中
充入1molCO2和一定量的H2发生反应：
CO2(g)＋2H2(g) HCHO(g)＋H2O(g)
△H＜0。达到平衡时，HCHO的分压与
起始的 关系如图所示：
①起始时容器内气体总压强为1.2PkPa，若5min时反应到达c点，则υ(H2)＝______mol·L-1·min-1。
②b点时反应的化学平衡常数Kp＝___________(保留三位有效数字)(PkPa)。
③c点时，再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.05 PkPa，则H2的转化率________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
0.12
3.52
增大
39. (2023届浙江省余姚市适应性测试节选)
I．1mol CO2与足量的碳在恒容密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)。测得平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：
已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。
请回答：
(2)下列说法正确的是___________。
A. 1×103K时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，v逆变化幅度更大
B. 1×103K时，突然升温，v正、v逆均增大，v正变化幅度更大
C. 1×103K时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0 %
D. T×103K时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动
BCD
40．(2023届成都蓉城名校联盟联考节选)全球的化学家正在致力于将二氧化碳转化成高附加值化学品的研究。已知反应：
(2)温度为T K时，在2 L密闭容器中先充入2molCO2气体，再通入H2，只发生反应Ⅱ，测得平衡时CH3OH(g)的体积分数随H2初始量的变化关系如下图所示：
① 当nB = 6 mol时，2分钟达到平衡，CO2(g)的平均反应速率为__________________，此时CO2(g)的体积分数为 ；
② T K时，该反应的平衡常数为 ；
③ A、B、C三点中H2(g)转化率由大到小的顺序是 。
0.44mol·L－1·min
5%
192(L mol-1)2
A > B > C
41. (2022届内蒙古两市联考节选)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
(3)一定条件下，只发生反应I，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，反应达到平衡时，CH3OH的物质的量分数为x(CH3OH)＝0.1，用各物质的平衡分压表示
总反应的平衡常数，表达式Kp＝_________________________(以分压表示，分压=总压物质的量分数)；则CO2的转化率为 。
33.3%
42. (2023届湖南三湘创新发展联合起点调研节选)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。
(2)T℃，在2L的密闭容器中，通入2molNH3和1molCO2，保持体积不变，发生反应2NH3(g)＋CO2(g) [CO(NH2)2](s)＋H2O(g)，10min时反应刚好达到平衡。测得起始压强为平衡时压强的1.5倍，则：
①NH3的平衡转化率为___________。
②能说明上述反应达到平衡状态的是______(填标号)。
A．n(CO2)∶n(NH3)=1∶2
B．混合气体的密度不再发生变化
C．单位时间内消耗2molNH3，同时生成1molH2O
D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
50%
BD
若平衡时A点容器内总压强为0.5MPa，则上述反应的平衡常数Kp=__________(MPa)2。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)
②若平衡时A、B对应容器的压强相等，则A、B对应的容器中，起始时投入氨气的物质的量之比nA(NH3)：nB(NH3)=_________。
43．(2023届河南十所名校尖子生第一次考试)甲烷化技术是煤制天然气最核心、最关键的技术。
甲烷化主要反应：Ⅰ．CO(g)＋3H2(g) CH4(g)＋H2O(g) △H＝－206.1 kJ·mol－1。
主要积炭反应：Ⅱ．2CO(g) C(s)＋CO2(g) △H＝－172.4 kJ·mol－1
Ⅲ．CH4(g) C(s)＋2H2(g) △H＝＋74.8 kJ·mol－1
(2)将n(H2)/n(CO)＝4的混合气体充入某密闭容器中，在T K和xkPa下反应Ⅰ达到平衡时(假设其他反应不发生)，CO的分压与CH4的分压相等，此时CO的平衡转化率为__________，压强平衡常数Kp＝____________________( kPa)-2(Kp是以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。
50%
44. (2023届河北邯郸一模节选)以氢气、一氧化碳为主要组分的合成气是一种重要的化工原料，可以合成甲醇等许多重要的化工产品。回答下列问题：
(3)恒温、恒压的密闭容器中充入2molCO、4molH2和2molHe (代替合成气中的杂质，不参与反应)，测得压强为PMPa，加入合适催化剂后在恒温条件下开始反应，测得容器的体积变化如表：
反应时间/min 0 10 20 30 40 50 60
容器体积/L 8 7 6.4 6 5.8 5.6 5.6
则氢气的平衡转化率为_______，该温度下的平衡常数KP为_______(KP为以分压表示的平衡常数P分＝P总×物质的量分数；请用含P的式子表示)。
60%
45．(2022届山东省临沂市三模节选)氢能源具有广泛的应用前景，甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一，涉及反应如下：
I．CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) △H1
II．CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H2＜0
III．CH4(g)＋2H2O(g) CO2(g)＋4H2(g) △H3＞0
回答下列问题：
45．(2022届山东省临沂市三模节选)氢能源具有广泛的应用前景，甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一，涉及反应如下：
I．CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) △H1
II．CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H2＜0
III．CH4(g)＋2H2O(g) CO2(g)＋4H2(g) △H3＞0
回答下列问题：
(4)在一定条件下，选择合适的催化剂发生反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，调整CO和H2O初始投料比，测得CO的平衡转化率如图。
B
5.0625
46．(2022届重庆市一中三模节选)2021年11月初，世界气候峰会在英国举行，为减少环境污染，减少化石能源的使用，开发新型、清洁、可再生能源迫在眉睫。
(1)甲醇、乙醇来源丰富、燃烧热值高，可作为能源使用。其中一种可减少空气中CO2的甲醇合成方法为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。
①若将一定量的CO2和H2投入1.0L恒容密
闭容器中合成甲醇，实验测得不同温度
及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化
如图所示。则该反应的正反应为_____
(填“放热”或“吸热”)反应，在p2及512K
时，图中N点处平衡向 (填“正向”或
“逆向”)移动；
放热
正向
②若将物质的量之比为1∶3的CO2和H2充入体积为1.0L的恒容密闭容器中反应，不同压强下CO2转化率随温度的变化关系如下图所示。
a.A、B两条曲线的压强分别为PA、PB，则PA PB (填“>”“<”或“＝”)；
b.若A曲线条件下，起始充入CO2和H2的物质的量分别为lmol、3mol，且a点时的K=300(L2/mol2)，则a点对应CO2转化率为 。
＞
90%
同学们，别忘记训练巩固哦!
认
真
备
考
THANK YOU

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