专题19 化学平衡常数的计算（学生版）-2023年高考化学毕业班二轮热点题型归纳与变式演练（新高考专用）

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专题 19 化学平衡常数的计算

一、热点题型归纳…………………………………………………………………………………………………………1

【题型一】恒温恒容条件下浓度平衡常数的计算………………………………………………………………………1

【题型二】恒温恒压条件下浓度平衡常数的计算………………………………………………………………………2

【题型三】恒温恒容条件下压强平衡常数的计算………………………………………………………………………3

【题型四】恒温恒压条件下压强平衡常数的计算………………………………………………………………………4

【题型五】无关气体参与的压强平衡常数的计算………………………………………………………………………5

【题型六】多平衡体系中的平衡常数的计算……………………………………………………………………………5

【题型七】其他类型的化学平衡常数的计算……………………………………………………………………………6

二、最新模考题组练………………………………………………………………………………………………………7

【题型一】恒温恒容条件下浓度平衡常数的计算

【典例分析】

【典例 1】（2020·天津等级考）用 H2还原 CO2可以在一定条件下合成 CH3OH（不考虑副反应）：CO2（g）

+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＜0。某温度下，恒容密闭容器中，CO2和H2的起始浓度分别为

amol·L－1和3amol·L－1，反应平衡时，CH3OH 的产率为 b，该温度下反应平衡常数的值为________________。

【提分秘籍】

1．浓度平衡常数：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g）

（1）

表达式：Kc＝

（2）平衡量必须为平衡时的浓度平衡量必须为平衡时的浓度

（3）

等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度

2．常用计算公式

（1）反应物的转化率：＝

某物质反应的量

该物质的总量

×100%

（2）某组分的百分含量：含量＝

某组分的量

混合物的总量

×100%

①常见量：体积分数、物质的量分数

②关系式：体积分数＝物质的量分数

（3）气体状态方程：PV＝nRT

①同温同压：

＝

②同温同容：

＝

③同温同压同质量：

ρ1

ρ2

＝

3．计算模式——“三段式”

（1）确定反应物或生成物的起始加入量。

（2）确定反应过程的变化量。

（3）确定平衡量。

（4）依据题干中的条件，建立等量关系进行计算。

反应 aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g）

起始量/mol m n 0 0

转化量/mol ax bx cx dx

平衡量/mol m

－

ax n

－

bx cx dx

①反应速率：v（A）＝（时间为 tmin）

②反应物转化率：（B）＝ ×100%

③C的体积分数：φ（C）＝_ ×100％

④反应前后气体的压强比：＝＝（恒温恒容）

⑤反应前后气体的体积比：＝＝（恒温恒压）

⑥反应前后气体的密度比：＝＝＝（恒温恒压）

【变式演练】

1．（2022·浙江 6月选考）将三分之一的 H2S燃烧，产生的 SO2与其余 H2S混合后反应：2H2S（g）+SO2（g）

S8（g）+2H2O（g）。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为 c（H2S）＝2.0×10－

5mol·L－1、c（SO2）＝5.0×10－5mol·L－1、c（H2O）＝4.0×10－3mol·L－1，计算该温度下的平衡常数 K＝

____________。

2．（2021·浙江 6月选考）已知 2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

△

H＝－198kJ·mol－1。850K 时，在一恒容

密闭反应器中充入一定量的 SO2和O2，当反应达到平衡后测得 SO2、O2和SO3的浓度分别为 6.0×10－3mol·L－

1、8.0×10－3mol·L－1和4.4×10－2mol·L－1。该温度下反应的平衡常数为_______；平衡时 SO2的转化率为_______。

3．250℃时，以镍合金为催化剂，向 4L 容器中通入 6molCO2、6molCH4，发生如下反应：CO2（g）+CH4（g）

2CO（g）+2H2（g）。平衡体系中各组分体积分数如下表：

物质 CH4CO2CO H2

体积分

数0.1 0.1 0.4 0.4

此温度下该反应的平衡常数 K＝________。

【题型二】恒温恒容条件下浓度平衡常数的计算

【典例分析】

【典例 2】（2015·浙江高考）乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

CH2CH3（g）CH＝CH2（g）+H2（g）

维持体系总压强 P恒定，在温度 T时，物质的量为 n、体积为 VL 的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平

衡转化率为 α，则在该温度下反应的平衡常数 K＝____________（用 α等符号表示）。

【提分秘籍】

1．恒温恒压下，浓度平衡常数的计算步骤

（1）先计算平衡体积：＝

（2）再计算平衡浓度：c平＝

（3）最后计算平衡常数：Kc＝

2．浓度熵：Qc＝

（1）意义：Q越大，反应逆向进行的程度越大

（2）应用：判断反应是否达到平衡或反应进行的方向

①Q＞K，反应逆向进行，v正＜v逆

②Q＝K，反应达到平衡状态，v正＝v逆

③Q＜K，反应正向进行，v正＞v逆

【变式演练】

1．（2022·珠海高三 4月模拟）如下图所示，将 6mol N2和14mol H2充入一容积可变的密闭容器中发生反应。反

应开始时可滑动的活塞的位置如图 1所示，当反应达到平衡时，活塞位置如图 2所示。则达到平衡时，N2的转

化率为_______；该条件下反应的平衡常数的数值为___________mol－2•L2。

2．（2022·安徽六安高三 1月模拟）如下图所示，将 2molA 气体和 1molB 气体充入一容积可变的密闭容器中，

发生反应：2A（g）+B（g）2C（g）。反应开始时可滑动的活塞的位置如甲图所示，当反应达到平衡时，

活塞位置如乙图所示。则当达到平衡时，A的转化率为_____；该条件下的反应的平衡常数为_______L/mol。

【题型三】恒温恒压条件下压强平衡常数的计算

【典例分析】

【典例 3】（山西省大同市 2021~2022 学年高三上学期期末）在一密闭容器中，起始时向该容器中充入 H2S和

CH4且n（H2S）∶n（CH4）＝2 1∶ ，发生反应：CH4（g）+2H2S（g）CS2（g）+4H2（g）。0.11MPa 时，

温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如下图所示：

N点对应温度下，该反应的 Kp＝______（MPa）2（Kp为以分压表示的平衡常数）。

【提分秘籍】

1．恒温恒压条件下压强平衡常数的计算步骤

（1）利用“三段式”计算，假设变化的为某物质的物质的量

反应 aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g）

起始量/mol m n 0 0

转化量/mol ax bx cx dx

平衡量/mol m

－

ax n

－

bx cx dx

（2）计算各组分的物质的量分数：xi＝＝

（3）计算平衡时各组分的分压：Pi＝P总×xi＝P总×

（4）计算压强平衡常数：Kp＝

2．平衡常数与书写方式的关系

（1）正逆反应平衡常数的关系是：K正·K逆＝1

（2）化学计量数变成 n倍，平衡常数变为 n

次方倍

（3）反应③＝反应①+反应②，则：

△

H3＝

△

1+ △ H 2，K3＝K1·K2

（4）反应③＝反应①－反应②，则：

△

H3＝

△

1－

△

2，K3＝

（5）反应③＝a×反应①－

×反应②，则：

△

H3＝a△ H 1－

△

2，K3＝

【变式演练】

1．（2022·全国甲卷）TiO2转化为 TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在 1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常

数如下：

①直接氯化：TiO2（s）+2Cl2（g）TiCl4（g）+O2（g）∆H1＝172kJ·mol－1，Kp1＝1.0×10－2Pa

②碳氯化：TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）TiCl4（g）+2CO（g）∆H2＝－51kJ·mol－1，Kp2＝1.2×1012Pa

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