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第三节 化学平衡常数 化学反应进行的方向考纲定位要点网络1.了解化学平衡常数(K )的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。
2．能正确计算反应的平衡转化率(α)。
3．了解化学反应进行的方向判断。
化学平衡常数知识梳理 1．化学平衡常数(1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K 表示。
(2)表达式：对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，K ＝c p C ·c q Dc m A ·c n B。
实例①Cl 2(g)＋H 2O(l)HClO(aq)＋H ＋(aq)＋Cl －(aq)K ＝c HClO ·c H ＋·c Cl －c Cl 2。
②C(s)＋H 2O(g)CO(g)＋H 2(g)K ＝c CO ·c H 2c H 2O。
③CO 2－3(aq)＋H 2O(l)HCO －3(aq)＋OH －(aq)K ＝c HCO －3·c OH －c CO 2－3。
④CaCO 3(s)CaO(s)＋CO 2(g) K ＝c (CO 2)。
(3)平衡常数的有关换算 ①对于N 2(g)＋3H 2(g) 2NH 3(g) K 12NH 3(g)N 2(g)＋3H 2(g) K 2NH 3(g)12N2(g)＋32H2(g) K3K1、K3的表达式分别为K1＝c2NH3c N2·c3H2，K3＝c12N2·c32H2c NH3；K1与K2的关系为K1＝1K2，K2与K3的关系为K2＝K23。
②已知：H 2(g)＋S(s) H2S(g) K1S(s)＋O 2(g) SO2(g) K2则在该温度下反应H 2(g)＋SO2(g) O2(g)＋H2S(g)，K的平衡常数K为K1/K2(用K1、K2表示)。
(4)意义：平衡常数越大，化学反应程度或限度越大，反应物的转化率越大。
题型一化学平衡常数的含义与应用1．（2024·甘肃平凉·模拟预测）Deacon 催化氧化法将HCl 转化为2Cl 的反应为2224HCl(g)O (g)2Cl (g)2H O(g)ΔH 0++< 。
下列关于Deacon 催化氧化法制2Cl 的说法中错误的是A ．该反应的ΔS 0<B ．该反应的平衡常数()()()222242c H O c Cl K c O c (HCl)=C ．使用合适的催化剂可提高化学反应速率，但不影响HCl 的平衡转化率D ．该反应在高温下可自发进行【答案】D【解析】A ．该反应为气体分子数减少的反应，所以ΔS 0<，A 项正确；B ．该反应的平衡常数表达式为()()()222242c H O c Cl K c O c (HCl)⋅=⋅，B 项正确；C ．催化剂能降低化学反应的活化能，能同等程度地增大正、逆化学反应速率，但不影响化学平衡移动，C 项正确；D ．该反应的ΔH<0,ΔS<0，所以在低温下可自发进行，D 项错误；答案选D 。
2．（2024·江苏·模拟预测）对于二氧化硫的催化氧化反应：2SO 2(g)+O 2(g)Δ催化剂2SO 3(g)，下列有关说法正确的是A ．该反应的ΔS>0B ．该反应平衡常数的表达式为K=()()()322c SO c SO c O ⋅C ．反应中每消耗22.4LO 2(标准状况)，转移电子数约为2×6.02×1023D ．温度不变，提高O 2的起始浓度或增大反应压强，均能提高反应速率和SO 2的转化率【答案】D【解析】A ．由方程式可知，该反应前后气体分子数减少，则ΔS ＜0，故A 错误；B ．由方程式可知，该反应平衡常数的表达式为K =()()()23222c SO c SO c O ⋅，故B 错误；C ．由方程式可知，反应消耗1molO 2时，转移4mol电子，则标准状况下消耗22.4LO 2时，转移电子数为4×6.02×1023，故C 错误；D ．增大O 2的浓度、增大压强，反应均向正反应方向移动，SO 2的转化率增大，故D 正确；故选D 。
第03讲化学平衡常数及其相关计算目录01考情透视.目标导航 (2)02知识导图.思维引航 (3)03考点突破.考法探究 (3)考点一化学平衡常数的含义与应用 (3)知识点1化学平衡常数 (3)知识点2化学平衡常数的应用 (5)考向1考查化学平衡常数的含义 (6)考向2考查化学平衡常数的应用 (8)考点二有关化学平衡的计算 (10)知识点1三段式计算模式 (10)知识点2有关化学平衡计算方法和技巧 (12)考向1考查平衡常数的计算 (14)考向2考查转化率的计算 (17)04真题练习.命题洞见 (20)考点要求考题统计考情分析化学平衡常数2024湖南卷14题，3分2024江苏卷14题，4分2023湖南卷13题，3分2022江苏卷10题，3分2022河北卷16题，4分2022海南卷8题，2分分析近三年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，主要考查化学平衡常数、转化率的计算等。
2．从命题思路上看，侧重以化工生产为背景，考查反应转化率、平衡常数的计算，压强平衡常数及速率常数的相关计算。
（1）选择题：考查化学平衡的表达式，结合化学平衡图像、图表考查化学平衡相关浓度、转化率等的计算。
（2）非选择题：常常与基本理论、工业生产相联系，通过图像或表格提供信息，考查转化率、浓度平衡常数、压强平衡常数、速率常数等相关的判断和计算，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查生产条件的选择；3．根据高考命题特点和规律，复习时要注意以下几个方面：（1）对化学平衡常数的理解；（2）利用三段式对化学平衡进行相关计算；化学平衡的有关计算2024吉林卷10题，3分2024浙江6月卷11题，3分2023全囯乙卷28题，8分2023河北卷12题，3分2023重庆卷14题，3分2022重庆卷14题，3分2022辽宁卷12题，3分复习目标：1．了解化学平衡常数(K)的含义。
回夺市安然阳光实验学校【高考领航】高考化学一轮复习 第七章 第3讲 化学平衡常数 化学反应进行的方向课时训练 新人教版1．下列说法中正确的是( )A ．能自发进行的反应一定能迅速发生B ．非自发进行的反应一定不可能发生C ．能自发进行的反应实际可能没有发生D ．常温下发生反应2H 2O=====电解2H 2↑＋O 2↑，说明常温下水的分解反应是自发反应解析：选C 。
自发反应指的是在温度、压强一定的条件下，化学反应有自动发生的趋势，但能自发进行的化学反应不一定能实际发生，如H 2与O 2在常温下化合生成水的反应是一个自发反应，但反应速率非常慢，实际上是不能发生的，所以A 不正确，C 正确；非自发不含有“不可能”之意，如水的分解在常温常压下是非自发的，但在通直流电条件下，电解生成氢气和氧气，所以选项B 、D 错误。
2．下列对化学反应预测正确的是( )选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A M(s)===X(g)＋Y(s) ΔH >0 它是非自发反应B W(s)＋x G(g)===2Q(g) ΔH <0，自发反应 x 可能等于1、2、 3C4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g)能自发反应ΔH 一定小于0D 4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH >0解析：选B 。
根据复合判据：ΔG ＝ΔH －T ·ΔS ，M(s)===X(g)＋Y(s)，固体分解生成气体，为熵增反应，ΔH >0时，在高温下，能自发进行，A 错误；W(s)＋x G(g)===2Q(g) ΔH <0，能自发进行，若熵增，任何温度下都能自发进行，若熵减，在低温条件下能自发进行，所以，G 的计量数不确定，x 等于1、2或3时，都符合题意，B 正确；4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g)是熵增反应，当ΔH >0时，在高温下可能自发进行，C 错误；4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)为熵减反应，常温下能自发进行，说明该反应一定是放热反应，D 错误。
第三节化学平衡常数 化学反应进行的方向考点(一) 化学平衡常数 转化率 【点多面广精细研】1．化学平衡常数 (1)概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，称为化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号K 表示。
(2)表达式①对于反应m A(g)＋nB(g)p C(g)＋q D(g)，K ＝c p (C)·c q (D)c m (A)·c n (B)(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)。
②K 值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。
(3)实例化学方程式平衡常数关系式N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)K 1＝c 2(NH 3)c (N 2)·c 3(H 2)K 2＝K 1(或)K 3＝1K 112N 2(g)＋32H 2(g)NH 3(g)K 2＝c (NH 3)c 12(N 2)·c 32(H 2)2NH 3(g)N 2(g)＋3H 2(g)K 3＝c (N 2)·c 3(H 2)c 2(NH 3)(5)K 值与可逆反应进行程度的关系K<10－5 10－5～105 >105 反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全2.对于上例反应中A(g)的平衡转化率可表示为α(A)＝c 平(A)c 0(A)×100%[c 0(A)代表A 的初始浓度，c 平(A)代表A 的平衡浓度]。
[小题练微点]1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)平衡常数表达式中，物质的浓度可以是任一时刻的浓度( )(2)可逆反应2A(s)＋B(g) 2C(g)＋3D(g)的平衡常数为K＝c2(C)·c3(D)c2(A)·c(B)( )(3)化学平衡发生移动，平衡常数一定改变( )(4)对于反应2SO 2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，升高温度，K值减小，则ΔH<0( )(5)平衡常数大的可逆反应的反应物的转化率一定大( )答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×2．已知反应A(g)＋3B(g) 3C(g)在一定温度下达到平衡，该反应的平衡常数表达式为____________。
若各物质的平衡浓度分别为c(A)＝2.0 mol·L－1、c(B)＝2.0 mo l·L－1、c(C)＝1.0 mol·L－1，则K＝________。
答案：K＝c3(C)c(A)·c3(B)0.062 5[学霸微提醒](1)K只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
(2)计算平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，一般不能用物质的量代替浓度。
(3)催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会改变平衡常数的大小。
(4)化学反应方向改变或化学计量数改变，平衡常数均发生改变。
1.(2018·全国卷Ⅰ节选)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。
体系的总压强p随时间t的变化如表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：242p p 衡常数，计算结果保留1位小数)。
解析：时间无限长时N 2O 5完全分解，故由2N 2O 5(g)===4NO 2(g)＋O 2(g)知，此时生成的p NO 2＝2p N 2O 5＝2×35.8 kPa ＝71.6 kPa ，p O 2＝0.5×35.8 kPa ＝17.9 kPa 。
由题意知，平衡时体系的总压强为63.1 kPa ，则平衡体系中NO 2、N 2O 4的压强和为63.1 kPa －17.9 kPa ＝45.2 kPa ，设N 2O 4的压强为x kPa ，则N 2O 4(g)2NO 2(g)初始压强/kPa 0 71.6 转化压强/kPa x 2x 平衡压强/kPa x 71.6－2x则x ＋(71.6－2x )＝45.2，解得x ＝26.4,71.6 kPa －26.4 kPa ×2＝18.8 kPa ，K p ＝p 2(NO 2)p (N 2O 4)＝(18.8 kPa)226.4 kPa≈13.4 kPa 。
答案：13.42．(2018·全国卷Ⅱ节选)CH 4—CO 2催化重整反应为CH 4(g)＋CO 2(g)===2CO(g)＋2H 2(g)。
某温度下，在体积为2 L 的容器中加入2 mol CH 4、1 mol CO 2 以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO 2的转化率是50%，其平衡常数为________mol 2·L －2。
解析： CH 4(g)＋CO 2(g)===2CO(g)＋2H 2(g) 起始/(mol·L －1) 1 0.5 0 0 转化/(mol·L －1) 0.25 0.25 0.5 0.5 平衡/(mol·L －1) 0.75 0.25 0.5 0.5K ＝c 2(CO)·c 2(H 2)c (CH 4)·c (CO 2)＝(0.5 mol·L －1)2×(0.5 mol·L －1)20.75 mol·L －1×0.25 mol·L －1＝13 mol 2·L －2。
答案：133．(2018·全国卷Ⅲ节选)对于反应2SiHCl 3(g)===SiH 2Cl 2(g)＋SiCl 4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K 和343 K 时SiHCl 3的转化率随时间变化的结果如图所示。
(1)343 K 时反应的平衡转化率α＝________%。
平衡常数K 343 K ＝________(保留2位小数)。
(2)在343 K 下：要提高SiHCl 3转化率，可采取的措施是________________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有________________、________________。
(3)比较a 、b 处反应速率大小：v a ____________v b (填“大于”“小于”或“等于”)。
反应速率v ＝v 正－v 逆＝－，k 正、k 逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a 处的v 正v 逆＝________(保留1位小数)。
解析：温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，点a 所在曲线达到平衡的时间短，则点a 所在曲线代表343 K 时SiHCl 3的转化率变化，点b 所在曲线代表323 K 时SiHCl 3的转化率变化。
(1)由题图可知，343 K 时反应的平衡转化率α＝22%。
设起始时SiHCl 3(g)的浓度为1 mol·L －1，则有2SiHCl 3(g)===SiH 2Cl 2(g)＋SiCl 4(g)起始/(mol·L －1) 1 0 0 转化/(mol·L －1 ) 0.22 0.11 0.11 平衡/(mol·L －1 ) 0.78 0.11 0.11 则343 K 时该反应的平衡常数K 343 K ＝c (SiH 2Cl 2)·c (SiCl 4)c 2(SiHCl 3)＝(0.11 mol·L －1)2(0.78 mol·L －1)2≈0.02。
(2)在343 K 时，要提高SiHCl 3转化率，可采取的措施是及时移去产物，使平衡向右移动；要缩短反应达到平衡的时间，需加快化学反应速率，可采取的措施有提高反应物压强或浓度、改进催化剂等。
(3)温度越高，反应速率越快，a 点温度为343 K ，b 点温度为323 K ，故反应速率：v a ＞v b 。
反应速率v ＝v 正－v 逆＝－，则有v 正＝，v 逆＝，343 K 下反应达到平衡状态时v 正＝v 逆，即＝，此时SiHCl 3的平衡转化率α＝22%，经计算可得SiHCl 3、SiH 2Cl 2、SiCl 4的物质的量分数分别为0.78、0.11、0.11，则有k 正×0.782＝k 逆×0.112，k 正k 逆＝0.1120.782≈0.02。
a 处SiHCl 3的平衡转化率α＝20%，此时SiHCl 3、SiH 2Cl 2、SiCl 4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1，则有v 正v 逆＝＝k 正k 逆·＝0.02×0.820.12≈1.3。
答案：(1)22 0.02 (2)及时移去产物 改进催化剂 提高反应物压强(浓度) (3)大于 1.31．压强平衡常数(K p )的计算(1)K p 含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度，计算得到的平衡常数叫压强平衡常数，其单位与表达式有关。
例如，N 2(g)＋3H 2(g) 2NH 3(g)，压强平衡常数表达式为K p ＝p 2(NH 3)p (N 2)·p 3(H 2)。
(2)计算技巧：(1)分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。
(2)明确三个关系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)计算方法——三段式法化学平衡计算模式：对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，设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mx ，容器容积为V L 。
m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)平衡/mol a －mx b －nx px qx则有：①K ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫px V p ·⎝ ⎛⎭⎪⎫qx V q ⎝ ⎛⎭⎪⎫a －mx V m ·⎝ ⎛⎭⎪⎫b －nx V n 。
②c (A)平＝a －mxVmol·L －1。
③α(A)平＝mx a ×100%，α(A)∶α(B)＝mx a ∶nx b ＝mbna。
④φ(A)＝a －mxa ＋b ＋(p ＋q －m －n )x×100%。
⑤p (平)p (始)＝a ＋b ＋(p ＋q －m －n )xa ＋b。
⑥ρ(混)＝a ·M (A )＋b ·M (B )V (g·L －1)。
⑦M ＝a ·M (A )＋b ·M (B )a ＋b ＋(p ＋q －m －n )x(g·mol －1)。
4.(2017·天津高考)常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)。
