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2024届高考化学复习讲义第七章化学反应速率和化学平衡第三讲平衡常数及转化率考点一平衡常数的计算含答案
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这是一份2024届高考化学复习讲义第七章化学反应速率和化学平衡第三讲平衡常数及转化率考点一平衡常数的计算含答案，共9页。
考点1 平衡常数的计算
平衡常数计算的常见命题点
研透高考 明确方向
命题点1 根据定义式求平衡常数
1.[2021浙江]已知2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g） ΔH＝－198 kJ·ml－1
850 K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6.0×10－3ml·L－1、8.0×10－3ml·L－1和4.4×10－2ml·L－1。
（1）该温度下反应的平衡常数为 6.7×103 。
（2）平衡时SO2的转化率为 88％ 。
解析 （1）根据平衡时各组分浓度可计算该反应的平衡常数K＝（4.4×10－2）2（6.0×10－3）2×8.0×10－3≈6.7×103。（2）平衡时生成的c（SO3）＝4.4×10－2ml·L－1，则反应中消耗的c（SO2）＝4.4×10－2ml·L－1，结合SO2的平衡浓度可求出起始时c（SO2）＝4.4×10－2ml·L－1＋6.0×10－3ml·L－1＝5.0×10－2ml·L－1，则平衡时SO2的转化率＝4.4×10－25.0×10－2×100％＝88％。
2.[2023湖北]1 200 K时，假定体系内只有反应C40H12（g）⇌C40H10（g）＋H2（g）发生，反应过程中压强恒定为p0（即C40H12的初始压强），平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp为 α21－α2p0 （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。
解析 设起始时C40H12的物质的量为y，已知平衡转化率为α，则平衡时C40H12的物质的量为y（1－α），生成的C40H10和H2的物质的量均为yα，则Kp＝yαy＋yαp0·yαy＋yαp0y（1－α）y＋yαp0＝yα·yαy2（1－α)(1+α）p0＝α21－α2p0。
命题点2 直接读图求平衡常数
3.[求恒容条件下的标准平衡常数][2021湖南改编]某兴趣小组对氨热分解法制氢气的反应：2NH3（g）⇌N2（g）＋3H2（g）进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 ml NH3通入3 L的密闭容器中进行反应（此时容器内总压为200 kPa），各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ＝ 0.48 （已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，pθ＝100 kPa）。
解析 由题图可知，平衡时NH3、H2、N2的分压分别是120 kPa、120 kPa、40 kPa，则反应的标准平衡常数Kθ＝1.203×＝0.48。
4.[2023全国乙]（1）将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：
2FeSO4（s）⇌Fe2O3（s）＋SO2（g）＋SO3（g）（Ⅰ）
平衡时pSO3－T的关系如下图所示。660 K时，该反应的平衡总压p总＝ 3.0 kPa 、平衡常数Kp（Ⅰ）＝ 2.25 （kPa）2。Kp（Ⅰ）随反应温度升高而 增大 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3（g）⇌2SO2（g）＋O2（g）（Ⅱ），平衡时pO2＝ pSO2－pSO34 （用pSO3、pSO2表示）。在929 K时，p总＝84.6 kPa，pSO3＝35.7 kPa，则pSO2＝ 46.26 kPa，Kp（Ⅱ）＝ 46.262× kPa （列出计算式）。
解析 （1）由反应（Ⅰ）可知平衡体系中pSO2＝pSO3，则由题图可知，660 K时，该反应的平衡总压p总＝2×1.5 kPa＝3.0 kPa。Kp（Ⅰ）＝pSO2·pSO3＝1.52（kPa）2＝2.25 （kPa）2。由题图可知，随反应温度升高pSO3逐渐增大，则Kp（Ⅰ）随反应温度升高而增大。（2）综合2FeSO4（s）⇌Fe2O3（s）＋SO2（g）＋SO3（g）（Ⅰ）、2SO3（g）⇌2SO2（g）＋O2（g）（Ⅱ）可知，平衡时的pSO2－pSO32为反应（Ⅱ）生成的SO2的分压，而反应（Ⅱ）中SO2和O2的化学计量数之比为2：1，故pO2＝12×pSO2－pSO32＝pSO2－pSO34。p总＝pSO3＋pSO2＋pO2＝35.7 kPa＋pSO2＋pSO2－35.7kPa4＝84.6 kPa，则pSO2＝46.26 kPa，pO2＝2.64 kPa，Kp（Ⅱ）＝pSO22·pO2pSO32＝46.262× kPa。
命题点3 联立不同反应的平衡常数计算某反应的平衡常数
5.[2021全国乙]McMrris测定和计算了在136～180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp：
2NO（g）＋2ICl（g）⇌2NOCl（g）＋I2（g） Kp1
2NOCl（g）⇌2NO（g）＋Cl2（g） Kp2
反应2ICl（g）Cl2（g）＋I2（g）的K＝ Kp1·Kp2 （用Kp1、Kp2表示）。
解析 结合题中信息可知Kp1＝p2（NOCl）·p（I2）p2（NO）·p2（ICl）、Kp2＝p2（NO）·p（Cl2）p2（NOCl），故反应2ICl（g）Cl2（g）＋I2（g）的平衡常数K＝p（Cl2）·p（I2）p2（ICl）＝Kp1·Kp2。
6.[2023全国甲]已知下列反应的热化学方程式：
①3O2（g）2O3（g） K1 ΔH1＝285 kJ·ml－1
②2CH4（g）＋O2（g）2CH3OH（l） K2 ΔH2＝－329 kJ·ml－1
反应③CH4（g）＋O3（g）CH3OH（l）＋O2（g）的ΔH3＝ －307 kJ·ml－1，平衡常数K3＝ K2K1 （用K1、K2表示）。
解析 根据盖斯定律，反应③＝12×（②－①），则反应③的ΔH3＝12×（ΔH2－ΔH1）＝－307 kJ·ml－1，K3＝K2K1。
7.[2023湖南]室温下，①Cu＋在配体L的水溶液中形成[Cu（L）2]＋，其反应平衡常数为K；
②CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知，CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为 K×Ksp （所有方程式中计量系数关系均为最简整数比）。
解析 已知Cu＋（aq）＋2L⇌[Cu（L）2]＋ K、CuBr（s）⇌Cu＋（aq）＋ Br－（aq） Ksp，两反应相加可得：CuBr（s）＋2L⇌[Cu（L）2]＋＋Br－（aq），则其平衡常数为K×Ksp。
命题点4 用“三段式”法计算平衡常数
8.[恒容变压类][2021全国乙]氯铂酸钡（BaPtCl6）固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2，376.8 ℃时平衡常数K'p＝1.0×104 Pa2。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气（然后将支管封闭）。在376.8 ℃，碘蒸气初始压强为20.0 kPa。376.8 ℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa，则pICl＝ 24.8 kPa，反应2ICl（g）Cl2（g）＋I2（g）的平衡常数K＝ 100×（20.0×103－12.4×103）（24.8×103）2[或0.1×（20.0－12.4）24.82] （列出计算式即可）。
解析 结合BaPtCl6（s）⇌BaCl2（s）＋Pt（s）＋2Cl2（g）可得376.8 ℃时K'p＝1.0×104 Pa2＝pCl22，则平衡时pCl2＝1.0×104 Pa＝1.0×102 Pa＝0.1 kPa。相同温度、相同容积下，气体物质的量之比等于压强之比，设平衡时I2减小的压强为x kPa，根据“三段式”法得
I2（g） ＋ Cl2（g）⇌2ICl（g）
起始压强/kPa 20.0 0
转化压强/kPa x x 2x
平衡压强/kPa 20.0－x 0.1 2x
根据平衡时总压强为32.5 kPa得（20.0－x）＋0.1＋2x＝32.5，解得x＝12.4，则平衡时pICl＝12.4 kPa×2＝24.8 kPa。结合上述分析可知反应2ICl（g）I2（g）＋Cl2（g）的平衡常数K＝pCl2·pI2pICl2＝100×（20.0×103－12.4×103）（24.8×103）2[或0.1×（20.0－12.4）24.82]。
9.[恒压类][2021辽宁]苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺，一定条件下，发生如下反应：
Ⅰ.主反应：（g）＋3H2（g）⇌（g） ΔH1＜0
Ⅱ.副反应：（g）⇌（g） ΔH2＞0
恒压反应器中，按照n（H2）∶n（C6H6）＝4∶1投料，发生Ⅰ、Ⅱ反应。总压为p0，平衡时苯的转化率为α，环己烷的分压为p，则反应Ⅰ的Kp＝ p1－α5－3αp0×（4－3α5－3αp0）3 （列出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。
解析 设起始时加入的H2和C6H6的物质的量分别为4 ml和1 ml，结合平衡时苯的转化率为α，列“三段式”：
反应Ⅰ：C6H6（g）＋3H2（g）⇌C6H12（g）
起始量/ml 1 4 0
转化量/ml α 3α α
平衡量/ml 1－α 4－3α α
由于反应Ⅱ为气体总物质的量不变的反应，故平衡体系中气体的总物质的量为（5－3α） ml，则反应Ⅰ的Kp＝p（C6H12）p（C6H6）·p3（H2）＝p1－α5－3αp0×（4－3α5－3αp0）3。
10.[恒压充入“惰性”气体类]（1）[全国Ⅰ高考改编]已知SO2（g）＋12O2（g）钒催化剂SO3（g） ΔH＝－98 kJ·ml－1。将组成（物质的量分数）为2m％SO2（g）、m％O2（g）和q％N2（g）的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为 2mα100－mαp ，平衡常数Kp＝ α（1－α）1.5（m100－mαp）0.5 （以分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。
（2）[2022全国乙改编]已知2H2S（g）S2（g）＋2H2（g） ΔH＝＋170 kJ·ml－1。在 1 470 K、100 kPa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 50％ ，平衡常数Kp＝ 4.76 kPa。
解析 （1）设通入的SO2、O2和N2的物质的量共100 ml，利用“三段式”法进行计算：
SO2（g）＋12O2（g）钒催化剂SO3（g） N2
起始量/ml 2m m 0 q
转化量/ml 2mα mα 2mα 0
平衡量/ml 2m－2mα m－mα 2mα q
平衡时气体的总物质的量为（3m＋q－mα） ml，则p（SO2）＝p（2m－2mα）3m＋q－mα，p（O2）＝p（m－mα）3m＋q－mα，p（SO3）＝2mαp3m＋q－mα，因 3m＋q＝100，Kp＝p（SO3）p（SO2）·p12（O2），代入计算得Kp＝α（1－α）1.5（m100－mαp）0.5。
（2）由反应可知，H2S～H2，平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，则H2S平衡转化率为50％。设起始时n（H2S）＝1 ml，列“三段式”如下：
2H2S（g）S2（g）＋2H2（g） Ar
起始量/ml 1 0 0 4
转化量/ml 0.5 0.25 0.5 0
平衡量/ml 0.5 0.25 0.5 4
平衡时H2S、S2、H2的物质的量分数分别为110.5、121、110.5，则Kp＝p（S2）·p2（H2）p2（H2S）＝p（S2）＝121×100 kPa≈4.76 kPa。
技巧点拨
含“惰性”组分时压强平衡常数的计算模型
往反应器中通入一定量A（g）、B（g）和D（g）（“惰性”气体）的混合气体，发生反应mA（g）＋nB（g）⇌qC（g），反应达到平衡时，体系的总压强为p，计算压强平衡常数Kp（以分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。
Kp＝pq（C）pm（A）·pn（B）＝[p×n（C）n总]q[p×n（A）n总]m·[p×n（B）n总]n＝[p×n（C）n（A）＋n（B）＋n（C）＋n（D）]q[p×n（A）n（A）＋n（B）＋n（C）＋n（D）]m·[p×n（B）n（A）＋n（B）＋n（C）＋n（D）]n
[恒容：p总（起始）p总（平衡）＝n总（起始）n总（平衡）；恒压：p总（平衡）＝p（外压）]
求Kp的思维框架
注意“惰性”组分不参与反应，但参与分压，如第10题第（1）问中“q％ N2（g）”可看作“惰性”组分。
命题点5 速率常数与平衡常数的关系应用
11.[2021海南]溶于水的CO2只有部分转化为H2CO3（aq），大部分以水合CO2的形式存在，水合CO2可用CO2（aq）表示。已知25 ℃时，H2CO3（aq）⇌CO2（aq）＋H2O（l）的平衡常数K＝600，正反应的速率可表示为v（H2CO3）＝k1·c（H2CO3），逆反应的速率可表示为v（CO2）＝k2·c（CO2），则k2＝ k1600 （用含k1的代数式表示）。
解析 反应达平衡时，K＝c（CO2）c（H2CO3）＝600，且正、逆反应速率相等，即k1c（H2CO3）＝k2c（CO2），故k2＝k1c（H2CO3）c（CO2）＝k1600。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。
2.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系
平衡常数的计算
2023全国乙，T28；2023湖北，T19；2023辽宁，T18；2022全国甲，T28；2022全国乙，T28；2022湖南，T14；2022年6月浙江，T29；2022山东，T20；2021全国乙，T28；2021海南，T16；2021湖北，T19；2020全国Ⅰ，T28；2020全国Ⅱ，T28；2019全国Ⅱ，T27；2019天津，T7
变化观念与平衡思想：能从反应现象中提取信息，建立物质、外界条件与化学反应方向、限度和速率的关系；能基于平衡常数解释平衡移动的规律；能基于K与Qc的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向
平衡常数的应用
2022上海，T20；2021上海，T17；2021河北，T16；2021山东，T20
平衡转化率与非平衡转化率
2023上海，T20；2023全国甲，T28；2023湖南T13；2023辽宁，T18；2023广东，T19；2023江苏，T13；2020全国Ⅰ，T28；2020全国Ⅱ，T28；2020江苏，T20；2020山东，T18；2019江苏，T15；2019海南，T3
命题分析预测
1.高考中化学反应速率与化学平衡部分的知识多被设计为难度最大的试题，考生失分主要集中在平衡常数（Kc、Kp）和转化率的相关计算、速率常数与平衡常数的关系、根据新颖图像提取隐含信息并进行反应原理的分析等。近年来有关压强平衡常数的计算是热点，试题中常给出压强平衡常数的定义，然后根据气体分压计算压强平衡常数；另外，含有“惰性”组分的气体压强平衡常数的计算也需要引起重视。
2.2025年高考命题的新动向是与真实情境相结合的平衡常数和转化率的判断与计算等，难度仍较大；与转化率相关的图像仍需重视
计算类型
应对策略
利用多个反应的平衡常数计算某相关反应的平衡常数
若反应①（平衡常数为K1）、反应②（平衡常数为K2）、反应③（平衡常数为K3）具有关系①＝②＋③，则K1＝K2×K3；若上述反应具有关系①＝②－③，则K1＝K2K3
利用图像中各物质的分压数值计算平衡常数
分析图像中各物质的平衡状态→读取平衡时各物质的分压数值→代入分压平衡常数公式求Kp
利用“三段式”法结合平衡转化率等信息计算平衡常数
应用“三段式”法结合平衡转化率等信息→求平衡时各物质的物质的量→利用p分（A）＝p总×n（A）n（总）求平衡时各物质的分压→代入分压平衡常数公式求Kp（或标准平衡常数Kθ）
应用“三段式”法结合相关信息→求平衡时各物质的物质的量浓度→代入浓度平衡常数公式求Kc
利用基元反应的正、逆反应速率常数与平衡常数的关系计算平衡常数
对于基元反应aA（g）＋bB（g）⇌cC（g）＋dD（g），假设v正＝k正·ca（A）·cb（B），v逆＝k逆·cc（C）·cd（D），平衡常数K＝cc（C）·cd（D）ca（A）·cb（B）＝k正·v逆k逆·v正，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝k正k逆
考点1 平衡常数的计算
平衡常数计算的常见命题点
研透高考 明确方向
命题点1 根据定义式求平衡常数
1.[2021浙江]已知2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g） ΔH＝－198 kJ·ml－1
850 K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6.0×10－3ml·L－1、8.0×10－3ml·L－1和4.4×10－2ml·L－1。
（1）该温度下反应的平衡常数为 6.7×103 。
（2）平衡时SO2的转化率为 88％ 。
解析 （1）根据平衡时各组分浓度可计算该反应的平衡常数K＝（4.4×10－2）2（6.0×10－3）2×8.0×10－3≈6.7×103。（2）平衡时生成的c（SO3）＝4.4×10－2ml·L－1，则反应中消耗的c（SO2）＝4.4×10－2ml·L－1，结合SO2的平衡浓度可求出起始时c（SO2）＝4.4×10－2ml·L－1＋6.0×10－3ml·L－1＝5.0×10－2ml·L－1，则平衡时SO2的转化率＝4.4×10－25.0×10－2×100％＝88％。
2.[2023湖北]1 200 K时，假定体系内只有反应C40H12（g）⇌C40H10（g）＋H2（g）发生，反应过程中压强恒定为p0（即C40H12的初始压强），平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp为 α21－α2p0 （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。
解析 设起始时C40H12的物质的量为y，已知平衡转化率为α，则平衡时C40H12的物质的量为y（1－α），生成的C40H10和H2的物质的量均为yα，则Kp＝yαy＋yαp0·yαy＋yαp0y（1－α）y＋yαp0＝yα·yαy2（1－α)(1+α）p0＝α21－α2p0。
命题点2 直接读图求平衡常数
3.[求恒容条件下的标准平衡常数][2021湖南改编]某兴趣小组对氨热分解法制氢气的反应：2NH3（g）⇌N2（g）＋3H2（g）进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 ml NH3通入3 L的密闭容器中进行反应（此时容器内总压为200 kPa），各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ＝ 0.48 （已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，pθ＝100 kPa）。
解析 由题图可知，平衡时NH3、H2、N2的分压分别是120 kPa、120 kPa、40 kPa，则反应的标准平衡常数Kθ＝1.203×＝0.48。
4.[2023全国乙]（1）将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：
2FeSO4（s）⇌Fe2O3（s）＋SO2（g）＋SO3（g）（Ⅰ）
平衡时pSO3－T的关系如下图所示。660 K时，该反应的平衡总压p总＝ 3.0 kPa 、平衡常数Kp（Ⅰ）＝ 2.25 （kPa）2。Kp（Ⅰ）随反应温度升高而 增大 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3（g）⇌2SO2（g）＋O2（g）（Ⅱ），平衡时pO2＝ pSO2－pSO34 （用pSO3、pSO2表示）。在929 K时，p总＝84.6 kPa，pSO3＝35.7 kPa，则pSO2＝ 46.26 kPa，Kp（Ⅱ）＝ 46.262× kPa （列出计算式）。
解析 （1）由反应（Ⅰ）可知平衡体系中pSO2＝pSO3，则由题图可知，660 K时，该反应的平衡总压p总＝2×1.5 kPa＝3.0 kPa。Kp（Ⅰ）＝pSO2·pSO3＝1.52（kPa）2＝2.25 （kPa）2。由题图可知，随反应温度升高pSO3逐渐增大，则Kp（Ⅰ）随反应温度升高而增大。（2）综合2FeSO4（s）⇌Fe2O3（s）＋SO2（g）＋SO3（g）（Ⅰ）、2SO3（g）⇌2SO2（g）＋O2（g）（Ⅱ）可知，平衡时的pSO2－pSO32为反应（Ⅱ）生成的SO2的分压，而反应（Ⅱ）中SO2和O2的化学计量数之比为2：1，故pO2＝12×pSO2－pSO32＝pSO2－pSO34。p总＝pSO3＋pSO2＋pO2＝35.7 kPa＋pSO2＋pSO2－35.7kPa4＝84.6 kPa，则pSO2＝46.26 kPa，pO2＝2.64 kPa，Kp（Ⅱ）＝pSO22·pO2pSO32＝46.262× kPa。
命题点3 联立不同反应的平衡常数计算某反应的平衡常数
5.[2021全国乙]McMrris测定和计算了在136～180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp：
2NO（g）＋2ICl（g）⇌2NOCl（g）＋I2（g） Kp1
2NOCl（g）⇌2NO（g）＋Cl2（g） Kp2
反应2ICl（g）Cl2（g）＋I2（g）的K＝ Kp1·Kp2 （用Kp1、Kp2表示）。
解析 结合题中信息可知Kp1＝p2（NOCl）·p（I2）p2（NO）·p2（ICl）、Kp2＝p2（NO）·p（Cl2）p2（NOCl），故反应2ICl（g）Cl2（g）＋I2（g）的平衡常数K＝p（Cl2）·p（I2）p2（ICl）＝Kp1·Kp2。
6.[2023全国甲]已知下列反应的热化学方程式：
①3O2（g）2O3（g） K1 ΔH1＝285 kJ·ml－1
②2CH4（g）＋O2（g）2CH3OH（l） K2 ΔH2＝－329 kJ·ml－1
反应③CH4（g）＋O3（g）CH3OH（l）＋O2（g）的ΔH3＝ －307 kJ·ml－1，平衡常数K3＝ K2K1 （用K1、K2表示）。
解析 根据盖斯定律，反应③＝12×（②－①），则反应③的ΔH3＝12×（ΔH2－ΔH1）＝－307 kJ·ml－1，K3＝K2K1。
7.[2023湖南]室温下，①Cu＋在配体L的水溶液中形成[Cu（L）2]＋，其反应平衡常数为K；
②CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知，CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为 K×Ksp （所有方程式中计量系数关系均为最简整数比）。
解析 已知Cu＋（aq）＋2L⇌[Cu（L）2]＋ K、CuBr（s）⇌Cu＋（aq）＋ Br－（aq） Ksp，两反应相加可得：CuBr（s）＋2L⇌[Cu（L）2]＋＋Br－（aq），则其平衡常数为K×Ksp。
命题点4 用“三段式”法计算平衡常数
8.[恒容变压类][2021全国乙]氯铂酸钡（BaPtCl6）固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2，376.8 ℃时平衡常数K'p＝1.0×104 Pa2。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气（然后将支管封闭）。在376.8 ℃，碘蒸气初始压强为20.0 kPa。376.8 ℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa，则pICl＝ 24.8 kPa，反应2ICl（g）Cl2（g）＋I2（g）的平衡常数K＝ 100×（20.0×103－12.4×103）（24.8×103）2[或0.1×（20.0－12.4）24.82] （列出计算式即可）。
解析 结合BaPtCl6（s）⇌BaCl2（s）＋Pt（s）＋2Cl2（g）可得376.8 ℃时K'p＝1.0×104 Pa2＝pCl22，则平衡时pCl2＝1.0×104 Pa＝1.0×102 Pa＝0.1 kPa。相同温度、相同容积下，气体物质的量之比等于压强之比，设平衡时I2减小的压强为x kPa，根据“三段式”法得
I2（g） ＋ Cl2（g）⇌2ICl（g）
起始压强/kPa 20.0 0
转化压强/kPa x x 2x
平衡压强/kPa 20.0－x 0.1 2x
根据平衡时总压强为32.5 kPa得（20.0－x）＋0.1＋2x＝32.5，解得x＝12.4，则平衡时pICl＝12.4 kPa×2＝24.8 kPa。结合上述分析可知反应2ICl（g）I2（g）＋Cl2（g）的平衡常数K＝pCl2·pI2pICl2＝100×（20.0×103－12.4×103）（24.8×103）2[或0.1×（20.0－12.4）24.82]。
9.[恒压类][2021辽宁]苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺，一定条件下，发生如下反应：
Ⅰ.主反应：（g）＋3H2（g）⇌（g） ΔH1＜0
Ⅱ.副反应：（g）⇌（g） ΔH2＞0
恒压反应器中，按照n（H2）∶n（C6H6）＝4∶1投料，发生Ⅰ、Ⅱ反应。总压为p0，平衡时苯的转化率为α，环己烷的分压为p，则反应Ⅰ的Kp＝ p1－α5－3αp0×（4－3α5－3αp0）3 （列出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。
解析 设起始时加入的H2和C6H6的物质的量分别为4 ml和1 ml，结合平衡时苯的转化率为α，列“三段式”：
反应Ⅰ：C6H6（g）＋3H2（g）⇌C6H12（g）
起始量/ml 1 4 0
转化量/ml α 3α α
平衡量/ml 1－α 4－3α α
由于反应Ⅱ为气体总物质的量不变的反应，故平衡体系中气体的总物质的量为（5－3α） ml，则反应Ⅰ的Kp＝p（C6H12）p（C6H6）·p3（H2）＝p1－α5－3αp0×（4－3α5－3αp0）3。
10.[恒压充入“惰性”气体类]（1）[全国Ⅰ高考改编]已知SO2（g）＋12O2（g）钒催化剂SO3（g） ΔH＝－98 kJ·ml－1。将组成（物质的量分数）为2m％SO2（g）、m％O2（g）和q％N2（g）的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为 2mα100－mαp ，平衡常数Kp＝ α（1－α）1.5（m100－mαp）0.5 （以分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。
（2）[2022全国乙改编]已知2H2S（g）S2（g）＋2H2（g） ΔH＝＋170 kJ·ml－1。在 1 470 K、100 kPa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 50％ ，平衡常数Kp＝ 4.76 kPa。
解析 （1）设通入的SO2、O2和N2的物质的量共100 ml，利用“三段式”法进行计算：
SO2（g）＋12O2（g）钒催化剂SO3（g） N2
起始量/ml 2m m 0 q
转化量/ml 2mα mα 2mα 0
平衡量/ml 2m－2mα m－mα 2mα q
平衡时气体的总物质的量为（3m＋q－mα） ml，则p（SO2）＝p（2m－2mα）3m＋q－mα，p（O2）＝p（m－mα）3m＋q－mα，p（SO3）＝2mαp3m＋q－mα，因 3m＋q＝100，Kp＝p（SO3）p（SO2）·p12（O2），代入计算得Kp＝α（1－α）1.5（m100－mαp）0.5。
（2）由反应可知，H2S～H2，平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，则H2S平衡转化率为50％。设起始时n（H2S）＝1 ml，列“三段式”如下：
2H2S（g）S2（g）＋2H2（g） Ar
起始量/ml 1 0 0 4
转化量/ml 0.5 0.25 0.5 0
平衡量/ml 0.5 0.25 0.5 4
平衡时H2S、S2、H2的物质的量分数分别为110.5、121、110.5，则Kp＝p（S2）·p2（H2）p2（H2S）＝p（S2）＝121×100 kPa≈4.76 kPa。
技巧点拨
含“惰性”组分时压强平衡常数的计算模型
往反应器中通入一定量A（g）、B（g）和D（g）（“惰性”气体）的混合气体，发生反应mA（g）＋nB（g）⇌qC（g），反应达到平衡时，体系的总压强为p，计算压强平衡常数Kp（以分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。
Kp＝pq（C）pm（A）·pn（B）＝[p×n（C）n总]q[p×n（A）n总]m·[p×n（B）n总]n＝[p×n（C）n（A）＋n（B）＋n（C）＋n（D）]q[p×n（A）n（A）＋n（B）＋n（C）＋n（D）]m·[p×n（B）n（A）＋n（B）＋n（C）＋n（D）]n
[恒容：p总（起始）p总（平衡）＝n总（起始）n总（平衡）；恒压：p总（平衡）＝p（外压）]
求Kp的思维框架
注意“惰性”组分不参与反应，但参与分压，如第10题第（1）问中“q％ N2（g）”可看作“惰性”组分。
命题点5 速率常数与平衡常数的关系应用
11.[2021海南]溶于水的CO2只有部分转化为H2CO3（aq），大部分以水合CO2的形式存在，水合CO2可用CO2（aq）表示。已知25 ℃时，H2CO3（aq）⇌CO2（aq）＋H2O（l）的平衡常数K＝600，正反应的速率可表示为v（H2CO3）＝k1·c（H2CO3），逆反应的速率可表示为v（CO2）＝k2·c（CO2），则k2＝ k1600 （用含k1的代数式表示）。
解析 反应达平衡时，K＝c（CO2）c（H2CO3）＝600，且正、逆反应速率相等，即k1c（H2CO3）＝k2c（CO2），故k2＝k1c（H2CO3）c（CO2）＝k1600。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。
2.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系
平衡常数的计算
2023全国乙，T28；2023湖北，T19；2023辽宁，T18；2022全国甲，T28；2022全国乙，T28；2022湖南，T14；2022年6月浙江，T29；2022山东，T20；2021全国乙，T28；2021海南，T16；2021湖北，T19；2020全国Ⅰ，T28；2020全国Ⅱ，T28；2019全国Ⅱ，T27；2019天津，T7
变化观念与平衡思想：能从反应现象中提取信息，建立物质、外界条件与化学反应方向、限度和速率的关系；能基于平衡常数解释平衡移动的规律；能基于K与Qc的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向
平衡常数的应用
2022上海，T20；2021上海，T17；2021河北，T16；2021山东，T20
平衡转化率与非平衡转化率
2023上海，T20；2023全国甲，T28；2023湖南T13；2023辽宁，T18；2023广东，T19；2023江苏，T13；2020全国Ⅰ，T28；2020全国Ⅱ，T28；2020江苏，T20；2020山东，T18；2019江苏，T15；2019海南，T3
命题分析预测
1.高考中化学反应速率与化学平衡部分的知识多被设计为难度最大的试题，考生失分主要集中在平衡常数（Kc、Kp）和转化率的相关计算、速率常数与平衡常数的关系、根据新颖图像提取隐含信息并进行反应原理的分析等。近年来有关压强平衡常数的计算是热点，试题中常给出压强平衡常数的定义，然后根据气体分压计算压强平衡常数；另外，含有“惰性”组分的气体压强平衡常数的计算也需要引起重视。
2.2025年高考命题的新动向是与真实情境相结合的平衡常数和转化率的判断与计算等，难度仍较大；与转化率相关的图像仍需重视
计算类型
应对策略
利用多个反应的平衡常数计算某相关反应的平衡常数
若反应①（平衡常数为K1）、反应②（平衡常数为K2）、反应③（平衡常数为K3）具有关系①＝②＋③，则K1＝K2×K3；若上述反应具有关系①＝②－③，则K1＝K2K3
利用图像中各物质的分压数值计算平衡常数
分析图像中各物质的平衡状态→读取平衡时各物质的分压数值→代入分压平衡常数公式求Kp
利用“三段式”法结合平衡转化率等信息计算平衡常数
应用“三段式”法结合平衡转化率等信息→求平衡时各物质的物质的量→利用p分（A）＝p总×n（A）n（总）求平衡时各物质的分压→代入分压平衡常数公式求Kp（或标准平衡常数Kθ）
应用“三段式”法结合相关信息→求平衡时各物质的物质的量浓度→代入浓度平衡常数公式求Kc
利用基元反应的正、逆反应速率常数与平衡常数的关系计算平衡常数
对于基元反应aA（g）＋bB（g）⇌cC（g）＋dD（g），假设v正＝k正·ca（A）·cb（B），v逆＝k逆·cc（C）·cd（D），平衡常数K＝cc（C）·cd（D）ca（A）·cb（B）＝k正·v逆k逆·v正，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝k正k逆
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