2025版高考化学一轮总复习提升训练第七章化学反应速率和化学平衡第二十五讲考点二化学平衡常数及转化率的计算微考点2化学平衡常数转化率的有关计算

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A．该反应的平衡常数表达式为K＝eq \f(c4C·c2D,c3A·c2B)
B．B的平衡转化率是40%
C．增大压强，化学平衡常数增大
D．增加B的量，B的平衡转化率增大
[解析] 化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体，而物质C是固体，A项错误；根据化学方程式可知，平衡时B减少的物质的量＝1.6 ml×0.5＝0.8 ml，B的平衡转化率为40%，B项正确；化学平衡常数只与温度有关，增大压强化学平衡常数不变，C项错误；增加B的量，平衡向正反应方向移动，由勒夏特列原理可知，A的转化率增大，而B的转化率减小，D项错误。
2．(2022·海南卷，16(2))已知：CO2(g)＋4H2(g)eq \(,\s\up7(催化剂))2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(T)之间的关系如图所示。
某研究小组模拟该反应，温度为T时，向容积为10 L的抽空的密闭容器中通入0.1 ml CO2和0.4 ml H2，反应平衡后测得容器中n(CH4)＝0.05 ml，则CO2的转化率为 50% ，反应温度约为 660 ℃。
[解析] 反应平衡后测得容器中n(CH4)＝0.05 ml，列出“三段式”如下：
CO2(g)＋4H2(g)eq \(,\s\up7(催化剂))2H2O(g)＋CH4(g)
eq \(\s\up7(起始量),\s\d5(/ml)) 0.1 0.4 0 0
eq \(\s\up7(转化量),\s\d5(/ml)) 0.05 0.2 0.1 0.05
eq \(\s\up7(平衡量),\s\d5(/ml)) 0.05 0.2 0.1 0.05
则平衡时CO2的转化率为eq \f(0.05 ml,0.1 ml)×100%＝50%。容器的容积为10 L，此时CO2、H2、H2O(g)和CH4的浓度(单位：ml·L－1)分别为0.005、0.02、0.01、0.005，则温度为T时平衡常数K＝eq \f(0.012×0.005,0.005×0.024)＝625，由题图可知，此时温度T约为660 ℃。
【对点训练】
1．(2024·湖南益阳模拟)在恒温条件下，向盛有食盐的2 L恒容密闭容器中加入0.2 ml NO2、0.2 ml NO和0.1 ml Cl2，发生两个反应：
①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋NOCl(g) ΔH1<0平衡常数K1
②2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g) ΔH2<0平衡常数K2,10 min时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少20%,10 min内用NOCl(g)表示的平均反应速率v(NOCl)＝7.5×10－3 ml·L－1·min－1。下列说法不正确的是( C )
A．反应4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)平衡常数为eq \f(K\\al(2,1),K2)
B．平衡后c(Cl2)＝2.5×10－2 ml·L－1
C．其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，则平衡常数K2增大
D．平衡时NO2的转化率为50%
[解析] 4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)可由反应①×2－②得到，根据平衡常数计算规律可得此反应平衡常数为eq \f(K\\al(2,1),K2)，A项正确；10 min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)ml×(1－20%)＝0.4 ml,10 min内用NOCl(g)表示的平均反应速率v(NOCl)＝7.5×10－3 ml·L－1·min－1，则平衡时n(NOCl)＝7.5×10－3 ml·L－1·min－1×10 min×2 L＝0.15 ml，设达到平衡时反应①中消耗的NO2为x ml，反应②中消耗的Cl2为y ml，根据方程式①和②可得，反应①中生成的NOCl(g)为0.5x ml，反应②中消耗的NO(g)为2y ml，消耗的Cl2(g)为y ml，生成的NOCl(g)为2y ml。根据已知信息可列方程
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(0.5x＋2y＝0.15,0.2－x＋0.2－2y＋0.1－y＋0.5x＋2y＝0.4))
解得x＝0.1，y＝0.05，故平衡后c(Cl2)＝eq \f(0.1 ml－0.05 ml,2 L)＝2.5×10－2 ml·L－1，B项正确；平衡常数只受温度影响，其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，平衡常数K2不变，C项错误；平衡时NO2转化0.1 ml，故转化率为50%，D项正确。
2．在一个容积为2 L的密闭容器中，加入0.8 ml A2气体和0.6 ml B2气体，一定条件下发生如下反应：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( B )
A．图中a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值减小
D．平衡时A2的转化率为62.5%
[解析] 当AB的浓度改变0.5 ml·L－1时，由化学方程式A2(g)＋B2(g)2AB(g)知，A2的浓度改变0.25 ml·L－1，所以a＝0.4－0.25＝0.15，即图中a的值为0.15，故A正确；当AB的浓度改变0.5 ml·L－1时，B2的浓度改变0.25 ml·L－1，所以平衡时B2的浓度为(0.3－0.25)ml·L－1＝0.05 ml·L－1，K＝eq \f(c2AB,cA2·cB2)＝eq \f(0.52,0.15×0.05)＝eq \f(100,3)，故B错误；已知反应为放热反应，温度升高，平衡左移，平衡常数K值减小，故C正确；当AB的浓度改变0.5 ml·L－1时，A2的浓度改变0.25 ml·L－1，已知A2的初始浓度为0.4 ml·L－1，所以平衡时A2的转化率为eq \f(0.25,0.4)×100%＝62.5%，故D正确。
归纳拓展：
有关化学平衡常数和转化率的计算步骤