化学平衡常数 化学反应进行的方向
平衡常数的计算
1.(双选)(2020·吉安模拟改编)某温度下在2 L密闭容器中加入一定量A，发生以下化学反应：2A(g)
B(g)+C(g) ΔH=-48.25 kJ·mol，反应过程中B、A的浓度比与时间t有如图所示
-1-1
关系，若测得第15 min时c(B)=1.6 mol·L，下列结论正确的是 ( )
A.该温度下此反应的平衡常数为3.2 B.A的初始物质的量为8 mol
C.反应到达平衡时，放出的热量是193 kJ D.反应达平衡时，A的转化率为80%
【解析】选B、D。根据c(B)=1.6 mol·L，n(B)=3.2 mol，看图可推知n(A)= 1.6 mol，根据三步法计算可知 2A(g)开始/mol 变化/mol 平衡/mol
B(g)+C(g)
-1
x 0 0
6.4 3.2 3.2 1.6 3.2 3.2
可以计算出x=8 mol，B正确；K==4，A错误；A的转化率为×100%=80%，D正
确；到达平衡时生成B为3.2 mol，放出的热量是 3.2 mol×48.25 kJ·mol=154.4 kJ，C错误。
2.(2019·全国卷Ⅲ节选)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)
2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料
-1
浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：
可知反应平衡常数K(300 ℃)________K(400 ℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算
K(400 ℃)=________(列出计算式)。
【解析】根据题中示意图可以看出随着温度的升高，HCl的转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，所以温度越高，反应进行的程度越小，K值越小，即K(300 ℃)大于K(400 ℃)。相同条件下进料浓度比c(HCl)∶c(O2)越大，HCl的转化率越低；进料浓度比c(HCl)∶c(O2)越小，HCl的转化率越高。即三条曲线中，最上面一条是c(HCl)∶c(O2)=1∶1的变化曲线。将400 ℃时的数据代入可得： K=
。
答案：大于
【归纳提升】有关化学平衡计算的三点注意事项
(1)注意反应物和生成物的浓度关系：反应物：c(平)=c(始)-c(变)；生成物：
c(平)=c(始)+c(变)。
(2)利用=和=计算时要注意m总应为气体的质量，V应为反应容器的体积，n总
应为气体的物质的量。
(3)起始浓度、平衡浓度不一定呈现化学计量数之比，但物质之间是按化学计量数之比反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。
转化率的判断与计算
3.(2020·南京模拟)在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是 ( )
A.反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的ΔH>0
B.图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率 C.图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率
D.380℃下，c起始(O2)=5.0×10 mol·L，NO平衡转化率为50%，则平衡常数
-4
-1
K=2 000
【解析】选B。随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度升高平衡向逆方向移动，ΔH<0，A错误；根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，延长反应时间能提高NO的转化率，B正确；Y点，反应已经达到平衡状态，增加O2的浓度，平衡向正反应方向移动，提高NO的转化率，C错误；设NO起始浓度为a mol·L，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为
0.5a mol·L、(5×10-0.25a) mol·L、0.5a mol·L，根据平衡常数表达式
-1
-4
-1
-1
-1
K==>=2 000，D错误。
4.(2020·成都模拟)在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)+Y(g)
M(g)+N(g)，所得实验数据如下表：
起始时物质 实验 编号 温度 的量/mol /℃ 的量/mol 平衡时物质 n(X) ① ② 700 800 0.40 0.10 n(Y) 0.10 0.40 n(M) 0.090 0.080 ③ ④ 下列说法正确的是
800 900 ( )
0.20 0.10 0.30 0.15 a b A.实验①中，若5 min时测得n(M)=0.050 mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10 mol·L·min B.实验②中，该反应的平衡常数K=2.0 C.实验③中，达到平衡时，X的转化率为60% D.实验④中，达到平衡时，b>0.060
【解析】选C。该反应是气体分子数相等的反应，由实验①②数据知：温度升高，M的产率减
-2
-1
-1
小，所以该反应的正反应是放热反应。实验①中，0～5 min内，v(N)=v(M)==1×10
-3
mol·L·min，A项错误；实验②中，达到平衡时，c(X)=
-1-1
=0.002 mol·L，
-1
c(Y)==0.032 mol·L，c(M)=c(N)=
-1
=0.008 mol·L，
-1
K==1，B项错误；实验③温度与实验②相同，所以平衡常数相同，
K==1，解得a=0.12，所以反应转化的X也是0.12 mol，X的平衡转化率为
×100%=60%，C项正确；实验④中反应物起始浓度均为实验③的一半，两实验中反应物比值相等，因该反应是气体分子数不变的反应，所以若在恒温恒容条件下两实验所达平衡是等效的，即实验④若在800 ℃达平衡时，n(M)=0.06 mol，现在温度是900 ℃，升高温度，平衡逆向移动，故b<0.060，D项错误。
5.(2020·宜春模拟)N2O5是一种新型硝化剂，一定温度下发生2N2O5(g)ΔH>0，T1温度下的部分实验数据如表，则下列说法错误的是
( )
1 500 4NO2(g)+O2(g)
t/s 0 500 1 000 c(N2O5)/(mol·L-1)
-3
5.00 3.52 2.50
-1
-1
2.50
A.500 s内N2O5的分解速率为2.96×10 mol·L·s B.T1温度下的平衡常数为K1=125，1 000 s时转化率为50%
C.其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol·L，则T1
5.00
4NO2(g)+O2(g)
0
0
-1
1.48 2.96 0.74
3.52
500 s内N2O5的分解速率为s时：
2N2O5(g)
=2.96×10 mol·L·s，A项正确；T1温度下1 000
-3-1-1
4NO2(g)+O2(g) 5.00
0
0
2.50 5.00 1.25
2.50 5.00 1.25
则转化率为50%，K1==125，B项正确；因正反应方向为吸热反应，升高温度，
平衡正向移动，且能较快达到平衡，其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol·L，比T1温度下浓度高，说明平衡向逆反应方向移动，则T2 -1
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