【2026版化学高考步步高大二轮专题复习讲义浙江专用版专题四微点突破6化学平衡常数与转化率的计算

1.转化率、产率的计算公式

反应物的转化率=×100%

生成物的产率=×100%

2.分压与压强平衡常数

对于可逆反应：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，在一定温度下达到化学平衡时，若用p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别表示A、B、C、D各气体的分压，用K_p表示压强平衡常数，则有：

(1)p(C)=平衡时的总压×物质C的物质的量分数。

(2)K_p=。

3.相关反应平衡常数的相互计算

(1)同一可逆反应中，K_正·K_逆=1。

(2)同一化学方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K'与原平衡常数K间的关系是K'=Kⁿ或K'=。

(3)几个可逆反应的化学方程式相加得总化学方程式，则总化学反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。

4.速率方程、速率常数及应用

对于基元反应：aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g)

(1)速率方程v_正=k_正·c^a(A)·c^b(B)；v_逆=k_逆·c^d(D)·c^e(E)。

(2)速率常数(k)是一个与温度有关，而与浓度、压强无关的量。

(3)基元反应的平衡常数K=。

5.“三段式”法的计算模式

(1)

(2)模式：对反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，设A、B起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

始/mol　　　ab　　　　0　　0

转/mol　　　mxnxpxqx

平/mol　　　a-mxb-nxpxqx

则有K=。

1.[2024·浙江1月选考，19(2)②]反应Ⅲ：CO₂(g)+H₂(g)HCOOH(g)　ΔH₃

在恒温、恒容的密闭容器中进行，CO₂和H₂的投料浓度均为1.0 mol·L^-1，平衡常数K=2.4×10^-8，则CO₂的平衡转化率为。 

答案　2.4×10^-6%

解析根据三段式，设转化的CO₂为xmol·L^-1，则：

CO₂(g)+H₂(g)(g)

起始/(mol·L^-1)　　　　　1.01.00

转化/(mol·L^-1)　　　　　xxx

平衡/(mol·L^-1)　　　　1.0-x1.0-xx

则K==2.4×10^-8，x≈2.4×10^-8，则转化率为×100%=2.4×10^-6%。

2.[2023·浙江6月选考，19(2)①]水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。

水煤气变换反应：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)　ΔH=-41.2 kJ·mol^-1

恒定总压1.70 MPa和水碳比[n(H₂O)/n(CO)=12∶5]投料，在不同条件下达到平衡时CO₂和H₂的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：

在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数K=。 

答案　2

解析条件1下没有甲烷生成，只发生了水煤气变换反应，该反应是一个气体分子数不变的反应。设在条件1下平衡时容器的总体积为V，水蒸气和一氧化碳的投料分别为12mol和5mol，参加反应的一氧化碳为xmol，根据已知信息可得以下三段式：

CO(g)+H₂O(g)₂(g)+H₂(g)

开始/mol　　5　　12　　　　　0　　0

转化/mol　　xxxx

平衡/mol　　5-x　12-xxx

×1.7MPa=0.40MPa，解得x=4。则平衡常数K==2。

3.[2022·浙江6月选考，29(1)]主要成分为H₂S的工业废气的回收利用有重要意义。

回收单质硫。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(s)+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^-5 mol·L^-1、c(H₂O)=4.0×10^-3 mol·L^-1，计算该温度下的平衡常数K=。 

答案　8×10⁸

解析根据方程式可知该温度下平衡常数K===8×10⁸。

4.[2025·河南，17(6)]CaCO₃的热分解与Ni_xP_y催化的CH₄重整结合，可生产高纯度合成气(H₂+CO)，实现碳资源的二次利用。主要反应如下：

反应Ⅰ：CaCO₃(s)CaO(s)+CO₂(g)　ΔH₁=+178 kJ·mol^-1

反应Ⅱ：CH₄(g)+CO₂(g)2H₂(g)+2CO(g)　ΔH₂=+247 kJ·mol^-1

反应Ⅲ：H₂(g)+CO₂(g)H₂O(g)+CO(g)　ΔH₃=+41 kJ·mol^-1

一定温度、100 kPa下，向体系中加入1.0 mol CaCO₃和1.0 mol CH₄，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO₃转化率为80%，CH₄转化率为60%，CO物质的量为1.3 mol，反应Ⅲ的平衡常数K_p=(保留小数点后一位)，此时原位CO₂利用率为。已知：原位CO₂利用率= ×100%

答案　1.2　70%

解析　CaCO₃平衡转化率为80%，则反应Ⅰ生成的n(CO₂)=0.8mol，CH₄平衡转化率为60%，则反应Ⅱ中CH₄转化1mol×60%=0.6mol。列关系式：

平衡时CO的物质的量为1.3mol，则反应Ⅲ生成0.1molCO，列关系式：

反应Ⅲ为气体分子数不变的反应，可用物质的量代替分压计算平衡常数，故反应Ⅲ的K_p===≈1.2，原位CO₂利用率=×100%=×100%=70%。

5.[2025·河北，17(2)]煤化工路线中，利用合成气直接合成乙二醇，原子利用率可达100%，具有广阔的发展前景。反应如下：

2CO(g)+3H₂(g)HOCH₂CH₂OH(g)　ΔH

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