第十一章 第42讲 化学平衡常数与平衡转化率的相关计算【精讲精练】-2027届高三化学一轮复习讲义●专题突破（新高考通）

该高中化学高考复习讲义聚焦化学反应速率与化学平衡核心考点，以化学平衡常数与平衡转化率计算为主线，串联“三段式”基础运算、压强平衡常数、速率常数与平衡常数关系等内容，构建从基础到综合的知识体系。通过考向预测明确命题趋势，考点梳理细化步骤与公式，真题讲解结合近三年高考题示范应用，分层练习强化解题技能，助力学生系统突破计算难点。 讲义突出科学思维培养，创新采用“三段式-四段式”阶梯模型教学，如在压强平衡常数计算中，通过列四段式推导分压关系，引导学生建立平衡计算的思维框架。设置图像分析、数据处理等探究活动，结合限时训练提升解题效率，既培养学生证据推理与模型建构能力，又为教师提供精准复习节奏指导，有效提升学生高考应考能力。

第十一章　化学反应速率与化学平衡 第42讲　化学平衡常数与平衡转化率的相关计算 【高考考向预测】 平衡常数仅受温度影响，可用于判断反应限度与平衡移动趋势，平衡转化率反映反应物转化程度，二者常借助三段式列式计算，结合浓度、压强数据求解数值并对比变化规律；近三年为高频计算考点，大题小题均频繁考查；预测2027 年侧重三段式常规运算，结合投料配比、温度变动分析常数与转化率变化，融合平衡图像开展综合计算研判。 【考点突破●明方向】 考点一　“三段式”法计算平衡常数和转化率 1.“三段式”法的计算模式 (1)步骤 第一步：书写 → 写出有关化学平衡的化学方程式。 第二步：列变量 → 列出各物质的起始、变化、平衡量。 第三步：计算 → 根据已知条件列方程式计算。 (2)模式：对于反应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　　　a　　　b　　　0　　0 转/mol　　　mx　　nx　　　px　　qx 平/mol　　　a-mx　b-nx　　px　　qx 则有K=。 2.平衡转化率及相关公式 (1)平衡转化率 对于反应mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)，达到平衡时反应物A的转化率α(A)=×100%=×100%=×100%。 (2)产率 产率=×100%。 (3)平衡时混合物中组分的百分含量=×100%。 【考点突破●明方向】 考向一、平衡常数的计算 1.[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=　　　　　。  2.用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)： CO2(g)+3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0 某温度下，恒容密闭容器中，CO2和H2的起始浓度分别为a mol·L-1和3a mol·L-1，反应平衡时，CH3OH的产率为b，该温度下反应平衡常数的值为　　　　　　　　。  考向二、平衡转化率的相关计算 3.(2025·安徽师大附中调研)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO和Cl2反应得到，化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)⥫⥬2NOCl(g)。在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图所示： (1)反应开始到10 min时NO的平均反应速率v(NO)=　　　　 mol·L-1·min-1。  (2)T2时该反应的平衡常数K=　　　　。  (3)T2时Cl2的平衡转化率为　　　　　。  4.[2023·湖南，16(2)]聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。 在某温度、100 kPa下，向反应器中充入1 mol气态乙苯发生反应C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H5CH==CH2(g)+H2(g)，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入　　　　mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)。  5.[2024·黑吉辽，18(5)]为实现氯资源循环利用，工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气：2HCl(g)+O2(g)⥫⥬Cl2(g)+H2O(g)　ΔH1=-57.2 kJ·mol-1　ΔS　K。将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中，在360 ℃、400 ℃和440 ℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数K=　　　　　(用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。  考点二　压强平衡常数 1.气体的分压p(B) 相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强，简称气体B的分压，符号为p(B)，单位为Pa或kPa或MPa。 气体B的分压p(B)=气体总压p×B的体积分数=气体总压p×B的物质的量分数。 2.压强平衡常数 对于有气体参与的化学反应，写平衡常数表达式时，用平衡时各气体的分压代替浓度，计算所得到的平衡常数称为压强平衡常数(Kp)。 如：aA(g)+bB(g)⥫⥬cC(g)+dD(g)， Kp=[p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。 3.列四段式法计算压强平衡常数。 【例】一定温度和催化剂条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入压强为p0的恒压容器中，测得平衡时N2的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(Kp)。 【答案】 【解析】　　　N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g) 起始/mol　　　1　　3　　　　0 转化/mol　　　0.5　1.5　　　　1 平衡/mol　　　0.5　1.5　　　　1 平衡分压　　　p0　p0　　p0 Kp===。 【考点突破●明方向】 1.[2025·安徽，17(4)(5)]甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO和H2)的重要方法，主要反应有 ③CH4(g)+CO2(g)⥫⥬2CO(g)+2H2(g) ④CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g) ⑤CH4(g)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+3H2(g) (4)恒温恒容条件下，可提高CH4平衡转化率的措施有　　　　(填序号)。  a.增加原料中CH4的量 b.增加原料中CO2的量 c.通入Ar气 (5)恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的CH4/CO2/Ar混合气，投料组成与CH4和CO2的平衡转化率之间的关系如图。 ⅰ.投料组成中Ar含量下降，平衡体系中n(CO)∶n(H2)的值将　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  ⅱ.若平衡时Ar的分压为p kPa，根据a、b两点计算反应⑤的平衡常数Kp=　　　　(kPa)2(用含p的代数式表示，Kp是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。  2.[2024·新课标卷，29(3)节选]在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0 MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，Ni(CO)4体积分数x与温度的关系如图所示。反应Ni(s)+4CO(g)===Ni(CO)4(g)的ΔH　　　0(填“大于”或“小于”)。p3、100 ℃时CO的平衡转化率α=　　，该温度下平衡常数Kp=　　　 (MPa)-3。  3.[2024·河北，17(1)②节选]氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4⁃二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。 硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：SO2(g)+Cl2(g)⥫⥬SO2Cl2(g) ΔH=-67.59 kJ·mol-1。 恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp=p0-p，p0为体系初始压强，p0=240 kPa，p为体系平衡压强)，结果如图。 上图中温度由高到低的顺序为　　　　　　　　。M点Cl2的转化率为　　　　　　，T1温度下用分压表示的平衡常数Kp=　　　　　　 kPa-1。  考点三　化学平衡常数与速率常数 1.速率常数和反应速率方程 基元反应aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)的反应速率方程v=k·ca(A)·cb(B)，其中k称为反应速率常数或速率常数，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。 注意：①速率方程指数与化学方程式中的化学计量数无确定关系(基元反应的速率方程指数等于化学计量数，非基元反应的速率方程指数需要通过实验测定)。②用不同物质表示同一反应在相同条件下的反应速率时，速率常数不同，且速率常数之比等于化学计量数之比。 2.速率常数与化学平衡常数K的关系 一定温度下，对于基元反应aA(g)+bB(g)⥫⥬gG(g)+hH(g)，达到平衡状态时，v正=k正·ca(A)·cb(B)，v逆=k逆·cg(G)·ch(H)(a、b、g、h为对应的化学计量数)。 因平衡时v正=v逆，则k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H)，==K。 【考点突破●明方向】 1.(2025·安徽，11)恒温恒压密闭容器中，t=0时加入A(g)，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率v=kx，k为反应速率常数)。 下列说法错误的是(　　) A.该条件下= B.0~t1时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C.若加入催化剂，k1增大，k2不变，则x1和xM，平衡均变大 D.若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应，升高温度则xA，平衡变大 2.对于反应：2SiHCl3(g)⥫⥬SiH2Cl2(g)+SiCl4(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SiHCl3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K343 K=　　　　(结果保留2位小数)。  (2)在343 K下：要提高SiHCl3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：va　　 　　(填“大于”“小于”或“等于”)vb。反应速率v=v正-v逆=k正·-k逆··，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的= 　 　　　(结果保留1位小数)。  3.肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为Mb(aq)+O2(g)⥫⥬MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为K=。在37 ℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如图所示[α=×100%]。研究表明正反应速率v正=k正·c(Mb)· p(O2)，逆反应速率v逆=k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。 (1)平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K=　　　　(用含有k正、k逆的式子表示)。  (2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K=　　　　 kPa-1。已知k逆=60 s-1，则速率常数k正=　　　s-1·kPa-1。  【限时训练】 （40分钟） (1~8题，每小题8分) 1.(2025·湖南湘西调研)镁是组成航空航天材料的重要元素，可由碳真空热还原MgO制得，主要反应为C(s)+MgO(s)⥫⥬Mg(s)+CO(g)。下列说法错误的是(　　) A.该反应的平衡常数K=c(CO) B.将容器体积压缩为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO的浓度增大 C.一定温度下，减小CO的浓度，平衡正向移动，平衡常数不变 D.如图，当温度升高时，该反应的化学平衡常数K增大 2.在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的起始浓度和平衡浓度如下表，下列说法错误的是(　　) 物质 X Y Z 起始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 0 平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1 A.反应达到平衡时，X的转化率为50% B.反应可表示为X+3Y⥫⥬2Z，平衡常数为1 600 C.其他条件不变时，增大压强可使平衡常数增大 D.改变温度可以改变该反应的平衡常数 3.(2025·河北模拟)376.8 ℃时，反应①W(s)⥫⥬X(s)+Y(s)+2Z(g)的平衡常数Kp=1.0×104 Pa2。该条件下，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量W，抽真空后，通过一支管通入M蒸气(然后将支管封闭)。M蒸气初始压强为20.0 kPa，发生反应②2N(g)⥫⥬Z(g) +M(g)，平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa。下列说法错误的是(　　) A.平衡时p(N)= 24.8 kPa B.反应②的平衡常数Kp的计算式为 C.增大压强，达到新平衡时Z的浓度变小 D.降低温度，Z的产率是否增大不能确定 4.(2022·重庆，14)两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。 反应1：NH4HCO3(s)⥫⥬NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　p1=3.6×104 Pa 反应2：2NaHCO3(s)⥫⥬Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)　p2=4×103 Pa 该温度下，刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是(　　) A.反应2的平衡常数为4×106 Pa2 B.通入NH3，再次平衡后，总压强增大 C.平衡后总压强为4.36×105 Pa D.缩小体积，再次平衡后总压强不变 5.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①NH4I(s)⥫⥬NH3(g)+HI(g)； ②2HI(g)⥫⥬H2(g)+I2(g)。 达到平衡时，c(H2)=0.5 mol·L-1，c(HI)=4 mol·L-1，下列说法错误的是(　　) A.①的平衡常数为20 B.②的平衡常数为 C.同温时H2(g)+I2(g)⥫⥬2HI(g)和②的平衡常数互为倒数 D.温度升高，①的平衡常数增大，则①为放热反应 6.催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯，该反应的化学方程式为CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l)。反应物按物质的量之比1∶1投料，在温度分别为340 K、350 K下反应，测得乙酸甲酯转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.该醇解反应的ΔH>0 B.及时分离出甲醇，有利于提高转化率 C.A、B、C、D四点中，v正最大的点是C D.350 K时，以物质的量分数代替平衡浓度的化学平衡常数Kx=2.25 7.在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应：SO2(g)+O2(g)⥫⥬SO3(g)，原料气中SO2和O2的物质的量之比m=不同时，SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示。图中A点原料气的成分是n(SO2)=10 mol，n(O2)=24.4 mol，n(N2)=70 mol，下列有关说法正确的是(已知：用分压表示的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数)(　　) A.该反应的正反应是吸热反应 B.m1<m2<m3 C.A点时SO2的分压p(SO2)=4.0×103 Pa D.在500 ℃、m3的条件下，该反应的平衡常数Kp=5.2×10-2 P 8.T1温度下，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中发生如下反应：2NO2(g)⥫⥬2NO(g)+O2(g)　 ΔH>0。实验测得：v正=v消耗(NO2)=k正c2(NO2)，v逆=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是(　　) 容器编号 物质的起始浓度/(mol·L-1) 物质的平衡浓度/(mol·L-1) c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2 Ⅲ 0 0.5 0.35 A.设K为该反应的化学平衡常数，则有K= B.若改变温度为T2，且T2>T1，则k正∶k逆<0.8 C.容器Ⅱ中起始时平衡正向移动，达平衡时，容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的大 D.达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比大于20∶17 9.(9分)甲烷的直接转化具有较高的经济价值，方法之一如下：CH4(g)+O2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH=-126.4 kJ·mol-1，在200 ℃下，向恒容为5 L的密闭反应器中加入催化剂，并充入6.0 kPa CH4、4.8 kPa O2和一定量He使反应充分进行，体系的总压强随反应时间的变化如图所示。 (1)下列措施可提高CH4的平衡转化率的是　　　　　　(填字母)。  A.升高温度 B.初始总压强不变，提高CH4的分压 C.投料比不变，增大反应物浓度 D.反应达到平衡后，再充入一定量He (2)计算该反应在200 ℃下的标准平衡常数=　　　　(可保留)。  已知：2A(g)⥫⥬B(g)的标准平衡常数=，其中pθ为标准压强(100 kPa)，p(A)和p(B)为平衡分压(某成分的物质的量分数×总压)。 (3)若将容器改为绝热容器，初始温度为200 ℃，其他条件不变，达到新平衡时，甲醇产率将　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。  10.(18分)[2023·全国乙卷，28(3)(4)]硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途。 (3)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-T的关系如图所示。660 K时，该反应的平衡总压p总=　　　 　kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)=　　　　　(kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  (4)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=　　　(用、表示)。在929 K时，p总=84.6 kPa、=35.7 kPa，则=　　　kPa，Kp(Ⅱ)=　　　　　　　kPa(列出计算式)。  11.(9分)[2024·湖北，17(2)]用BaCO3和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。 反应Ⅰ：BaCO3(s)+C(s)⥫⥬BaO(s)+2CO(g) 反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s)⥫⥬BaC2(s)+CO(g) 已知Kp=(pCO)n、K=()n(n是CO的化学计量系数)。反应Ⅰ、Ⅱ的lg K与温度的关系曲线见图。 ①反应BaCO3(s)+4C(s)⥫⥬BaC2(s)+3CO(g)在1 585 K的Kp=　　　　　Pa3。  ②保持1 320 K不变，假定恒容容器中只发生反应Ⅰ，达到平衡时pCO=　　　　 Pa，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后pCO=　　　　 Pa。  学科网（北京）股份有限公司 $ 第十一章　化学反应速率与化学平衡 第42讲　化学平衡常数与平衡转化率的相关计算 【高考考向预测】 平衡常数仅受温度影响，可用于判断反应限度与平衡移动趋势，平衡转化率反映反应物转化程度，二者常借助三段式列式计算，结合浓度、压强数据求解数值并对比变化规律；近三年为高频计算考点，大题小题均频繁考查；预测2027 年侧重三段式常规运算，结合投料配比、温度变动分析常数与转化率变化，融合平衡图像开展综合计算研判。 【考点突破●明方向】 考点一　“三段式”法计算平衡常数和转化率 1.“三段式”法的计算模式 (1)步骤 第一步：书写 → 写出有关化学平衡的化学方程式。 第二步：列变量 → 列出各物质的起始、变化、平衡量。 第三步：计算 → 根据已知条件列方程式计算。 (2)模式：对于反应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　　　a　　　b　　　0　　0 转/mol　　　mx　　nx　　　px　　qx 平/mol　　　a-mx　b-nx　　px　　qx 则有K=。 2.平衡转化率及相关公式 (1)平衡转化率 对于反应mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)，达到平衡时反应物A的转化率α(A)=×100%=×100%=×100%。 (2)产率 产率=×100%。 (3)平衡时混合物中组分的百分含量=×100%。 【考点突破●明方向】 考向一、平衡常数的计算 1.[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。 2.用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)： CO2(g)+3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0 某温度下，恒容密闭容器中，CO2和H2的起始浓度分别为a mol·L-1和3a mol·L-1，反应平衡时，CH3OH的产率为b，该温度下反应平衡常数的值为　　　　　　　　。  【答案】 【解析】CO2和H2的起始浓度分别为a mol·L-1和3a mol·L-1，CH3OH的产率为b，则生成的CH3OH物质的量浓度为ab mol·L-1，根据三段式 CO2(g)+ 3H2(g)⥫⥬CH3OH(g) +H2O(g) 起始/(mol·L-1)　　　a　　　3a　　　　0　　　　0 转化/(mol·L-1)　　　ab　　　3ab　　　ab　　　ab 平衡/(mol·L-1)　　　a(1-b)　3a(1-b)　　ab　　　ab 则反应的平衡常数K===。 考向二、平衡转化率的相关计算 3.(2025·安徽师大附中调研)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO和Cl2反应得到，化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)⥫⥬2NOCl(g)。在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图所示： (1)反应开始到10 min时NO的平均反应速率v(NO)=　　　　 mol·L-1·min-1。  (2)T2时该反应的平衡常数K=　　　　。  (3)T2时Cl2的平衡转化率为　　　　　。  【答案】(1)0.1　(2)2　(3)50% 【解析】(1)10 min时，c(NOCl)=1 mol·L-1，则转化的NO的物质的量浓度为1 mol·L-1，则v(NO)==0.1 mol·L-1·min-1。(2)平衡常数K==2。(3)Cl2的平衡转化率为×100%=50%。 4.[2023·湖南，16(2)]聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。 在某温度、100 kPa下，向反应器中充入1 mol气态乙苯发生反应C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H5CH==CH2(g)+H2(g)，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入　　　　mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)。  【答案】5 【解析】设充入H2O(g)物质的量为x mol；在某温度、100 kPa下，向反应器中充入1 mol气态乙苯发生已知反应。乙苯的平衡转化率为50%，可列三段式： 　　　　　　C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H5CH==CH2(g)+H2(g) n(起始)/mol　　1　　　　　　0　　　　　　　0 n(转化)/mol　　0.5　　　　　0.5　　　　　　0.5 n(平衡)/mol　　0.5　　　　　0.5　　　　　　0.5 此时平衡时混合气体总物质的量为1.5 mol，此时容器的体积为V；当乙苯的平衡转化率为75%，可列三段式： C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H5CH==CH2(g)+H2(g) n(起始)/mol　　1　　　　　　0　　　　　　　0 n(转化)/mol　　0.75　　　　　0.75　　　　　0.75 n(平衡)/mol　　0.25　　　　　0.75　　　　　0.75 此时乙苯、苯乙烯、H2物质的量之和为1.75 mol，混合气的总物质的量为(1.75+x)mol，在恒温、恒压时，体积之比等于物质的量之比，此时容器的体积为V；两次平衡温度相同，则平衡常数相等，则=，解得x=5。 5.[2024·黑吉辽，18(5)]为实现氯资源循环利用，工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气：2HCl(g)+O2(g)⥫⥬Cl2(g)+H2O(g)　ΔH1=-57.2 kJ·mol-1　ΔS　K。将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中，在360 ℃、400 ℃和440 ℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数K=　　　　　(用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。  【答案】6 【解析】由图像可知，N点HCl的平衡转化率为80%，设起始n(HCl)=n(O2)=4 mol，可列出三段式： 2HCl(g)+O2(g)⥫⥬Cl2(g)+H2O(g) 起始量/mol　　　4　　　4　　　　0　　　0 变化量/mol　　　3.2　　0.8　　　1.6　　　1.6 平衡量/mol　　　0.8　　3.2　　　1.6　　　1.6 则K==6。 考点二　压强平衡常数 1.气体的分压p(B) 相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强，简称气体B的分压，符号为p(B)，单位为Pa或kPa或MPa。 气体B的分压p(B)=气体总压p×B的体积分数=气体总压p×B的物质的量分数。 2.压强平衡常数 对于有气体参与的化学反应，写平衡常数表达式时，用平衡时各气体的分压代替浓度，计算所得到的平衡常数称为压强平衡常数(Kp)。 如：aA(g)+bB(g)⥫⥬cC(g)+dD(g)， Kp=[p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。 3.列四段式法计算压强平衡常数。 【例】一定温度和催化剂条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入压强为p0的恒压容器中，测得平衡时N2的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(Kp)。 【答案】 【解析】　　　N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g) 起始/mol　　　1　　3　　　　0 转化/mol　　　0.5　1.5　　　　1 平衡/mol　　　0.5　1.5　　　　1 平衡分压　　　p0　p0　　p0 Kp===。 【考点突破●明方向】 1.[2025·安徽，17(4)(5)]甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO和H2)的重要方法，主要反应有 ③CH4(g)+CO2(g)⥫⥬2CO(g)+2H2(g) ④CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g) ⑤CH4(g)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+3H2(g) (4)恒温恒容条件下，可提高CH4平衡转化率的措施有　　　　(填序号)。  a.增加原料中CH4的量 b.增加原料中CO2的量 c.通入Ar气 (5)恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的CH4/CO2/Ar混合气，投料组成与CH4和CO2的平衡转化率之间的关系如图。 ⅰ.投料组成中Ar含量下降，平衡体系中n(CO)∶n(H2)的值将　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  ⅱ.若平衡时Ar的分压为p kPa，根据a、b两点计算反应⑤的平衡常数Kp=　　　　(kPa)2(用含p的代数式表示，Kp是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。  【答案】(4)b　(5)ⅰ.增大　ⅱ.p2 【解析】(4)增加原料中CH4的量，反应③和反应⑤平衡正向移动，但CH4的平衡转化率降低，故a错误；增加原料中CO2的量，反应③平衡正向移动，CH4的平衡转化率增大，故b正确；恒容条件下通入Ar气，体系压强增大，但各反应物浓度不变，平衡不移动，CH4转化率不变，故c错误。(5)ⅰ.由题图知，随着投料组成中Ar含量下降，CO2的平衡转化率大于CH4的平衡转化率，说明反应④正向进行程度大于反应⑤正向进行程度，故平衡体系中n(CO)∶n(H2)的值将增大。ⅱ.设初始投料：n(CH4)=4 mol、n(CO2)=4 mol、n(Ar)=2 mol，平衡时，甲烷转化率为20%，二氧化碳的转化率为30%，则平衡时： n(CH4)=4 mol-4 mol×20%=3.2 mol； n(CO2)=4 mol-4 mol×30%=2.8 mol； 根据碳元素守恒：n(CO)=8 mol-n(CH4)-n(CO2)=8 mol-3.2 mol-2.8 mol=2 mol； 根据氧元素守恒：n(H2O)=8 mol-n(CO)-2n(CO2)=8 mol-2 mol-2×2.8 mol=0.4 mol； 根据氢元素守恒：n(H2)=8 mol-2n(CH4)-n(H2O)=8 mol-2×3.2 mol-0.4 mol=1.2 mol；平衡时，气体总物质的量为3.2 mol+2.8 mol+2 mol+0.4 mol+1.2 mol+2 mol=11.6 mol，Ar的分压为p kPa，则总压为5.8p kPa，p(H2)=×5.8p kPa=0.6p kPa、p(CO)=×5.8p kPa=p kPa、p(CH4)=×5.8p kPa=1.6p kPa、p(H2O)=×5.8p kPa=0.2p kPa，反应⑤的平衡常数Kp=(kPa)2=0.675p2(kPa)2。 2.[2024·新课标卷，29(3)节选]在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0 MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，Ni(CO)4体积分数x与温度的关系如图所示。反应Ni(s)+4CO(g)===Ni(CO)4(g)的ΔH　　　0(填“大于”或“小于”)。p3、100 ℃时CO的平衡转化率α=　　，该温度下平衡常数Kp=　　　 (MPa)-3。  【答案】小于　97.3%　9 000 【解析】由图可知，随着温度升高，平衡时Ni(CO)4的体积分数减小，说明温度升高平衡逆向移动，因此该反应的ΔH<0。温度相同时，增大压强，平衡正向移动，对应的平衡体系中Ni(CO)4的体积分数增大，则压强：p4>p3>p2>p1，即p3对应的压强是1.0 MPa。由题图可知，p3、100 ℃条件下达到平衡时，CO和Ni(CO)4的体积分数分别为0.1、0.9，设初始投入的CO为4 mol，反应生成的Ni(CO)4为x mol，可得三段式： 　　　　　　Ni(s)+4CO(g)⥫⥬Ni(CO)4(g) 起始/mol　　　　　　4　　　　0 转化/mol　　　　　　4x　　　　x 平衡/mol　　　　　　4-4x　　　x 反应后总物质的量为(4-3x) mol，根据阿伏加德罗定律，其他条件相同时，气体的体积分数即为其物质的量分数，因此有=0.9，解得x=，因此达到平衡时n转化(CO)=4× mol，CO的平衡转化率α=×100%≈97.3%；气体的分压=总压强×该气体的物质的量分数，则该温度下的压强平衡常数Kp====9 000 (MPa)-3。 3.[2024·河北，17(1)②节选]氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4⁃二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。 硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：SO2(g)+Cl2(g)⥫⥬SO2Cl2(g) ΔH=-67.59 kJ·mol-1。 恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp=p0-p，p0为体系初始压强，p0=240 kPa，p为体系平衡压强)，结果如图。 上图中温度由高到低的顺序为　　　　　　　　。M点Cl2的转化率为　　　　　　，T1温度下用分压表示的平衡常数Kp=　　　　　　 kPa-1。  【答案】T3>T2>T1　75%　0.03 【解析】由图中M点可知，进料比为n(SO2)∶n(Cl2)=2，平衡时Δp=60 kPa，已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于压强之比，可据此列出三段式： 　　　　　　　　SO2(g)+Cl2(g) ⥫⥬SO2Cl2(g)　Δp 起始压强/kPa　　160　　　80 转化压强/kPa　　60　　　　60　　　60　　　60 平衡压强/kPa　　100　　　　20　　　60 可计算得α(Cl2)=×100%=75%，Kp===0.03 kPa-1。 考点三　化学平衡常数与速率常数 1.速率常数和反应速率方程 基元反应aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)的反应速率方程v=k·ca(A)·cb(B)，其中k称为反应速率常数或速率常数，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。 注意：①速率方程指数与化学方程式中的化学计量数无确定关系(基元反应的速率方程指数等于化学计量数，非基元反应的速率方程指数需要通过实验测定)。②用不同物质表示同一反应在相同条件下的反应速率时，速率常数不同，且速率常数之比等于化学计量数之比。 2.速率常数与化学平衡常数K的关系 一定温度下，对于基元反应aA(g)+bB(g)⥫⥬gG(g)+hH(g)，达到平衡状态时，v正=k正·ca(A)·cb(B)，v逆=k逆·cg(G)·ch(H)(a、b、g、h为对应的化学计量数)。 因平衡时v正=v逆，则k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H)，==K。 【考点突破●明方向】 1.(2025·安徽，11)恒温恒压密闭容器中，t=0时加入A(g)，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率v=kx，k为反应速率常数)。 下列说法错误的是(　　) A.该条件下= B.0~t1时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C.若加入催化剂，k1增大，k2不变，则x1和xM，平衡均变大 D.若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应，升高温度则xA，平衡变大 【答案】C 【解析】反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，则对于反应M(g)A(g)存在关系式：k-1·xM，平衡=k1·xA，平衡，对于反应A(g)N(g)存在关系式：k-2·xN，平衡=k2·xA，平衡，两式联立可得=，A正确；起始时，xM和xN均为0，t1时，xM=xN，则0~t1时间段，生成M和N的平均反应速率相等，B正确；催化剂不影响平衡移动，故xM，平衡不变，C错误；A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应，则升高温度，平衡均逆向移动，故xA，平衡变大，D正确。 2.对于反应：2SiHCl3(g)⥫⥬SiH2Cl2(g)+SiCl4(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SiHCl3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K343 K=　　　　(结果保留2位小数)。  (2)在343 K下：要提高SiHCl3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：va　　 　　(填“大于”“小于”或“等于”)vb。反应速率v=v正-v逆=k正·-k逆··，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的= 　 　　　(结果保留1位小数)。  【答案】(1)22　0.02　(2)及时移去产物　改进催化剂　增大压强　(3)大于　1.3 【解析】(1)温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，则a点所在曲线代表343 K时SiHCl3的转化率变化，b点所在曲线代表323 K时SiHCl3的转化率变化。343 K时反应的平衡转化率α=22%。设起始时SiHCl3(g)的浓度为1 mol·L-1，则有 　　　　　　　　 2SiHCl3(g)⥫⥬　SiH2Cl2(g)+　SiCl4(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K343 K==≈0.02。 (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：va>vb。反应速率v=v正-v逆=k正·-k逆··，则有v正=k正·，v逆=k逆··，343 K下反应达到平衡状态时v正=v逆，即k正·=k逆··，经计算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4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，=≈0.02。a处SiHCl3的转化率α=20%，此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1，则有==≈1.3。 3.肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为Mb(aq)+O2(g)⥫⥬MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为K=。在37 ℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如图所示[α=×100%]。研究表明正反应速率v正=k正·c(Mb)· p(O2)，逆反应速率v逆=k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。 (1)平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K=　　　　(用含有k正、k逆的式子表示)。  (2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K=　　　　 kPa-1。已知k逆=60 s-1，则速率常数k正=　　　s-1·kPa-1。  【答案】(1)　(2)2　120 【解析】(1)可逆反应达到平衡状态时，v正=v逆，所以k正·c(Mb)·p(O2)=k逆·c(MbO2)，=，则平衡常数K==。(2)c点时，p(O2)=4.50 kPa，肌红蛋白的结合度α=90%，代入平衡常数表达式中可得K==kPa-1=2 kPa-1；K=，则k正=K·k逆=2 kPa-1×60 s-1=120 s-1·kPa-1。 【限时训练】 （40分钟） (1~8题，每小题8分) 1.(2025·湖南湘西调研)镁是组成航空航天材料的重要元素，可由碳真空热还原MgO制得，主要反应为C(s)+MgO(s)⥫⥬Mg(s)+CO(g)。下列说法错误的是(　　) A.该反应的平衡常数K=c(CO) B.将容器体积压缩为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO的浓度增大 C.一定温度下，减小CO的浓度，平衡正向移动，平衡常数不变 D.如图，当温度升高时，该反应的化学平衡常数K增大 【答案】B 【解析】该反应中只有CO是气体，则该反应的平衡常数K=c(CO)，A正确；温度不变，则平衡常数不变，因此当体系再次达到平衡时，CO的浓度不变，B错误；减小CO的浓度，平衡正向移动，温度不变，平衡常数不变，C正确；由图像知，该反应为吸热反应，则升高温度，平衡正向移动，该反应的化学平衡常数K增大，D正确。 2.在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的起始浓度和平衡浓度如下表，下列说法错误的是(　　) 物质 X Y Z 起始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 0 平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1 A.反应达到平衡时，X的转化率为50% B.反应可表示为X+3Y⥫⥬2Z，平衡常数为1 600 C.其他条件不变时，增大压强可使平衡常数增大 D.改变温度可以改变该反应的平衡常数 【答案】C 【解析】达到平衡时消耗X的物质的量浓度为(0.1-0.05) mol·L-1=0.05 mol·L-1，因此X的转化率为50%，A项正确；根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，三种组分的系数之比为(0.1-0.05)∶(0.2-0.05)∶0.1=1∶3∶2，因此反应的化学方程式为X+3Y⥫⥬2Z，平衡常数K==1 600，B项正确；化学平衡常数只受温度的影响，与浓度、压强无关，C项错误、D项正确。 3.(2025·河北模拟)376.8 ℃时，反应①W(s)⥫⥬X(s)+Y(s)+2Z(g)的平衡常数Kp=1.0×104 Pa2。该条件下，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量W，抽真空后，通过一支管通入M蒸气(然后将支管封闭)。M蒸气初始压强为20.0 kPa，发生反应②2N(g)⥫⥬Z(g) +M(g)，平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa。下列说法错误的是(　　) A.平衡时p(N)= 24.8 kPa B.反应②的平衡常数Kp的计算式为 C.增大压强，达到新平衡时Z的浓度变小 D.降低温度，Z的产率是否增大不能确定 【答案】C 【解析】反应①W(s)⥫⥬X(s)+Y(s)+2Z(g)的平衡常数Kp=p2(Z)=1.0×104 Pa2，p(Z)=1.0×102 Pa=0.1 kPa，设到达平衡时M(g)的分压减小x kPa，可列三段式： 　　　　　　　　Z(g)+M(g)⥫⥬2N(g) 初始量/kPa　　　　　　20.0 变化量/kPa　　　　　　x　　　2x 平衡量/kPa　　　0.1　　20.0-x　2x 0.1 kPa+(20.0-x) kPa+2x kPa=32.5 kPa，解得x=12.4，p(N)=24.8 kPa，A正确；p(N)=24.8×103 Pa，p(M)=20.0×103 Pa-12.4×103 Pa，p(Z)= 1.0×102 Pa，反应②的平衡常数Kp的计算式为，B 正确；反应①的平衡常数Kp=p2(Z)，温度不变，Kp不变，则p(Z)不变，达到新平衡时Z的浓度不变，C错误；反应①②的吸、放热情况未知，降低温度不能确定Z的产率变化，D正确。 4.(2022·重庆，14)两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。 反应1：NH4HCO3(s)⥫⥬NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　p1=3.6×104 Pa 反应2：2NaHCO3(s)⥫⥬Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)　p2=4×103 Pa 该温度下，刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是(　　) A.反应2的平衡常数为4×106 Pa2 B.通入NH3，再次平衡后，总压强增大 C.平衡后总压强为4.36×105 Pa D.缩小体积，再次平衡后总压强不变 【答案】B 【解析】反应2的平衡常数Kp2=p(CO2)·p(H2O)=p2××p2×=4×106 Pa2，A正确；刚性密闭容器，温度不变，平衡常数不变，通入NH3，再次平衡后，容器内各气体分压不变，总压强不变，B错误；Kp2=p(CO2)·p(H2O)=p2××p2×=4×106 Pa2，p(CO2)=p(H2O)=2×103 Pa，Kp1=p(NH3)·p(CO2)·p(H2O)=(1.2×104)3 Pa3，p(NH3)= Pa=4.32×105 Pa，所以总压强为p(NH3)+p(CO2)+p(H2O)=4.36×105 Pa，C正确；达平衡后，缩小体积，平衡逆向移动，温度不变，平衡常数不变，再次平衡后总压强不变，D正确。 5.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①NH4I(s)⥫⥬NH3(g)+HI(g)； ②2HI(g)⥫⥬H2(g)+I2(g)。 达到平衡时，c(H2)=0.5 mol·L-1，c(HI)=4 mol·L-1，下列说法错误的是(　　) A.①的平衡常数为20 B.②的平衡常数为 C.同温时H2(g)+I2(g)⥫⥬2HI(g)和②的平衡常数互为倒数 D.温度升高，①的平衡常数增大，则①为放热反应 【答案】D 【解析】平衡时c(HI)=4 mol·L-1，HI分解生成的H2的浓度为0.5 mol·L-1，则分解的HI浓度为1 mol·L-1；NH4I分解生成的HI的浓度为4 mol·L-1+1 mol·L-1=5 mol·L-1，所以NH4I分解生成的NH3的浓度为5 mol·L-1，所以反应①的平衡常数K=c(NH3)·c(HI)=20，故A正确；反应②的平衡常数K===，故B正确；温度升高，①的平衡常数增大，即升高温度平衡正向移动，则①为吸热反应，故D错误。 6.催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯，该反应的化学方程式为CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l)。反应物按物质的量之比1∶1投料，在温度分别为340 K、350 K下反应，测得乙酸甲酯转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.该醇解反应的ΔH>0 B.及时分离出甲醇，有利于提高转化率 C.A、B、C、D四点中，v正最大的点是C D.350 K时，以物质的量分数代替平衡浓度的化学平衡常数Kx=2.25 【答案】C 【解析】 根据图像，①最先达到化学平衡，故①的速率快，说明①对应的温度是350 K，温度升高，平衡时转化率增大，说明反应正向是吸热的，所以ΔH>0，A正确；及时分离出甲醇，平衡正向移动，有利于提高转化率，B正确；温度越高反应速率越快，根据图像可知，A点反应向正反应方向进行，C点已达到平衡，随着反应的进行，v正逐渐减小，因此A点v正最大，C错误；350 K时， 　　　　　CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l) 开始/mol　　　　1　　　　　1　　　　　　　　　　0　　　　　　0 转化/mol　　　　0.6　　　　0.6　　　　　　　　　0.6　　　　　　0.6 平衡/mol　　　　0.4　　　　0.4　　　　　　　　　0.6　　　　　　0.6 以物质的量分数代替平衡浓度的化学平衡常数Kx==2.25，D正确。 7.在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应：SO2(g)+O2(g)⥫⥬SO3(g)，原料气中SO2和O2的物质的量之比m=不同时，SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示。图中A点原料气的成分是n(SO2)=10 mol，n(O2)=24.4 mol，n(N2)=70 mol，下列有关说法正确的是(已知：用分压表示的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数)(　　) A.该反应的正反应是吸热反应 B.m1<m2<m3 C.A点时SO2的分压p(SO2)=4.0×103 Pa D.在500 ℃、m3的条件下，该反应的平衡常数Kp=5.2×10-2 P 【答案】D 【解析】由图可知，m相同时，温度越高，SO2的平衡转化率越小，则升高温度平衡逆向移动，该反应的正反应为放热反应，A项错误；相同条件下，增大氧气的量可增大二氧化硫的平衡转化率，则m越小，SO2的平衡转化率越大，则m1>m2>m3，B项错误；A点原料气的成分是n(SO2)=10 mol，n(O2)=24.4 mol，n(N2)=70 mol，二氧化硫的平衡转化率为88%，则： SO2(g)+O2(g)⥫⥬SO3(g) 起始/mol　　　　10　　24.4　　　0 转化/mol　　　　8.8　　4.4　　　8.8 平衡/mol　　　　1.2　　20　　　8.8 平衡时SO2、O2、SO3的分压分别为×105 Pa、×105 Pa、×105 Pa，即p(SO2)=1 200 Pa，C项错误；平衡常数与m无关，则500 ℃、m3的条件下，该反应的平衡常数Kp=≈5.2×10-2 P，D项正确。 8.T1温度下，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中发生如下反应：2NO2(g)⥫⥬2NO(g)+O2(g)　 ΔH>0。实验测得：v正=v消耗(NO2)=k正c2(NO2)，v逆=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是(　　) 容器编号 物质的起始浓度/(mol·L-1) 物质的平衡浓度/(mol·L-1) c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2 Ⅲ 0 0.5 0.35 A.设K为该反应的化学平衡常数，则有K= B.若改变温度为T2，且T2>T1，则k正∶k逆<0.8 C.容器Ⅱ中起始时平衡正向移动，达平衡时，容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的大 D.达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比大于20∶17 【答案】D 【解析】根据反应方程式和容器Ⅰ中O2的平衡浓度可知：平衡时，c(NO)=0.4 mol·L-1，c(NO2)=0.2 mol·L-1，则T1温度下，该反应的平衡常数K===0.8。平衡时，正、逆反应速率相等，则有k正c2(NO2)=k逆c2(NO)·c(O2)，所以K==，A错误；由于该反应正反应是吸热反应，温度：T2>T1，所以T2时平衡常数增大，则k正∶k逆>0.8，B错误；针对容器Ⅰ内反应可知：NO2的转化率为=，容器Ⅱ中的浓度商Q=≈0.56<0.8，则起始时平衡正向移动，假设容器Ⅱ中NO2的转化率也为，则： 　　　　　　　　2NO2(g)⥫⥬2NO(g)+O2(g) 起始/(mol·L-1)　　　0.3　　　0.5　　0.2 转化/(mol·L-1)　　　0.2　　　0.2　　0.1 平衡/(mol·L-1)　　　0.1　　　0.7　　0.3 平衡常数为=14.7>0.8，所以容器Ⅱ中NO2的转化率小于，C错误；T1温度下，容器Ⅱ中反应正向进行，气体的总量大于1 mol，而容器Ⅲ中反应逆向进行，气体的总量小于0.85 mol，所以达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比大于20∶17，D正确。 9.(9分)甲烷的直接转化具有较高的经济价值，方法之一如下：CH4(g)+O2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH=-126.4 kJ·mol-1，在200 ℃下，向恒容为5 L的密闭反应器中加入催化剂，并充入6.0 kPa CH4、4.8 kPa O2和一定量He使反应充分进行，体系的总压强随反应时间的变化如图所示。 (1)下列措施可提高CH4的平衡转化率的是　　　　　　(填字母)。  A.升高温度 B.初始总压强不变，提高CH4的分压 C.投料比不变，增大反应物浓度 D.反应达到平衡后，再充入一定量He (2)计算该反应在200 ℃下的标准平衡常数=　　　　(可保留)。  已知：2A(g)⥫⥬B(g)的标准平衡常数=，其中pθ为标准压强(100 kPa)，p(A)和p(B)为平衡分压(某成分的物质的量分数×总压)。 (3)若将容器改为绝热容器，初始温度为200 ℃，其他条件不变，达到新平衡时，甲醇产率将　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。  【答案】(1)C　(2)70　(3)变小 【解析】(1)升高温度，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，故A不选；初始总压强不变，提高CH4的分压，平衡正向移动，但CH4的转化率减小，故B不选；投料比不变，增大反应物浓度，相当于加压，平衡正向移动，CH4的平衡转化率增大，故C选；反应达到平衡后，再充入一定量He，参与反应的物质浓度不变，平衡不移动，CH4的平衡转化率不变，故D不选。(2)从图中看出，起始总压强为12 kPa，则He的压强为12 kPa-6.0 kPa-4.8 kPa=1.2 kPa，平衡时总压强为9.2 kPa，设参加反应的CH4的压强为x kPa，则可建立如下三段式： 　　　　　　CH4(g)+O2(g)⥫⥬CH3OH(g) 起始/kPa　　　6　　4.8　　　　0 转化/kPa　　　x　　0.5x　　　　x 平衡/kPa　　　6-x　4.8-0.5x　　　x 则6-x+4.8-0.5x+x+1.2=9.2，x=5.6，该反应温度下的标准平衡常数==70。(3)该反应为放热反应，随反应进行，体系温度升高，平衡逆向移动，甲醇的产率变小。 10.(18分)[2023·全国乙卷，28(3)(4)]硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途。 (3)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-T的关系如图所示。660 K时，该反应的平衡总压p总=　　　 　kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)=　　　　　(kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  (4)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=　　　(用、表示)。在929 K时，p总=84.6 kPa、=35.7 kPa，则=　　　kPa，Kp(Ⅱ)=　　　　　　　kPa(列出计算式)。  【答案】(3)3.0　2.25　增大 (4)　46.26　 【解析】(3)660 K时，=1.5 kPa，则=1.5 kPa，因此，该反应的平衡总压p总=3.0 kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)=·=1.5 kPa×1.5 kPa=2.25(kPa)2。由图中信息可知，随着温度升高而增大，因此，Kp(Ⅰ)随反应温度升高而增大。(4)提高温度，容器中进一步发生反应：2SO3(g)⥫⥬2SO2(g)+O2(g)(Ⅱ)，在同温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时=，则平衡时+2=-2，得=。在929 K时，p总=84.6 kPa、=35.7 kPa，则++=p总、+2=-2，联立方程组消去，可得3+5=4p总，代入相关数据可求出=46.26 kPa，则=84.6 kPa-35.7 kPa-46.26 kPa=2.64 kPa，Kp(Ⅱ)== kPa。 11.(9分)[2024·湖北，17(2)]用BaCO3和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。 反应Ⅰ：BaCO3(s)+C(s)⥫⥬BaO(s)+2CO(g) 反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s)⥫⥬BaC2(s)+CO(g) 已知Kp=(pCO)n、K=()n(n是CO的化学计量系数)。反应Ⅰ、Ⅱ的lg K与温度的关系曲线见图。 ①反应BaCO3(s)+4C(s)⥫⥬BaC2(s)+3CO(g)在1 585 K的Kp=　　　　　Pa3。  ②保持1 320 K不变，假定恒容容器中只发生反应Ⅰ，达到平衡时pCO=　　　　 Pa，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后pCO=　　　　 Pa。  【答案】①1016　②105　 105 【解析】①反应Ⅰ+反应Ⅱ得BaCO3(s)+4C(s)⥫⥬BaC2(s)+3CO(g)，则其平衡常数K=KⅠ×KⅡ=()3；由图可知，1 585 K时KⅠ=102.5，KⅡ=10-1.5，即()3=102.5×10-1.5=10，所以=10×(105 Pa)3=1016 Pa3，则Kp==1016 Pa3。②由图可知，1 320 K时反应Ⅰ的KⅠ=100=1，即KⅠ=()2=1，所以=(105 Pa)2，即pCO=105 Pa；若将容器体积压缩到原来的，由于温度不变、平衡常数不变，重新建立平衡后pCO不变，即pCO=105 Pa。 学科网（北京）股份有限公司 $