第4讲 化学平衡常数的相关计算【大单元精讲精练】-2027届高三化学一轮复习讲义●知识清单（新高考通）

该高中化学高考复习讲义围绕化学平衡常数计算核心考点，整合三段式应用、转化率、分压常数及速率常数等内容，按考向预测、双基自测、核心梳理、考点突破、真题再现、限时训练的逻辑展开，通过考点梳理构建知识网络，方法指导提炼解题模型，真题训练强化应用能力，体现复习的系统性与针对性。 资料以“三段式”为核心方法，聚焦分压常数、多反应体系联立计算等高考热点，结合图像表格数据培养科学思维。设计基础落实与能力提升分层练习，如分压常数计算中“三段式求物质的量分数→分压公式算分压→代入Kp表达式”的步骤指导，帮助学生高效突破难点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支撑。

大单元四 第二单元 化学反应速率与化学平衡 第4讲　化学平衡常数的相关计算 【高考考向预测】 化学平衡常数计算以三段式为核心方法，考查平衡常数、转化率、浓度、分压常数的求解，结合温度、投料比、压强等条件进行多维度运算与数据分析，常融合图像、表格在化学反应原理大题中出现；近三年为高考必考考点，考频极高；预测2027年侧重分压平衡常数、多反应体系联立计算，强化复杂投料情境下三段式应用与数据推理。 【双基自测●明考向】 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.(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 3.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 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 【核心梳理●明考点】 考点一　化学平衡常数和转化率的计算 1.一个模式——“三段式” 如反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L-1、b mol·L-1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L-1。 K=。 2.四个计算公式 (1)反应物的转化率=×100%。 (2)生成物的产率:实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲,转化率越大,原料利用率越高,产率越大。 产率=×100%。 (3)平衡时混合物组分的百分含量=×100%。 (4)某组分的体积分数=×100%。 【考点突破●明方向】 1.(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　　　　　。  2.[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)。  3.[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)。  考点二　压强平衡常数计算 1.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]。 2.Kp的计算 (1)根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。 (2)计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 (3)根据分压计算公式求出各气体物质的分压,某气体的分压=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 (4)根据平衡常数计算公式代入计算。 【考点突破●明方向】 1.(2024·广东梅州高三摸底节选)如图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为104 Pa和105 Pa)。(已知:丙烷脱氢制丙烯为强吸热过程) (1)104 Pa时,图中表示丙烯的曲线是　　　　(填“ⅰ”“ⅱ”“ⅲ”或“ⅳ”)。  (2)104 Pa、500 ℃时,主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=　　　　(已知:气体分压=气体总压×体积分数)。  2.一氧化碳变换反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41 kJ·mol-1。 (1)一定温度下,反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压):p(CO)=0.25 MPa、p(H2O)=0.25 MPa、p(CO2)=0.75 MPa和p(H2)=0.75 MPa,则反应的平衡常数K的数值为　　　　。  (2)维持与题(1)相同的温度和总压,提高水蒸气的比例,使CO的平衡转化率提高到90%,则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为　　　　。  3.一定温度下,向某密闭容器中充入1 mol NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g),测得反应体系中气体体积分数与压强之间的关系如图所示: a点时NO2的转化率为　　　　,用平衡分压代替平衡浓度可求出平衡常数Kp,则该温度下Kp　　　　 Pa-1。  考点三　化学平衡常数与速率常数 速率常数(k正、k逆)与平衡常数(K)的关系 一定温度下的基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),平衡时,K=,且v正=v逆,故K=。 【考点突破●明方向】 1.无色气体N2O4是一种强氧化剂,为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)　ΔH=+24.4 kJ·mol-1。上述反应中,正反应速率v正=k正·p(N2O4),逆反应速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆为速率常数,则Kp为　　　　(以k正、k逆表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa),已知该条件下k正=4.8×104 s-1,当N2O4分解10%时,v正≈　　　　 kPa·s-1。  2.T1 ℃时在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH<0。实验测得:v正=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=k正c2(NO)·c(O2),v逆=v消耗(NO2)=k逆c2(NO2),k正、k逆为速率常数,只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表: 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 1 0.6 0.4 0.2 0.2 0.2 n(O2)/mol 0.6 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2 (1)T1 ℃时,=　　　　。  (2)若将容器的温度改变为T2时,其k正=k逆,则T2　　　　(填“>”“<”或“=”)T1。  3.2023年5月30日我国神舟十六号“博士乘组”三位航天员直飞太空,与神舟十五号三位航天员胜利会师中国空间站。飞船采用的改进型火箭推进剂为无色气体N2O4,已知N2O42NO2 (1)在100 ℃时,将0.40 mol的NO2气体充入2 L的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如表所示数据。 时间/s 0 20 40 60 80 n(NO2)/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4 n(N2O4)/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08 平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数[例如:p(NO2)=p总·x(NO2)]。设反应开始时体系压强为p0,反应N2O42NO2平衡时各组分压强关系表达的平衡常数Kp=。 ①n1=　　　　,n2=　　　　。  ②上述反应平衡时,体系压强为　　　　,Kp=　　　　。  ③20~40 s内,NO2的平均反应速率为　　　　 mol·L-1·h-1。  (2)反应N2O4(g)2NO2(g),一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在:v(N2O4)=k1·p(N2O4)、v(NO2)=k2·p2(NO2),其中k1、k2是与反应及温度有关的常数。 ①平衡时,v(N2O4)=　　　　v(NO2)。  ②一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp的关系是k2=　　　　。  【真题再现●明考向】 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·贵州卷)在无氧环境下,CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下,CH4芳构化时同时存在如下反应: ⅰ.CH4(g)――→C(s)+2H2(g)　ΔH1=+74.6 kJ·mol-1　ΔS=+80.84 J·mol-1·K-1 ⅱ.6CH4(g)――→C6H6(l)+9H2(g)　ΔH2 回答下列问题: (1)973 K、100 kPa下,在某密闭容器中按n(C6H6)∶n(CH4)=1∶5充入气体,发生反应C6H6(g)+CH4(g)――→C7H8(g)+H2(g),平衡时C6H6与C7H8的分压比为4∶1,则C6H6的平衡转化率为　　　　　　,平衡常数Kp=　　　　  (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,列出计算式即可)。 (2)引入丙烷可促进甲烷芳构化制备苯和二甲苯,反应如下: (两个反应可视为同级数的平行反应) 对于同级数的平行反应有,其中v、k分别为反应速率和反应速率常数,Ea为反应活化能,A1、A2为定值,R为常数,T为温度,同一温度下是定值。已知Ea,苯<Ea,二甲苯,若要提高苯的产率,可采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  3.[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。  4.[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。  5.(2023·全国乙卷)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题: (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-T的关系如下图所示。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”)。  (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=　　　　(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)。  6.(2022·湖南卷)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g),起始压强为0.2 MPa时,发生下列反应生成水煤气: Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.4 kJ·mol-1 Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1 kJ·mol-1 反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 mol。此时,整个体系　　　　　(填“吸收”或“放出”)热量　　　　 kJ,反应Ⅰ的平衡常数Kp=　　　　(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。  【限时训练】 （60分钟） 基础落实 选择题只有1个选项符合题意 1.已知:2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH1=+566.0 kJ·mol-1 S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH2=-296.0 kJ·mol-1。 已知某反应的平衡常数K=,则该反应的ΔH3等于(　　) A.-540.0 kJ·mol-1 B.+540.0 kJ·mol-1 C.-270.0 kJ·mol-1 D.+270.0 kJ·mol-1 2.将一定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中,发生反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(-lg K)随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法错误的是(　　) A.C点对应状态的平衡常数K(C)=10-3.638 B.该反应的ΔH>0 C.NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态 D.30 ℃时,B点对应状态的v(正)<v(逆) 3.(2022·重庆卷)两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度下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 4.已知2NO+2H2===2H2O+N2的速率方程为v正=k正·cα(NO)·cβ(H2),在800 ℃下测定了不同初始浓度及正反应速率的关系,数据如表,则下列说法中正确的是(　　) 实验 c(NO)/(mol·L-1) c(H2)/(mol·L-1) v正 1 1 1 v 2 2 1 4v 3 1 2 2v 4 2 x 16v A.α、β的值分别为1、2 B.表中的x为4 C.降低温度,k正可能增大 D.若v逆=k逆·c2(H2O)·c(N2),则K= 5.利用CO2和CH4反应制备合成气(CO、H2)的原理是CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH>0。温度为T ℃时,该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是(　　) A.K越大,说明反应速率、CO2的平衡转化率越大 B.增大压强,平衡向逆反应方向移动,K减小 C.升高温度,反应速率和平衡常数K都增大 D.加入催化剂,能提高合成气的平衡产率 6.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+3Y2Z,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 7.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 8.向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应:2X(g)+Y(g)Z(g)　ΔH,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A.ΔH>0 B.气体的总物质的量:na>nc C.a点平衡常数:K>12 D.反应速率:va正<vb正 9.(2023·全国新课标卷)氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题: 工业合成氨时,在不同压强下,以两种不同组成进料,反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为=0.25,另一种为=0.225、xAr=0.10。(物质i的摩尔分数:xi=) ①图中压强由小到大的顺序为　　　　,判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②进料组成中含有惰性气体Ar的图是　　　　。  ③图3中,当p2=20 MPa、=0.20时,氮气的转化率α=　　　　。该温度时,反应N2(g)+H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp=　　　　(MPa)-1(化为最简式)。  能力提升 10.25 ℃,向40 mL 0.05 mol·L-1的FeCl3溶液中加入10 mL 0.15 mol·L-1的KSCN溶液,发生反应:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,混合溶液中c(Fe3+)与反应时间(t)的变化如图所示。(盐类的水解影响忽略不计)下列说法正确的是(　　) A.在该反应过程中,A点的正反应速率小于B点的逆反应速率 B.E点对应的坐标为(0,0.05) C.该反应的平衡常数K= D.t4时向溶液中加入少量KCl固体,平衡正向移动 11.已知反应X(g)+Y(g)R(g)+Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 ℃时,向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y,反应初始4 s内v(X)=0.005 mol·L-1·s-1。下列说法正确的是(　　) 温度/℃ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 A.4 s时容器内c(Y)=0.76 mol·L-1 B.830 ℃达平衡时,X的转化率为80% C.反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动 D.1 200 ℃时反应R(g)+Q(g)X(g)+Y(g)的平衡常数K=4 12.氨基甲酸铵发生分解的化学方程式为NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。利用如下装置测定不同温度下该反应以分压表示的化学平衡常数Kp。 步骤Ⅰ:关闭K3,打开K1和K2,开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭K1; 步骤Ⅱ:关闭K2,缓慢开启K3至U形管两边液面相平并保持不变,读取压强数值。 记录25 ℃、30 ℃下压强分别为12.0 kPa、17.1 kPa。下列说法错误的是(　　) A.氨基甲酸铵分解反应的ΔH>0 B.该反应25 ℃时的化学平衡常数Kp=2.56×1011 Pa3 C.步骤Ⅰ中测压仪数值未稳定即关闭K1,Kp测量值偏小 D.步骤Ⅱ中读数时U形管左侧液面偏高,Kp测量值偏大 13.乙酸是生物油的主要成分之一,乙酸制氢具有重要意义: 热裂解反应:CH3COOH(g)===2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+213.7 kJ·mol-1 脱羧基反应:CH3COOH(g)===CH4(g)+CO2(g)　ΔH=-33.5 kJ·mol-1 若利用合适的催化剂控制其他的副反应,温度为T K时达到平衡,总压强为p kPa,热裂解反应消耗乙酸20%,脱羧基反应消耗乙酸60%,乙酸体积分数为　　　　(计算结果保留1位小数);脱羧基反应的平衡常数Kp为　　　　 kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。  14.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)。 (1)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A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。  ②T2时该反应的平衡常数K=　　　　。  ③T2时Cl2的平衡转化率为　　　　。  (2)若按投料比n(NO)∶n(Cl2)=2∶1把NO和Cl2加入一恒压的密闭容器中发生反应,平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图B所示: ①该反应的ΔH　　　　(填“>”“<”或“=”)0。  ②在p压强条件下,M点时容器内NO的体积分数为　　　　。  ③若反应一直保持在p压强条件下进行,则M点的压强平衡常数Kp=　　　　(用含p的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)。  学科网（北京）股份有限公司 $ 大单元四 第二单元 化学反应速率与化学平衡 第4讲　化学平衡常数的相关计算 【高考考向预测】 化学平衡常数计算以三段式为核心方法，考查平衡常数、转化率、浓度、分压常数的求解，结合温度、投料比、压强等条件进行多维度运算与数据分析，常融合图像、表格在化学反应原理大题中出现；近三年为高考必考考点，考频极高；预测2027年侧重分压平衡常数、多反应体系联立计算，强化复杂投料情境下三段式应用与数据推理。 【双基自测●明考向】 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.(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。 3.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。 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。 【核心梳理●明考点】 考点一　化学平衡常数和转化率的计算 1.一个模式——“三段式” 如反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L-1、b mol·L-1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L-1。 K=。 2.四个计算公式 (1)反应物的转化率=×100%。 (2)生成物的产率:实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲,转化率越大,原料利用率越高,产率越大。 产率=×100%。 (3)平衡时混合物组分的百分含量=×100%。 (4)某组分的体积分数=×100%。 【考点突破●明方向】 1.(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%。 2.[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。 3.[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。 考点二　压强平衡常数计算 1.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]。 2.Kp的计算 (1)根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。 (2)计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 (3)根据分压计算公式求出各气体物质的分压,某气体的分压=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 (4)根据平衡常数计算公式代入计算。 【考点突破●明方向】 1.(2024·广东梅州高三摸底节选)如图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为104 Pa和105 Pa)。(已知:丙烷脱氢制丙烯为强吸热过程) (1)104 Pa时,图中表示丙烯的曲线是　　　　(填“ⅰ”“ⅱ”“ⅲ”或“ⅳ”)。  (2)104 Pa、500 ℃时,主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=　　　　(已知:气体分压=气体总压×体积分数)。  【答案】(1)ⅰ　(2)3.3×103 【解析】(1)丙烷脱氢制丙烯为气体体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,丙烯的平衡体积分数减小;该反应为吸热反应,温度升高,平衡向正反应方向移动,丙烯的平衡体积分数增大,故曲线ⅰ代表104 Pa时丙烯的平衡体积分数。(2)104 Pa、500 ℃时,丙烯的平衡体积分数为33%,设起始丙烷为1 mol,转化率为x,由题意建立如下三段式: 则由丙烯的平衡体积分数为33%可得,=0.33,解得x≈0.5,丙烷、丙烯和氢气的分压均为104 Pa×,则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=≈3.3×103。 2.一氧化碳变换反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41 kJ·mol-1。 (1)一定温度下,反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压):p(CO)=0.25 MPa、p(H2O)=0.25 MPa、p(CO2)=0.75 MPa和p(H2)=0.75 MPa,则反应的平衡常数K的数值为　　　　。  (2)维持与题(1)相同的温度和总压,提高水蒸气的比例,使CO的平衡转化率提高到90%,则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为　　　　。  【答案】(1)9.0　(2)1.8∶1 【解析】(1)该反应平衡常数K==9.0。(2)假设原料气中水蒸气为x mol,CO为1 mol,由题意列三段式如下: 温度不变,则平衡常数K==9.0,解得x=1.8,故水蒸气与CO物质的量之比为1.8∶1。 3.一定温度下,向某密闭容器中充入1 mol NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g),测得反应体系中气体体积分数与压强之间的关系如图所示: a点时NO2的转化率为　　　　,用平衡分压代替平衡浓度可求出平衡常数Kp,则该温度下Kp　　　　 Pa-1。  【答案】66.7%　 【解析】a点时,设消耗了x mol NO2,则生成0.5x mol N2O4,剩余(1-x) mol NO2,1-x=0.5x,x=,此时NO2的转化率为66.7%。平衡时p(N2O4)=0.96p0 Pa,p(NO2)=0.04p0 Pa,由此可求出Kp= Pa-1。 考点三　化学平衡常数与速率常数 速率常数(k正、k逆)与平衡常数(K)的关系 一定温度下的基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),平衡时,K=,且v正=v逆,故K=。 【考点突破●明方向】 1.无色气体N2O4是一种强氧化剂,为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)　ΔH=+24.4 kJ·mol-1。上述反应中,正反应速率v正=k正·p(N2O4),逆反应速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆为速率常数,则Kp为　　　　(以k正、k逆表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa),已知该条件下k正=4.8×104 s-1,当N2O4分解10%时,v正≈　　　　 kPa·s-1。  【答案】　3.9×106 【解析】题述反应中,正反应速率v正=k正·p(N2O4),逆反应速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆为速率常数,平衡时,v正=v逆,k正·p(N2O4)=k逆·p2(NO2),Kp为。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa),已知该条件下k正=4.8×104 s-1,当N2O4分解10%时,v正=4.8×104 s-1×100 kPa×≈3.9×106 kPa·s-1。 2.T1 ℃时在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH<0。实验测得:v正=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=k正c2(NO)·c(O2),v逆=v消耗(NO2)=k逆c2(NO2),k正、k逆为速率常数,只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表: 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 1 0.6 0.4 0.2 0.2 0.2 n(O2)/mol 0.6 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2 (1)T1 ℃时,=　　　　。  (2)若将容器的温度改变为T2时,其k正=k逆,则T2　　　　(填“>”“<”或“=”)T1。  【答案】(1)160　(2)> 【解析】(1)根据v正=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=k正c2(NO)·c(O2),得出k正=,根据v逆=v消耗(NO2)=k逆c2(NO2),得出k逆=,因为v消耗(NO)=v消耗(NO2),所以=K,表格中初始物质的量:n(NO)=1 mol,n(O2)=0.6 mol,体积为2 L,则列出三段式如下: K==160。 (2)若将容器的温度改变为T2时,其k正=k逆,则K=1<160,因反应:2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)　ΔH<0,K值减小,则对应的温度升高,即T2>T1。 3.2023年5月30日我国神舟十六号“博士乘组”三位航天员直飞太空,与神舟十五号三位航天员胜利会师中国空间站。飞船采用的改进型火箭推进剂为无色气体N2O4,已知N2O42NO2 (1)在100 ℃时,将0.40 mol的NO2气体充入2 L的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如表所示数据。 时间/s 0 20 40 60 80 n(NO2)/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4 n(N2O4)/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08 平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数[例如:p(NO2)=p总·x(NO2)]。设反应开始时体系压强为p0,反应N2O42NO2平衡时各组分压强关系表达的平衡常数Kp=。 ①n1=　　　　,n2=　　　　。  ②上述反应平衡时,体系压强为　　　　,Kp=　　　　。  ③20~40 s内,NO2的平均反应速率为　　　　 mol·L-1·h-1。  (2)反应N2O4(g)2NO2(g),一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在:v(N2O4)=k1·p(N2O4)、v(NO2)=k2·p2(NO2),其中k1、k2是与反应及温度有关的常数。 ①平衡时,v(N2O4)=　　　　v(NO2)。  ②一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp的关系是k2=　　　　。  【答案】(1)①0.30　0.07　②0.8p0或p0　③3.6　(2)① 【解析】(1)①0~20 s内,生成N2O4物质的量为0.05 mol,则消耗NO2物质的量为0.05 mol×2=0.1 mol,即n1=(0.4-0.1) mol=0.3 mol,同理,得出n2=0.07 mol;②达到平衡时,生成N2O4物质的量为0.08 mol,消耗NO2物质的量为0.16 mol,达到平衡后,混合气体总物质的量为(0.40-0.16+0.08) mol=0.32 mol,相同条件下,气体压强之比等于气体物质的量之比,即,p=0.8p0或p0;达到平衡时,NO2的转化率为×100%=40%,因此达到平衡时,n(NO2)=(0.4-0.4×40%)=0.24 mol,n(N2O4)=0.08 mol,即Kp=p0;③20 s时NO2物质的量为(0.4 mol-0.05 mol×2)=0.3 mol,20~40 s内,消耗二氧化氮的物质的量为(0.3-0.26) mol=0.04 mol,二氧化氮表示的反应速率为=0.001 mol·L-1·s-1,合3.6 mol·L-1·h-1;(2)①利用化学反应速率之比等于化学计量数之比,即有,v(N2O4)=v(NO2);②存在v(N2O4)=v(NO2),代入表达式,有k1·p(N2O4)=k2·p2(NO2),Kp=,k2=。 本讲感悟 疑点:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  盲点:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  【真题再现●明考向】 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·贵州卷)在无氧环境下,CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下,CH4芳构化时同时存在如下反应: ⅰ.CH4(g)――→C(s)+2H2(g)　ΔH1=+74.6 kJ·mol-1　ΔS=+80.84 J·mol-1·K-1 ⅱ.6CH4(g)――→C6H6(l)+9H2(g)　ΔH2 回答下列问题: (1)973 K、100 kPa下,在某密闭容器中按n(C6H6)∶n(CH4)=1∶5充入气体,发生反应C6H6(g)+CH4(g)――→C7H8(g)+H2(g),平衡时C6H6与C7H8的分压比为4∶1,则C6H6的平衡转化率为　　　　　　,平衡常数Kp=　　　　  (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,列出计算式即可)。 (2)引入丙烷可促进甲烷芳构化制备苯和二甲苯,反应如下: (两个反应可视为同级数的平行反应) 对于同级数的平行反应有,其中v、k分别为反应速率和反应速率常数,Ea为反应活化能,A1、A2为定值,R为常数,T为温度,同一温度下是定值。已知Ea,苯<Ea,二甲苯,若要提高苯的产率,可采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  【答案】(1)20%　　(2)加入合适的催化剂(或适当降低温度) 【解析】(1)设起始时充入的C6H6为1 mol,CH4为5 mol,达到平衡时转化的C6H6为x mol,列三段式: 平衡时C6H6与C7H8的分压比为4∶1,即,解得x=0.2,故C6H6的平衡转化率为×100%=20%;平衡时C6H6的物质的量为0.8 mol,CH4的物质的量为4.8 mol,C7H8的物质的量为0.2 mol,H2的物质的量为0.2 mol,气体总物质的量为6 mol,总压为100 kPa,故Kp=。(2)根据题给公式,若要提高苯的产率,则需要减小Ea,苯,可以加入催化剂,另外适当降低温度也可提高苯的产率。 3.[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。 4.[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。 5.(2023·全国乙卷)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题: (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-T的关系如下图所示。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”)。  (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=　　　　(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】(1)3.0　2.25　增大 (2) 【解析】(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)。由平衡时-T的关系图可知,660 K时,=1.5 kPa,则=1.5 kPa,因此,该反应的平衡总压p总=3 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。(2)提高温度,上述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)(Ⅱ),在同温同体积下,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,因此,平衡时。在929 K时,p总=84.6 kPa、=35.7 kPa,则,联立方程组消去,可得3=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。 6.(2022·湖南卷)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g),起始压强为0.2 MPa时,发生下列反应生成水煤气: Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.4 kJ·mol-1 Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1 kJ·mol-1 反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 mol。此时,整个体系　　　　　(填“吸收”或“放出”)热量　　　　 kJ,反应Ⅰ的平衡常数Kp=　　　　(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。  【答案】吸收　31.2　0.02 MPa 【解析】反应达到平衡时,H2O(g)的转化率为50%,则水的变化量为0.5 mol,水的平衡量也是0.5 mol,由于CO的物质的量为0.1 mol,CO和CO2中的O均来自H2O中,则根据O原子守恒可知CO2的物质的量为0.2 mol,生成0.2 mol CO2时消耗了0.2 mol CO,故在反应Ⅰ实际生成了0.3 mol CO。根据相关反应的热化学方程式可知,整个体系的热量变化为+131.4 kJ·mol-1×0.3 mol-41.1 kJ·mol-1×0.2 mol=39.42 kJ-8.22 kJ=31.2 kJ;由H原子守恒可知,平衡时H2的物质的量为0.5 mol,CO的物质的量为0.1 mol,CO2的物质的量为0.2 mol,水的物质的量为0.5 mol,则平衡时气体的总物质的量为0.5 mol+0.1 mol+0.2 mol+0.5 mol=1.3 mol,在同温同体积条件下,气体的总压之比等于气体的总物质的量之比,则平衡体系的总压为0.2 MPa×1.3=0.26 MPa,反应Ⅰ的平衡常数Kp=×0.26 MPa=0.02 MPa。 高考热点总结　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  【限时训练】 （60分钟） 基础落实 选择题只有1个选项符合题意 1.已知:2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH1=+566.0 kJ·mol-1 S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH2=-296.0 kJ·mol-1。 已知某反应的平衡常数K=,则该反应的ΔH3等于(　　) A.-540.0 kJ·mol-1 B.+540.0 kJ·mol-1 C.-270.0 kJ·mol-1 D.+270.0 kJ·mol-1 【答案】C 【解析】根据该反应的平衡常数K=,可知该反应的热化学方程式为2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(s)　ΔH3,该反应为Ⅲ,令反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)　ΔH1=+566.0 kJ·mol-1为Ⅰ,反应S(s)+O2(g)SO2(g)　ΔH2=-296.0 kJ·mol-1为Ⅱ,由盖斯定律可知Ⅲ=-Ⅱ-Ⅰ,则ΔH3=-ΔH2-ΔH1=(296.0-566.0) kJ·mol-1=-270.0 kJ·mol-1。 2.将一定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中,发生反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(-lg K)随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法错误的是(　　) A.C点对应状态的平衡常数K(C)=10-3.638 B.该反应的ΔH>0 C.NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态 D.30 ℃时,B点对应状态的v(正)<v(逆) 【答案】C 【解析】-lg K=3.638,则K=10-3.638,A正确;随着温度升高,由图像判断-lg K减小,平衡常数K增大,即平衡转化率提高,故正反应为吸热反应,即ΔH>0,B正确;因为反应物是一种固体,生成物为NH3和CO2,两者的体积之比始终是2∶1,故NH3的体积分数无论是否达到化学平衡,均不变,C错误;30 ℃时反应的平衡常数为K=10-3.150,B点浓度商大于平衡常数,反应逆向进行,则有v(正)<v(逆),D正确。 3.(2022·重庆卷)两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度下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体系中p(CO2)=p(H2O)=p2=2×103 Pa,则反应2的平衡常数=p(CO2)·p(H2O)=4×106 Pa2,A正确。反应1的平衡常数=p(NH3)·p(CO2)·p(H2O),=p(NH3),通入NH3后,温度不变,不变,故平衡后p(NH3)不变;通入NH3后CO2和H2O的物质的量之比仍为1∶1,由于=p(CO2)·p(H2O)不变,且p(CO2)仍然等于p(H2O),故平衡后p(CO2)和p(H2O)不变,综上所述再次平衡后各气体的分压不变,故总压强不变,B错误。反应1体系中p(NH3)=p(CO2)=p(H2O)=p1=1.2×104 Pa,=p(NH3)·p(CO2)·p(H2O)=(1.2×104)3 Pa3,刚性密闭容器中存在两种平衡,同温度下不变,由于反应1和反应2生成的H2O和CO2的物质的量之比均为1∶1,则平衡体系中H2O和CO2的物质的量之比为1∶1,设平衡时H2O、CO2的分压均为x,NH3的分压为y,则,解得x=2×103 Pa,y=4.32×105 Pa,则平衡后总压强为p(H2O)+p(CO2)+p(NH3)=2×103 Pa+2×103 Pa+4.32×105 Pa=4.36×105 Pa,C正确。缩小体积,平衡逆向移动,温度不变,则平衡常数不变,且CO2和H2O的物质的量之比仍为1∶1,根据B中分析可知再次平衡后总压强不变,D正确。 4.已知2NO+2H2===2H2O+N2的速率方程为v正=k正·cα(NO)·cβ(H2),在800 ℃下测定了不同初始浓度及正反应速率的关系,数据如表,则下列说法中正确的是(　　) 实验 c(NO)/(mol·L-1) c(H2)/(mol·L-1) v正 1 1 1 v 2 2 1 4v 3 1 2 2v 4 2 x 16v A.α、β的值分别为1、2 B.表中的x为4 C.降低温度,k正可能增大 D.若v逆=k逆·c2(H2O)·c(N2),则K= 【答案】B 【解析】比较表中实验1、2两组的数据可知,NO浓度变为原来的2倍,反应速率变为原来的4倍,故α=2,比较实验1、3两组数据可知,H2的浓度变为原来的2倍,反应速率变为原来的2倍,故β=1,A错误;根据A的分析可知,α=2,β=1,结合v正=k正·cα(NO)·cβ(H2)和表中数据可知,表中的x为4,B正确;降低温度,反应速率减慢,故k正不可能增大,只能减小,C错误;若v逆=k逆·c2(H2O)·c(N2),平衡时v正=v逆,即k正·c2(NO)·c(H2)=k逆·c2(H2O)·c(N2),则K=,D错误。 5.利用CO2和CH4反应制备合成气(CO、H2)的原理是CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH>0。温度为T ℃时,该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是(　　) A.K越大,说明反应速率、CO2的平衡转化率越大 B.增大压强,平衡向逆反应方向移动,K减小 C.升高温度,反应速率和平衡常数K都增大 D.加入催化剂,能提高合成气的平衡产率 【答案】C 【解析】K越大,说明反应进行的越完全,CO2的平衡转化率越大,但反应速率受外界因素影响,反应速率不一定越大,A错误;K只受温度影响,温度不变,则K不变,B错误;升高温度,活化分子百分数增大,反应速率增大,该反应ΔH>0,为吸热反应,则平衡常数K增大,C正确;加入催化剂,只能改变反应速率,平衡不移动,则不能提高合成气的平衡产率,D错误。 6.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+3Y2Z,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,因此反应方程式为X+3Y2Z,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。 7.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2×0.5 mol·L-1=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)=5×4=20,A正确;反应②的平衡常数K=,B正确;H2(g)+I2(g)2HI(g)和②互为可逆反应,则平衡常数互为倒数,C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,D错误。 8.向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应:2X(g)+Y(g)Z(g)　ΔH,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A.ΔH>0 B.气体的总物质的量:na>nc C.a点平衡常数:K>12 D.反应速率:va正<vb正 【答案】C 【解析】A.甲容器在绝热条件下,随着反应的进行,压强先增大后减少,根据理想气体状态方程pV=nRT可知,刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高,则说明上述反应过程放热,即ΔH<0,故A错误;B.根据A项分析可知,上述密闭溶液中的反应为放热反应,图中a点和c点的压强相等,因甲容器为绝热过程,乙容器为恒温过程,若两者气体物质的量相等,则甲容器压强大于乙容器压强,则说明甲容器中气体的总物质的量此时相比乙容器在减小,即气体总物质的量:na<nc,故B不正确;C.a点为平衡点,此时容器的总压为p,根据理想气体状态方程pV=nRT可知,在恒容条件下进行,气体的物质的量之比等于整体之比,根据A项分析可知,绝热条件下,反应平衡状态放热,所以Ta>T始,压强:pa=p始,则na<n始,可设Y转化的物质的量浓度x mol·L-1,则列出三段式如下: , 则有[(2-2x)+(1-x)+x] mol<×3 mol,计算得到x>0.75,那么化学平衡常数K==12,故C正确;D.根据图像可知,甲容器达到平衡的时间短,温度高,所以达到平衡的速率相对乙容器的快,即va正>vb正,故D错误。 9.(2023·全国新课标卷)氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题: 工业合成氨时,在不同压强下,以两种不同组成进料,反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为=0.25,另一种为=0.225、xAr=0.10。(物质i的摩尔分数:xi=) ①图中压强由小到大的顺序为　　　　,判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②进料组成中含有惰性气体Ar的图是　　　　。  ③图3中,当p2=20 MPa、=0.20时,氮气的转化率α=　　　　。该温度时,反应N2(g)+H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp=　　　　(MPa)-1(化为最简式)。  【答案】①p1<p2<p3　合成氨的反应为气体分子数减少的反应,温度相同时,压强越大,平衡时氨的摩尔分数越大　②图4　③33.33%　 【解析】①合成氨的反应中,压强越大越有利于氨的合成,因此,压强越大,平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知,在相同温度下,反应达平衡时氨的摩尔分数p1<p2<p3,因此,图中压强由小到大的顺序为p1<p2<p3,判断的依据是:合成氨的反应为气体分子数减少的反应,温度相同时,压强越大,平衡时氨的摩尔分数越大。②对比图3和图4中的信息可知,在相同温度和相同压强下,图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体Ar,反应混合物中各组分的浓度减小,各组分的分压也减小,化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动,因此,充入惰性气体Ar不利于合成氨,进料组成中含有惰性气体Ar的图是图4。③图3中,进料组成为=0.25,两者物质的量之比为3∶1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3 mol和1 mol,达到平衡时氮气的变化量为x mol,则有: 当p2=20 MPa、=0.20时,=0.20,解之得x=,则氮气的转化率α=×100%≈33.33%;平衡时N2、H2、NH3的物质的量分别为 mol,其物质的量分数分别为,则该温度下K'p=(MPa)-2,因此该温度时,反应N2(g)+H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp=(MPa)-1。 能力提升 10.25 ℃,向40 mL 0.05 mol·L-1的FeCl3溶液中加入10 mL 0.15 mol·L-1的KSCN溶液,发生反应:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,混合溶液中c(Fe3+)与反应时间(t)的变化如图所示。(盐类的水解影响忽略不计)下列说法正确的是(　　) A.在该反应过程中,A点的正反应速率小于B点的逆反应速率 B.E点对应的坐标为(0,0.05) C.该反应的平衡常数K= D.t4时向溶液中加入少量KCl固体,平衡正向移动 【答案】C 【解析】A.A点反应物浓度大于B点反应物浓度,A和B两点均没有达到平衡状态,则在该反应过程中,A点的正反应速率大于B点的逆反应速率,A错误;B.E点混合后溶液的浓度为(0.04 L×0.05 mol·L-1)÷0.05 L=0.04 mol·L-1,则E点坐标为(0,0.04),B错误;C.由图可知,平衡时Fe3+浓度为m,则络合离子浓度为0.04-m,SCN-的浓度为(0.01×0.15)÷0.05-3×(0.04-m)=3m-0.09,则K=,C正确;D.t4时向溶液中加入少量KCl固体,溶液中Fe3+、SCN-、Fe（SCN）3的浓度不变,平衡不发生移动，D错误。 11.已知反应X(g)+Y(g)R(g)+Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 ℃时,向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y,反应初始4 s内v(X)=0.005 mol·L-1·s-1。下列说法正确的是(　　) 温度/℃ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 A.4 s时容器内c(Y)=0.76 mol·L-1 B.830 ℃达平衡时,X的转化率为80% C.反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动 D.1 200 ℃时反应R(g)+Q(g)X(g)+Y(g)的平衡常数K=4 【答案】B 【解析】反应初始4 s内v(X)=0.005 mol·L-1·s-1,根据速率之比等于化学计量数之比,可知v(Y)=0.005 mol·L-1·s-1,则4 s内Δc(Y)=0.005 mol·L-1·s-1×4 s=0.02 mol·L-1,Y的起始浓度为=0.4 mol·L-1,故4 s时c(Y)=0.4 mol·L-1-0.02 mol·L-1=0.38 mol·L-1,A项错误;设平衡时X的浓度转化量为x mol·L-1,则: 故=1.0,解得x=0.08,所以平衡时X的转化率为×100%=80%,B项正确;由表格数据可知,温度升高,化学平衡常数减小,平衡逆向移动,C项错误;1 200 ℃时反应X(g)+Y(g) R(g)+Q(g)的平衡常数为0.4,所以反应R(g)+Q(g) X(g)+Y(g)的平衡常数为=2.5,D项错误。 12.氨基甲酸铵发生分解的化学方程式为NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。利用如下装置测定不同温度下该反应以分压表示的化学平衡常数Kp。 步骤Ⅰ:关闭K3,打开K1和K2,开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭K1; 步骤Ⅱ:关闭K2,缓慢开启K3至U形管两边液面相平并保持不变,读取压强数值。 记录25 ℃、30 ℃下压强分别为12.0 kPa、17.1 kPa。下列说法错误的是(　　) A.氨基甲酸铵分解反应的ΔH>0 B.该反应25 ℃时的化学平衡常数Kp=2.56×1011 Pa3 C.步骤Ⅰ中测压仪数值未稳定即关闭K1,Kp测量值偏小 D.步骤Ⅱ中读数时U形管左侧液面偏高,Kp测量值偏大 【答案】C 【解析】升高温度平衡右移,正反应为吸热反应,A项正确;25 ℃平衡时,p(NH3)=12.0 kPa×=8 kPa,p(CO2)=12.0 kPa×=4 kPa,Kp=(8 000 Pa)2×4 000 Pa=2.56×1011 Pa3,B项正确;步骤Ⅰ中测压仪数值未稳定即关闭K1,说明未抽成真空状态,装置中留有空气,最终测压仪所测压强偏大,Kp测量值偏大,C项错误;步骤Ⅱ中读数时U形管左侧液面偏高,说明U形管右侧压强较大,即所测压强偏大,Kp测量值偏大,D项正确。 13.乙酸是生物油的主要成分之一,乙酸制氢具有重要意义: 热裂解反应:CH3COOH(g)===2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+213.7 kJ·mol-1 脱羧基反应:CH3COOH(g)===CH4(g)+CO2(g)　ΔH=-33.5 kJ·mol-1 若利用合适的催化剂控制其他的副反应,温度为T K时达到平衡,总压强为p kPa,热裂解反应消耗乙酸20%,脱羧基反应消耗乙酸60%,乙酸体积分数为　　　　(计算结果保留1位小数);脱羧基反应的平衡常数Kp为　　　　 kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。  【答案】9.1%　0.8p 【解析】设起始时n(CH3COOH)=1 mol, 乙酸体积分数为×100%≈9.1%,脱羧基反应的Kp= kPa≈0.8p kPa。 14.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)。 (1)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A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。  ②T2时该反应的平衡常数K=　　　　。  ③T2时Cl2的平衡转化率为　　　　。  (2)若按投料比n(NO)∶n(Cl2)=2∶1把NO和Cl2加入一恒压的密闭容器中发生反应,平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图B所示: ①该反应的ΔH　　　　(填“>”“<”或“=”)0。  ②在p压强条件下,M点时容器内NO的体积分数为　　　　。  ③若反应一直保持在p压强条件下进行,则M点的压强平衡常数Kp=　　　　(用含p的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)。  【答案】(1)①0.1　②2　③50% (2)①<　②40%　③ 【解析】(1)①10 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)=×100%=50%。(2)①根据图像,升高温度,平衡时NO的转化率减小,平衡逆向移动,说明该反应的正反应属于放热反应,ΔH<0。②根据图像,在p压强条件下,M点NO的转化率为50%,根据2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)可知,气体减小的体积为反应的NO的体积的一半,因此NO的体积分数为×100%=40%。③设NO的物质的量为2 mol,则Cl2的物质的量为1 mol M点的压强平衡常数Kp=。 学科网（北京）股份有限公司 $