第9章 4.考法突破16 分压平衡常数的计算（word练习）-【高考突破新方案】2027年高考化学大一轮复习练案

**基本信息** 聚焦分压平衡常数计算，覆盖恒温恒容/恒压、气体分子数变/不变等多情境，以题串联分压概念、平衡移动与Kp计算逻辑，体现科学思维与化学观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |高考真题|7题|含单反应/多反应体系、结合转化率/选择性/图像分析的Kp计算|从分压定义出发，结合平衡移动原理推导Kp表达式，体现概念→原理→计算的生成关系| |高考模拟|3题|涉及Kx、多反应竞争及工业情境的Kp计算|通过真实反应情境强化Kp与反应条件、物质转化的关联，培养模型建构能力|

考法突破16 分压平衡常数的计算 高考真题 1.★★(条件:恒温恒压,气体分子数相等的反应)(2024贵州,17节选)(5)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)。  答案 (5)20% 或 2.★★★(条件:恒温恒容,气体分子数不等的反应)(2025湖南,18节选)(3)在反应器中,发生如下反应: 反应ⅰ:2C2H4(g) C4H8(g) ΔH1=-104.7 kJ·mol-1 反应ⅱ:2C2H4(g)+H2(g) C4H10(g) ΔH2=-230.7 kJ·mol-1 计算反应C4H8(g)+H2(g) C4H10(g)的ΔH= kJ·mol-1,该反应 (填标号)。  A.高温自发 B.低温自发 C.高温低温均自发 D.高温低温均不自发 (4)一定温度下,CO、C2H4和H2(体积比为x∶2∶1)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器(入口压强为100 kPa)发生反应ⅰ和ⅱ。有CO存在时,反应ⅱ的反应进程如图1所示。随着x的增加,C2H4的转化率和产物的选择性(选择性=×100%)如图2所示。 ①根据图1,写出生成C4H10的决速步反应式 ;C4H10的选择性大于C4H8的原因是 。  ②结合图2,当x≥2时,混合气体以较低的流速经过恒容反应器时,反应近似达到平衡,随着x的增大,C2H4的转化率减小的原因是 ;当x=2时,该温度下反应ⅱ的Kp= (kPa)-2(保留两位小数)。  答案 (3)-126.0 B (4)①*C2H5+*C2H4 *C4H9 生成C4H10的活化能(或能垒)低于生成C4H8的,生成C4H10的反应速率更快 ②反应ⅰ和ⅱ为气体分子数减小的反应,入口压强不变,随着x增大,反应体系的分压减小,平衡逆向移动 0.16 3.★★★★(涉及Kx及恒温恒压下Kp的计算)(2025河北,17节选)(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 按化学计量比进料,固定平衡转化率α,探究温度与压强的关系。α分别为0.4、0.5和0.6时,温度与压强的关系如图: ①代表α=0.6的曲线为 (填“L1”“L2”或“L3”);原因是 。  ②ΔH 0(填“>”“<”或“=”)。  ③已知:反应aA(g)+bB(g) yY(g)+zZ(g),Kx=,x为组分的物质的量分数。 M、N两点对应的体系,Kx(M) Kx(N)(填“>”“<”或“= ”),D点对应体系的Kx的值为 。  ④已知:反应aA(g)+bB(g) yY(g)+zZ(g),Kp=,p为组分的分压。调整进料比为n(CO)∶n(H2)=m∶3,系统压强维持p0 MPa,使α(H2)=0.75,此时Kp= MPa-4(用含有m和p0的代数式表示)。  答案 (2)①L1 该反应的正反应为气体分子数减小的反应,温度相同时,增大压强,平衡正向移动,平衡转化率α增大 ②< ③= 12 ④ 4.★★★(条件:恒温恒压,气体分子数相等的反应)(2025河南,17节选)CaCO3的热分解与NixPy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 回答下列问题: (4)恒压条件下,CH4重整反应可以促进CaCO3分解,原因是 。  (5)在温度分别为T1、T2和T3下,CH4的平衡转化率与压强的关系如图所示,反应温度最高的是 (填“T1”“T2”或“T3”),原因是 。  (6)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Kp= (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 (4)CH4重整反应消耗了CO2,从而促进CaCO3分解反应平衡正向移动;或恒压条件下加入CH4气体,CO2的分压降低,CaCO3分解反应平衡正向移动(答出一条即可) (5)T1 反应Ⅰ和Ⅱ均为吸热反应,当压强一定时,升高温度,平衡正向移动,CH4平衡转化率最大的曲线对应的反应温度最高 (6)1.2 70% 5.★★★★(条件:恒温恒压,气体分子数不等的反应)(2025安徽,17节选)Ⅱ.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: 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 (填标号)。  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下图。 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. 0.675p2 6.★★★★(条件:恒温恒压,气体分子数不等的反应)(2025陕晋青宁,17,15)MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线,主要反应如下: Ⅰ.MgCO3(s) MgO(s)+CO2(g) ΔH1=+101 kJ·mol-1 Ⅱ.CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH2=-166 kJ·mol-1 Ⅲ.CO2(g)+H2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH3=+41 kJ·mol-1 回答下列问题: (1)计算MgCO3(s)+4H2(g) MgO(s)+2H2O(g)+CH4(g) ΔH4= kJ·mol-1。  (2)提高CH4平衡产率的条件是 。  A.高温高压 B.低温高压 C.高温低压 D.低温低压 (3)高温下MgCO3分解产生的MgO催化CO2与H2反应生成CH4,部分历程如图,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号),生成水的基元反应方程式为 。  (4)100 kPa下,在密闭容器中H2(g)和MgCO3(s)各1 mol发生反应。反应物(H2、MgCO3)的平衡转化率和生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如下图(反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑)。 注:含碳生成物选择性=×100% ①表示CH4选择性的曲线是 (填字母)。  ②点M温度下,反应Ⅱ的Kp= (kPa)-2(列出计算式即可)。  ③在550 ℃下达到平衡时,n(CO)= mol。500~600 ℃,随温度升高H2平衡转化率下降的原因可能是   。  答案 (1)-65 (2)B (3)④ HO*+C+H*++H2O C+H*+2H2O(或HO*+C+ C+H2O) (4)①c ② ③ 0.2 反应Ⅱ为放热反应,反应Ⅲ为吸热反应。500~600 ℃,反应Ⅰ已反应完全,随温度升高,反应Ⅱ平衡逆向移动使n(H2)增大的程度大于反应Ⅲ平衡正向移动使n(H2)减小的程度,所以H2平衡转化率下降 7.★★★★(条件:恒温恒容,气体分子数不等的反应)(2024河北,17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。 (1)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 ①若正反应的活化能为E正kJ·mol-1,则逆反应的活化能E逆= kJ·mol-1(用含E正的代数式表示)。  ②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1。 图1 图1中温度由高到低的顺序为 ,判断依据为 。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。  ③图2曲线中能准确表示T1温度下Δp随进料比变化的是 (填字母)。  图2 答案 (1)①E正+67.59 ②T3、T2、T1 该反应为气体分子数减小的反应,且ΔH<0,反应正向进行时,容器内压强减小,温度从T3到T1,平衡时的Δp增大,说明反应正向进行程度逐渐增大,对应温度逐渐降低 75% 0.03 ③D 高考模拟 8.★★★(条件:恒温恒压)(2026届重庆育才中学、西南大学附中入学联合诊断,17节选)Ⅳ.在不同压强下,按x(H2)=0.75、x(N2)=0.25进料[物质i的物质的量分数:x(i)=], 反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达平衡时NH3的物质的量分数与温度的关系如图所示。 (5)p1、p2、p3由大到小的顺序为 。  (6)在温度为T1℃、p2=16 MPa时,N2的转化率α= 。该温度下,反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数Kp= MPa2(保留一位小数)。  答案 (5)p3、p2、p1 (6)40% 136.7 9.★★★(条件:恒温恒容)(2026届江西宜春一中9月考,17节选)将CO2转化为高附加值化学品是目前研究的热点之一,甲醇是重要的化工原料和优良的替代燃料,因此CO2加氢制甲醇被广泛关注。CO2与H2在催化剂作用下主要发生以下反应: ⅰ.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4 kJ· mol-1 ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41 kJ· mol-1 ⅲ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3 (2)将1 mol CO2和3 mol H2充入容积为2 L的密闭容器中,只发生反应ⅰ和ⅱ。在190~250 ℃、8 MPa下,以CuO-ZnO、CuO-Zn@SiO2作催化剂,研究反应相同时间在不同催化剂的作用下,CO2转化率、CH3OH选择性、CH3OH收率与温度的关系如图a、图b所示;280~360 ℃下,在某催化剂作用下探究CO2的平衡转化率及CH3OH的选择性随温度变化的关系如图c所示。已知:选择性=生成目标产物所消耗的反应物的物质的量÷参与反应的反应物的物质的量×100%。 图c ①分析图a和图b,在该压强下反应的最适宜催化剂为 。  ②分析图c,随着反应温度的升高,CO2平衡转化率增大,但CH3OH选择性降低的原因是 。  ③312 ℃时,若起始压强为12.7×105 kPa,反应ⅱ的Kp= (Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。  答案 (2)①CuO-Zn@SiO2 ②温度升高,反应ⅱ平衡正向移动的程度大于反应ⅰ平衡逆向移动的程度,则CO2的平衡转化率增大;温度升高反应ⅰ平衡逆向移动,甲醇的选择性降低 ③0.001 3 10.★★★(条件:恒温恒压)(2026届广东揭阳9月考,19节选)(2)一定条件下,通过H2的还原作用,CO2可转化为甲醚(CH3OCH3),反应如下: 反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) 反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) 反应Ⅲ:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) 将H2与CO2按照3∶1的体积比通入p=4 MPa的恒压容器中,反应过程中CO2的平衡转化率(X)与部分含碳物质的平衡收率(Y)随温度的变化如图所示。520 K达到平衡时,n(H2)∶n(H2O)=7.7∶1。 已知: Ⅰ.选择性=×100%; Ⅱ.收率(Y)=×100%。 ①520 K时,甲醚的选择性为 (保留两位有效数字)。  ②该温度下,反应Ⅰ的压强平衡常数Kp= (保留两位有效数字)。  ③甲醚的选择性在520~532 K范围内随温度的升高而 (填“减小”“不变”或“增大”)。  答案 (2)①58% ②9.1×10-3 ③减小 学科网（北京）股份有限公司 $