还剩16页未读，
继续阅读
03 常考题空3 分压平衡常数(Kp)计算 （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用）
展开
这是一份03 常考题空3 分压平衡常数(Kp)计算 （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用），共19页。
常考题空3 分压平衡常数(Kp)计算
【高考必备知识】
1．分压平衡常数(Kp)
(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
(2)分压定律
①分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和
p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋…＝p
②气体的分压之比等于其物质的量之比：＝
③某气体的分压p(B)与总压之比等于其物质的量分数：＝＝x(B)
则：气体的分压＝气体总压×体积分数＝总压×物质的量分数
(3)分压平衡常数Kp (只受温度影响)
一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压
幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示，Kp的表达式如下：
，其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为A、B、C、D各气体的分压
2．Kp计算的两种模板
模板1．根据“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)”计算压强平衡常数
第一步
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
第二步
计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。
第三步
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(或物质的量分数)
第四步
根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝
模板2．直接根据分压强计算压强平衡常数
N2(g) ＋ 3H2(g)2NH3(g)
p(始)： p0 3p0 0
Δp： p 3p 2p
p(平)： p0－p 3p0－3p 2p
Kp＝
【典题示例】
1．SO2与Cl2反应可制得磺酰氯(SO2Cl2)，反应为SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)。按投料比1∶1把SO2与Cl2充入一恒压的密闭容器中发生上述反应，SO2的转化率与温度T的关系如下图所示：
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)
2．在温度T下，容积固定的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol H2发生2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)，起始压强为p0，一段时间后，反应达到平衡，此时压强p==0.9p0，则NO的平衡转化率α(NO)==________(结果保留三位有效数字)，该反应的平衡常数Kp==________(用含p的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡常数，且某气体的分压＝总压×该气体的物质的量分数)
3．Binoist等进行了H2S热分解实验：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)，开始时，当1 mol H2S与23.75 mol Ar混合，在101 kPa及不同温度下反应达平衡时H2、H2S及S2(g)的体积分数如图3所示，该反应在Q点对应温度下的平衡常数Kp＝________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数，结果保留小数点后两位)
4．353 K时，在刚性容器中充入CH3OH(g)，发生反应：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)。体系的总压强p随时间t的变化如表所示：
t/min
0
5
10
15
20
∞
p/kPa
101.2
107.4
112.6
116.4
118.6
121.2
(1)若升高反应温度至373 K，则CH3OH(g)分解后体系压强p∞(373 K)__________121.2 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是__________________________________
(2)353 K时，该反应的平衡常数Kp＝________(kPa)2(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)
5．丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝＋124 kJ·mol－1
(1)总压分别为100 kPa、10 kPa 时发生该反应，平衡体系中C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系如图所示，100 kPa时，C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是______、______
(2)某温度下，在刚性容器中充入C3H8，起始压强为10 kPa，平衡时总压为13.3 kPa，C3H8的平衡转化率为________，该反应的平衡常数Kp＝______kPa(保留1位小数)
6．有效除去大气中的SO2和氮氧化物，是打赢蓝天保卫战的重中之重。某温度下，N2O5 气体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)(慢反应) ΔH＜0，2NO2(g)N2O4(g)(快反应) ΔH＜0，体系的总压强p总和p(O2)随时间的变化如图所示：
(1)图中表示O2压强变化的曲线是___________(填“甲”或“乙”)
(2)已知N2O5 分解的反应速率v＝0.12p(N2O5) kPa·h－1，t＝10 h时，p(N2O5)＝______ kPa，v＝_____kPa·h－1(结果保留两位小数，下同)
(3)该温度下2NO2(g)N2O4 (g)反应的平衡常数Kp＝____________kPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数)
【真题演练】
1．(2022·全国甲卷)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法
(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1＝172kJ·mol－1
(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH2＝－51kJ·mol－1
在1.0×105pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常数 Kp(1400℃)＝_______Pa
2．(2022·全国乙卷)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。
H2S热分解反应：2H2S(g)===S2(g)＋2H2 ΔH4＝170kJ·mol－1
在1470K、100kPa反应条件下，将n(H2S)：n(Ar)＝1：4的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S 与H2的分压相等，H2S 平衡转化率为________，平衡常数Kp＝________kPa
3．(2022·湖南卷)2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。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，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)
4．(2021·湖北卷)对于反应I，总压恒定为100kPa，在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体（N2不参与反应），从平衡移动的角度判断，达到平衡后“通入N2”的作用是_____________________________________________；在温度为T1时，C3H8的平衡转化率与通入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图所示，计算T1时反应I的平衡常数Kp＝______kPa(保留一位小数)
5．(2020·全国Ⅰ卷)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：
SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为________，平衡常数Kp＝________________________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
6．(2020·全国卷Ⅱ)乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)，容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp＝______________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
7．(2020·全国卷Ⅲ)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：
CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示
根据图中点A(440 K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp＝ (MPa)－3(列出计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)
8．(2019·全国卷Ⅱ)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
某温度，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应(g)＋I2(g)(g)＋2HI(g) ΔH>0，起始总压为105 Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为_________，该反应的平衡常数Kp＝______Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有________
A．通入惰性气体 B．提高温度 C．增加环戊烯浓度 D．增加碘浓度
9．(2018·全国卷Ⅰ)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：
2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)
2N2O4(g)
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
t/min
0
40
80
160
260
1 300
1 700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH＝－4.4 kJ·mol－1
2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－55.3 kJ·mol－1
(1)若提高反应温度至35 ℃，则 N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃)________63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是____________________________________
(2)25 ℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝______________ kPa，该温度下，2NO2(g)N2O4(g)的Kp为______________(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)
(3)对于N2O4(g)2NO2(g)反应达到平衡时Kp(35 ℃)________Kp(25 ℃)(填“>”“<”或“＝”)
【经典模拟】
1．在气体总压强分别为p1和p2时，反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)在不同温度下达到平衡，测得SO3(g)及SO2(g)的物质的量分数如图所示：
(1)压强：p1________(填“>”或“<”)p2
(2)若p1＝0.81 MPa，起始时充入一定量的SO3(g)发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp＝________MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算。分压＝总压×物质的量分数)
2．在容积恒为2 L的密闭容器中充入2 mol CH3OH(g)和2 mol CO(g)，在一定温度下发生反应
CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g)，测得容器内的压强随时间的变化如下表所示
t/min
0
2
4
6
8
10
12
14
p/kPa
P0
－
0.8P0
－
－
0.7P0
0.7P0
0.7P0
在此条件，0～4 min的v(CH3OH)＝______kPa·min－1，该反应的平衡常数Kp＝______(kPa)－1 (以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)
3．用CO2和天然气可以制备CO和H2：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。密闭容器中浓度均为0.1 mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4的平衡转化率[α(CH4)]与温度及压强的关系如图所示，则压强p1________p2(填“＞”或“＜”)。若p2＝3 MPa，则T ℃时该反应的平衡常数Kp＝________(MPa)2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
4．已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g) ΔH<0。设m为起始时的投料比，即m＝
(1)图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为___________________________________
(2)图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为________________________________________
(3)图3表示在总压为5 MPa的恒压条件下，且m＝3时，平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。则曲线d代表的物质化学名称为________，T4温度时，该反应平衡常数Kp的计算式为(不必化简)____________
5．活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO，在1 L恒容密闭容器中加入0.100 0 mol NO和2.030 mol固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如表：
活性炭/mol
NO/mol
A/mol
B/mol
p/MPa
200 ℃
2.000
0.040 0
0.030 0
0.030 0
3.93
335 ℃
2.005
0.050 0
0.025 0
0.025 0
p
根据表中数据，写出容器中发生反应的化学方程式：______________________________________________，
判断p________(选填“>”“<”或“＝”)3.93 MPa。计算反应体系在200 ℃时的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)
6．活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)＋2C(s)N2(g)＋2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量活性炭发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：
计算C点时该反应的压强平衡常数Kp＝________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
7．用测压法在刚性密闭容器中研究T ℃时4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)的分解反应，现将一定量的NO充入该密闭容器中，测得体系的总压强随时间的变化如下表所示：
反应时间/min
0
10
20
30
40
压强/MPa
15.00
14.02
13.20
12.50
12.50
(1)20 min时，NO的转化率α==________%
(2)T ℃时，4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)反应的平衡常数Kp==________(Kp为以分压表示的平衡常数)
8．在恒容密闭容器中，加入足量的MoS2和O2，仅发生反应：2MoS2(s)＋7O2(g)2MoO3(s)＋4SO2(g) ΔH。
测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示：
(1)p1、p2、p3的大小：________
(2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，则A点平衡常数Kp＝________(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压＝总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可)
9．甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p，单位为Pa)与温度(t，单位为℃)的关系如图所示。
(1)t1 ℃时，向V L恒容密闭容器中充入0.12 mol CH4，只发生反应2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)，达到平衡时，测得p(C2H4)＝p(CH4)。CH4的平衡转化率为________。在上述平衡状态某一时刻，改变温度至t2 ℃，CH4以0.01 mol·L－1·s－1的平均速率增多，则t1________(填“>”“＝”或“<”)t2
(2)在图中，t3 ℃时，化学反应2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)的压强平衡常数Kp＝________Pa2
10．500 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2，模拟合成氨的反应，容器内的压强随时间的变化如下表所示：
时间/min
0
10
20
30
40
＋∞
压强/MPa
20
17
15
13.2
11
11
(1)达到平衡时N2的转化率为
(2)用压强表示该反应的平衡常数Kp＝ (Kp等于平衡时生成物分压幂的乘积与反应物分压幂的乘积的比值，某物质的分压等于总压×该物质的物质的量分数)
11．在一密闭容器中，起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S)∶n(CH4)＝2∶1，发生反应：
CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g)。0.1 MPa时，温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如图所示：
(1)该反应ΔH (填“>”或“<”)0
(2)M点，H2S的平衡转化率为 ，为提高H2S的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是 (列举一条)
(3)N点，平衡分压p(CS2)＝ MPa，对应温度下，该反应的KP ＝ (MPa)2 (KP为以分压表示的平衡常数)
12．在保持体系总压为105Pa的条件下进行反应SO2＋O2SO3，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：
(1)图中m1、m2、m3的大小顺序为________，反应的化学平衡常数Kp表达式为________(用平衡分压代替平衡浓度表示)
(2)图中A点原料气的成分是：n(SO2)＝10 mol，n(O2)＝24.4 mol，n(N2)＝70 mol，达平衡时SO2的分压p(SO2)为________ Pa (分压＝总压×物质的量分数)
13．某密闭容器中存在反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0，起始时容器中只有a mol/L CO和b mol/L H2，平衡时测得混合气体中CH3OH的物质的量分数[φ(CH3OH)]与温度(T)、压强(p)之间的关系如图所示。
(1)温度T1和T2时对应的平衡常数分别为K1、K2，则K1________(填“>”“<”或“＝”)K2；若恒温(T1)恒容条件下，起始时a＝1、b＝2，测得平衡时混合气体的压强为p1，则T1时该反应的压强平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数，用含p1的代数式表示)
(2)若恒温恒容条件下，起始时充入1 mol CO和2 mol H2，达平衡后，CO的转化率为α1，此时，若再充入1 mol CO和2 mol H2，再次达平衡后，CO的转化率为α2，则α1________(填“>”“<”或“＝”)α2
14．某研究小组研究T1℃、T2℃时，氮硫的氧化物的转化：NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(g) ΔH<0中lg p(NO2)和lg p(SO3)关系如图2所示，实验初始时体系中的p(NO2)和p(SO2)相等、p(NO)和p(SO3)相等
(1)T1______T2(填“>”“<”或“＝”)，温度为T1时化学平衡常数Kp＝________
(2)由平衡状态a到b，改变的条件是____________________________________________________
15．亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂。可通过以下反应制得：2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)。按投料比[n(NO)∶n(Cl2)]＝2∶1把NO和Cl2加入到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)的关系如图所示：
(1)该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0
(2)在压强为p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＝b Pa压强条件下进行，则M点的分压平衡常数Kp＝________(用含b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)。
(4)实验测得，v正＝k正·c2(NO)·c(Cl2)，v逆＝k逆·c2(ClNO)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。
①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数________(填“>”“<”或“＝”)k逆增大的倍数。
②若在2 L的密闭容器中充入1 mol Cl2和1 mol NO，在一定温度下达到平衡时，NO的转化率为40%，则
k正∶k逆＝________(保留一位小数)
16．乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。热化学方程式为：
C2H4(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g) ΔH＝－45.5 kJ·mol－1
下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。
列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
17．以CO作还原剂与磷石膏反应，不同反应温度下可得到不同的产物。向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应体系起始总压强为0.1a MPa，不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图所示。在低于800 ℃时主要反应的化学方程式为_______________________；1 150 ℃下，反应CaSO4＋COCaO＋CO2＋SO2达到平衡时，c平衡(SO2)＝8.0×10－5 mol·L－1，CO的转化率为80%，则c初始(CO)＝________ mol·L－1，该反应的压强平衡常数Kp＝________(用含a的代数式表示；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数；忽略副反应)
【常考题空3 分压平衡常数(Kp)计算】答案
【典题示例】
1．
解析：据图可知M点SO2的转化率为50%，设初始投料为2 mol SO2和2 mol Cl2，列三段式有
SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)
起始/mol 2 2 0
转化/mol 1 1 1
平衡/mol 1 1 1
所以p(SO2)＝p(Cl2)＝p(SO2Cl2)＝p，所以Kp＝＝。
2．33.3%
解析：根据题意可列出三段式：
2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)
起始/mol: 2 3 0 0
转化/mol: 2x 2x x 2x
平衡/mol: 2－2x 3－2x x 2x
反应达到平衡，此时压强p＝0.9p0，则有＝＝＝0.9，解得x＝0.5，故NO的转化率α(NO)≈33.3%，由分压公式p∞＝p可知，p(H2)＝p，p(NO)＝p，p(N2)＝p，p(H2O)＝p，则Kp＝＝＝。
3．1.01
解析：设S2(g)的生成量为a mol，则有
2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)
n始 1 0 0
Δn 2a a 2a
n平 1－2a a 2a
Q点：1－2a＝2a，a＝0.25
p(H2S)＝×101 kPa＝2.02 kPa＝p(H2)
p(S2)＝×101 kPa＝1.01 kPa
K＝＝1.01 kPa。
4．(1)大于 CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)的正反应为气体体积增大的吸热反应，温度升高，平衡右移，气体物质的量增加，容器体积不变，总压强变大
(2)43.9
解析：(1)反应CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)的正反应为气体体积增大的吸热反应，温度升高，平衡右移，气体物质的量增加，容器体积不变，总压强变大，则升高反应温度至373 K，则CH3OH(g)分解后体系压强p∞(373 K)大于121.2 kPa；
(2)353 K时，初始时平衡体系总压强为101.2 kPa，平衡时体系总压强为121.2 kPa，设初始投入CH3OH(g)为1 mol，平衡时消耗CH3OH(g)的物质的量为x。
CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)
始/mol 1 0 0
变/mol x x 2x
平/mol 1－x x 2x
根据相同条件下，物质的量之比等于压强之比，则＝，解得x＝ mol，则平衡时，H2的物质的量为 mol，CH3OH的物质的量为 mol，CO的物质的量为 mol，平衡时的总物质的量为 mol，该反应的平衡常数Kp＝＝≈43.9(kPa)2。
5．(1)a d
(2)33% 1.6
解析 (1)C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝＋124 kJ·mol－1，正反应吸热，升高温度，平衡正向移动，C3H8(g)的物质的量分数减小，C3H6(g)的物质的量分数增大；该反应为气体体积增大的反应，增大压强，化学平衡逆向移动，因此表示100 kPa时，C3H8的物质的量分数随温度变化关系的曲线是a，C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线是d。(2)同温同体积条件下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，设C3H8的平衡转化率为x，
C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)
起始/kPa 10 0 0
反应/kPa 10x 10x 10x
平衡/kPa 10(1－x) 10x 10x
则10(1－x)＋10x＋10x＝13.3，解得：x＝0.33，
Kp＝≈1.6 kPa。
6．(1)乙
(2)28.20 3.38
(3)0.05
解析：(1)根据反应分析，随着反应的进行氧气的压强从0开始逐渐增大，所以乙为氧气的压强变化曲线。
(2)t＝10 h时，p(O2)＝12.8 kPa ，由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)分析，反应的五氧化二氮的分压为25.6 kPa ，起始压强为53.8 kPa，所以10 h时p(N2O5)＝(53.8－25.6)kPa ＝28.20 kPa ，N2O5 分解的反应速率v＝0.12p(N2O5) kPa·h－1＝0.12×28.20 kPa·h－1≈3.38 kPa·h－1。
(3)N2O5完全分解时，p(NO2)＝53.8 kPa×2＝107.6 kPa，p(O2)＝＝26.9 kPa。
由题可得： 2NO2(g)N2O4 (g)
起始分压/kPa 107.6 0
改变分压/kPa 2x x
平衡分压/kPa 107.6－2x x
有107.6－2x＋x＋26.9＝94.7 kPa，解得x＝39.8 kPa，平衡常数Kp＝ kPa－1≈0.05 kPa－1。
【真题演练】
1．7.2×105
解析：从图中可知，1400℃，体系中气体平衡组成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO是0.6，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)==Pa=7.2×105Pa
2．50% 4.76
解析：假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和4mol，根据三段式可知：
平衡时H2S和H2的分压相等，则二者的物质的量相等，即1－x＝x，解得x＝0.5，所以H2S的平衡转化率为，所以平衡常数Kp＝＝≈4.76kPa
3．0.02MPa
解析：反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，则水的变化量为0.5mol，水的平衡量也是0.5mol，由于CO的物质的量为0.1mol，则根据O原子守恒可知CO2的物质的量为0.2mol，生成0.2mol CO2时消耗了0.2mol CO，故在反应Ⅰ实际生成了0.3molCO；由H原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为0.5mol，CO的物质的量为0.1mol，CO2的物质的量为0.2mol，水的物质的量为0.5mol，则平衡时气体的总物质的量为0.5mol+0.1mol+0.2mol+0.5mol=1.3mol，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0.2MPa1.3=0.26MPa，反应IC(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常数Kp= 。
4．减小气体浓度，使平衡右移，提高C3H8(g)的转化率 16.7
解析：达到平衡后，通入N2，为维持恒压状态，容器体积必须增大，则平衡向气体体积增大的反应及正向移动，C3H8(g)的转化率增大。根据图a，C3H8的物质的量分数为0.4时，其平衡转化率为50%，假设混合气体为1mol，则起始时C3H8为0.4mol，N2为0.6mol，运用三行式分析法可求出平衡时C3H8为0.2mol，C3H6为0.2mol， H2为0.2mol，N2为0.6mol。进而求出C3H8、C3H6、H2的分压均为100/6kPa，，则T1时反应I的平衡常数可求得为16.7kPa；
5．p
解析：设通入的SO2、O2和N2共100 mol，利用三段式法进行计算：
SO2(g)＋O2(g)SO3(g)
起始量/mol 2m m 0
转化量/mol 2mα mα 2mα
平衡量/mol 2m－2mα m－mα 2mα
平衡时气体的总物质的量为(3m＋q－mα)mol，则p(SO2)＝p×，p(O2)＝p×，p(SO3)＝p×，因3m＋q＝100，Kp＝，代入计算得Kp＝。
6．
解析：设容器中通入的乙烷和氢气均为1 mol，则：
C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g) n(总)
初始量/mol 1 0 1
转化量/mol α α α
平衡量/mol 1－α α 1＋α 2＋α
Kp＝＝
7．×或×
解析：原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 Mpa建立平衡。由A点坐标可知，该温度下，氢气和水的物质的量分数均为0.39，则乙烯的物质的量分数为水的四分之一，即，二氧化碳的物质的量分数为氢气的三分之一，即，因此，该温度下反应的平衡常数Kp＝×(MPa)－3＝×(MPa)－3。
8．40% 3.56×104 BD
解析：设容器中起始加入I2(g)和环戊烯的物质的量均为a，平衡时转化的环戊烯的物质的量为x，列出三段式：
(g) ＋ I2(g)(g)＋2HI(g)
起始/mol a a 0 0
转化/mol x x x 2x
平衡/mol a－x a－x x 2x
根据平衡时总压强增加了20%，且恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比，得＝，解得x＝0.4a，则环戊烯的转化率为×100%＝40%，平衡时(g)、I2(g)、(g)、HI(g)的分压分别为、、、，则Kp＝＝p总，根据p总＝1.2×105 Pa，可得Kp＝×1.2×105 Pa≈3.56×104 Pa。通入惰性气体，对反应的平衡无影响，A项不符合题意；反应为吸热反应，提高温度，平衡正向移动，可提高环戊烯的平衡转化率，B项符合题意；增加环戊烯浓度，能提高I2(g)的平衡转化率，但环戊烯的平衡转化率降低，C项不符合题意；增加I2(g)的浓度，能提高环戊烯的平衡转化率，D项符合题意。
9．(1)大于 温度升高，体积不变，总压强提高；NO2二聚为放热反应，温度升高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高
(2)13.4 0.075
(3)>
解析：(1)①2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－55.3 kJ·mol－1→升高温度、平衡左移→气体增多→刚性(恒容)反应器压强增大，②温度越高压强越大，根据①②分析可知p∞(35 ℃)>63.1 kPa。
(2)恒温恒容反应器，物质的量之比等于压强之比，可用分压表示组分的物质的量。N2O5完全分解生成N2O4和O2，起始p(N2O5)＝35.8 kPa，其完全分解时p(N2O4)＝35.8 kPa，p(O2)＝17.9 kPa，设25 ℃平衡时N2O4转化了x，则
N2O4(g) 2NO2(g)
平衡 35.8 kPa－x 2x
35．8 kPa－x＋2x＋17.9 kPa＝63.1 kPa，
解得x＝9.4 kPa。则p(N2O4)＝35.8 kPa－9.4 kPa＝26.4 kPa，p(NO2)＝2×9.4 kPa＝18.8 kPa，
Kp＝＝ kPa≈13.4 kPa。此温度下，Kp′＝＝0.075。
(3)此反应为吸热反应，因此温度升高化学平衡常数增大。
【经典模拟】
1．(1)＞
(2)0.06
解析：(1)当温度相同时，增大压强，平衡逆向进行，SO3含量升高，所以根据图像可知压强p1＞p2。
(2)设充入SO3的量为1 mol，则依据三段式可知：
2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)
始/mol 1 0 0
变/mol 2x 2x x
平/mol 1－2x 2x x
因此＝0.5，解得x＝0.2，所以该反应的平衡常数Kp＝ MPa＝0.06 MPa。
2．0.05P0
解析：在此条件，0～4 min的v(CH3OH)＝＝0.05P0 kPa·min－1；设平衡时CH3OH反应了x mol，列出三段式：
CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g)
起始/mol 2 2 0
转化/mol x x x
平衡/mol 2－x 2－x x
反应后总物质的量为(4－x)mol，T、V一定时，n和p成正比，所以＝，解得x＝1.2，则反应后总物质的量为2.8 mol，CH3OH的物质的量分数为＝＝，CO的物质的量分数为＝＝，HCOOCH3的物质的量分数为＝＝，则Kp＝＝(kPa)－1＝(kPa)－1。
3．＜ 4
解析：由图可知，在相同温度下，压强由p2→p1时，CH4的平衡转化率增大，说明平衡正向移动，这是一个气体分子数增大的反应，则减小压强，平衡正向移动，所以p1＜p2；设容器的体积为1 L，由题图可知，平衡时n(CH4)＝n(CO2)＝0.1 mol·L－1×1 L×(1－50%)＝0.05 mol，n(H2)＝n(CO)＝0.1 mol·L－1×1 L×50%×2＝0.1 mol，所以p(CH4)＝p(CO2)＝p2×＝0.5 MPa，p(H2)＝p(CO)＝p2×＝1.0 MPa，所以Kp＝＝＝4 (MPa)2。
4．(1)T3>T2>T1
(2)m1>m2>m3
(3)乙醇
解析：(1)反应为放热反应，温度越高转化率越小，则T3＞T2＞T1。
(2)图2中m1、m2、m3投料比从大到小的顺序为m1＞m2＞m3，因相同温度下，增大氢气的量，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大。
(3)温度升高，反应逆向进行，所以产物的物质的量是逐渐减少的，反应物的物质的量增大，由图可知，曲线a代表的物质为H2，b表示CO2，c为H2O，d表示乙醇；设开始氢气的投入量是3n mol，则二氧化碳是n mol，二氧化碳的转化量是x，则
2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)
起始量/mol n 3n 0 0
变化量/mol x 3x 0.5x 1.5x
平衡量/mol n－x 3n－3x 0.5x 1.5x
P点a、c的体积分数相同，所以3n－3x＝1.5x，解得x＝n，总物质的量是n－x＋3n－3x＋0.5x＋1.5x＝n，总压为5 MPa的恒压条件下，p(二氧化碳)＝p(乙醇)＝×5 MPa＝0.125×5 MPa，p(氢气)＝p(水)＝×5 MPa＝0.375×5 MPa，T4温度时，该反应的平衡常数Kp＝。
5．C＋2NON2＋CO2 >
解析：1 L恒容密闭容器中加入0.100 0 mol NO和2.030 mol固体活性炭，生成A、B两种气体，从不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强数据可以看出：n(C)∶n(NO)∶n(A)∶n(B)＝1∶2∶1∶1，所以可以推断出生成的A、B两种气体为N2和CO2，反应的化学方程式为C＋2NON2＋CO2。该反应的平衡常数Kp＝，容器的体积为1 L，平衡分压之比等于平衡浓度之比，代入表中数据计算得200 ℃时的平衡常数Kp＝。
6．4 MPa
7．(1)48 (2)0.1
解析：在一定条件下 ，压强之比等于物质的量之比，因此可以直接用压强代替物质的量计算。
4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)
开始的压强/MPa 15 0 0
转化的压强/MPa 4x x 2x
平衡的压强/MPa 15－4x x 2x
(1)20 min时，15－x＝13.2，x＝1.8，NO的转化率为α＝×100%＝48%。
(2)平衡时，15－x＝12.5，x＝2.5，NO、N2、NO2的压强分别为5、2.5、5，代入公式Kp＝＝＝0.1。
8．(1)p1＞p2＞p3
(2)(kPa)－3
解析：(1)该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强平衡正向移动，氧气转化率增大，所以压强：p1＞p2＞p3。(2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，A点氧气转化率为50%，则A点n(O2)＝7.0 mol×(1－50%)＝3.5 mol，生成n(SO2)＝×4 ＝2 mol，恒温恒容条件下气体压强之比等于物质的量之比，所以A点压强为×7.0 kPa＝5.5 kPa，p(O2)＝×5.5 kPa＝3.5 kPa，p(SO2)＝(5.5－3.5)kPa＝
2 kPa，则A点平衡常数Kp＝＝(kPa)－3＝(kPa)－3 。
9．(1)66.7% >
(2)104.7
解析：(1)设平衡时甲烷转化x mol，根据三段式法有：
2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)
起始量/mol 0.12 0 0
变化量/mol x x
平衡量/mol 0.12－x x
结合题意知0.12－x＝，解得x＝0.08，故CH4的平衡转化率为×100%≈66.7%。根据题图知，2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)为吸热反应，改变温度，甲烷的浓度增大，即平衡左移，则温度降低，t1>t2。(2)将气体的平衡浓度换为平衡分压，可知t3℃时，该反应的压强平衡常数Kp＝＝ Pa2＝104.7 Pa2。
10．(1)90%
(2)48 MPa－2
解析：假设到平衡时氮气转化的物质的量为x mol，则有
根据压强比等于物质的量比可知，
＝，解之得x＝0.9；
(1)达到平衡时N2的转化率为×100%＝90%；
(2)用压强表示该反应的平衡常数
Kp＝＝48 MPa－2。
11．(1)＞
(2)20% 减小起始时或减小压强 (3)9.1×10－3 6.6×10－4
解析：(1)根据图像，随着温度升高，反应物H2S的量逐渐下降，所以反应是吸热反应，所以ΔH＞0；
(2)M点时，CH4与H2的物质的量分数相等，列三段式：
所以有1－a＝4a，a＝0.2，H2S的转化率为a(H2S)＝20%；为提高硫化氢转化率，从平衡移动的角度分析还可以减压或者增加CH4的进料提高CH4与H2S的比例；
(3)N点时，H2S与H2的物质的量分数相同，列三段式：
所以2－2a＝4a，a＝，即N点时二硫化碳的物质的量分数为：n(CS2)%＝＝＝≈9.1×10－2，所以p(CS2)＝n(CS2)%×p总＝9.1×10－3 MPa；通过三段式可知n(H2S)%＝n(H2)%＝，n(CH4)%＝，所以Kp＝＝×p≈6.6×10－4(MPa)2。
12．(1)m1>m2>m3 Kp＝
(2)1 200 Pa
解析：(1)在同温同压下，对于可逆反应SO2＋O2SO3，SO2平衡转化率：①SO2的起始浓度增加，平衡转化率α(SO2)下降；②O2起始浓度增加，平衡转化率α(SO2)增大。迁移分析：在同温同压下，增加二氧化硫的量，会使原料气中SO2和O2的物质的量之比m变大，m越大，平衡转化率α(SO2)越小。
(2)总压强为105 Pa，根据题给信息，A点是500 ℃，二氧化硫的转化率为88%；
n(SO2)＝10 mol，n(O2)＝24.4 mol，n(N2)＝70 mol，进行如下计算：
SO2(g) ＋ O2(g)SO3(g)
起始量/mol 10 24.4 0
变化量/mol 10×88% ×10×88% 10×88%
平衡量/mol 10×12% 24.4－5×88% 10×88%
平衡时，混合气体总量为10×12%＋(24.4－5×88%)＋10×88%＋70＝104.4－5×88%＝100 (mol)。
达平衡时SO2的分压p(SO2)＝×100%×105＝1 200 Pa。
13．(1)>
(2)<
解析： (1)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
n(始)/mol 1 2 0
Δn/mol x 2x x
n(平)/mol 1－x 2－2x x
×100%＝40%
解得：x＝，Kp＝＝。
(2)再充入1 mol CO、2 mol H2，平衡时压强增大，平衡向右移动，所以α1<α2。
14．(1)< 1×10－2
(2)保持温度为T1，将容器体积缩小为原来的
解析：(1)该反应的正反应为放热反应，温度越高，Kp越小，则T1＜T2；温度为T1时化学平衡常数Kp＝＝＝1×10－2。(2)根据坐标可知，由平衡状态a到b，改变的条件是保持温度为T1，将容器体积缩小为原来的。
15．(1)＜
(2)40%
(3) Pa－1
(4)①＜ ②1.1
解析：(1)根据图像，升高温度，NO的转化率减小，说明平衡逆向移动，说明该反应正反应为放热反应，ΔH＜0；
(2)根据图像，在压强为p条件下，M点时容器内NO的转化率为50%，根据2NO(g)＋Cl2(g)===2ClNO(g)可知，气体减小的物质的量为反应的NO的物质的量的一半，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，列三段式如下：
2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)
起始量/mol 2 1 0
转化量/mol 1 0.5 1
平衡量/mol 1 0.5 1
平衡常数K＝＝ ＝ Pa－1；
(4)①平衡时正逆反应速率相等，温度升高，正逆反应速率增大，即k正、k逆均增大，因为反应放热，平衡逆向移动，所以k逆比k正增大的多；
②已知起始量1 mol Cl2和1 mol NO，NO的转化率为40%，则c(NO)＝1 mol÷2 L＝0.5 mol·L－1，c(Cl2)＝1 mol÷2 L＝0.5 mol·L－1，Δc(NO)＝0.5 mol·L－1×40%＝0.2 mol·L－1，列三段式如下：
2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)
起始量/(mol·L－1) 0.5 0.5 0
转化量/(mol·L－1) 0.2 0.1 0.2
平衡量/(mol·L－1) 0.3 0.4 0.2
平衡常数K＝＝≈1.1，平衡时v正＝v逆，则k正·c2(NO)·c(Cl2)＝k逆·c2(ClNO)，则＝K＝1.1。
16．＝＝≈0.07 (MPa－1)
17．CaSO4＋4COCaS＋4CO2 1.0×10－4 0.32a
解析：在低于800 ℃时，固体产物为CaS，所以此时反应方程式为CaSO4＋4COCaS＋4CO2
c初始（CO）＝＝1.0×10－4 mol·L－1
CaSO4＋COCaO＋CO2 ＋ SO2
平衡（mol·L－1）2.0×10－5 8.0×10－5 8.0×10－5
平衡时总压强：0.1a MPa×
＝0.18a MPa
p（CO2）＝p（SO2）＝0.18a MPa×＝0.08a MPa
p（CO）＝0.18a MPa×＝0.02a MPa
Kp＝＝＝0.32a。
常考题空3 分压平衡常数(Kp)计算
【高考必备知识】
1．分压平衡常数(Kp)
(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
(2)分压定律
①分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和
p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋…＝p
②气体的分压之比等于其物质的量之比：＝
③某气体的分压p(B)与总压之比等于其物质的量分数：＝＝x(B)
则：气体的分压＝气体总压×体积分数＝总压×物质的量分数
(3)分压平衡常数Kp (只受温度影响)
一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压
幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示，Kp的表达式如下：
，其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为A、B、C、D各气体的分压
2．Kp计算的两种模板
模板1．根据“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)”计算压强平衡常数
第一步
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
第二步
计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。
第三步
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(或物质的量分数)
第四步
根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝
模板2．直接根据分压强计算压强平衡常数
N2(g) ＋ 3H2(g)2NH3(g)
p(始)： p0 3p0 0
Δp： p 3p 2p
p(平)： p0－p 3p0－3p 2p
Kp＝
【典题示例】
1．SO2与Cl2反应可制得磺酰氯(SO2Cl2)，反应为SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)。按投料比1∶1把SO2与Cl2充入一恒压的密闭容器中发生上述反应，SO2的转化率与温度T的关系如下图所示：
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)
2．在温度T下，容积固定的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol H2发生2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)，起始压强为p0，一段时间后，反应达到平衡，此时压强p==0.9p0，则NO的平衡转化率α(NO)==________(结果保留三位有效数字)，该反应的平衡常数Kp==________(用含p的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡常数，且某气体的分压＝总压×该气体的物质的量分数)
3．Binoist等进行了H2S热分解实验：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)，开始时，当1 mol H2S与23.75 mol Ar混合，在101 kPa及不同温度下反应达平衡时H2、H2S及S2(g)的体积分数如图3所示，该反应在Q点对应温度下的平衡常数Kp＝________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数，结果保留小数点后两位)
4．353 K时，在刚性容器中充入CH3OH(g)，发生反应：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)。体系的总压强p随时间t的变化如表所示：
t/min
0
5
10
15
20
∞
p/kPa
101.2
107.4
112.6
116.4
118.6
121.2
(1)若升高反应温度至373 K，则CH3OH(g)分解后体系压强p∞(373 K)__________121.2 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是__________________________________
(2)353 K时，该反应的平衡常数Kp＝________(kPa)2(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)
5．丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝＋124 kJ·mol－1
(1)总压分别为100 kPa、10 kPa 时发生该反应，平衡体系中C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系如图所示，100 kPa时，C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是______、______
(2)某温度下，在刚性容器中充入C3H8，起始压强为10 kPa，平衡时总压为13.3 kPa，C3H8的平衡转化率为________，该反应的平衡常数Kp＝______kPa(保留1位小数)
6．有效除去大气中的SO2和氮氧化物，是打赢蓝天保卫战的重中之重。某温度下，N2O5 气体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)(慢反应) ΔH＜0，2NO2(g)N2O4(g)(快反应) ΔH＜0，体系的总压强p总和p(O2)随时间的变化如图所示：
(1)图中表示O2压强变化的曲线是___________(填“甲”或“乙”)
(2)已知N2O5 分解的反应速率v＝0.12p(N2O5) kPa·h－1，t＝10 h时，p(N2O5)＝______ kPa，v＝_____kPa·h－1(结果保留两位小数，下同)
(3)该温度下2NO2(g)N2O4 (g)反应的平衡常数Kp＝____________kPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数)
【真题演练】
1．(2022·全国甲卷)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法
(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1＝172kJ·mol－1
(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH2＝－51kJ·mol－1
在1.0×105pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常数 Kp(1400℃)＝_______Pa
2．(2022·全国乙卷)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。
H2S热分解反应：2H2S(g)===S2(g)＋2H2 ΔH4＝170kJ·mol－1
在1470K、100kPa反应条件下，将n(H2S)：n(Ar)＝1：4的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S 与H2的分压相等，H2S 平衡转化率为________，平衡常数Kp＝________kPa
3．(2022·湖南卷)2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。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，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)
4．(2021·湖北卷)对于反应I，总压恒定为100kPa，在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体（N2不参与反应），从平衡移动的角度判断，达到平衡后“通入N2”的作用是_____________________________________________；在温度为T1时，C3H8的平衡转化率与通入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图所示，计算T1时反应I的平衡常数Kp＝______kPa(保留一位小数)
5．(2020·全国Ⅰ卷)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：
SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为________，平衡常数Kp＝________________________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
6．(2020·全国卷Ⅱ)乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)，容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp＝______________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
7．(2020·全国卷Ⅲ)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：
CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示
根据图中点A(440 K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp＝ (MPa)－3(列出计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)
8．(2019·全国卷Ⅱ)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
某温度，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应(g)＋I2(g)(g)＋2HI(g) ΔH>0，起始总压为105 Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为_________，该反应的平衡常数Kp＝______Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有________
A．通入惰性气体 B．提高温度 C．增加环戊烯浓度 D．增加碘浓度
9．(2018·全国卷Ⅰ)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：
2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)
2N2O4(g)
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
t/min
0
40
80
160
260
1 300
1 700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH＝－4.4 kJ·mol－1
2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－55.3 kJ·mol－1
(1)若提高反应温度至35 ℃，则 N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃)________63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是____________________________________
(2)25 ℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝______________ kPa，该温度下，2NO2(g)N2O4(g)的Kp为______________(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)
(3)对于N2O4(g)2NO2(g)反应达到平衡时Kp(35 ℃)________Kp(25 ℃)(填“>”“<”或“＝”)
【经典模拟】
1．在气体总压强分别为p1和p2时，反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)在不同温度下达到平衡，测得SO3(g)及SO2(g)的物质的量分数如图所示：
(1)压强：p1________(填“>”或“<”)p2
(2)若p1＝0.81 MPa，起始时充入一定量的SO3(g)发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp＝________MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算。分压＝总压×物质的量分数)
2．在容积恒为2 L的密闭容器中充入2 mol CH3OH(g)和2 mol CO(g)，在一定温度下发生反应
CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g)，测得容器内的压强随时间的变化如下表所示
t/min
0
2
4
6
8
10
12
14
p/kPa
P0
－
0.8P0
－
－
0.7P0
0.7P0
0.7P0
在此条件，0～4 min的v(CH3OH)＝______kPa·min－1，该反应的平衡常数Kp＝______(kPa)－1 (以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)
3．用CO2和天然气可以制备CO和H2：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。密闭容器中浓度均为0.1 mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4的平衡转化率[α(CH4)]与温度及压强的关系如图所示，则压强p1________p2(填“＞”或“＜”)。若p2＝3 MPa，则T ℃时该反应的平衡常数Kp＝________(MPa)2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
4．已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g) ΔH<0。设m为起始时的投料比，即m＝
(1)图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为___________________________________
(2)图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为________________________________________
(3)图3表示在总压为5 MPa的恒压条件下，且m＝3时，平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。则曲线d代表的物质化学名称为________，T4温度时，该反应平衡常数Kp的计算式为(不必化简)____________
5．活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO，在1 L恒容密闭容器中加入0.100 0 mol NO和2.030 mol固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如表：
活性炭/mol
NO/mol
A/mol
B/mol
p/MPa
200 ℃
2.000
0.040 0
0.030 0
0.030 0
3.93
335 ℃
2.005
0.050 0
0.025 0
0.025 0
p
根据表中数据，写出容器中发生反应的化学方程式：______________________________________________，
判断p________(选填“>”“<”或“＝”)3.93 MPa。计算反应体系在200 ℃时的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)
6．活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)＋2C(s)N2(g)＋2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量活性炭发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：
计算C点时该反应的压强平衡常数Kp＝________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
7．用测压法在刚性密闭容器中研究T ℃时4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)的分解反应，现将一定量的NO充入该密闭容器中，测得体系的总压强随时间的变化如下表所示：
反应时间/min
0
10
20
30
40
压强/MPa
15.00
14.02
13.20
12.50
12.50
(1)20 min时，NO的转化率α==________%
(2)T ℃时，4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)反应的平衡常数Kp==________(Kp为以分压表示的平衡常数)
8．在恒容密闭容器中，加入足量的MoS2和O2，仅发生反应：2MoS2(s)＋7O2(g)2MoO3(s)＋4SO2(g) ΔH。
测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示：
(1)p1、p2、p3的大小：________
(2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，则A点平衡常数Kp＝________(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压＝总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可)
9．甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p，单位为Pa)与温度(t，单位为℃)的关系如图所示。
(1)t1 ℃时，向V L恒容密闭容器中充入0.12 mol CH4，只发生反应2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)，达到平衡时，测得p(C2H4)＝p(CH4)。CH4的平衡转化率为________。在上述平衡状态某一时刻，改变温度至t2 ℃，CH4以0.01 mol·L－1·s－1的平均速率增多，则t1________(填“>”“＝”或“<”)t2
(2)在图中，t3 ℃时，化学反应2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)的压强平衡常数Kp＝________Pa2
10．500 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2，模拟合成氨的反应，容器内的压强随时间的变化如下表所示：
时间/min
0
10
20
30
40
＋∞
压强/MPa
20
17
15
13.2
11
11
(1)达到平衡时N2的转化率为
(2)用压强表示该反应的平衡常数Kp＝ (Kp等于平衡时生成物分压幂的乘积与反应物分压幂的乘积的比值，某物质的分压等于总压×该物质的物质的量分数)
11．在一密闭容器中，起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S)∶n(CH4)＝2∶1，发生反应：
CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g)。0.1 MPa时，温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如图所示：
(1)该反应ΔH (填“>”或“<”)0
(2)M点，H2S的平衡转化率为 ，为提高H2S的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是 (列举一条)
(3)N点，平衡分压p(CS2)＝ MPa，对应温度下，该反应的KP ＝ (MPa)2 (KP为以分压表示的平衡常数)
12．在保持体系总压为105Pa的条件下进行反应SO2＋O2SO3，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：
(1)图中m1、m2、m3的大小顺序为________，反应的化学平衡常数Kp表达式为________(用平衡分压代替平衡浓度表示)
(2)图中A点原料气的成分是：n(SO2)＝10 mol，n(O2)＝24.4 mol，n(N2)＝70 mol，达平衡时SO2的分压p(SO2)为________ Pa (分压＝总压×物质的量分数)
13．某密闭容器中存在反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0，起始时容器中只有a mol/L CO和b mol/L H2，平衡时测得混合气体中CH3OH的物质的量分数[φ(CH3OH)]与温度(T)、压强(p)之间的关系如图所示。
(1)温度T1和T2时对应的平衡常数分别为K1、K2，则K1________(填“>”“<”或“＝”)K2；若恒温(T1)恒容条件下，起始时a＝1、b＝2，测得平衡时混合气体的压强为p1，则T1时该反应的压强平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数，用含p1的代数式表示)
(2)若恒温恒容条件下，起始时充入1 mol CO和2 mol H2，达平衡后，CO的转化率为α1，此时，若再充入1 mol CO和2 mol H2，再次达平衡后，CO的转化率为α2，则α1________(填“>”“<”或“＝”)α2
14．某研究小组研究T1℃、T2℃时，氮硫的氧化物的转化：NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(g) ΔH<0中lg p(NO2)和lg p(SO3)关系如图2所示，实验初始时体系中的p(NO2)和p(SO2)相等、p(NO)和p(SO3)相等
(1)T1______T2(填“>”“<”或“＝”)，温度为T1时化学平衡常数Kp＝________
(2)由平衡状态a到b，改变的条件是____________________________________________________
15．亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂。可通过以下反应制得：2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)。按投料比[n(NO)∶n(Cl2)]＝2∶1把NO和Cl2加入到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)的关系如图所示：
(1)该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0
(2)在压强为p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＝b Pa压强条件下进行，则M点的分压平衡常数Kp＝________(用含b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)。
(4)实验测得，v正＝k正·c2(NO)·c(Cl2)，v逆＝k逆·c2(ClNO)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。
①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数________(填“>”“<”或“＝”)k逆增大的倍数。
②若在2 L的密闭容器中充入1 mol Cl2和1 mol NO，在一定温度下达到平衡时，NO的转化率为40%，则
k正∶k逆＝________(保留一位小数)
16．乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。热化学方程式为：
C2H4(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g) ΔH＝－45.5 kJ·mol－1
下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。
列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
17．以CO作还原剂与磷石膏反应，不同反应温度下可得到不同的产物。向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应体系起始总压强为0.1a MPa，不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图所示。在低于800 ℃时主要反应的化学方程式为_______________________；1 150 ℃下，反应CaSO4＋COCaO＋CO2＋SO2达到平衡时，c平衡(SO2)＝8.0×10－5 mol·L－1，CO的转化率为80%，则c初始(CO)＝________ mol·L－1，该反应的压强平衡常数Kp＝________(用含a的代数式表示；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数；忽略副反应)
【常考题空3 分压平衡常数(Kp)计算】答案
【典题示例】
1．
解析：据图可知M点SO2的转化率为50%，设初始投料为2 mol SO2和2 mol Cl2，列三段式有
SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)
起始/mol 2 2 0
转化/mol 1 1 1
平衡/mol 1 1 1
所以p(SO2)＝p(Cl2)＝p(SO2Cl2)＝p，所以Kp＝＝。
2．33.3%
解析：根据题意可列出三段式：
2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)
起始/mol: 2 3 0 0
转化/mol: 2x 2x x 2x
平衡/mol: 2－2x 3－2x x 2x
反应达到平衡，此时压强p＝0.9p0，则有＝＝＝0.9，解得x＝0.5，故NO的转化率α(NO)≈33.3%，由分压公式p∞＝p可知，p(H2)＝p，p(NO)＝p，p(N2)＝p，p(H2O)＝p，则Kp＝＝＝。
3．1.01
解析：设S2(g)的生成量为a mol，则有
2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)
n始 1 0 0
Δn 2a a 2a
n平 1－2a a 2a
Q点：1－2a＝2a，a＝0.25
p(H2S)＝×101 kPa＝2.02 kPa＝p(H2)
p(S2)＝×101 kPa＝1.01 kPa
K＝＝1.01 kPa。
4．(1)大于 CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)的正反应为气体体积增大的吸热反应，温度升高，平衡右移，气体物质的量增加，容器体积不变，总压强变大
(2)43.9
解析：(1)反应CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)的正反应为气体体积增大的吸热反应，温度升高，平衡右移，气体物质的量增加，容器体积不变，总压强变大，则升高反应温度至373 K，则CH3OH(g)分解后体系压强p∞(373 K)大于121.2 kPa；
(2)353 K时，初始时平衡体系总压强为101.2 kPa，平衡时体系总压强为121.2 kPa，设初始投入CH3OH(g)为1 mol，平衡时消耗CH3OH(g)的物质的量为x。
CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)
始/mol 1 0 0
变/mol x x 2x
平/mol 1－x x 2x
根据相同条件下，物质的量之比等于压强之比，则＝，解得x＝ mol，则平衡时，H2的物质的量为 mol，CH3OH的物质的量为 mol，CO的物质的量为 mol，平衡时的总物质的量为 mol，该反应的平衡常数Kp＝＝≈43.9(kPa)2。
5．(1)a d
(2)33% 1.6
解析 (1)C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝＋124 kJ·mol－1，正反应吸热，升高温度，平衡正向移动，C3H8(g)的物质的量分数减小，C3H6(g)的物质的量分数增大；该反应为气体体积增大的反应，增大压强，化学平衡逆向移动，因此表示100 kPa时，C3H8的物质的量分数随温度变化关系的曲线是a，C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线是d。(2)同温同体积条件下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，设C3H8的平衡转化率为x，
C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)
起始/kPa 10 0 0
反应/kPa 10x 10x 10x
平衡/kPa 10(1－x) 10x 10x
则10(1－x)＋10x＋10x＝13.3，解得：x＝0.33，
Kp＝≈1.6 kPa。
6．(1)乙
(2)28.20 3.38
(3)0.05
解析：(1)根据反应分析，随着反应的进行氧气的压强从0开始逐渐增大，所以乙为氧气的压强变化曲线。
(2)t＝10 h时，p(O2)＝12.8 kPa ，由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)分析，反应的五氧化二氮的分压为25.6 kPa ，起始压强为53.8 kPa，所以10 h时p(N2O5)＝(53.8－25.6)kPa ＝28.20 kPa ，N2O5 分解的反应速率v＝0.12p(N2O5) kPa·h－1＝0.12×28.20 kPa·h－1≈3.38 kPa·h－1。
(3)N2O5完全分解时，p(NO2)＝53.8 kPa×2＝107.6 kPa，p(O2)＝＝26.9 kPa。
由题可得： 2NO2(g)N2O4 (g)
起始分压/kPa 107.6 0
改变分压/kPa 2x x
平衡分压/kPa 107.6－2x x
有107.6－2x＋x＋26.9＝94.7 kPa，解得x＝39.8 kPa，平衡常数Kp＝ kPa－1≈0.05 kPa－1。
【真题演练】
1．7.2×105
解析：从图中可知，1400℃，体系中气体平衡组成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO是0.6，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)==Pa=7.2×105Pa
2．50% 4.76
解析：假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和4mol，根据三段式可知：
平衡时H2S和H2的分压相等，则二者的物质的量相等，即1－x＝x，解得x＝0.5，所以H2S的平衡转化率为，所以平衡常数Kp＝＝≈4.76kPa
3．0.02MPa
解析：反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，则水的变化量为0.5mol，水的平衡量也是0.5mol，由于CO的物质的量为0.1mol，则根据O原子守恒可知CO2的物质的量为0.2mol，生成0.2mol CO2时消耗了0.2mol CO，故在反应Ⅰ实际生成了0.3molCO；由H原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为0.5mol，CO的物质的量为0.1mol，CO2的物质的量为0.2mol，水的物质的量为0.5mol，则平衡时气体的总物质的量为0.5mol+0.1mol+0.2mol+0.5mol=1.3mol，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0.2MPa1.3=0.26MPa，反应IC(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常数Kp= 。
4．减小气体浓度，使平衡右移，提高C3H8(g)的转化率 16.7
解析：达到平衡后，通入N2，为维持恒压状态，容器体积必须增大，则平衡向气体体积增大的反应及正向移动，C3H8(g)的转化率增大。根据图a，C3H8的物质的量分数为0.4时，其平衡转化率为50%，假设混合气体为1mol，则起始时C3H8为0.4mol，N2为0.6mol，运用三行式分析法可求出平衡时C3H8为0.2mol，C3H6为0.2mol， H2为0.2mol，N2为0.6mol。进而求出C3H8、C3H6、H2的分压均为100/6kPa，，则T1时反应I的平衡常数可求得为16.7kPa；
5．p
解析：设通入的SO2、O2和N2共100 mol，利用三段式法进行计算：
SO2(g)＋O2(g)SO3(g)
起始量/mol 2m m 0
转化量/mol 2mα mα 2mα
平衡量/mol 2m－2mα m－mα 2mα
平衡时气体的总物质的量为(3m＋q－mα)mol，则p(SO2)＝p×，p(O2)＝p×，p(SO3)＝p×，因3m＋q＝100，Kp＝，代入计算得Kp＝。
6．
解析：设容器中通入的乙烷和氢气均为1 mol，则：
C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g) n(总)
初始量/mol 1 0 1
转化量/mol α α α
平衡量/mol 1－α α 1＋α 2＋α
Kp＝＝
7．×或×
解析：原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 Mpa建立平衡。由A点坐标可知，该温度下，氢气和水的物质的量分数均为0.39，则乙烯的物质的量分数为水的四分之一，即，二氧化碳的物质的量分数为氢气的三分之一，即，因此，该温度下反应的平衡常数Kp＝×(MPa)－3＝×(MPa)－3。
8．40% 3.56×104 BD
解析：设容器中起始加入I2(g)和环戊烯的物质的量均为a，平衡时转化的环戊烯的物质的量为x，列出三段式：
(g) ＋ I2(g)(g)＋2HI(g)
起始/mol a a 0 0
转化/mol x x x 2x
平衡/mol a－x a－x x 2x
根据平衡时总压强增加了20%，且恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比，得＝，解得x＝0.4a，则环戊烯的转化率为×100%＝40%，平衡时(g)、I2(g)、(g)、HI(g)的分压分别为、、、，则Kp＝＝p总，根据p总＝1.2×105 Pa，可得Kp＝×1.2×105 Pa≈3.56×104 Pa。通入惰性气体，对反应的平衡无影响，A项不符合题意；反应为吸热反应，提高温度，平衡正向移动，可提高环戊烯的平衡转化率，B项符合题意；增加环戊烯浓度，能提高I2(g)的平衡转化率，但环戊烯的平衡转化率降低，C项不符合题意；增加I2(g)的浓度，能提高环戊烯的平衡转化率，D项符合题意。
9．(1)大于 温度升高，体积不变，总压强提高；NO2二聚为放热反应，温度升高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高
(2)13.4 0.075
(3)>
解析：(1)①2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－55.3 kJ·mol－1→升高温度、平衡左移→气体增多→刚性(恒容)反应器压强增大，②温度越高压强越大，根据①②分析可知p∞(35 ℃)>63.1 kPa。
(2)恒温恒容反应器，物质的量之比等于压强之比，可用分压表示组分的物质的量。N2O5完全分解生成N2O4和O2，起始p(N2O5)＝35.8 kPa，其完全分解时p(N2O4)＝35.8 kPa，p(O2)＝17.9 kPa，设25 ℃平衡时N2O4转化了x，则
N2O4(g) 2NO2(g)
平衡 35.8 kPa－x 2x
35．8 kPa－x＋2x＋17.9 kPa＝63.1 kPa，
解得x＝9.4 kPa。则p(N2O4)＝35.8 kPa－9.4 kPa＝26.4 kPa，p(NO2)＝2×9.4 kPa＝18.8 kPa，
Kp＝＝ kPa≈13.4 kPa。此温度下，Kp′＝＝0.075。
(3)此反应为吸热反应，因此温度升高化学平衡常数增大。
【经典模拟】
1．(1)＞
(2)0.06
解析：(1)当温度相同时，增大压强，平衡逆向进行，SO3含量升高，所以根据图像可知压强p1＞p2。
(2)设充入SO3的量为1 mol，则依据三段式可知：
2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)
始/mol 1 0 0
变/mol 2x 2x x
平/mol 1－2x 2x x
因此＝0.5，解得x＝0.2，所以该反应的平衡常数Kp＝ MPa＝0.06 MPa。
2．0.05P0
解析：在此条件，0～4 min的v(CH3OH)＝＝0.05P0 kPa·min－1；设平衡时CH3OH反应了x mol，列出三段式：
CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g)
起始/mol 2 2 0
转化/mol x x x
平衡/mol 2－x 2－x x
反应后总物质的量为(4－x)mol，T、V一定时，n和p成正比，所以＝，解得x＝1.2，则反应后总物质的量为2.8 mol，CH3OH的物质的量分数为＝＝，CO的物质的量分数为＝＝，HCOOCH3的物质的量分数为＝＝，则Kp＝＝(kPa)－1＝(kPa)－1。
3．＜ 4
解析：由图可知，在相同温度下，压强由p2→p1时，CH4的平衡转化率增大，说明平衡正向移动，这是一个气体分子数增大的反应，则减小压强，平衡正向移动，所以p1＜p2；设容器的体积为1 L，由题图可知，平衡时n(CH4)＝n(CO2)＝0.1 mol·L－1×1 L×(1－50%)＝0.05 mol，n(H2)＝n(CO)＝0.1 mol·L－1×1 L×50%×2＝0.1 mol，所以p(CH4)＝p(CO2)＝p2×＝0.5 MPa，p(H2)＝p(CO)＝p2×＝1.0 MPa，所以Kp＝＝＝4 (MPa)2。
4．(1)T3>T2>T1
(2)m1>m2>m3
(3)乙醇
解析：(1)反应为放热反应，温度越高转化率越小，则T3＞T2＞T1。
(2)图2中m1、m2、m3投料比从大到小的顺序为m1＞m2＞m3，因相同温度下，增大氢气的量，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大。
(3)温度升高，反应逆向进行，所以产物的物质的量是逐渐减少的，反应物的物质的量增大，由图可知，曲线a代表的物质为H2，b表示CO2，c为H2O，d表示乙醇；设开始氢气的投入量是3n mol，则二氧化碳是n mol，二氧化碳的转化量是x，则
2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)
起始量/mol n 3n 0 0
变化量/mol x 3x 0.5x 1.5x
平衡量/mol n－x 3n－3x 0.5x 1.5x
P点a、c的体积分数相同，所以3n－3x＝1.5x，解得x＝n，总物质的量是n－x＋3n－3x＋0.5x＋1.5x＝n，总压为5 MPa的恒压条件下，p(二氧化碳)＝p(乙醇)＝×5 MPa＝0.125×5 MPa，p(氢气)＝p(水)＝×5 MPa＝0.375×5 MPa，T4温度时，该反应的平衡常数Kp＝。
5．C＋2NON2＋CO2 >
解析：1 L恒容密闭容器中加入0.100 0 mol NO和2.030 mol固体活性炭，生成A、B两种气体，从不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强数据可以看出：n(C)∶n(NO)∶n(A)∶n(B)＝1∶2∶1∶1，所以可以推断出生成的A、B两种气体为N2和CO2，反应的化学方程式为C＋2NON2＋CO2。该反应的平衡常数Kp＝，容器的体积为1 L，平衡分压之比等于平衡浓度之比，代入表中数据计算得200 ℃时的平衡常数Kp＝。
6．4 MPa
7．(1)48 (2)0.1
解析：在一定条件下 ，压强之比等于物质的量之比，因此可以直接用压强代替物质的量计算。
4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)
开始的压强/MPa 15 0 0
转化的压强/MPa 4x x 2x
平衡的压强/MPa 15－4x x 2x
(1)20 min时，15－x＝13.2，x＝1.8，NO的转化率为α＝×100%＝48%。
(2)平衡时，15－x＝12.5，x＝2.5，NO、N2、NO2的压强分别为5、2.5、5，代入公式Kp＝＝＝0.1。
8．(1)p1＞p2＞p3
(2)(kPa)－3
解析：(1)该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强平衡正向移动，氧气转化率增大，所以压强：p1＞p2＞p3。(2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，A点氧气转化率为50%，则A点n(O2)＝7.0 mol×(1－50%)＝3.5 mol，生成n(SO2)＝×4 ＝2 mol，恒温恒容条件下气体压强之比等于物质的量之比，所以A点压强为×7.0 kPa＝5.5 kPa，p(O2)＝×5.5 kPa＝3.5 kPa，p(SO2)＝(5.5－3.5)kPa＝
2 kPa，则A点平衡常数Kp＝＝(kPa)－3＝(kPa)－3 。
9．(1)66.7% >
(2)104.7
解析：(1)设平衡时甲烷转化x mol，根据三段式法有：
2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)
起始量/mol 0.12 0 0
变化量/mol x x
平衡量/mol 0.12－x x
结合题意知0.12－x＝，解得x＝0.08，故CH4的平衡转化率为×100%≈66.7%。根据题图知，2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)为吸热反应，改变温度，甲烷的浓度增大，即平衡左移，则温度降低，t1>t2。(2)将气体的平衡浓度换为平衡分压，可知t3℃时，该反应的压强平衡常数Kp＝＝ Pa2＝104.7 Pa2。
10．(1)90%
(2)48 MPa－2
解析：假设到平衡时氮气转化的物质的量为x mol，则有
根据压强比等于物质的量比可知，
＝，解之得x＝0.9；
(1)达到平衡时N2的转化率为×100%＝90%；
(2)用压强表示该反应的平衡常数
Kp＝＝48 MPa－2。
11．(1)＞
(2)20% 减小起始时或减小压强 (3)9.1×10－3 6.6×10－4
解析：(1)根据图像，随着温度升高，反应物H2S的量逐渐下降，所以反应是吸热反应，所以ΔH＞0；
(2)M点时，CH4与H2的物质的量分数相等，列三段式：
所以有1－a＝4a，a＝0.2，H2S的转化率为a(H2S)＝20%；为提高硫化氢转化率，从平衡移动的角度分析还可以减压或者增加CH4的进料提高CH4与H2S的比例；
(3)N点时，H2S与H2的物质的量分数相同，列三段式：
所以2－2a＝4a，a＝，即N点时二硫化碳的物质的量分数为：n(CS2)%＝＝＝≈9.1×10－2，所以p(CS2)＝n(CS2)%×p总＝9.1×10－3 MPa；通过三段式可知n(H2S)%＝n(H2)%＝，n(CH4)%＝，所以Kp＝＝×p≈6.6×10－4(MPa)2。
12．(1)m1>m2>m3 Kp＝
(2)1 200 Pa
解析：(1)在同温同压下，对于可逆反应SO2＋O2SO3，SO2平衡转化率：①SO2的起始浓度增加，平衡转化率α(SO2)下降；②O2起始浓度增加，平衡转化率α(SO2)增大。迁移分析：在同温同压下，增加二氧化硫的量，会使原料气中SO2和O2的物质的量之比m变大，m越大，平衡转化率α(SO2)越小。
(2)总压强为105 Pa，根据题给信息，A点是500 ℃，二氧化硫的转化率为88%；
n(SO2)＝10 mol，n(O2)＝24.4 mol，n(N2)＝70 mol，进行如下计算：
SO2(g) ＋ O2(g)SO3(g)
起始量/mol 10 24.4 0
变化量/mol 10×88% ×10×88% 10×88%
平衡量/mol 10×12% 24.4－5×88% 10×88%
平衡时，混合气体总量为10×12%＋(24.4－5×88%)＋10×88%＋70＝104.4－5×88%＝100 (mol)。
达平衡时SO2的分压p(SO2)＝×100%×105＝1 200 Pa。
13．(1)>
(2)<
解析： (1)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
n(始)/mol 1 2 0
Δn/mol x 2x x
n(平)/mol 1－x 2－2x x
×100%＝40%
解得：x＝，Kp＝＝。
(2)再充入1 mol CO、2 mol H2，平衡时压强增大，平衡向右移动，所以α1<α2。
14．(1)< 1×10－2
(2)保持温度为T1，将容器体积缩小为原来的
解析：(1)该反应的正反应为放热反应，温度越高，Kp越小，则T1＜T2；温度为T1时化学平衡常数Kp＝＝＝1×10－2。(2)根据坐标可知，由平衡状态a到b，改变的条件是保持温度为T1，将容器体积缩小为原来的。
15．(1)＜
(2)40%
(3) Pa－1
(4)①＜ ②1.1
解析：(1)根据图像，升高温度，NO的转化率减小，说明平衡逆向移动，说明该反应正反应为放热反应，ΔH＜0；
(2)根据图像，在压强为p条件下，M点时容器内NO的转化率为50%，根据2NO(g)＋Cl2(g)===2ClNO(g)可知，气体减小的物质的量为反应的NO的物质的量的一半，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，列三段式如下：
2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)
起始量/mol 2 1 0
转化量/mol 1 0.5 1
平衡量/mol 1 0.5 1
平衡常数K＝＝ ＝ Pa－1；
(4)①平衡时正逆反应速率相等，温度升高，正逆反应速率增大，即k正、k逆均增大，因为反应放热，平衡逆向移动，所以k逆比k正增大的多；
②已知起始量1 mol Cl2和1 mol NO，NO的转化率为40%，则c(NO)＝1 mol÷2 L＝0.5 mol·L－1，c(Cl2)＝1 mol÷2 L＝0.5 mol·L－1，Δc(NO)＝0.5 mol·L－1×40%＝0.2 mol·L－1，列三段式如下：
2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)
起始量/(mol·L－1) 0.5 0.5 0
转化量/(mol·L－1) 0.2 0.1 0.2
平衡量/(mol·L－1) 0.3 0.4 0.2
平衡常数K＝＝≈1.1，平衡时v正＝v逆，则k正·c2(NO)·c(Cl2)＝k逆·c2(ClNO)，则＝K＝1.1。
16．＝＝≈0.07 (MPa－1)
17．CaSO4＋4COCaS＋4CO2 1.0×10－4 0.32a
解析：在低于800 ℃时，固体产物为CaS，所以此时反应方程式为CaSO4＋4COCaS＋4CO2
c初始（CO）＝＝1.0×10－4 mol·L－1
CaSO4＋COCaO＋CO2 ＋ SO2
平衡（mol·L－1）2.0×10－5 8.0×10－5 8.0×10－5
平衡时总压强：0.1a MPa×
＝0.18a MPa
p（CO2）＝p（SO2）＝0.18a MPa×＝0.08a MPa
p（CO）＝0.18a MPa×＝0.02a MPa
Kp＝＝＝0.32a。
相关试卷
08 常考题空8 溶度积( Ksp)的相关计算 （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用）： 这是一份08 常考题空8 溶度积( Ksp)的相关计算 （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用），共9页。
07 常考题空7 电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算 （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用）： 这是一份07 常考题空7 电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算 （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用），共9页。
06 常考题空6 有关晶胞参数的计算 （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用）： 这是一份06 常考题空6 有关晶胞参数的计算 （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用），共20页。
