人教版高三一轮复习讲练测试题及答案第十一章　第42讲　化学平衡常数与平衡转化率的相关计算

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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
(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 ml、b ml，达到平衡后，A的消耗量为mx ml，容器容积为V L。
mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)
始/ml a b 0 0
转/ml mx nx px qx
平/ml a-mx b-nx px qx
则有K=(pxV)p·(qxV)q(a−mxV)m·(b−nxV)n。
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)=A的初始浓度−A的平衡浓度A的初始浓度×100%=c0(A)−c(A)c0(A)×100%=n(转化)n(起始)×100%。
(2)产率
产率=实际产量理论产量×100%。
(3)平衡时混合物中组分的百分含量=该组分的平衡量平衡时各物质的总量×100%。
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)⥫⥬38S8(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)=2.0×10-5ml·L-1、c(SO2)=5.0×10-5 ml·L-1、c(H2O)=4.0×10-3 ml·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=c2(H2O)c2(H2S)·c(SO2)=(4.0×10−3)2(2.0×10−5)2×5.0×10−5=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) ΔHp2>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 ml，反应生成的Ni(CO)4为x ml，可得三段式：
Ni(s)+4CO(g)⥫⥬Ni(CO)4(g)
起始/ml 4 0
转化/ml 4x x
平衡/ml 4-4x x
反应后总物质的量为(4-3x) ml，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x4−3x=0.9，解得x=3637，因此达到平衡时n转化(CO)=4×3637 ml，CO的平衡转化率α=4×3637ml4ml×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=p[Ni(CO)4]p4(CO)=0.9×p3(0.1×p3)4=0.9×1.0 MPa(0.1×1.0 MPa)4=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·ml-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)=60 kPa80 kPa×100%=75%，Kp=p(SO2Cl2)p(SO2)·p(Cl2)=60 kPa100 kPa×20 kPa=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正k逆=cg(G)·cℎ(H)ca(A)·cb(B)=K。
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xN，平衡xM，平衡=k−1k2k1k−2
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xN，平衡xM，平衡=k−1k2k1k−2，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·xSiHCl32-k逆·xSiH2Cl2·xSiCl4，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v正v逆=
(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 ml·L-1，则有
2SiHCl3(g)⥫⥬ SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g)
起始/(ml·L-1) 1 0 0
转化/(ml·L-1) 0.22 0.11 0.11
平衡/(ml·L-1) 0.78 0.11 0.11
则343 K时该反应的平衡常数K343 K=c(SiH2Cl2)·c(SiCl4)c2(SiHCl3)=≈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·x2SiHCl3-k逆·xSiH2Cl2·xSiCl4，则有v正=k正·xSiHCl32，v逆=k逆·xSiH2Cl2·xSiCl4，343 K下反应达到平衡状态时v正=v逆，即k正·xSiHCl32=k逆·xSiH2Cl2·xSiCl4，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，k正k逆=≈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v正v逆=k正·xSiHCl32k逆·xSiH2Cl2·xSiCl4=0.02×≈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=c(MbO2)c(Mb)·p(O2)。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=生成的c(MbO2)初始的c(Mb)×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)k正k逆 (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)，k正k逆=c(MbO2)c(Mb)·p(O2)，则平衡常数K=c(MbO2)c(Mb)·p(O2)=k正k逆。(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=c(MbO2)c(Mb)·p(O2)=×(1−0.9)kPa-1=2 kPa-1；K=k正k逆，则k正=K·k逆=2 kPa-1×60 s-1=120 s-1·kPa-1。
课时精练
[分值：100分]
(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( )
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) ml·L-1=0.05 ml·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=×0.053=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100×20×103−12.4×103(24.8×103)2
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100×(20×103−12.4×103)(24.8×103)2，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)=p2×12×p2×12=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)=p2×12×p2×12=4×106 Pa2，p(CO2)=p(H2O)=2×103 Pa，Kp1=p(NH3)·p(CO2)·p(H2O)=(1.2×104)3 Pa3，p(NH3)=(1.2×104)34×106 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 ml·L-1，c(HI)=4 ml·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164
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 ml·L-1，HI分解生成的H2的浓度为0.5 ml·L-1，则分解的HI浓度为1 ml·L-1；NH4I分解生成的HI的浓度为4 ml·L-1+1 ml·L-1=5 ml·L-1，所以NH4I分解生成的NH3的浓度为5 ml·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=c(H2)·c(I2)c2(HI)=0.5×0.542=164，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/ml 1 1 0 0
转化/ml 0.6 0.6 0.6 0.6
平衡/ml 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=0.62××0.42=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)+12O2(g)⥫⥬SO3(g)，原料气中SO2和O2的物质的量之比m=n(SO2)n(O2)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 ml，n(O2)=24.4 ml，n(N2)=70 ml，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.m1m3，B项错误；A点原料气的成分是n(SO2)=10 ml，n(O2)=24.4 ml，n(N2)=70 ml，二氧化硫的平衡转化率为88%，则：
SO2(g)+12O2(g)⥫⥬SO3(g)
起始/ml 10 24.4 0
转化/ml 8.8 4.4 8.8
平衡/ml 1.2 20 8.8
平衡时SO2、O2、SO3的分压分别为1.2100×105 Pa、20100×105 Pa、8.8100×105 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=8.8100×105Pa1.2100×105Pa×20100×105Pa≈5.2×10-2 Pa−12，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( )
A.设K为该反应的化学平衡常数，则有K=k逆k正
B.若改变温度为T2，且T2>T1，则k正∶k逆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0.4ml·L−10.6ml·L−1=23，容器Ⅱ中的浓度商Q=0.2×≈0.560.8，所以容器Ⅱ中NO2的转化率小于23，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 ml，而容器Ⅲ中反应逆向进行，气体的总量小于0.85 ml，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)+12O2(g)⥫⥬CH3OH(g) ΔH=-126.4 kJ·ml-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Kpθ= (可保留a)。
已知：2A(g)⥫⥬B(g)的标准平衡常数Kpθ=p(B)pθ[p(A)pθ]2，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)702 (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)+12O2(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Kpθ=×2100=702。(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pSO3-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pO2= (用pSO3、pSO2表示)。在929 K时，p总=84.6 kPa、pSO3=35.7 kPa，则pSO2= kPa，Kp(Ⅱ)= kPa(列出计算式)。
答案 (3)3.0 2.25 增大
(4)pSO2−pSO34 46.26 46.262×
解析 (3)660 K时，pSO3=1.5 kPa，则pSO2=1.5 kPa，因此，该反应的平衡总压p总=3.0 kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)=pSO3·pSO2=1.5 kPa×1.5 kPa=2.25(kPa)2。由图中信息可知，pSO3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pSO3=pSO2，则平衡时pSO3+2pO2=pSO2-2pO2，得pO2=pSO2−pSO34。在929 K时，p总=84.6 kPa、pSO3=35.7 kPa，则pSO3+pSO2+pO2=p总、pSO3+2pO2=pSO2-2pO2，联立方程组消去pO2，可得3pSO3+5pSO2=4p总，代入相关数据可求出pSO2=46.26 kPa，则pO2=84.6 kPa-35.7 kPa-46.26 kPa=2.64 kPa，Kp(Ⅱ)=(46.26 kPa)2×2.64 kPa(35.7 kPa)2=46.262× 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=(pCO105Pa)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12，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=(pCO105Pa)3；由图可知，1 585 K时KⅠ=102.5，KⅡ=10-1.5，即(pCO105Pa)3=102.5×10-1.5=10，所以pCO3=10×(105 Pa)3=1016 Pa3，则Kp=pCO3=1016 Pa3。②由图可知，1 320 K时反应Ⅰ的KⅠ=100=1，即KⅠ=(pCO105Pa)2=1，所以pCO2=(105 Pa)2，即pCO=105 Pa；若将容器体积压缩到原来的12，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。物质
X
Y
Z
起始浓度/(ml·L-1)
0.1
0.2
0
平衡浓度/(ml·L-1)
0.05
0.05
0.1
容器编号
物质的起始浓度/(ml·L-1)
物质的平衡浓度/(ml·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