高考化學大題逐空突破系列（全國通用）03 ?？碱}空3 分壓平衡常數(shù)(Kp)計算 （附答案解析）

PAGE常考題空3分壓平衡常數(shù)(Kp)計算【高考必備知識】1．分壓平衡常數(shù)(Kp)(1)氣體的分壓p(B)：相同溫度下，當某組分氣體B單獨存在且具有與混合氣體總體積相同的體積時，該氣體B所具有的壓強，稱為氣體B的分壓強，簡稱氣體B的分壓。符號為p(B)，單位為Pa或kPa或MPa(2)分壓定律①分壓定律：混合氣體的總壓等于相同溫度下各組分氣體的分壓之和p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋…＝p②氣體的分壓之比等于其物質的量之比：eq\f(p（B）,p（D）)＝eq\f(n（B）,n（D）)③某氣體的分壓p(B)與總壓之比等于其物質的量分數(shù)：eq\f(p（B）,p)＝eq\f(n（B）,n)＝x(B)則：氣體的分壓＝氣體總壓×體積分數(shù)＝總壓×物質的量分數(shù)(3)分壓平衡常數(shù)Kp(只受溫度影響)一定溫度下，氣相反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)達平衡時，氣態(tài)生成物分壓冪之積與氣態(tài)反應物分壓冪之積的比值為一個常數(shù)，稱為該反應的壓強平衡常數(shù)，用符號Kp表示，Kp的表達式如下：，其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分別為A、B、C、D各氣體的分壓2．Kp計算的兩種模板模板1．根據(jù)“某氣體的分壓＝氣體總壓強×該氣體的體積分數(shù)(或物質的量分數(shù))”計算壓強平衡常數(shù)第一步根據(jù)“三段式”法計算平衡體系中各物質的物質的量或物質的量濃度第二步計算各氣體組分的物質的量分數(shù)或體積分數(shù)。第三步根據(jù)分壓計算公式求出各氣體物質的分壓，某氣體的分壓＝氣體總壓強×該氣體的體積分(或物質的量分數(shù))第四步根據(jù)平衡常數(shù)計算公式代入計算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，壓強平衡常數(shù)表達式為Kp＝eq\f(p2（NH3）,p（N2）·p3（H2）)模板2．直接根據(jù)分壓強計算壓強平衡常數(shù)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)p(始)：p03p00Δp：p3p2pp(平)：p0－p3p0－3p2pKp＝【典題示例】1．SO2與Cl2反應可制得磺酰氯(SO2Cl2)，反應為SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)。按投料比1∶1把SO2與Cl2充入一恒壓的密閉容器中發(fā)生上述反應，SO2的轉化率與溫度T的關系如下圖所示：若反應一直保持在p壓強條件下進行，則M點的壓強平衡常數(shù)Kp＝________(用含p的表達式表示，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×體積分數(shù))2．在溫度T下，容積固定的密閉容器中充入3molNO和2molH2發(fā)生2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)，起始壓強為p0，一段時間后，反應達到平衡，此時壓強p0.9p0，則NO的平衡轉化率α(NO)________(結果保留三位有效數(shù)字)，該反應的平衡常數(shù)Kp________(用含p的代數(shù)式表示，Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，且某氣體的分壓＝總壓×該氣體的物質的量分數(shù))3．Binoist等進行了H2S熱分解實驗：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)，開始時，當1molH2S與23.75molAr混合，在101kPa及不同溫度下反應達平衡時H2、H2S及S2(g)的體積分數(shù)如圖3所示，該反應在Q點對應溫度下的平衡常數(shù)Kp＝________kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓＝總壓×物質的量分數(shù)，結果保留小數(shù)點后兩位)4．353K時，在剛性容器中充入CH3OH(g)，發(fā)生反應：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)。體系的總壓強p隨時間t的變化如表所示：t/min05101520∞p/kPa101.2107.4112.6116.4118.6121.2(1)若升高反應溫度至373K，則CH3OH(g)分解后體系壓強p∞(373K)__________121.2kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是__________________________________(2)353K時，該反應的平衡常數(shù)Kp＝________(kPa)2(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計算結果保留1位小數(shù))5．丙烷無氧脫氫法制備丙烯反應如下：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)ΔH＝＋124kJ·mol－1(1)總壓分別為100kPa、10kPa時發(fā)生該反應，平衡體系中C3H8和C3H6的物質的量分數(shù)隨溫度變化關系如圖所示，100kPa時，C3H8和C3H6的物質的量分數(shù)隨溫度變化關系的曲線分別是______、______(2)某溫度下，在剛性容器中充入C3H8，起始壓強為10kPa，平衡時總壓為13.3kPa，C3H8的平衡轉化率為________，該反應的平衡常數(shù)Kp＝______kPa(保留1位小數(shù))6．有效除去大氣中的SO2和氮氧化物，是打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)的重中之重。某溫度下，N2O5氣體在一體積固定的容器中發(fā)生如下反應：2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)(慢反應)ΔH＜0，2NO2(g)N2O4(g)(快反應)ΔH＜0，體系的總壓強p總和p(O2)隨時間的變化如圖所示：(1)圖中表示O2壓強變化的曲線是___________(填“甲”或“乙”)(2)已知N2O5分解的反應速率v＝0.12p(N2O5)kPa·h－1，t＝10h時，p(N2O5)＝______kPa，v＝_____kPa·h－1(結果保留兩位小數(shù)，下同)(3)該溫度下2NO2(g)N2O4(g)反應的平衡常數(shù)Kp＝____________kPa－1(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))【真題演練】1．(2022·全國甲卷)金屬鈦(Ti)在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領域有著重要用途，目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石(TiO2)轉化為TiCl4，再進一步還原得到鈦。TiO2轉化為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，將TiO2、C、Cl2以物質的量比1∶2.2∶2進行反應。體系中氣體平衡組成比例(物質的量分數(shù))隨溫度變化的理論計算結果如圖所示。反應C(s)＋CO2(g)=2CO(g)的平衡常數(shù)Kp(1400℃)＝_______Pa2．(2022·全國乙卷)油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利用。H2S熱分解反應：2H2S(g)=S2(g)＋2H2ΔH4＝170kJ·mol－1在1470K、100kPa反應條件下，將n(H2S)：n(Ar)＝1：4的混合氣進行H2S熱分解反應。平衡時混合氣中H2S與H2的分壓相等，H2S平衡轉化率為________，平衡常數(shù)Kp＝________kPa3．(2022·湖南卷)2021年我國制氫量位居世界第一，煤的氣化是一種重要的制氫途徑。在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始壓強為0.2MPa時，發(fā)生下列反應生成水煤氣：Ⅰ.C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH1＝+131.4kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.1kJ·mol－1反應平衡時，H2O(g)的轉化率為50%，CO的物質的量為0.1mol，反應Ⅰ的平衡常數(shù)Kp＝_______(以分壓表示，分壓=總壓×物質的量分數(shù))4．(2021·湖北卷)對于反應I，總壓恒定為100kPa，在密閉容器中通入C3H8和N2的混合氣體（N2不參與反應），從平衡移動的角度判斷，達到平衡后“通入N2”的作用是_____________________________________________；在溫度為T1時，C3H8的平衡轉化率與通入氣體中C3H8的物質的量分數(shù)的關系如圖所示，計算T1時反應I的平衡常數(shù)Kp＝______kPa(保留一位小數(shù))5．(2020·全國Ⅰ卷)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1。將組成(物質的量分數(shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應器，在溫度t、壓強p條件下進行反應。平衡時，若SO2轉化率為α，則SO3壓強為________，平衡常數(shù)Kp＝________________________(以分壓表示，分壓＝總壓×物質的量分數(shù))。6．(2020·全國卷Ⅱ)乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應：C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)，容器中通入等物質的量的乙烷和氫氣，在等壓下(p)發(fā)生上述反應，乙烷的平衡轉化率為α。反應的平衡常數(shù)Kp＝______________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數(shù))7．(2020·全國卷Ⅲ)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點研究領域?；卮鹣铝袉栴}：CO2催化加氫生成乙烯和水的反應中理論計算表明，原料初始組成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在體系壓強為0.1MPa，反應達到平衡時，四種組分的物質的量分數(shù)x隨溫度T的變化如圖所示根據(jù)圖中點A(440K，0.39)，計算該溫度時反應的平衡常數(shù)Kp＝(MPa)－3(列出計算式。以分壓表示，分壓＝總壓×物質的量分數(shù))8．(2019·全國卷Ⅱ)環(huán)戊二烯()是重要的有機化工原料，廣泛用于農藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：某溫度，等物質的量的碘和環(huán)戊烯()在剛性容器內發(fā)生反應(g)＋I2(g)(g)＋2HI(g)ΔH>0，起始總壓為105Pa，平衡時總壓增加了20%，環(huán)戊烯的轉化率為_________，該反應的平衡常數(shù)Kp＝______Pa。達到平衡后，欲增加環(huán)戊烯的平衡轉化率，可采取的措施有________A．通入惰性氣體B．提高溫度C．增加環(huán)戊烯濃度 D．增加碘濃度9．(2018·全國卷Ⅰ)F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了25℃時N2O5(g)分解反應：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)2N2O4(g)其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如表所示[t＝∞時，N2O5(g)完全分解]：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)＋O2(g)ΔH＝－4.4kJ·mol－12NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－55.3kJ·mol－1(1)若提高反應溫度至35℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強p∞(35℃)________63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是____________________________________(2)25℃時N2O4(g)2NO2(g)反應的平衡常數(shù)Kp＝______________kPa，該溫度下，2NO2(g)N2O4(g)的Kp為______________(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計算結果保留1位小數(shù))(3)對于N2O4(g)2NO2(g)反應達到平衡時Kp(35℃)________Kp(25℃)(填“>”“<”或“＝”)【經(jīng)典模擬】1．在氣體總壓強分別為p1和p2時，反應2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)在不同溫度下達到平衡，測得SO3(g)及SO2(g)的物質的量分數(shù)如圖所示：(1)壓強：p1________(填“>”或“<”)p2(2)若p1＝0.81MPa，起始時充入一定量的SO3(g)發(fā)生反應，計算Q點對應溫度下該反應的平衡常數(shù)Kp＝________MPa(用平衡分壓代替平衡濃度計算。分壓＝總壓×物質的量分數(shù))2．在容積恒為2L的密閉容器中充入2molCH3OH(g)和2molCO(g)，在一定溫度下發(fā)生反應CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g)，測得容器內的壓強隨時間的變化如下表所示t/min02468101214p/kPaP0－0.8P0－－0.7P00.7P00.7P0在此條件，0～4min的v(CH3OH)＝______kPa·min－1，該反應的平衡常數(shù)Kp＝______(kPa)－1(以分壓表示，分壓＝總壓×物質的量分數(shù))3．用CO2和天然氣可以制備CO和H2：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。密閉容器中濃度均為0.1mol·L－1的CH4與CO2，在一定條件下反應，測得CH4的平衡轉化率[α(CH4)]與溫度及壓強的關系如圖所示，則壓強p1________p2(填“＞”或“＜”)。若p2＝3MPa，則T℃時該反應的平衡常數(shù)Kp＝________(MPa)2(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數(shù))4．已知CO2催化加氫合成乙醇的反應原理為2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)ΔH<0。設m為起始時的投料比，即m＝eq\f(nH2,nCO2)(1)圖1中投料比相同，溫度從高到低的順序為___________________________________(2)圖2中m1、m2、m3從大到小的順序為________________________________________(3)圖3表示在總壓為5MPa的恒壓條件下，且m＝3時，平衡狀態(tài)時各物質的物質的量分數(shù)與溫度的關系。則曲線d代表的物質化學名稱為________，T4溫度時，該反應平衡常數(shù)Kp的計算式為(不必化簡)____________5．活性炭也可用于處理汽車尾氣中的NO，在1L恒容密閉容器中加入0.1000molNO和2.030mol固體活性炭，生成A、B兩種氣體，在不同溫度下測得平衡體系中各物質的物質的量以及容器內壓強如表：活性炭/molNO/molA/molB/molp/MPa200℃2.0000.04000.03000.03003.93335℃2.0050.05000.02500.0250p根據(jù)表中數(shù)據(jù)，寫出容器中發(fā)生反應的化學方程式：______________________________________________，判斷p________(選填“>”“<”或“＝”)3.93MPa。計算反應體系在200℃時的平衡常數(shù)Kp＝________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×體積分數(shù))6．活性炭還原NO2的反應為2NO2(g)＋2C(s)N2(g)＋2CO2(g)，在恒溫條件下，1molNO2和足量活性炭發(fā)生該反應，測得平衡時NO2和CO2的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示：計算C點時該反應的壓強平衡常數(shù)Kp＝________(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數(shù))7．用測壓法在剛性密閉容器中研究T℃時4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)的分解反應，現(xiàn)將一定量的NO充入該密閉容器中，測得體系的總壓強隨時間的變化如下表所示：反應時間/min010203040壓強/MPa15.0014.0213.2012.5012.50(1)20min時，NO的轉化率α________%(2)T℃時，4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)反應的平衡常數(shù)Kp________(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))8．在恒容密閉容器中，加入足量的MoS2和O2，僅發(fā)生反應：2MoS2(s)＋7O2(g)2MoO3(s)＋4SO2(g)ΔH。測得氧氣的平衡轉化率與起始壓強、溫度的關系如圖所示：(1)p1、p2、p3的大?。篲_______(2)若初始時通入7.0molO2，p2為7.0kPa，則A點平衡常數(shù)Kp＝________(用氣體平衡分壓代替氣體平衡濃度計算，分壓＝總壓×氣體的物質的量分數(shù)，寫出計算式即可)9．甲烷分解體系中幾種氣體的平衡分壓(p，單位為Pa)與溫度(t，單位為℃)的關系如圖所示。(1)t1℃時，向VL恒容密閉容器中充入0.12molCH4，只發(fā)生反應2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)，達到平衡時，測得p(C2H4)＝p(CH4)。CH4的平衡轉化率為________。在上述平衡狀態(tài)某一時刻，改變溫度至t2℃，CH4以0.01mol·L－1·s－1的平均速率增多，則t1________(填“>”“＝”或“<”)t2(2)在圖中，t3℃時，化學反應2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)的壓強平衡常數(shù)Kp＝________Pa210．500℃時，向容積為2L的密閉容器中通入1molN2和3molH2，模擬合成氨的反應，容器內的壓強隨時間的變化如下表所示：時間/min010203040＋∞壓強/MPa20171513.21111(1)達到平衡時N2的轉化率為(2)用壓強表示該反應的平衡常數(shù)Kp＝(Kp等于平衡時生成物分壓冪的乘積與反應物分壓冪的乘積的比值，某物質的分壓等于總壓×該物質的物質的量分數(shù))11．在一密閉容器中，起始時向該容器中充入H2S和CH4且n(H2S)∶n(CH4)＝2∶1，發(fā)生反應：CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g)。0.1MPa時，溫度變化對平衡時產(chǎn)物的物質的量分數(shù)的影響如圖所示：(1)該反應ΔH(填“>”或“<”)0(2)M點，H2S的平衡轉化率為，為提高H2S的平衡轉化率，除改變溫度外，還可采取的措施是(列舉一條)(3)N點，平衡分壓p(CS2)＝MPa，對應溫度下，該反應的KP＝(MPa)2(KP為以分壓表示的平衡常數(shù))12．在保持體系總壓為105Pa的條件下進行反應SO2＋eq\f(1,2)O2SO3，原料氣中SO2和O2的物質的量之比meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m＝\f(n（SO2）,n（O2）)))不同時，SO2的平衡轉化率與溫度(t)的關系如圖所示：(1)圖中m1、m2、m3的大小順序為________，反應的化學平衡常數(shù)Kp表達式為________(用平衡分壓代替平衡濃度表示)(2)圖中A點原料氣的成分是：n(SO2)＝10mol，n(O2)＝24.4mol，n(N2)＝70mol，達平衡時SO2的分壓p(SO2)為________Pa(分壓＝總壓×物質的量分數(shù))13．某密閉容器中存在反應：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0，起始時容器中只有amol/LCO和bmol/LH2，平衡時測得混合氣體中CH3OH的物質的量分數(shù)[φ(CH3OH)]與溫度(T)、壓強(p)之間的關系如圖所示。(1)溫度T1和T2時對應的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1________(填“>”“<”或“＝”)K2；若恒溫(T1)恒容條件下，起始時a＝1、b＝2，測得平衡時混合氣體的壓強為p1，則T1時該反應的壓強平衡常數(shù)Kp＝________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數(shù)，用含p1的代數(shù)式表示)(2)若恒溫恒容條件下，起始時充入1molCO和2molH2，達平衡后，CO的轉化率為α1，此時，若再充入1molCO和2molH2，再次達平衡后，CO的轉化率為α2，則α1________(填“>”“<”或“＝”)α214．某研究小組研究T1℃、T2℃時，氮硫的氧化物的轉化：NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(g)ΔH<0中l(wèi)gp(NO2)和lgp(SO3)關系如圖2所示，實驗初始時體系中的p(NO2)和p(SO2)相等、p(NO)和p(SO3)相等(1)T1______T2(填“>”“<”或“＝”)，溫度為T1時化學平衡常數(shù)Kp＝________(2)由平衡狀態(tài)a到b，改變的條件是____________________________________________________15．亞硝酰氯(ClNO)是有機合成中的重要試劑?？赏ㄟ^以下反應制得：2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)。按投料比[n(NO)∶n(Cl2)]＝2∶1把NO和Cl2加入到一恒壓的密閉容器中發(fā)生反應，平衡時NO的轉化率與溫度T、壓強p(總壓)的關系如圖所示：(1)該反應的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0(2)在壓強為p條件下，M點時容器內NO的體積分數(shù)為________(3)若反應一直保持在p＝bPa壓強條件下進行，則M點的分壓平衡常數(shù)Kp＝________(用含b的表達式表示，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×體積分數(shù))。(4)實驗測得，v正＝k正·c2(NO)·c(Cl2)，v逆＝k逆·c2(ClNO)(k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關)。①達到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)________(填“>”“<”或“＝”)k逆增大的倍數(shù)。②若在2L的密閉容器中充入1molCl2和1molNO，在一定溫度下達到平衡時，NO的轉化率為40%，則k正∶k逆＝________(保留一位小數(shù))16．乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。熱化學方程式為：C2H4(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)ΔH＝－45.5kJ·mol－1下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉化率與溫度、壓強的關系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數(shù)Kp＝(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數(shù))17．以CO作還原劑與磷石膏反應，不同反應溫度下可得到不同的產(chǎn)物。向盛有CaSO4的真空恒容密閉容器中充入CO，反應體系起始總壓強為0.1aMPa，不同溫度下反應后所得固體成分的物質的量如圖所示。在低于800℃時主要反應的化學方程式為_______________________；1150℃下，反應CaSO4＋COCaO＋CO2＋SO2達到平衡時，c平衡(SO2)＝8.0×10－5mol·L－1，CO的轉化率為80%，則c初始(CO)＝________mol·L－1，該反應的壓強平衡常數(shù)Kp＝________(用含a的代數(shù)式表示；用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數(shù)；忽略副反應)【常考題空3分壓平衡常數(shù)(Kp)計算】答案【典題示例】1．eq\f(3,p)解析：據(jù)圖可知M點SO2的轉化率為50%，設初始投料為2molSO2和2molCl2，列三段式有SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)起始/mol220轉化/mol111平衡/mol111所以p(SO2)＝p(Cl2)＝p(SO2Cl2)＝eq\f(1,3)p，所以Kp＝eq\f(\f(1,3)p,\f(1,3)p×\f(1,3)p)＝eq\f(3,p)。2．33.3%eq\f(9,16p)解析：根據(jù)題意可列出三段式：2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)起始/mol:2300轉化/mol:2x2xx2x平衡/mol:2－2x3－2xx2x反應達到平衡，此時壓強p＝0.9p0，則有eq\f(p,p0)＝eq\f(n,n0)＝eq\f(5－x,5)＝0.9，解得x＝0.5，故NO的轉化率α(NO)≈33.3%，由分壓公式p∞＝eq\f(n∞,n)p可知，p(H2)＝eq\f(2,9)p，p(NO)＝eq\f(4,9)p，p(N2)＝eq\f(1,9)p，p(H2O)＝eq\f(2,9)p，則Kp＝eq\f(pN2×p2H2O,p2H2×p2NO)＝eq\f(\f(1,9)p×\f(2,9)p2,\f(2,9)p2×\f(4,9)p2)＝eq\f(9,16p)。3．1.01解析：設S2(g)的生成量為amol，則有2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)n始100Δn2aa2an平1－2aa2aQ點：1－2a＝2a，a＝0.25p(H2S)＝eq\f(0.5,23.75＋1.25)×101kPa＝2.02kPa＝p(H2)p(S2)＝eq\f(0.25,23.75＋1.25)×101kPa＝1.01kPaK＝eq\f(2.02kPa2×1.01kPa,2.02kPa2)＝1.01kPa。4．(1)大于CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)的正反應為氣體體積增大的吸熱反應，溫度升高，平衡右移，氣體物質的量增加，容器體積不變，總壓強變大(2)43.9解析：(1)反應CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)的正反應為氣體體積增大的吸熱反應，溫度升高，平衡右移，氣體物質的量增加，容器體積不變，總壓強變大，則升高反應溫度至373K，則CH3OH(g)分解后體系壓強p∞(373K)大于121.2kPa；(2)353K時，初始時平衡體系總壓強為101.2kPa，平衡時體系總壓強為121.2kPa，設初始投入CH3OH(g)為1mol，平衡時消耗CH3OH(g)的物質的量為x。CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)始/mol100變/molxx2x平/mol1－xx2x根據(jù)相同條件下，物質的量之比等于壓強之比，則eq\f(1,1－x＋2x＋x)＝eq\f(101.2kPa,121.2kPa)，解得x＝eq\f(1,10.12)mol，則平衡時，H2的物質的量為eq\f(1,5.06)mol，CH3OH的物質的量為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(1,10.12)))mol，CO的物質的量為eq\f(1,10.12)mol，平衡時的總物質的量為eq\f(6.06,5.06)mol，該反應的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(p2H2·pCO,pCH3OH)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(121.2kPa×\f(\a\vs4\al(\f(1,5.06)),\f(6.06,5.06))))2×121.2kPa×\f(\a\vs4\al(\f(1,10.12)),\f(6.06,5.06)),121.2kPa×\f(1－\f(1,10.12),\f(6.06,5.06)))≈43.9(kPa)2。5．(1)ad(2)33%1.6解析(1)C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)ΔH＝＋124kJ·mol－1，正反應吸熱，升高溫度，平衡正向移動，C3H8(g)的物質的量分數(shù)減小，C3H6(g)的物質的量分數(shù)增大；該反應為氣體體積增大的反應，增大壓強，化學平衡逆向移動，因此表示100kPa時，C3H8的物質的量分數(shù)隨溫度變化關系的曲線是a，C3H6的物質的量分數(shù)隨溫度變化關系的曲線是d。(2)同溫同體積條件下，氣體的壓強之比等于氣體的物質的量之比，設C3H8的平衡轉化率為x，C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)起始/kPa1000反應/kPa10x10x10x平衡/kPa10(1－x)10x10x則10(1－x)＋10x＋10x＝13.3，解得：x＝0.33，Kp＝eq\f(3.3kPa×3.3kPa,10－3.3kPa)≈1.6kPa。6．(1)乙(2)28.203.38(3)0.05解析：(1)根據(jù)反應分析，隨著反應的進行氧氣的壓強從0開始逐漸增大，所以乙為氧氣的壓強變化曲線。(2)t＝10h時，p(O2)＝12.8kPa，由2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)分析，反應的五氧化二氮的分壓為25.6kPa，起始壓強為53.8kPa，所以10h時p(N2O5)＝(53.8－25.6)kPa＝28.20kPa，N2O5分解的反應速率v＝0.12p(N2O5)kPa·h－1＝0.12×28.20kPa·h－1≈3.38kPa·h－1。(3)N2O5完全分解時，p(NO2)＝53.8kPa×2＝107.6kPa，p(O2)＝eq\f(53.8kPa,2)＝26.9kPa。由題可得：2NO2(g)N2O4(g)起始分壓/kPa107.60改變分壓/kPa2xx平衡分壓/kPa107.6－2x

x有107.6－2x＋x＋26.9＝94.7kPa，解得x＝39.8kPa，平衡常數(shù)Kp＝eq\f(39.8,282)kPa－1≈0.05kPa－1?！菊骖}演練】1．7.2×105

解析：從圖中可知，1400℃，體系中氣體平衡組成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO是0.6，反應C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常數(shù)Kp(1400℃)==Pa=7.2×105Pa2．50%4.76解析：假設在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質的量分別為1mol和4mol，根據(jù)三段式可知：平衡時H2S和H2的分壓相等，則二者的物質的量相等，即1－x＝x，解得x＝0.5，所以H2S的平衡轉化率為，所以平衡常數(shù)Kp＝＝≈4.76kPa3．0.02MPa解析：反應平衡時，H2O(g)的轉化率為50%，則水的變化量為0.5mol，水的平衡量也是0.5mol，由于CO的物質的量為0.1mol，則根據(jù)O原子守恒可知CO2的物質的量為0.2mol，生成0.2molCO2時消耗了0.2molCO，故在反應Ⅰ實際生成了0.3molCO；由H原子守恒可知，平衡時H2的物質的量為0.5mol，CO的物質的量為0.1mol，CO2的物質的量為0.2mol，水的物質的量為0.5mol，則平衡時氣體的總物質的量為0.5mol+0.1mol+0.2mol+0.5mol=1.3mol，在同溫同體積條件下，氣體的總壓之比等于氣體的總物質的量之比，則平衡體系的總壓為0.2MPa1.3=0.26MPa，反應IC(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)Kp=。4．減小氣體濃度，使平衡右移，提高C3H8(g)的轉化率16.7解析：達到平衡后，通入N2，為維持恒壓狀態(tài)，容器體積必須增大，則平衡向氣體體積增大的反應及正向移動，C3H8(g)的轉化率增大。根據(jù)圖a，C3H8的物質的量分數(shù)為0.4時，其平衡轉化率為50%，假設混合氣體為1mol，則起始時C3H8為0.4mol，N2為0.6mol，運用三行式分析法可求出平衡時C3H8為0.2mol，C3H6為0.2mol，H2為0.2mol，N2為0.6mol。進而求出C3H8、C3H6、H2的分壓均為100/6kPa，，則T1時反應I的平衡常數(shù)可求得為16.7kPa；5．eq\f(2mα,100－mα)peq\f(α,（1－α）1.5\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m,100－mα)p))\s\up12(0.5))解析：設通入的SO2、O2和N2共100mol，利用三段式法進行計算：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)起始量/mol2mm0轉化量/mol2mαmα2mα平衡量/mol2m－2mαm－mα2mα平衡時氣體的總物質的量為(3m＋q－mα)mol，則p(SO2)＝p×eq\f(2m－2mα,3m＋q－mα)，p(O2)＝p×eq\f(m－mα,3m＋q－mα)，p(SO3)＝p×eq\f(2mα,3m＋q－mα)，因3m＋q＝100，Kp＝eq\f(p（SO3）,p（SO2）×p\s\up6(\f(1,2))（O2）)，代入計算得Kp＝eq\f(α,（1－α）1.5\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m,100－mα)p))\s\up12(0.5))。6．eq\f(α1＋αp,2＋α1－α)解析：設容器中通入的乙烷和氫氣均為1mol，則：C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)n(總)初始量/mol101轉化量/molααα平衡量/mol1－αα1＋α2＋αKp＝eq\f(\f(α,2＋α)×p×\f(1＋α,2＋α)×p,\f(1－α,2＋α)×p)＝eq\f(α1＋αp,2＋α1－α)7．eq\f(9,4)×eq\f(1,0.0393)或eq\f(0.394×\f(0.39,4),0.396×（\f(0.39,3)）2)×eq\f(1,0.13)解析：原料初始組成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在體系壓強為0.1Mpa建立平衡。由A點坐標可知，該溫度下，氫氣和水的物質的量分數(shù)均為0.39，則乙烯的物質的量分數(shù)為水的四分之一，即eq\f(0.39,4)，二氧化碳的物質的量分數(shù)為氫氣的三分之一，即eq\f(0.39,3)，因此，該溫度下反應的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(0.394×\f(0.39,4),0.396×（\f(0.39,3)）2)×eq\f(1,0.13)(MPa)－3＝eq\f(9,4)×eq\f(1,0.0393)(MPa)－3。8．40%3.56×104BD解析：設容器中起始加入I2(g)和環(huán)戊烯的物質的量均為a，平衡時轉化的環(huán)戊烯的物質的量為x，列出三段式：(g)＋I2(g)(g)＋2HI(g)起始/molaa00轉化/molxxx2x平衡/mola－xa－xx2x根據(jù)平衡時總壓強增加了20%，且恒溫恒容時，壓強之比等于氣體物質的量之比，得eq\f(a＋a,a－x＋a－x＋x＋2x)＝eq\f(1,1.2)，解得x＝0.4a，則環(huán)戊烯的轉化率為eq\f(0.4a,a)×100%＝40%，平衡時(g)、I2(g)、(g)、HI(g)的分壓分別為eq\f(p總,4)、eq\f(p總,4)、eq\f(p總,6)、eq\f(p總,3)，則Kp＝eq\f(\f(p總,6)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p總,3)))2,\f(p總,4)×\f(p總,4))＝eq\f(8,27)p總，根據(jù)p總＝1.2×105Pa，可得Kp＝eq\f(8,27)×1.2×105Pa≈3.56×104Pa。通入惰性氣體，對反應的平衡無影響，A項不符合題意；反應為吸熱反應，提高溫度，平衡正向移動，可提高環(huán)戊烯的平衡轉化率，B項符合題意；增加環(huán)戊烯濃度，能提高I2(g)的平衡轉化率，但環(huán)戊烯的平衡轉化率降低，C項不符合題意；增加I2(g)的濃度，能提高環(huán)戊烯的平衡轉化率，D項符合題意。9．(1)大于溫度升高，體積不變，總壓強提高；NO2二聚為放熱反應，溫度升高，平衡左移，體系物質的量增加，總壓強提高(2)13.40.075(3)>解析：(1)①2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－55.3kJ·mol－1→升高溫度、平衡左移→氣體增多→剛性(恒容)反應器壓強增大，②溫度越高壓強越大，根據(jù)①②分析可知p∞(35℃)>63.1kPa。(2)恒溫恒容反應器，物質的量之比等于壓強之比，可用分壓表示組分的物質的量。N2O5完全分解生成N2O4和O2，起始p(N2O5)＝35.8kPa，其完全分解時p(N2O4)＝35.8kPa，p(O2)＝17.9kPa，設25℃平衡時N2O4轉化了x，則N2O4(g)2NO2(g)平衡35.8kPa－x2x35．8kPa－x＋2x＋17.9kPa＝63.1kPa，解得x＝9.4kPa。則p(N2O4)＝35.8kPa－9.4kPa＝26.4kPa，p(NO2)＝2×9.4kPa＝18.8kPa，Kp＝eq\f(p2NO2,pN2O4)＝eq\f(18.82,26.4)kPa≈13.4kPa。此溫度下，Kp′＝eq\f(1,13.4)＝0.075。(3)此反應為吸熱反應，因此溫度升高化學平衡常數(shù)增大?！窘?jīng)典模擬】1．(1)＞(2)0.06解析：(1)當溫度相同時，增大壓強，平衡逆向進行，SO3含量升高，所以根據(jù)圖像可知壓強p1＞p2。(2)設充入SO3的量為1mol，則依據(jù)三段式可知：2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)始/mol100變/mol2x2xx平/mol1－2x2xx因此eq\f(1－2x,1＋x)＝0.5，解得x＝0.2，所以該反應的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(\f(0.2,1.2)×0.81×\f(0.4,1.2)×0.812,\f(0.6,1.2)×0.812)MPa＝0.06MPa。2．0.05P0eq\f(7.5,P0)解析：在此條件，0～4min的v(CH3OH)＝eq\f(P0－0.8P0kPa,4min)＝0.05P0kPa·min－1；設平衡時CH3OH反應了xmol，列出三段式：CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g)起始/mol220轉化/molxxx平衡/mol2－x2－xx反應后總物質的量為(4－x)mol，T、V一定時，n和p成正比，所以eq\f(4,4－x)＝eq\f(P0,0.7P0)，解得x＝1.2，則反應后總物質的量為2.8mol，CH3OH的物質的量分數(shù)為eq\f(2－x,4－x)＝eq\f(0.8,2.8)＝eq\f(2,7)，CO的物質的量分數(shù)為eq\f(2－x,4－x)＝eq\f(0.8,2.8)＝eq\f(2,7)，HCOOCH3的物質的量分數(shù)為eq\f(x,4－x)＝eq\f(1.2,2.8)＝eq\f(3,7)，則Kp＝eq\f(pHCOOCH3,pCH3OH·pCO)＝eq\f(\f(3,7)×0.7P0,\f(2,7)×0.7P0×\f(2,7)×0.7P0)(kPa)－1＝eq\f(7.5,P0)(kPa)－1。3．＜4解析：由圖可知，在相同溫度下，壓強由p2→p1時，CH4的平衡轉化率增大，說明平衡正向移動，這是一個氣體分子數(shù)增大的反應，則減小壓強，平衡正向移動，所以p1＜p2；設容器的體積為1L，由題圖可知，平衡時n(CH4)＝n(CO2)＝0.1mol·L－1×1L×(1－50%)＝0.05mol，n(H2)＝n(CO)＝0.1mol·L－1×1L×50%×2＝0.1mol，所以p(CH4)＝p(CO2)＝p2×eq\f(0.05mol,0.05mol×2＋0.1mol×2)＝0.5MPa，p(H2)＝p(CO)＝p2×eq\f(0.1mol,0.05mol×2＋0.1mol×2)＝1.0MPa，所以Kp＝eq\f(p2CO·p2H2,pCO2·pCH4)＝eq\f(1.0MPa2×1.0MPa2,0.5MPa×0.5MPa)＝4(MPa)2。4．(1)T3>T2>T1(2)m1>m2>m3(3)乙醇eq\f(0.125×5MPa×0.375×5MPa3,0.125×5MPa2×0.375×5MPa6)解析：(1)反應為放熱反應，溫度越高轉化率越小，則T3＞T2＞T1。(2)圖2中m1、m2、m3投料比從大到小的順序為m1＞m2＞m3，因相同溫度下，增大氫氣的量，平衡正向移動，二氧化碳的轉化率增大。(3)溫度升高，反應逆向進行，所以產(chǎn)物的物質的量是逐漸減少的，反應物的物質的量增大，由圖可知，曲線a代表的物質為H2，b表示CO2，c為H2O，d表示乙醇；設開始氫氣的投入量是3nmol，則二氧化碳是nmol，二氧化碳的轉化量是x，則2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)起始量/moln3n00變化量/molx3x0.5x1.5x平衡量/moln－x3n－3x0.5x1.5xP點a、c的體積分數(shù)相同，所以3n－3x＝1.5x，解得x＝eq\f(2,3)n，總物質的量是n－x＋3n－3x＋0.5x＋1.5x＝eq\f(8,3)n，總壓為5MPa的恒壓條件下，p(二氧化碳)＝p(乙醇)＝eq\f(\f(1,3)n,\f(8,3)n)×5MPa＝0.125×5MPa，p(氫氣)＝p(水)＝eq\f(n,\f(8,3)n)×5MPa＝0.375×5MPa，T4溫度時，該反應的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(0.125×5MPa×0.375×5MPa3,0.125×5MPa2×0.375×5MPa6)。5．C＋2NON2＋CO2>eq\f(9,16)解析：1L恒容密閉容器中加入0.1000molNO和2.030mol固體活性炭，生成A、B兩種氣體，從不同溫度下測得平衡體系中各物質的物質的量以及容器內壓強數(shù)據(jù)可以看出：n(C)∶n(NO)∶n(A)∶n(B)＝1∶2∶1∶1，所以可以推斷出生成的A、B兩種氣體為N2和CO2，反應的化學方程式為C＋2NON2＋CO2。該反應的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(pN2·pCO2,p2NO)，容器的體積為1L，平衡分壓之比等于平衡濃度之比，代入表中數(shù)據(jù)計算得200℃時的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(9,16)。6．4MPa7．(1)48(2)0.1解析：在一定條件下，壓強之比等于物質的量之比，因此可以直接用壓強代替物質的量計算。4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)開始的壓強/MPa1500轉化的壓強/MPa4xx2x平衡的壓強/MPa15－4xx2x(1)20min時，15－x＝13.2，x＝1.8，NO的轉化率為α＝eq\f(4×1.8,15)×100%＝48%。(2)平衡時，15－x＝12.5，x＝2.5，NO、N2、NO2的壓強分別為5、2.5、5，代入公式Kp＝eq\f(pN2·p2NO2,p4NO)＝eq\f(2.5×52,54)＝0.1。8．(1)p1＞p2＞p3(2)eq\f(211,77)(kPa)－3解析：(1)該反應的正反應是一個反應前后氣體體積減小的可逆反應，增大壓強平衡正向移動，氧氣轉化率增大，所以壓強：p1＞p2＞p3。(2)若初始時通入7.0molO2，p2為7.0kPa，A點氧氣轉化率為50%，則A點n(O2)＝7.0mol×(1－50%)＝3.5mol，生成n(SO2)＝eq\f(7.0mol×50%,7)×4＝2mol，恒溫恒容條件下氣體壓強之比等于物質的量之比，所以A點壓強為eq\f(5.5mol,7.0mol)×7.0kPa＝5.5kPa，p(O2)＝eq\f(3.5mol,5.5mol)×5.5kPa＝3.5kPa，p(SO2)＝(5.5－3.5)kPa＝2kPa，則A點平衡常數(shù)Kp＝eq\f(p4SO2,p7O2)＝eq\f(24,3.57)(kPa)－3＝eq\f(211,77)(kPa)－3。9．(1)66.7%>(2)104.7解析：(1)設平衡時甲烷轉化xmol，根據(jù)三段式法有：

2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)起始量/mol0.1200變化量/molxeq\f(x,2)x平衡量/mol0.12－x

eq\f(x,2)x結合題意知0.12－x＝eq\f(x,2)，解得x＝0.08，故CH4的平衡轉化率為eq\f(0.08,0.12)×100%≈66.7%。根據(jù)題圖知，2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)為吸熱反應，改變溫度，甲烷的濃度增大，即平衡左移，則溫度降低，t1>t2。(2)將氣體的平衡濃度換為平衡分壓，可知t3℃時，該反應的壓強平衡常數(shù)Kp＝eq\f(pC2H2·p3H2,p2CH4)＝eq\f(10－1.3×1043,1032)Pa2＝104.7Pa2。10．(1)90%(2)48MPa－2解析：假設到平衡時氮氣轉化的物質的量為xmol，則有eq\a\vs4\ac\hs10\co6(,N2,＋,3H2,,2NH3,起始（mol）,1,,3,,0,轉化（mol）,x,,3x,,2x,平衡（mol）,1－x,,3－3x,,2x)根據(jù)壓強比等于物質的量比可知，eq\f(（1－x）＋（3－3x）＋2x,1＋3)＝eq\f(11,20)，解之得x＝0.9；(1)達到平衡時N2的轉化率為eq\f(0.9mol,1mol)×100%＝90%；(2)用壓強表示該反應的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(（\f(1.8,2.2)×11MPa）2,\f(0.1,2.2)×11MPa×（\f(0.3,2.2)×11MPa）3)＝48MPa－2。11．(1)＞(2)20%減小起始時eq\f(n（H2S）,n（CH4）)或減小壓強(3)9.1×10－36.6×10－4解析：(1)根據(jù)圖像，隨著溫度升高，反應物H2S的量逐漸下降，所以反應是吸熱反應，所以ΔH＞0；(2)M點時，CH4與H2的物質的量分數(shù)相等，列三段式：eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,CH4,＋,2H2S,,CS2,＋,4H2,起始,1,,2,,0,,0,轉化,a,,2a,,a,,4a,平衡,1－a,,2－2a,,a,,4a)所以有1－a＝4a，a＝0.2，H2S的轉化率為a(H2S)＝20%；為提高硫化氫轉化率，從平衡移動的角度分析還可以減壓或者增加CH4的進料提高CH4與H2S的比例；(3)N點時，H2S與H2的物質的量分數(shù)相同，列三段式：eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,CH4,＋,2H2S,,CS2,＋,4H2,起始,1,,2,,0,,0,轉化,a,,2a,,a,,4a,平衡,1－a,,2－2a,,a,,4a)所以2－2a＝4a，a＝eq\f(1,3)，即N點時二硫化碳的物質的量分數(shù)為：n(CS2)%＝eq\f(n（CS2）,n總)＝eq\f(\f(1,3),3＋\f(2,3))＝eq\f(1,11)≈9.1×10－2，所以p(CS2)＝n(CS2)%×p總＝9.1×10－3MPa；通過三段式可知n(H2S)%＝n(H2)%＝eq\f(4,11)，n(CH4)%＝eq\f(2,11)，所以Kp＝eq\f(（\f(4,11)）4×\f(1,11)×peq\o\al(5,總),（\f(4,11)）2×\f(2,11)×peq\o\al(3,總))＝eq\f(8,121)×peq\o\al(2,總)≈6.6×10－4(MPa)2。12．(1)m1>m2>m3Kp＝eq\f(p（SO3）,p（SO2）·p\f(1,2)（O2）)(2)1200Pa解析：(1)在同溫同壓下，對于可逆反應SO2＋eq\f(1,2)O2SO3，SO2平衡轉化率：①SO2的起始濃度增加，平衡轉化率α(SO2)下降；②O2起始濃度增加，平衡轉化率α(SO2)增大。遷移分析：在同溫同壓下，增加二氧化硫的量，會使原料氣中SO2和O2的物質的量之比m變大，m越大，平衡轉化率α(SO2)越小。(2)總壓強為105Pa，根據(jù)題給信息，A點是500℃，二氧化硫的轉化率為88%；n(SO2)＝10mol，n(O2)＝24.4mol，n(N2)＝70mol，進行如下計算：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)起始量/mol1024.40變化量/mol10×88%eq\f(1,2)×10×88%10×88%平衡量/mol10×12%24.4－5×88%10×