2024届高考化学一轮复习教案 38 第七章 第34讲 化学平衡常数及转化率的计算

第34讲　化学平衡常数及转化率的计算
[课程标准]　1.提取信息计算化学平衡常数及转化率。2.了解压强平衡常数的含义，并能进行简单计算。
考点一　化学平衡常数及转化率的计算方法——“三段式”法
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1．分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。
2．明确三个关系
(1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
(2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
(3)各转化量之比等于各参加反应的物质的化学计量数之比。
3．计算模型——“三段式”法
(1)步骤：书写(写出有关化学平衡的化学反应方程式)―→列变量(列出各物质的起始、变化、平衡量)―→计算(根据已知条件列方程式计算)。
(2)模式：如反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为1 L。
　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始/mol a b 0 0
变化/mol mx nx px qx
平衡/mol a－mx b－nx px qx
①求平衡常数：K＝
②求转化率
转化率＝×100%，
如α(A)平＝×100%。
(3)依据上述(2)中的三段式填空：
①c平(A)＝ (mol·L－1)。
②α(A)平＝ ×100%。
③φ(A)＝ ×100%。
④＝ 。
⑤(混)＝ (g·L－1)。
⑥M＝ (g·mol－1)。
答案：　①a－mx　②　
③　
④　
⑤a·M(A)＋b·M(B)　
⑥
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一、化学平衡常数与转化率的计算
1．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，则此温度下反应①的平衡常数为 。
解析：　由平衡时H2的浓度，可求得反应②分解消耗HI的浓度，c分解(HI)＝0.5 mol·L－1×2＝1 mol·L－1，故①式生成c(HI)＝c平衡(HI)＋c分解(HI)＝4 mol·L－1＋1 mol·L－1＝5 mol·L－1，则c平衡(NH3)＝5 mol·L－1，根据平衡常数表达式K＝c平衡(NH3)·c平衡(HI)＝5×4＝20。
答案：　20
2．在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度条件下进行反应：A(g)B(g)＋C(g)　ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1。反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：
时间t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30
总压强p/100 kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53
回答下列问题：
(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为
(答出两项措施)。
(2)由总压强p和起始压强p0计算，平衡时A的转化率为 ，反应的平衡常数K为 。
学生用书?第168页
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总＝ mol，n(A)＝ mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算a＝ 。
反应时间t/h 0 4 8 16
c(A)/(mol·L－1) 0.10 a 0.026 0.006 5
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是
，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为 mol·L－1。
解析：　(2)压强之比等于气体的物质的量之比，依据三段式进行求解：
　　　A(g)　　　B(g)　＋　　C(g)
始态： p0 0 0
反应： p0·α(A) p0·α(A) p0·α(A)
终态： p0－p0·α(A) p0·α(A) p0·α(A)
p＝[p0－p0·α(A)＋p0·α(A)＋p0·α(A)]＝p0＋p0·α(A)求得α(A)＝×100%；25 h时反应已平衡，α(A)＝×100%≈94.1%；依据三段式进行求解：
　　　　　　　A(g)　　　B(g) ＋　C(g)
0.10 0 0
0.094 1 0.094 1 0.094 1
0.10－0.094 1 0.094 1 0.094 1
K＝≈1.5；
(3)①依据＝可得n总＝×0.1 mol；
n(A)＝0.1 mol×[1－α(A)]＝0.10 mol×＝0.10 mol×；②n(A)＝0.10 mol×＝0.10 mol×≈0.051 mol，体积为1 L，a＝0.051 mol·L－1；0～4 h浓度大约变为0 h时的，4～8 h浓度又变为4 h的，从8～16 h经过8个小时浓度变为8 h的，所以每经过4个小时浓度均降低为原来的。
答案：　(1)升高温度；降低压强
(2)94.1%　1.5
(3)①0.10×　0.10×　
②0.051　达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半　0.013
二、借用“题链”跟踪化学平衡常数计算的考查方向
3．[题链1，2022·湖南选择考，16(1)]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)
Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
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)。
解析：　设反应达平衡时，反应Ⅰ消耗x mol H2O(g)、反应Ⅱ消耗y mol H2O(g)，由题中信息可得：
　　　　　Ⅰ.C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)
起始量/mol: 1 0 0
变化量/mol: x x x
　　　Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
变化量/mol: y y y y
平衡量/mol: x－y 1－x－y y x＋y
则x＋y＝50%×1、x－y＝0.1，解得x＝0.3、y＝0.2，则平衡时n(H2O)＝0.5 mol，n(CO)＝0.1 mol，n(CO2)＝0.2 mol，n(H2)＝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[C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)]的平衡常数Kp＝×p总＝×0.26 MPa＝0.02 MPa。
答案：　0.02 MPa
4．[题链2，全国卷，节选]Bodensteins研究了下列反应：
2HI(g)H2(g)＋I2(g)
在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：
t/min 0 20 40 60 80 120
x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784
x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784
(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为 。
(2)上述反应中，正反应速率为v正＝k正·x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆·x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为 (以K和k正表示)。
解析：　(1)观察表中数据知，120 min时反应达到平衡，此时x(HI)＝0.784，x(H2)＝x(I2)＝(1－0.784)×＝0.108，故反应的平衡常数K的计算式为＝。
(2)达平衡时，v正＝v逆，k正·x2(HI)＝k逆·x(H2)·x(I2)，k逆＝＝。
答案：　(1)K＝　(2)
5．(题链3，全国卷，节选)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3＋(蓝紫色)、Cr(OH)(绿色)、Cr2O(橙红色)、CrO(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体。CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H＋)的变化如图所示。
(1)用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应： 。
(2)由图A点数据，计算该转化反应的平衡常数为 。
解析：　根据反应并结合A点数据，列三段式：
　　　　　　　2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O
起始(mol/L) 1.0 0
转化(mol/L) 0.5 0.25
平衡(mol/L) 0.5　1.0×10－7 0.25
K＝ eq \f(c（Cr2O）,c2（CrO）·c2（H＋）) ＝＝1.0×1014。
答案：　(1)2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O　(2)1.0×1014
题链1 题链2 题链3
知识内容 压强平衡常数 平衡常数 平衡常数
解题难点 用平衡分压代替平衡浓度计算平衡常数 用物质的量分数代替平衡分压计算平衡常数，理解表达式与计算式的区别 图中数据信息的读取
思维突破 由平衡常数迁移到压强平衡常数，貌似新概念，实质是对信息的理解 利用平衡时v正＝v逆，找到k正、k逆和K的联系 对教材中平衡常数的理解和题中数据的处理
化学观念 压强平衡常数也是研究可逆反应平衡状态的一种手段、工具 物质的量分数计算平衡常数同样也是研究可逆反应平衡状态的手段、工具 平衡常数是研究可逆反应平衡状态的一种手段、工具
学生用书?第169页
考点二　压强平衡常数
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1．含义
在化学平衡体系中，各气体物质的分压替代浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。
2．表达式
对于一般可逆反应m(A)＋n(B)p(C)＋q(D)，当在一定温度下达到平衡时其压强平衡常数Kp可表示为Kp＝。
3．分压、总压的计算
(1)分压＝总压×物质的量分数。
(2)p(总)＝p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)。
4．计算Kp的两套模板[以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)为例]
模板1：
　　 　N2(g)＋ 3H2(g)2NH3(g)(平衡时总压为p0)
n(始) 1 mol 3 mol 0
Δn 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
n(平) 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
p(X) p0 p0 p0
Kp＝
模板2：
刚性反应容器中　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
p(始) p0 3p0 0
Δp p′ 3p′ 2p′
p(平) p0－p′ 3p0－3p′ 2p′
Kp＝
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1．一定温度下，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＝ 。
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＝ mol，此时NO2的转化率为66.7%，平衡时p(N2O4)＝0.96p0Pa，p(NO2)＝0.04p0Pa，由此可求出Kp＝＝ Pa—1。
答案：　66.7%　 Pa－1
2．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)。
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：
　　　　　　C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)
起始(mol) 　1 　0 0
变化(mol) 　x 　x x
平衡(mol) 　1－x 　x x
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＝ Pa＝104× Pa≈3.3×103 Pa。
答案：　(1) ⅰ　(2)3.3×103 Pa
3．[2022·1浙江选择考，29(3)]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 。
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：
　　　CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
起始/mol 1 x 0 0
转化/mol 0.9 0.9 0.9 0.9
平衡/mol 0.1 x－0.9 0.9 0.9
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。
答案：　①9.0　②1.8∶1
学生用书?第170页
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1．推导过程
已知反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，反应速率v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)，当v正＝v逆时，反应达到平衡，即k正·ca(A)·cb(B)＝k逆·cc(C)，故＝＝K。
2．结论：K＝
应用1.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。
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：
　　　　　　　　2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)
起始/mol·L－1 0.5 0.3 0
转化/mol·L－1 0.4 0.2 0.4
平衡/mol·L－1 0.1 0.1 0.4
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。
答案：　(1)160　(2)>
应用2.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。
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。
答案：　　3.9×106
应用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＝。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＝×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)试写出平衡常数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＝ 。已知k逆＝60 s－1，则速率常数k正＝ s－1·kPa－1。
解析：　(1)可逆反应达到平衡状态时，v正＝v逆，由于v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，v逆＝k逆·c(MbO2)，所以k正·c(Mb)·p(O2)＝k逆·c(MbO2)，＝，而反应Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)的平衡常数K＝＝。
(2)将c点时，p(O2)＝4.5 kPa，肌红蛋白的结合度(α)是90%代入平衡常数表达式中可得K＝＝＝2；K＝，由于K＝2，k逆＝60 s－1代入该式子，可得k正＝K·k逆＝2×60 s－1·kPa－1＝120 s－1·kPa－1。
答案：　(1)　(2)2　120
应用4.2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程如下：
反应Ⅰ：2NO(g)N2O2(g)(快)　ΔH1<0，
v1正＝k1正·c2(NO)，v1逆＝k1逆·c(N2O2)；
反应Ⅱ：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)　ΔH2<0，v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)，
v2逆＝k2逆·c2(NO2)。
学生用书?第171页
(1)一定条件下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数K＝ (用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。反应Ⅰ的活化能EⅠ (填“>”“<”或“＝”)反应Ⅱ的活化能EⅡ。
(2)已知反应速率常数k随温度升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数 k2逆增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。
解析：　(1)由反应达平衡状态，所以v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以v1正·v2正＝v1逆·v2逆，即k1正·c2(NO)·k2正·c(N2O2)·c(O2)＝k1逆·c(N2O2)·k2逆·c2(NO2)，则有：K＝＝；因为决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)速率的是反应Ⅱ，所以反应Ⅰ的活化能EⅠ小于反应Ⅱ的活化能EⅡ。
(2)反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)为放热反应，温度升高，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡均逆向移动，由于反应Ⅰ的速率大，导致c(N2O2)减小且其程度大于k2正和c(O2)增大的程度，即k随温度升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数小于k2逆增大的倍数。
答案：　(1)　<　(2)小于
应用5.(1)NO2可发生二聚反应生成N2O4，化学方程式为2NO2(g) N2O4(g)，上述反应达到平衡后，升高温度可使体系颜色加深，则该反应的ΔH (填“＞”或“＜”)0。
已知该反应的正反应速率方程为v正＝k正·c2(NO2)，逆反应速率方程为v逆＝k逆·c(N2O4)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。则如图(lg k表示速率常数的对数；表示温度的倒数)所示①、②、③、④四条斜线中，能表示lg k正随变化关系的是斜线 ，能表示lg k逆随变化关系的是斜线 。
(2)图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a＋1.5、a＋0.5、a－0.5、a－1.5，则温度T1时化学平衡常数K＝ 。已知温度T1时，某时刻恒容密闭容器中NO2、N2O4浓度均为0.2 mol·L－1，此时v正 v逆(填“＞”或“＜”)。
解析：　(1)升高温度体系颜色加深，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH＜0；化学反应速率和温度成正比，随着温度降低，增大，正逆反应速率减小，则lg k正和lg k逆均减小，由于温度降低平衡正向移动，v正＞v逆，则降低相同温度时lg k逆减小更快，则③表示lg k正随变化关系的斜线，④表示lg k逆随变化关系的斜线。(2)化学平衡常数K＝＝×＝×＝＝＝10；NO2、N2O4浓度均为0.2 mol·L－1，则浓度商Q＝＝5＜K，则平衡正向移动，v正＞v逆。
答案：　(1)＜　③　④　(2)10　＞
真题演练　明确考向
1.(双选)(2022·湖南选择考，14)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
BC　[A.甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，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，上述密闭容器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正确；C.若温度恒定不变，设达到a点平衡时Y转化了x mol，则列出三段式如下：
　　　　　　　　2X(g)＋Y(g)Z(g)
起始/mol·L－1 2 1 0
转化/mol·L－1 2x x x
平衡/mol·L－1 2－2x 1－x x，
则有＝，计算得到x＝0.75，那么化学平衡常数K＝＝＝12，而a点平衡实际上是绝热条件下达到的平衡，要使平衡压强为p，体系中的气体总物质的量应小于1.5 mol，计算得到的x偏小，故a点平衡常数K＞12，C项正确；；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。]
2．[2022·山东等级考，20(2)]利用γ 丁内酯(BL)制备1，4 丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和1 丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：
以5.0×10－3mol BL或BD为初始原料，在493 K、3.0×103 kPa的高压H2氛围下，分别在恒压容器中进行反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热X kJ；以BD为原料，体系从环境吸热Y kJ。xi表示某物种i的物质的量与除H2外其它各物种总物质的量之比，xBL和xBD随时间t变化关系如图所示。实验测得X＜Y，则图中表示xBL变化的曲线是 ；反应Ⅰ平衡常数Kp＝ kPa－2(保留两位有效数字)。以BL为原料时，t1时刻xH2O＝ ，
学生用书?第172页
BD产率＝ (保留两位有效数字)。(已知：①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；②因反应Ⅰ在高压H2氛围下进行，故H2压强近似等于总压。)
解析：　实验测得X答案：　a或c　8.3×10－8　0.08　39%
3．[2021·广东高考，19(4)]我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH1
b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2
c)CH4(g)C(s)＋2H2(g) ΔH3
d)2CO(g)CO2(g)＋C(s) ΔH4
e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s) ΔH5
设K为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0＝100 kPa)。反应a、c、e的ln K随(温度的倒数)的变化如图所示。
①反应a、c、e中，属于吸热反应的有 (填字母)。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为K＝ 。
③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40 kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程 。
解析：　①随着温度的升高，反应a和c的ln K增大，说明K的数值增大，反应向正反应方向进行，反应a和c为吸热反应，同理反应e的ln K减小，说明K的减小，反应向逆反应方向进行，反应e为放热反应；②用相对分压代替浓度，则反应c的平衡常数表达式K＝；③由图可知，A处对应反应c的ln K＝0，即K＝＝1，解方程得p2(H2)＝p0·p(CH4)，已知反应平衡时p(H2)＝40 kPa，则有p(CH4)＝16 kPa，且初始状态时p(CH4)＝×100 kPa＝50 kPa，故CH4的平衡转化率为×100%＝68%。
答案：　① ac　②　③由图可知，A处对应反应c的ln K＝0，即K＝＝1，解方程得p2(H2)＝p0·p(CH4)，已知反应平衡时p(H2)＝40 kPa，则有p(CH4)＝16 kPa，且初始状态时p(CH4)＝×100 kPa＝50 kPa，故CH4的平衡转化率为×100%＝68%
4．[2020·全国卷Ⅰ，28(3)(4)]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。
(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)。
(2)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v＝k(－1)0.8(1－nα′)。式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为SO2平衡转化率，α′为某时刻SO2转化率，n为常数。在α′＝0.90时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲线，如图所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度tm。ttm后，v逐渐下降。原因是 。
解析：　(1)假设原气体的物质的量为100 mol，则SO2、O2和N2的物质的量分别为2m mol，m mol和q mol，2m＋m＋q＝100，利用“三段式法”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×(1－α) m×(1－α) 2mα
平衡时混合气体的总物质的量为2m×(1－α)mol＋m×(1－α)mol＋2mα mol＋q mol＝(3m－mα＋q) mol，SO3的物质的量分数为×100%＝×100%，则平衡时SO3的压强为p。平衡时，SO2、O2的压强分别为p、p，则平衡常数Kp＝＝。
(2)在α′＝0.90时，SO2催化氧化的反应速率为v＝k·(1－0.90n)。升高温度，k增大使v逐
渐提高，但α降低使v逐渐下降。t＜tm时，k增大对v的提高大于α引起的降低；t＞tm后，k增大对v的提高小于α引起的降低。
答案：　(1)　　(2)升高温度，k增大使v逐渐提高，但α降低使v逐渐下降。当t＜tm，k增大对v的提高大于α引起的降低；当t＞tm，k增大对v的提高小于α引起的降低
课时精练(三十四)　化学平衡常数及转化率的计算
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1．在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下：
①2NO(g)N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030
②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081
③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92
以下说法正确的是(　　)
A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2)
B．该温度下，反应2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)的平衡常数的数值约为5×10－80
C．该温度下，反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2
D．以上说法都不正确
C　[由化学平衡常数的定义可知K1＝，A项错误；该温度下，水分解反应的平衡常数为＝＝5×10－82，B项错误；该温度下，NOQH2O、CO2三种化合物分解产生O2的反应的化学平衡常数分别为1×1030、5×10－82、4×10－92，所以产生O2的倾向：NO＞H2O＞CO2，C项正确，D项错误。]
2．在一定温度下，反应H2(g)＋X2(g)HX(g)的平衡常数为10，若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于(　　)
A．5% B．17% C．25% D．33%
B　[由一定温度下，反应H2(g)＋X2(g)HX(g)的平衡常数为10，则相同条件下HX分解的化学反应的平衡常数为，设HX分解的物质的量为x，则
　　　　　　　 　HX(g)H2(g)＋X2(g)
开始/(mol·L－1) 1.0 0 0
转化/(mol·L－1) x
平衡/(mol·L－1) (1.0－x)
故＝，解得x≈0.17 mol，
该温度时HX(g)的最大分解率为×100%＝17%。]
3．加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol。则t ℃时反应①的平衡常数为(　　)
A．10.7 B．8.5 C．9.6 D．10.2
B　[设N2O5的转化浓度为x mol·L－1，N2O3的转化浓度为y mol·L－1。
　　　　　　　　N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)
开始/(mol·L－1) 　　4 0 0
转化/(mol·L－1) 　　x x x
平衡/(mol·L－1) 　4－x x x
　　　　　　 N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)
开始/(mol·L－1) 　x 0 x
转化/(mol·L－1) 　y y y
平衡/(mol·L－1) 　x－y y x＋y
根据题意得，所以x＝3.1，y＝1.4，所以反应①的平衡常数为K＝＝＝8.5。]
4．已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数值分别为
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38
下列有关叙述不正确的是(　　)
A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
B．上述反应的正反应是放热反应
C．如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO为0.4 mol时，该反应为平衡状态
D．某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：＝，判断此时的温度是1 000 ℃
C　[化学反应的平衡常数表达式为K＝，平衡常数是生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值，故反应物是一氧化碳和水，生成物是二氧化碳和氢气，反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，故A正确；由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以该反应的正反应是放热反应，故B正确；
　　　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始量/mol 0 0 1 1
变化量/mol 0.4 0.4 0.4 0.4
5 min后/mol 0.4 0.4 0.6 0.6
反应前后气体的体积不变，可以用物质的量代替物质的量浓度计算，故Q＝＝2.25＞1，830 ℃时Q不等于K，说明反应未达到平衡，故C错误；某温度下，如果平衡浓度符合关系式＝，则K＝＝0.60，对照平衡常数可知温度是1 000 ℃，故D正确。]
5．臭氧是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。臭氧可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生如下反应①：O3O2＋[O]　ΔH＞0平衡常数为Ka，反应②：[O]＋O32O2　ΔH＜0平衡常数为Kb，总反应：2O33O2　ΔH＜0平衡常数为K。下列说法错误的是(　　)
A．降低温度，K减小
B．K＝Ka·Kb
C．适当升温，可提高消毒效率
D．压强增大，Kb不变
A　[由于总反应ΔH＜0，为放热反应，降低温度，放热反应的K增大，故A错误；总反应＝反应①＋反应②，K＝Ka·Kb，故B正确；反应①ΔH＞0，为吸热反应，反应②ΔH＜0为放热反应，适当升温，反应①正移，反应②逆移，则[O]含量增加，可提高消毒效率，故C正确；平衡常数只与温度有关，故D正确。]
6．在一定体积的密闭容器中，进行反应：2X(g)＋Y(s)Z(g)＋W(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，若其化学平衡常数K和温度t的关系如表。下列叙述正确的是(　　)
t/℃ 700 800 900 1 000 1 200
K 0.6 1.0 1.3 1.8 2.7
A．a＜0
B．该反应的化学平衡常数表达式为K＝
C．若在4 L容器中通入X和Y各1 mol，在800 ℃下反应，某时刻测得X的物质的量为 mol，说明该反应已达平衡
D．在1 000 ℃时，反应Z(g)＋W(g)2X(g)＋Y(s)的平衡常数为1.8
C　[由表格数据可知，随温度升高，平衡常数增大，则该反应的正反应为吸热反应，则a＞0，故A错误；固体物质不能代入平衡常数的表达式，则该反应的化学平衡常数表达式为K＝，故B错误；若在4 L容器中通入X和Y各1 mol，在800 ℃下反应，某时刻测得X的物质的量为 mol，可列出三段式为(mol)：
　　　　　　　2X(g)＋Y(s)Z(g)＋W(g)
起始/mol 1 0 0
转化/mol
某时刻/mol ，
由于反应前后气体物质的量不变，则可用物质的量代替浓度计算浓度商，则Q＝＝1＝K，说明该反应已达平衡，故C正确；在1 000 ℃时，反应2X(g)＋Y(s)Z(g)＋W(g)的平衡常数为1.8，其逆反应Z(g)＋W(g)2X(g)＋Y(s)的平衡常数应为其1.8的倒数为，故D错误。]
7．T1时，在1 L的密闭容器中进行反应：2A(g)＋B(g)2C(g)。A、B的起始浓度分别为0.40 mol·L－1、0.96 mol·L－1，起始压强为p0，反应达到平衡状态时压强为p， ＝。下列说法错误的是(　　)
A．T1时，A的平衡转化率为80%
B．T1时，K＝20，Kp＝
C．T1达到平衡时，再充入0.08 mol C和0.20 mol B，则平衡将正向移动
D．T2时(T2＞T1)，平衡常数为10，可知该反应为放热反应
C　[设反应达平衡时，C的浓度为2x mol·L－1，则
　　　　　　2A(g)　　＋　　B(g)　　 2C(g)
起始/(mol/L) 0.40 0.96 0
转化/(mol/L) 2x x 2x
平衡/(mol/L) 0.40－2x 0.96－x 2x，
恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比，则＝，解得x＝0.16，故A的平衡转化率为×100%＝80%，A项正确；平衡时，K＝＝20，A、B、C的平衡分压分别为p＝p，p＝p、p＝p，则Kp＝＝，B项正确；保持体积不变，混合气体中再充入0.08 mol C和0.20 mol B，则C和B的浓度分别为0.40 mol·L－1和1.00 mol·L－1，故Q＝＝25＞K，反应逆向移动，C项错误；温度升高，K减小，可知平衡逆向移动，则该反应为放热反应，D项正确。]
8．(2022·辽宁选择考，10)某温度下，在1 L恒容密闭容器中2.0 mol X发生反应，2X(s)Y(g)＋2Z(g)有关数据如下：
时间段/min 产物Z的平均生成速率/(mol·L－1·min－1)
0～2 0.20
0～4 0.15
0～6 0.10
下列说法错误的是(　　)
A．1 min时，Z的浓度大于0.20 mol·L－1
B．2 min时，加入0.20 mol Z，此时v正(Z)＜v逆(Z)
C.3 min时，Y的体积分数约为33.3%
D．5 min时，X的物质的量为1.4 mol
B　[A.反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则0～1 min内Z的平均生成速率大于0～2 min内的，故1 min时，Z的浓度大于0.20 mol·L－1，A正确；B.4 min时生成的Z的物质的量为0.15 mol·L－1·min－1×4 min×1 L＝0.6 mol，6 min时生成的Z的物质的量为0.10 mol·L－1·min－1×6 min×1 L＝0.6 mol，故反应在4 min时已达到平衡，设达到平衡时生成了a mol Y，列三段式：
　　　　 2X(s)Y(g)　＋　2Z(g)
初始量/mol 2.0 0 0
转化量/mol 2a a 2a
平衡量/mol 2.0－2a a 2a
根据2a＝0.6，得a＝0.3，则Y的平衡浓度为0.3 mol·L－1，Z的平衡浓度为0.6 mol·L－1，平衡常数K＝c2(Z)·c(Y)＝0.108，2 min时Y的浓度为0.2 mol·L－1，Z的浓度为0.4 mol·L－1，加入0.20 mol Z后Z的浓度变为0.6 mol·L－1，Q＝c2(Z)·c(Y)＝0.072＜K，反应正向进行，故v正(Z)＞v逆(Z)，B错误；C.反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2，反应体系中只有Y和Z为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，＝，故Y的体积分数始终约为33.3%，C正确；D.由B项分析可知5 min时反应处于平衡状态，此时生成Z为0.6 mol，则X的转化量为0.6 mol，初始X的物质的量为2 mol，剩余X的物质的量为1.4 mol，D正确。]
9．某温度时两个恒容密闭容器中仅发生反应
2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　ΔH＞0。
实验测得：v正(NO2)＝k正c2(NO2)，
v逆(NO)＝k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，只受温度影响。
容器编号 起始浓度/(mol/L) 平衡浓度/(mol/L)
c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2)
Ⅰ 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.6 0.1 0
下列说法不正确的是(　　)
A．升高温度，该反应的化学平衡常数增大
B．Ⅰ中NO2的平衡转化率约为66.7%
C．Ⅱ中达到平衡状态时，c(O2)＞0.2 mol·L－1
D．该反应的化学平衡常数可表示为K＝
C　[先用三段式法计算出实验Ⅰ中各组分的转化浓度和平衡浓度：
　　　　　　　　　2NO22NO　＋　O2
起始/(mol·L－1) 0.6 0 0
转化/(mol·L－1) 0.4 0.4 0.2
平衡/(mol·L－1) 0.2 0.4 0.2
A．该反应ΔH>0，为吸热反应，升高温度，K值增大，A正确；B.由上述分析可知，Ⅰ中NO2的平衡转化率为×100%≈66.7%，B正确；C.Ⅰ中平衡时c(O2)＝0.2 mol·L－1，实验Ⅱ相当于在Ⅰ的基础上再加入NO，平衡会逆向移动，c(O2)＜0.2 mol·L－1，C不正确；D.平衡时，v正(NO2)＝v逆(NO)，即k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)·c(O2)，得＝＝K，D正确。]
10．T ℃时，向某恒温恒容密闭容器中充入等物质的量的CH4(g)和CO2(g)，发生二氧化碳重整甲烷反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得体系中CH4(g)和CO(g)的物质的量浓度随时间变化如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．点B的坐标为
B．反应进行到5 min时，2v正(CH4)＜v逆(CO)
C．CO2(g)的平衡转化率约为33.3%
D．T ℃时，该反应的平衡常数为
B　[根据图像可知：在5 min时CH4(g)的浓度减少0.25 mol·L－1，则根据物质反应转化关系可知：反应产生CO的浓度为0.50 mol·L－1，故B点的坐标为，A正确；反应进行到5 min时，CH4(g)的浓度还在减小，说明反应正向进行，v正(CH4)＞v逆(CH4)，由于v逆(CO)＝2v逆(CH4)，所以2v正(CH4)＞v逆(CO)，B错误；平衡时CH4(g)的浓度与CO2(g)浓度相等，等于 mol·L－1，开始时CO2(g)的浓度为1.00 mol·L－1，故CO2(g)的平衡转化率为×100%≈33.3%，C正确；根据图像可知：在温度为T ℃时，c(CH4)＝c(CO2)＝c(CO)＝c(H2)＝ mol·L－1，则根据平衡常数的含义可知K＝＝，D正确。]
11．一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)。下列说法错误的是(　　)
容器编号 物质的起始浓度/(mol·L－1) 物质的平衡浓度/(mol·L－1)
c(PCl5) c(PCl3) c(Cl2) c(Cl2)
Ⅰ 0.4 0 0 0.2
Ⅱ 0.6 0 0.2
Ⅲ 0.8 0 0
A.反应达到平衡时，容器Ⅰ中比容器Ⅱ中的大
B．反应达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为3∶5
C．反应达到平衡时，容器Ⅲ中Cl2的体积分数小于
D．反应达到平衡时，容器Ⅲ中0.4 mol·L－1A　[由容器Ⅰ中数据可求得该温度下反应的化学平衡常数为0.2。设容器Ⅱ中平衡时三氯化磷为x mol·L－1，由题给数据可建立如下三段式：
　　　　　　　PCl5(g)PCl3(g)　＋　Cl2(g)
起/(mol·L－1) 　0.6 0 0.2
变/(mol·L－1) 　x x x
平/(mol·L－1) 　0.6－x x 0.2＋x
温度不变，化学平衡常数不变，由化学平衡常数公式可得关系式＝0.2，解得x＝0.2，则容器Ⅱ中＝＝2，则反应达到平衡时，容器Ⅰ中比容器Ⅱ中的小，故A错误；由容器中压强之比等于物质的量之比可知，反应达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为(0.6 mol·L－1×1 L)∶(1.0 mol·L－1×1 L)＝3∶5，故B错误；该反应是气体体积增大的反应，由题给数据可知，容器Ⅲ相当于容器Ⅰ增大压强，平衡向逆反应方向移动，氯气的体积分数减小，则反应达到平衡时，容器Ⅲ中氯气的体积分数小于，故C正确；由题给数据可知，该反应向正反应方向进行，反应达到平衡时，五氯化磷的浓度小于0.8 mol·L－1，该反应是气体体积增大的反应，容器Ⅲ相当于容器Ⅰ压强增大1倍，平衡向逆反应方向移动，反应达到平衡时，五氯化磷的浓度比容器Ⅰ中的2倍要大，大于0.4 mol·L－1，则反应达到平衡时，容器Ⅲ中0.4 mol·L－112．在恒温条件下，向盛有食盐的2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO2、0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，发生两个反应：
①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋NOCl(g)　ΔH1＜0　平衡常数K1
②2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)　ΔH2＜0　平衡常数K2
10 min时反应达到平衡测得容器内体系的压强减少20%，10 min内用NOCl(g)表示的平均反应速率v(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1。下列说法不正确的是(　　)
A．反应4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数为 eq \f(K,K2)
B．平衡后c(Cl2)＝2.5×10－2 mol·L－1
C．其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，则平衡常数K2增大
D．平衡时NO2的转化率为50%
C　[A.4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)可由反应①×2－②得到，根据平衡常数计算规律可得此反应平衡常数为 eq \f(K,K2) ，A项正确；B.10 min时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少20%，则平衡时混合气体总物质的量为(0.2＋0.2＋0.1) mol×(1－20%)＝0.4 mol，10 min内用NOCl(g)表示的平均反应速率v(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1，则平衡时n(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1×10 min×2 L＝0.15 mol，设达到平衡时反应①中消耗的NO2为x mol，反应②中消耗的Cl2为y mol，根据方程式①和②可得，反应①中生成的NOCl(g)为0.5x mol，反应②中消耗的NO(g)为2y mol，消耗的Cl2(g)为y mol，生成的NOCl(g)为2y mol。根据已知信息可列方程
解得x＝0.1 mol，y＝0.05 mol
故平衡后c(Cl2)＝＝2.5×10－2 mol·L－1，B项正确；C.平衡常数只受温度影响，其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，平衡常数K2不变，C项错误；D.平衡时NO2转化0.1 mol，故转化率为50%，D项正确。]
13．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)。
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 。
答案：　(1)p1＞p2＞p3　(2)(kPa)－3
14．碘及其化合物有着多方面的用途，用化学反应原理研究碘及其化合物有重要意义。回答下列问题：
(1)一碘甲烷(CH3I)热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料。一碘甲烷(CH3I)热裂解时主要反应有：
反应Ⅰ：2CH3I(g)C2H4(g)＋2HI(g)　ΔH1
反应Ⅱ：3C2H4(g)2C3H6(g)　ΔH2
反应Ⅲ：2C2H4(g)C4H8(g)　ΔH3＝a kJ·mol－1(298 K)
在体积为1 L的密闭容器中，起始投料1 mol CH3I(g)，反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如图所示。
若维持体系温度为715 K，CH3I(g)的平衡转化率为 ，反应Ⅰ以物质的量分数表示的平衡常数Kx＝ 。
(2)研究HI的分解与合成对提高(1)述反应Ⅰ中CH3I(g)的平衡转化率有重要意义。T ℃，将a mol I2(g)和a mol H2(g)置于已抽成真空的特制1 L密闭容器中，40 min时体系达到平衡，体系中存在如下反应关系：
Ⅰ.I2(g)2I(g)　Kp1＝2.304
Ⅱ.H2(g)＋I2(g)2HI(g)　Kp2
Ⅲ.HI(g)H(g)＋I(g)　Kp3＝8.0×10－6
Ⅳ.H2(g)2H(g)　Kp4＝1.0×10－9
①则Kp2＝ 。
②实验测得平衡体系总压强为5.0×107 Pa，HI的分压为3.6×107 Pa，H2的分压为7.2×106 Pa，已知该反应的正反应速率为v正＝k正·x(H2)·x(I2)，逆反应速率为v逆＝k逆·x2(HI)，其中k正、k逆为速率常数，x为物质的量分数，若k正＝b min－1，在t＝40 min时，v正＝ min－1(用含b的代数式表示)。
解析：　(1)由图可知，715 K，平衡时n(C3H6)＝n(C4H8)＝2n(C2H4)，设平衡时n(C2H4)＝x，则n(C3H6)＝n(C4H8)＝2x，n(CH3I)＝y，则由Ⅰ守恒可知n(HI)＝1－y，由C守恒可得1＝y＋2x＋6x＋8x①，C2H4的物质的量分数为4%，得4%＝
②，由①②得x＝，y＝，故CH3I的转化率为×100%＝80%；平衡时n(总)＝1＋5x＝，CH3I的物质的量分数为＝，HI的物质的量分数为＝，则Kx＝＝0.64。
(2)①由盖斯定律可知，Ⅱ＝Ⅰ＋Ⅳ－2Ⅲ，故Kp2＝ eq \f(Kp1·Kp4,K) ＝＝36。
②因为压强之比等于物质的量之比，40 min达到平衡时，Kp2＝，即36＝，故p(I2)＝5×106Pa，故v正＝k正·x(H2)·x(I2)＝b×× min－1＝1.44×10－2b min－1。
答案：　(1)80%　0.64
(2)①36　②1.44×10－2b
学生用书?第173页