第二、三单元重点题型突破
第1课时 平衡转化率的分析、平衡常数的相关计算
[核心素养发展目标] 根据外界条件对平衡的影响，结合勒夏特列原理，构建K的相关计算及应用(如转化率)分析思维模型。
一、平衡转化率的分析
1．当可逆反应达到平衡后，反应物的初始浓度不变，只改变体系的温度、压强或减小生成物的量可使平衡正向移动，这时反应物的转化率一定________。
2．反应物用量的改变对转化率的影响
(1)若反应物一侧只有一种气体，如aA(g)bB(g)＋cC(g)或C(s)＋H2O(g) CO(g)＋ H2(g)等，在恒温恒容条件时，增大A的浓度，平衡________移动，但A的转化率变化等效为压强对平衡的影响。
气体计量数关系 A的转化率
a＝b＋c 不变
a>b＋c 增大
a
(2)若反应物不只一种物质，如aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)。
①在其他条件不变时，增加A的量，平衡________移动，A的转化率________，B的转化率________。
②若起始按化学计量数之比投入A、B，则A、B的转化率一定________，且此时平衡体系中，生成物含量最高。
③在恒温恒容条件下，若按原比例(或投料比)同倍数增加A和B，平衡________移动，但反应物(A或B)的转化率等效为压强对平衡的影响。
气体计量数关系 A(或B)的转化率
a＋b＝c＋d 不变
a＋b>c＋d 增大
a＋b1．(1)可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，在一定条件下达到平衡后，只增大O2的浓度，平衡________移动，则SO2的转化率________，O2的转化率________。
(2)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入3 mol X(g)和1 mol Y(g)，发生反应：3X(g)＋Y(g) 2Z(g)＋2R(g) ΔH<0。平衡时，X、Y、Z、R的体积分数分别为60%、20%、10%、10%。X与Y的转化率之比为______。
(3)两个体积相同的密闭容器A、B，在A中充入SO2和O2各1 mol，在B中充入SO2和O2各2 mol，加热到相同温度，有如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，对此反应的表述不正确的是________(填字母)。
A．反应速率：B>A
B．SO2 的转化率：B>A
C．平衡时各组分含量：B＝A
D．平衡时容器的压强：B>A
2．已知NO2和N2O4可以相互转化，反应：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol－1。在容积为1 L的恒容密闭容器中进行，保持温度不变，达到平衡后，向反应容器中再充入少量NO2，平衡__________(填“向左”“向右”或“不”)移动，重新达到平衡后，和原平衡相比，NO2的转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”)，混合气体颜色________(填“变深”“变浅”或“不变”)，N2O4的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
二、化学平衡常数的相关计算
1．压强平衡常数(Kp)
(1)含义
在化学平衡体系中，由各气体物质的______替代________，计算的平衡常数叫压强平衡常数，用符号Kp表示，其单位与表达式有关。
(2)表达式
对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，达到平衡时，其压强平衡常数Kp＝。其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示对应物质的分压。
注意 ①混合气体中某组分的分压＝总压×该组分的物质的量分数，pB＝p总×。
②混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和，即p总＝pA＋pB＋pC＋…。
例 [2023·湖北，19(4)]纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。1 200 K时，假定体系内只有反应C40H12(g) C40H10(g)＋H2(g)发生，反应过程中压强恒定为p0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp为________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
解题思路 三步计算分压常数
第一步：列三段式，计算平衡时各组分的物质的量，再加和得n(总)。
设起始量为1 mol，则根据信息列出三段式：
C40H12(g) C40H10(g)＋H2(g)
起始量/mol 1 0 0
变化量/mol α α α
平衡量/mol 1－α α α
第二步：求分压，先计算n(总)与各组分的物质的量分数，再求平衡时各组分的分压。
用各物质表示的分压分别为p(C40H12)＝p0×，p(C40H10)＝p0×，p(H2)＝p0×，
第三步：代入Kp表达式计算分压常数。
Kp＝＝。
2．速率常数及其与平衡常数的关系
对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若v正、v逆可分别表示为v正＝k正·ca(A)·cb(B)、v逆＝k逆·cc(C)·dd(D)。达平衡时v正＝v逆，平衡常数K＝＝，故K＝。
3．多重平衡体系中化学平衡常数计算
(1)多重平衡体系：一个化学反应体系中存在多个化学反应，在一定条件下，这些反应都可以达到平衡状态，这种现象称作多重平衡现象，该体系称作多重平衡体系。
(2)多重平衡反应类型
①连续型(耦合)反应：某物质是某反应的生成物，同时又是其他反应的反应物。
②平行型(竞争型)反应：某物质同时是多个反应的反应物。
(3)多重平衡体系中有关平衡常数的计算，各组分的平衡量指的是整个平衡体系中的量，而不是指某一单一反应中的量。
1．2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.5 kJ·mol－1，测得在某温度下一定体积的密闭容器中，NO和CO浓度随时间的变化如表所示：
时间/s 浓度/ (10－3mol·L－1) 0 2 4 6
c(NO) 1.00 0.25 0.10 0.10
c(CO) 3.60 2.85 2.70 2.70
(1)前4 s内v(NO)＝________________________________________________________。
(2)实验测得，v正＝k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆＝k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数)。在一定温度下，向2 L的密闭容器中充入NO和CO气体各1 mol，NO的转化率为40%时达到化学平衡，则＝______(保留两位小数)。
2．CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：
反应 Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)
反应 Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)
为分析催化剂对反应的选择性，在1 L密闭容器中充入2 mol CO2和4 mol H2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示：
该催化剂在较低温度时主要选择________(填“反应Ⅰ”或“反应 Ⅱ”)。520 ℃时，反应Ⅰ的平衡常数K＝________________________________________________________
(只列算式不计算)。
3．(1)在300 ℃、8 MPa下，将CO2和H2按物质的量之比为1∶3通入恒压密闭容器中发生反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，达到平衡时，测得CO2的平衡转化率为50%，则该反应条件下的压强平衡常数Kp＝______________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
(2)[2022·全国乙卷，28(3)]在1 470 K、100 kPa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。[已知H2S热分解的化学方程式为2H2SS2(g)＋2H2(g)]
第1课时 平衡转化率的分析、平衡常数的相关计算
一、
1．增大
2．(1)正向 (2)①正向 降低 升高 ②相同 ③正向
思考交流
1．(1)正向 增大 减小 (2)1∶1 (3)C
解析 (3)A项，两容器的体积相同，B中SO2、O2物质的量浓度都是A中的两倍，在相同条件下反应物浓度越大反应速率越快，反应速率：B>A，正确；B项，要将A、B两容器平衡时的物理量进行比较，可建立如下模型：①另取一个2倍体积的容器，充入SO2、O2各2 mol，则在相同条件下，该容器达平衡时SO2的转化率、平衡时各组分含量、平衡时的压强与A中对应相等；②B相当于在该容器的基础上将体积缩小一半，即增大压强，平衡正向移动，反应物的转化率增大，SO2的转化率：B>A，正确；C项，由SO2的转化率：B＞A，可知平衡时各组分的含量：A≠B，错误；D项，平衡时：pA2．向右 增大 变深 增大
二、
1．(1)分压 浓度
例
应用体验
1．(1)2.25×10－4mol·L－1·s－1 (2)0.49
2．反应 Ⅰ
解析 温度较低时，CH4的物质的量多，所以该催化剂在较低温度时主要选择反应 Ⅰ。
CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)
转化/(mol·L－1) 0.2 0.8 0.2 0.4
2CO2(g)＋6H2(g)?C2H4(g)＋4H2O(g)
转化/(mol·L－1) 0.4 1.2 0.2 0.8
c(CO2)＝(2－0.2－0.4) mol·L－1＝1.4 mol·L－1
c(H2)＝(4－0.8－1.2) mol·L－1＝2 mol·L－1
c(H2O)＝(0.4＋0.8) mol·L－1＝1.2 mol·L－1
所以520 ℃时反应 Ⅰ 的K＝。
3．(1) MPa－2 (2)50% 4.76
解析 (1)设起始时通入1 mol CO2、3 mol H2，列三段式：
CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
起始量/mol 1 3 0 0
变化量/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡量/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
p(CO2)＝p(CH3OH)＝p(H2O)＝8× MPa＝ MPa，p(H2)＝8× MPa＝4 MPa，所以Kp＝ MPa－2＝ MPa－2。
(2)设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1 mol和4 mol，根据三段式可知：
2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)
起始/mol 1 0 0
转化/mol x 0.5x x
平衡/mol 1－x 0.5x x
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×100%＝50%，所以平衡常数Kp＝＝
≈4.76 kPa。(共85张PPT)
平衡转化率的分析、平衡常数的相关计算
第1课时
专题2 第二、三单元重点题型突破
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根据外界条件对平衡的影响，结合勒夏特列原理，构建K的相关计算及应用(如转化率)分析思维模型。
核心素养
发展目标
一、平衡转化率的分析
二、化学平衡常数的相关计算
课时对点练
内容索引
平衡转化率的分析
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一
1.当可逆反应达到平衡后，反应物的初始浓度不变，只改变体系的温度、压强或减小生成物的量可使平衡正向移动，这时反应物的转化率一定 。
一
平衡转化率的分析
增大
2.反应物用量的改变对转化率的影响
(1)若反应物一侧只有一种气体，如aA(g) bB(g)＋cC(g)或C(s)＋H2O(g) CO(g)＋ H2(g)等，在恒温恒容条件时，增大A的浓度，平衡 移动，但A的转化率变化等效为压强对平衡的影响。
正向
气体计量数关系 A的转化率
a＝b＋c 不变
a>b＋c 增大
a(2)若反应物不只一种物质，如aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)。
①在其他条件不变时，增加A的量，平衡 移动，A的转化率 ，B的转化率 。
②若起始按化学计量数之比投入A、B，则A、B的转化率一定 ，且此时平衡体系中，生成物含量最高。
正向
降低
升高
相同
③在恒温恒容条件下，若按原比例(或投料比)同倍数增加A和B，平衡
移动，但反应物(A或B)的转化率等效为压强对平衡的影响。
正向
气体计量数关系 A(或B)的转化率
a＋b＝c＋d 不变
a＋b>c＋d 增大
a＋b1.(1)可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，在一定条件下达到平衡后，只增大O2的浓度，平衡________移动，则SO2的转化率________，O2的转化率________。
(2)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入3 mol X(g)和1 mol Y(g)，发生反应：3X(g)＋Y(g) 2Z(g)＋2R(g) ΔH<0。平衡时，X、Y、Z、R的体积分数分别为60%、20%、10%、10%。X与Y的转化率之比为______。
正向
增大
减小
1∶1
(3)两个体积相同的密闭容器A、B，在A中充入SO2和O2各1 mol，在B中充入SO2和O2各2 mol，加热到相同温度，有如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，对此反应的表述不正确的是____(填字母)。
A.反应速率：B>A
B.SO2 的转化率：B>A
C.平衡时各组分含量：B＝A
D.平衡时容器的压强：B>A
C
A项，两容器的体积相同，B中SO2、O2物质的量浓度都是A中的两倍，在相同条件下反应物浓度越大反应速率越快，反应速率：B>A，正确；
B项，要将A、B两容器平衡时的物理量进行比较，可建立如下模型：①另取一个2倍体积的容器，充入SO2、O2各2 mol，则在相同条件下，该容器达平衡时SO2的转化率、平衡时各组分含量、平衡时的压强与A中对应相等；
②B相当于在该容器的基础上将体积缩小一半，即增大压强，平衡正向移动，反应物的转化率增大，SO2的转化率：B>A，正确；
C项，由SO2的转化率：B＞A，可知平衡时各组分的含量：A≠B，错误；
D项，平衡时：pA2.已知NO2和N2O4可以相互转化，反应：2NO2(g) N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol－1。在容积为1 L的恒容密闭容器中进行，保持温度不变，达到平衡后，向反应容器中再充入少量NO2，平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动，重新达到平衡后，和原平衡相比，NO2的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)，混合气体颜色________(填“变深”“变浅”或“不变”)，N2O4的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
向右
增大
变深
增大
返回
化学平衡常数的相关计算
>
<
二
1.压强平衡常数(Kp)
(1)含义
在化学平衡体系中，由各气体物质的 替代 ，计算的平衡常数叫压强平衡常数，用符号Kp表示，其单位与表达式有关。
(2)表达式
二
化学平衡常数的相关计算
分压
浓度
②混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和，即p总＝pA＋pB＋pC＋…。
例 [2023·湖北，19(4)]纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。1 200 K时，假定体系内只有反应C40H12(g) C40H10(g)＋H2(g)发生，反应过程中压强恒定为p0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为
α，该反应的平衡常数Kp为________(用平衡分压代替平衡浓度计算，
分压＝总压×物质的量分数)。
[解题思路] 三步计算分压常数
第一步：列三段式，计算平衡时各组分的物质的量，再加和得n(总)。
设起始量为1 mol，则根据信息列出三段式：
C40H12(g) C40H10(g)＋H2(g)
起始量/mol 1 0 0
变化量/mol α α α
平衡量/mol 1－α α α
第二步：求分压，先计算n(总)与各组分的物质的量分数，再求平衡时各组分的分压。
第三步：代入Kp表达式计算分压常数。
2.速率常数及其与平衡常数的关系
3.多重平衡体系中化学平衡常数计算
(1)多重平衡体系：一个化学反应体系中存在多个化学反应，在一定条件下，这些反应都可以达到平衡状态，这种现象称作多重平衡现象，该体系称作多重平衡体系。
(2)多重平衡反应类型
①连续型(耦合)反应：某物质是某反应的生成物，同时又是其他反应的反应物。
②平行型(竞争型)反应：某物质同时是多个反应的反应物。
(3)多重平衡体系中有关平衡常数的计算，各组分的平衡量指的是整个平衡体系中的量，而不是指某一单一反应中的量。
1.2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.5 kJ·mol－1，测得在某温度下一定体积的密闭容器中，NO和CO浓度随时间的变化如表所示：
(1)前4 s内v(NO)＝_____________________。
时间/s 浓度/(10－3mol·L－1) 0 2 4 6
c(NO) 1.00 0.25 0.10 0.10
c(CO) 3.60 2.85 2.70 2.70
2.25×10－4mol·L－1·s－1
(2)实验测得，v正＝k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆＝k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数)。在一定温度下，向2 L的密闭容器中充入NO和CO气体各1 mol，NO的转化率为40%时达到化学平衡，则 ＝________(保留两位小数)。
0.49
由题意列出三段式：
2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)
开始/(mol·L－1) 0.5 0.5 0 0
变化/(mol·L－1) 0.2 0.2 0.1 0.2
平衡/(mol·L－1) 0.3 0.3 0.1 0.2
2.CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：
反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)
反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)
为分析催化剂对反应的选择性，在1 L密闭容器中
充入2 mol CO2和4 mol H2，测得有关物质的物质
的量随温度变化如图所示：
该催化剂在较低温度时主要选择________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。520 ℃时，反应Ⅰ的平衡常数K＝__________(只列算式不计算)。
反应Ⅰ
温度较低时，CH4的物质的量多，所以该催化剂在较低温度时主要选择反应Ⅰ。
CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)
转化/(mol·L－1) 0.2 0.8 0.2 0.4
2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)
转化/(mol·L－1) 0.4 1.2 0.2 0.8
c(CO2)＝(2－0.2－0.4) mol·L－1＝1.4 mol·L－1
c(H2)＝(4－0.8－1.2) mol·L－1＝2 mol·L－1
c(H2O)＝(0.4＋0.8) mol·L－1＝1.2 mol·L－1
3.(1)在300 ℃、8 MPa下，将CO2和H2按物质的量之比为1∶3通入恒压密闭容器中发生反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，达到平衡时，测得CO2的平衡转化率为50%，则该反应条件下的压强平衡常
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)。
设起始时通入1 mol CO2、3 mol H2，列三段式：
CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
起始量/mol 1 3 0 0
变化量/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡量/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
(2)[2022·全国乙卷，28(3)]在1 470 K、100 kPa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。[已知H2S热分解的化学方程式为2H2S S2(g)＋2H2(g)]
50%
4.76
设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1 mol和
4 mol，根据三段式可知：
2H2S(g) S2(g)＋2H2(g)
起始/mol 1 0 0
转化/mol x 0.5x x
平衡/mol 1－x 0.5x x
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课时对点练
对点训练
题组一 平衡常数与平衡移动
1.在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s)
NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得总压强为p，则该反应的压强平衡常数Kp为
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对点训练
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对点训练
2.常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g) ΔH<0。230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，固体杂质不参与反应。
第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；
第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。
下列判断错误的是
A.第一阶段，选择反应温度应高于42.2 ℃
B.第一阶段增加c(CO)，平衡正向移动，反应的平衡常数不变
C.第二阶段，Ni(CO)4几乎完全分解
D.第二阶段，及时分离出Ni，有利于平衡移动
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√
对点训练
Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，反应温度应大于沸点，便于分离出气态Ni(CO)4，所以第一阶段选择反应温度应高于42.2 ℃，故A正确；
平衡常数只与温度有关，则增加c(CO)，平衡正向移动，反应的平衡常数不变，故B正确；
ΔH<0，升高温度平衡向逆反应方向移动，230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5，可知Ni(CO)4分解的逆反应的平衡常数较大，Ni(CO)4几乎完全分解，故C正确；
第二阶段，因为Ni为固态，故及时分离出Ni，对反应速率几乎没有影响，对化学平衡的移动也无影响，故D错误。
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对点训练
题组二 平衡转化率
3.反应X(g)＋Y(g) 2Z(g) ΔH＜0，在密闭容器中充入0.1 mol X和
0.1 mol Y，达到平衡时，下列说法不正确的是
A.减小容器体积，平衡不移动，X的转化率不变
B.增大c(X)，X的转化率减小
C.保持容器体积不变，同时充入0.1 mol X和0.2 mol Y，X的转化率增大
D.加入催化剂，正反应速率增大，Z的产率增大
√
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对点训练
A项，该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，正确；
B项，增大c(X)，平衡正向移动，Y的转化率增大，X的转化率减小，正确；
C项，相当于只增加Y的浓度，X的转化率增大，正确；
D项，催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产率，错误。
1
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15
对点训练
4.已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－197.8 kJ·mol－1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1，且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表：
1
2
3
4
5
6
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15
温度/K 压强/(×105 Pa)
1.01 5.07 10.1 25.3 50.7
673 99.2 99.6 99.7 99.8 99.9
723 97.5 98.9 99.2 99.5 99.6
773 93.5 96.9 97.8 98.6 99.0
对点训练
下列说法不正确的是
A.一定压强下降低温度，SO2的转化率增大
B.在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等
C.使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间
D.工业生产通常不采取加压措施，是因为常压下SO2的转化率已相当高
√
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对点训练
A项，根据表格信息，压强一定时，温度越低，SO2的转化率越大，正确；
B项，不同的温度、压强下，反应速率不确定，故转化相同的SO2所需时间无法确定，错误；
C项，使用催化剂降低反应的活化能，增大反应速率，可以缩短达到平衡所需的时间，正确；
D项，根据表格数据可以看出，常压下SO2的转化率已相当高，正确。
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对点训练
5.(2023·河北秦皇岛高二检测)α1和α2，c1和c2分别为两个恒容容器中平衡体系N2O4(g) 2NO2(g)和3O2(g) 2O3(g)的反应物转化率及反应物的平衡浓度，在温度不变的情况下，均增加反应物的物质的量，下列判断正确的是
A.α1减小、α2增大，c1、c2均增大
B.α1、α2均增大，c1、c2均增大
C.α1增大、α2减小，c1、c2均增大
D.α1减小、α2增大，c1增大、c2减小
√
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对点训练
在温度、体积不变的情况下，均增加反应物的物质的量，相当于达到平衡后增大压强，对于N2O4(g) 2NO2(g)而言，增大压强平衡逆向移动，所以α1减小；而对于3O2(g) 2O3(g)而言，增大压强，平衡正向移动，所以α2增大，但平衡时反应物和生成物的浓度都比原平衡时的浓度大，则c1、c2均增大，答案为A。
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对点训练
题组三 平衡常数的综合
6.一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2 和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H2O，700 ℃条件下开始反应，达到平衡时，下列说法正确的是
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C.容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和大于1
√
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对点训练
对于容器Ⅰ从正反应开始建立平衡，其反应为放热反应，随着反应的进行，温度升高，反应速率加快，对于容器Ⅱ从逆反应开始建立平衡，其反应为吸热反应，随着反应的进行，温度降低，反应速率下降，故A错误；
容器Ⅲ中反应物的物质的量大于容器Ⅰ，放出的热量较多，温度变化较快，平衡常数与温度相关，所以两容器中平衡常数不同，故B错误；
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对点训练
对于容器Ⅰ，其反应为放热反应，随着反应的进行，温度升高，其反应相当于逆向进行；对于容器Ⅱ，其反应为吸热反应，随着反应的进行，温度降低，其反应相当于正向进行，达到平衡时容器Ⅰ中CO的量比容器Ⅱ中多，故C正确；
恒温恒容下，达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ的平衡等效，CO的转化率与CO2的转化率之和等于1，但由于绝热，容器Ⅰ中随着反应的进行，温度升高，平衡逆向移动，CO转化率减小；容器Ⅱ中随着反应的进行，温度降低，平衡正向移动，CO2的转化率降低，所以其转化率之和小于1，故D错误。
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对点训练
7.在恒温恒压下，某一体积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)
2C(g) ΔH＜0，t1时达到平衡，在t2时改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是
A.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ
B.t2时改变的条件是向密闭容器中加入物质C
C.O～t2时，v正＞v逆
D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：K(Ⅰ)＜K(Ⅱ)
√
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对点训练
反应速率与其物质的量浓度成正比，Ⅰ、Ⅱ达到
平衡状态时逆反应速率相等，说明Ⅰ、Ⅱ达到平
衡状态时各物质的物质的量浓度不变，则A的体
积分数为Ⅰ＝Ⅱ，故A错误；
向密闭容器中加物质C，逆反应速率瞬间增大，再次建立的平衡与原平衡等效，说明和原平衡相同，符合图像，故B正确；
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对点训练
由题中图示可知，O～t1时，逆反应速率增大，
说明平衡正向移动，即v正＞v逆，t1～t2时，逆
反应速率不变，说明处于平衡状态，即v正＝v逆，
故C错误；
化学平衡常数只与温度有关，Ⅰ、Ⅱ温度相同其平衡常数相同，故D错误。
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对点训练
8.已知反应：A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)的平衡常数与温度的关系如下表。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol A和0.8 mol B，反应至4 s时c(C)＝0.02 mol·L－1。下列说法正确的是
A.1 200 ℃时反应C(g)＋D(g) A(g)＋B(g)的平衡常数K＝0.4
B.反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动
C.4 s内，用A表示的该反应的平均反应速率v(A)＝0.01 mol·L－1·s－1
D.830 ℃下反应达平衡时，B的转化率为20%
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温度/℃ 700 800 830 1 000 1 200
平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4
√
对点训练
随温度升高，平衡常数减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，B错误；
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对点训练
设平衡时转化的B的浓度为x mol·L－1，则：
A(g) ＋ B(g)? C(g)＋D(g)
起始/(mol·L－1) 0.1 0.4 0 0
转化/(mol·L－1) x x x x
平衡/(mol·L－1) 0.1－x 0.4－x x x
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9.将1 mol NH3放入体积可变的恒压容器中发生反应：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，一段时间后达到化学平衡状态，NH3的转化率为a%；保持恒温恒压的条件不变，再向平衡体系中投入2 mol NH3，达到新的化学平衡时NH3的转化率为
A.大于a% B.小于a%
C.等于a% D.无法计算
综合强化
√
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将1 mol NH3放入体积可变的恒压容器中，一段时间后达到化学平衡状态，NH3的转化率为a%，可以用下图表示。
达到化学平衡后再充入2 mol NH3，相当于有一个体积为原来2倍的容器，可以用下图表示。
综合强化
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因为起始量为原来的2倍，转化量也为原来的2倍，所以转化率相同，故选C。
综合强化
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综合强化
10.(2024·西安高二检测)已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，向密闭容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2，一定条件下反应达到平衡，在t2和t4时刻分别只改变一个条件(温度或压强)，反应过程中正反应速率如图所示，下列说法正确的是
注：t1～t2、t3～t4、t5之后各时间段表示达到平衡状态①、②、③。
A.t2～t3时间段平衡向逆反应方向移动
B.平衡状态①和②的平衡常数K相同
C.平衡状态①和②时SO2转化率相同
D.t4时刻改变的条件是减小压强
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综合强化
t2时正反应速率突然增大，随后又逐渐减小，说
明平衡正向移动，A错误；
该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，
而t2～t3时平衡正向移动，则平衡状态①和②温
度相同，平衡常数K相同，B正确；
该反应为反应前后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，因此t2时刻为增大压强，平衡正向移动，SO2的转化率增大，C错误；
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综合强化
t4时刻，正反应速率突然减小，随后又逐渐减小，说明平衡正向移动，如果是减小压强，平衡逆向移动，则只能是降低温度，D错误。
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综合强化
11.温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中按如表三种投料进行反应：2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g) ΔH＞0。结果如表，实验测得：v正＝
k正c2(SO3)，v逆＝k逆c2(SO2)·c(O2)，k正、k逆为速率常数。下列说法正确的是
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(SO3) c(SO2) c(O2) c(SO2)
Ⅰ 0.3 0 0 0.2
Ⅱ 0.1 0.3 0.2
Ⅲ 0.3 0 0.1
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综合强化
A.温度为T1时，该反应的平衡常数为0.2
B.容器Ⅱ中起始时，v逆＞v正
C.达平衡时，容器Ⅲ中SO2的体积分数大于50%
D.容器Ⅰ中达平衡后，温度改变为T2时，若k正＝k逆，则T1＞T2
√
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综合强化
容器Ⅲ中相当于在容器Ⅰ平衡的基础上充入0.1 mol的氧气，平衡逆向移动，容器Ⅰ达平衡时，SO2的体积分数等于50%，达平衡时，容器Ⅲ中SO2的体积分数小于50%，故C错误；
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综合强化
12.(2022·湖南，14改编)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：naC.a点平衡常数：K<12
D.反应速率：va正√
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综合强化
甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增
大后减小，正反应为气体分子数减小的反应，则刚
开始压强增大的原因是因为容器温度升高，说明反
应放热，即ΔH＜0，故A错误；
根据A项分析可知，密闭容器中的反应为放热反应，因甲容器为绝热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体的总物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，图中a点和c点的压强相等，则说明甲容器中气体的总物质的量相比乙容器在减小，即气体的总物质的量：na＜nc，故B正确；
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综合强化
设Y转化的物质的量浓度为x mol·L－1，则列出三段式如下：
2X(g)＋Y(g) Z(g)
c0/(mol·L－1) 2 1 0
Δc/(mol·L－1) 2x x x
c平/(mol·L－1) 2－2x 1－x x
则有[(2－2x)＋(1－x)＋x] mol< ×3 mol，计算得到x>0.75，即平衡常数K＞12，故C错误；
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综合强化
根据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以达到平衡的反应速率相对乙容器的快，即va正＞vb正，故D错误。
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综合强化
13.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”)。
乙
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。
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综合强化
(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)。
28.2
3.38
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＝28.2 kPa，N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·h－1)＝0.12×28.2 kPa·h－1≈3.38 kPa·h－1。
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综合强化
(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)。
0.05
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综合强化
2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
分压/kPa 53.8 107.6 26.9
设反应生成的N2O4的分压为x kPa，则可列三段式如下：
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
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综合强化
14.[2021·全国乙卷，28(2)]一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2, 376.8 ℃时平衡常数Kp＝1.0×104 Pa2，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8 ℃，碘蒸气初始压强为20.0 kPa。376.8 ℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa，则pICl＝_______kPa, 反应
2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的平衡常数K＝________________________(列出
计算式即可)。
24.8
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综合强化
由题意可知，376.8 ℃时玻璃烧瓶中发生两个反应：BaPtCl6(s)
BaCl2(s)＋Pt(s)＋2Cl2(g)、Cl2(g)＋I2(g) 2ICl(g)。BaPtCl6(s)
BaCl2(s)＋Pt(s)＋2Cl2(g)的平衡常数Kp＝1.0×104 Pa2，则平衡时p2(Cl2)＝1.0×104 Pa2，p(Cl2)＝100 Pa，设到达平衡时I2(g)的分压减小p kPa，则
Cl2(g)＋I2(g) 2ICl(g)
开始/kPa 20.0 0
变化/kPa p 2p
平衡/kPa 0.1 20.0－p 2p
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综合强化
15.氢能作为一种清洁高效的二次能源，在未来能源格局中发挥着重要作用。已知：常温下，2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝571.68 kJ·mol－1。将CoFe2O4负载在Al2O3上，产氧温度在1 200 ℃，产氢温度在1 000 ℃时，可顺利实现水的分解，氢气产量高且没有明显的烧结现象。循环机理如下，过程如图1所示，不考虑温度变化
对反应ΔH的影响。
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综合强化
第Ⅰ步：CoFe2O4(s)＋3Al2O3(s) CoAl2O4(s)＋2FeAl2O4(s)＋ O2(g) ΔH＝a kJ·mol－1
第Ⅱ步：CoAl2O4(s)＋2FeAl2O4(s)＋H2O(g) CoFe2O4(s)＋3Al2O3(s)＋H2(g) ΔH＝b kJ·mol－1
(1)a＋b_____(填“＞”“＜”或“＝”)285.84。第Ⅰ步反应中化合价有变化的元素为________
(填名称)。
＜
铁、氧
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综合强化
(2)第Ⅱ步反应v正＝k正·c(H2O)，v逆＝k逆·c(H2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。1 000 ℃时，在体积为1 L的B反应器中加入2 mol H2O发生上述反应，测得H2O(g)和H2的物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则60 min内，v(CoFe2O4)＝________ g·min－1(保留2位小数)。X点时
v正∶v逆＝________(填最简整数比)；平衡时，体系的压强为10 kPa，则Kp＝______。
6.27
4∶1
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返回
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13
14
15作业23 平衡转化率的分析、平衡常数的相关计算
(选择题1～12题，每小题6分，共72分)
题组一 平衡常数与平衡移动
1．在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得总压强为p，则该反应的压强平衡常数Kp为( )
A.p B.p2 C.p2 D.p
2．常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH<0。230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，固体杂质不参与反应。
第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；
第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。
下列判断错误的是( )
A．第一阶段，选择反应温度应高于42.2 ℃
B．第一阶段增加c(CO)，平衡正向移动，反应的平衡常数不变
C．第二阶段，Ni(CO)4几乎完全分解
D．第二阶段，及时分离出Ni，有利于平衡移动
题组二 平衡转化率
3．反应X(g)＋Y(g) 2Z(g) ΔH＜0，在密闭容器中充入0.1 mol X和0.1 mol Y，达到平衡时，下列说法不正确的是( )
A．减小容器体积，平衡不移动，X的转化率不变
B．增大c(X)，X的转化率减小
C．保持容器体积不变，同时充入0.1 mol X和0.2 mol Y，X的转化率增大
D．加入催化剂，正反应速率增大，Z的产率增大
4．已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－197.8 kJ·mol－1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1，且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表：
温度/K 压强/(×105 Pa)
1.01 5.07 10.1 25.3 50.7
673 99.2 99.6 99.7 99.8 99.9
723 97.5 98.9 99.2 99.5 99.6
773 93.5 96.9 97.8 98.6 99.0
下列说法不正确的是( )
A．一定压强下降低温度，SO2的转化率增大
B．在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等
C．使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间
D．工业生产通常不采取加压措施，是因为常压下SO2的转化率已相当高
5．(2023·河北秦皇岛高二检测)α1和α2，c1和c2分别为两个恒容容器中平衡体系N2O4(g) 2NO2(g)和3O2(g)2O3(g)的反应物转化率及反应物的平衡浓度，在温度不变的情况下，均增加反应物的物质的量，下列判断正确的是( )
A．α1减小、α2增大，c1、c2均增大
B．α1、α2均增大，c1、c2均增大
C．α1增大、α2减小，c1、c2均增大
D．α1减小、α2增大，c1增大、c2减小
题组三 平衡常数的综合
6．一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2 和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H2O，700 ℃条件下开始反应，达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C．容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多
D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和大于1
7.在恒温恒压下，某一体积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH＜0，t1时达到平衡，在t2时改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ
B．t2时改变的条件是向密闭容器中加入物质C
C．O～t2时，v正＞v逆
D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：K(Ⅰ)＜K(Ⅱ)
8．已知反应：A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)的平衡常数与温度的关系如下表。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol A和0.8 mol B，反应至4 s时c(C)＝0.02 mol·L－1。下列说法正确的是( )
温度/℃ 700 800 830 1 000 1 200
平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4
A.1 200 ℃时反应C(g)＋D(g) A(g)＋B(g)的平衡常数K＝0.4
B．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动
C．4 s内，用A表示的该反应的平均反应速率v(A)＝0.01 mol·L－1·s－1
D．830 ℃下反应达平衡时，B的转化率为20%
9．将1 mol NH3放入体积可变的恒压容器中发生反应：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，一段时间后达到化学平衡状态，NH3的转化率为a%；保持恒温恒压的条件不变，再向平衡体系中投入2 mol NH3，达到新的化学平衡时NH3的转化率为( )
A．大于a% B．小于a%
C．等于a% D．无法计算
10．(2024·西安高二检测)已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，向密闭容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2，一定条件下反应达到平衡，在t2和t4时刻分别只改变一个条件(温度或压强)，反应过程中正反应速率如图所示，下列说法正确的是( )
注：t1～t2、t3～t4、t5之后各时间段表示达到平衡状态①、②、③。
A．t2～t3时间段平衡向逆反应方向移动
B．平衡状态①和②的平衡常数K相同
C．平衡状态①和②时SO2转化率相同
D．t4时刻改变的条件是减小压强
11．温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中按如表三种投料进行反应：2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g) ΔH＞0。结果如表，实验测得：v正＝k正c2(SO3)，v逆＝k逆c2(SO2)·c(O2)，k正、k逆为速率常数。下列说法正确的是( )
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(SO3) c(SO2) c(O2) c(SO2)
Ⅰ 0.3 0 0 0.2
Ⅱ 0.1 0.3 0.2
Ⅲ 0.3 0 0.1
A.温度为T1时，该反应的平衡常数为0.2
B．容器Ⅱ中起始时，v逆＞v正
C．达平衡时，容器Ⅲ中SO2的体积分数大于50%
D．容器Ⅰ中达平衡后，温度改变为T2时，若k正＝k逆，则T1＞T2
12．(2022·湖南，14改编)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：naC．a点平衡常数：K<12
D．反应速率：va正13．(12分)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)。
14．(6分)[2021·全国乙卷，28(2)]一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2, 376.8 ℃时平衡常数Kp＝1.0×104 Pa2，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8 ℃，碘蒸气初始压强为20.0 kPa。376.8 ℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa，则pICl＝_______kPa, 反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的平衡常数K＝____________________(列出计算式即可)。
15．(10分)氢能作为一种清洁高效的二次能源，在未来能源格局中发挥着重要作用。已知：常温下，2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝571.68 kJ·mol－1。将CoFe2O4负载在Al2O3上，产氧温度在1 200 ℃，产氢温度在1 000 ℃时，可顺利实现水的分解，氢气产量高且没有明显的烧结现象。循环机理如下，过程如图1所示，不考虑温度变化对反应ΔH的影响。
第Ⅰ步：CoFe2O4(s)＋3Al2O3(s) CoAl2O4(s)＋2FeAl2O4(s)＋O2(g) ΔH＝a kJ·mol－1
第Ⅱ步：CoAl2O4(s)＋2FeAl2O4(s)＋H2O(g)CoFe2O4(s)＋3Al2O3(s)＋H2(g) ΔH＝b kJ·mol－1
(1)a＋b_______________________________(填“＞”“＜”或“＝”)285.84。
第Ⅰ步反应中化合价有变化的元素为________(填名称)。
(2)第Ⅱ步反应v正＝k正·c(H2O)，v逆＝k逆·c(H2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。1 000 ℃时，在体积为1 L的B反应器中加入2 mol H2O发生上述反应，测得H2O(g)和H2的物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则60 min内，v(CoFe2O4)＝________ g·min－1(保留2位小数)。X点时v正∶v逆＝________(填最简整数比)；平衡时，体系的压强为10 kPa，则Kp＝________。
作业23 平衡转化率的分析、平衡常数的相关计算
1．C 2.D
3．D [A项，该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，正确；B项，增大c(X)，平衡正向移动，Y的转化率增大，X的转化率减小，正确；C项，相当于只增加Y的浓度，X的转化率增大，正确；D项，催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产率，错误。]
4．B [A项，根据表格信息，压强一定时，温度越低，SO2的转化率越大，正确；B项，不同的温度、压强下，反应速率不确定，故转化相同的SO2所需时间无法确定，错误；C项，使用催化剂降低反应的活化能，增大反应速率，可以缩短达到平衡所需的时间，正确；D项，根据表格数据可以看出，常压下SO2的转化率已相当高，正确。]
5．A [在温度、体积不变的情况下，均增加反应物的物质的量，相当于达到平衡后增大压强，对于N2O4(g)??2NO2(g)而言，增大压强平衡逆向移动，所以α1减小；而对于3O2(g)??2O3(g)而言，增大压强，平衡正向移动，所以α2增大，但平衡时反应物和生成物的浓度都比原平衡时的浓度大，则c1、c2均增大，答案为A。]
6．C [对于容器Ⅰ从正反应开始建立平衡，其反应为放热反应，随着反应的进行，温度升高，反应速率加快，对于容器Ⅱ从逆反应开始建立平衡，其反应为吸热反应，随着反应的进行，温度降低，反应速率下降，故A错误；容器 Ⅲ 中反应物的物质的量大于容器 Ⅰ，放出的热量较多，温度变化较快，平衡常数与温度相关，所以两容器中平衡常数不同，故B错误；对于容器 Ⅰ，其反应为放热反应，随着反应的进行，温度升高，其反应相当于逆向进行；对于容器Ⅱ，其反应为吸热反应，随着反应的进行，温度降低，其反应相当于正向进行，达到平衡时容器Ⅰ中CO的量比容器Ⅱ中多，故C正确；恒温恒容下，达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ的平衡等效，CO的转化率与CO2的转化率之和等于1，但由于绝热，容器Ⅰ中随着反应的进行，温度升高，平衡逆向移动，CO转化率减小；容器Ⅱ中随着反应的进行，温度降低，平衡正向移动，CO2的转化率降低，所以其转化率之和小于1，故D错误。]
7．B
8．D [相同温度下，反应C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常数与A(g)＋ B(g)C(g)＋D(g)的平衡常数互为倒数，1 200 ℃时反应C(g)＋D(g)??A(g)＋B(g)的平衡常数K＝＝2.5，A错误；随温度升高，平衡常数减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，B错误；由方程式可知：Δc(A)＝Δc(C)＝0.02 mol·L－1，则v(A)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，C错误；设平衡时转化的B的浓度为x mol·L－1，则：
A(g) ＋ B(g)C(g)＋D(g)
起始/(mol·L－1) 0.1 0.4 0 0
转化/(mol·L－1) x x x x
平衡/(mol·L－1) 0.1－x 0.4－x x x
则＝1.0，解得x＝0.08，故B的转化率为×100%＝20%，D正确。]
9．C [将1 mol NH3放入体积可变的恒压容器中，一段时间后达到化学平衡状态，NH3的转化率为a%，可以用下图表示。
达到化学平衡后再充入2 mol NH3，相当于有一个体积为原来2倍的容器，可以用下图表示。
因为起始量为原来的2倍，转化量也为原来的2倍，所以转化率相同，故选C。]
10．B
11．B [由第一组数据可知平衡时c(SO2)＝0.2 mol·L－1，c(O2)＝0.1 mol·L－1，c(SO3)＝0.1 mol·L－1，温度为T1时，该反应的平衡常数为K＝＝0.4，故A错误；容器Ⅱ中Qc＝＝1.8＞0.4，平衡逆向移动，起始时，v逆＞v正，故B正确；容器 Ⅲ 中相当于在容器Ⅰ平衡的基础上充入0.1 mol的氧气，平衡逆向移动，容器Ⅰ达平衡时，SO2的体积分数等于50%，达平衡时，容器 Ⅲ 中SO2的体积分数小于50%，故C错误；因为K＝ ，容器Ⅰ中达平衡后，温度改变为T2时，若k正＝k逆，K＝＝1>0.4,2SO3(g)??2SO2(g)＋O2(g) ΔH＞0，温度升高，平衡正向移动，平衡常数增大，则T1＜T2，故D错误。]
12．B [甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，正反应为气体分子数减小的反应，则刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，说明反应放热，即ΔH＜0，故A错误；根据A项分析可知，密闭容器中的反应为放热反应，因甲容器为绝热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体的总物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，图中a点和c点的压强相等，则说明甲容器中气体的总物质的量相比乙容器在减小，即气体的总物质的量：na＜nc，故B正确；设Y转化的物质的量浓度为x mol·L－1，则列出三段式如下：
2X(g)＋Y(g) Z(g)
c0/(mol·L－1) 2 1 0
Δc/(mol·L－1) 2x x x
c平/(mol·L－1) 2－2x 1－x x
则有[(2－2x)＋(1－x)＋x] mol<×3 mol，计算得到x>0.75，即平衡常数K＞12，故C错误；根据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以达到平衡的反应速率相对乙容器的快，即va正＞vb正，故D错误。]
13. (1)乙 (2)28.2 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＝28.2 kPa，N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·h－1)＝0.12×28.2 kPa·h－1≈3.38 kPa·h－1。
(3) 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
分压/kPa 53.8 107.6 26.9
设反应生成的N2O4的分压为x kPa，则可列三段式如下：
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
由107.6－2x＋x＋26.9＝94.7，解x＝39.8，Kp＝ kPa－1≈0.05 kPa－1。
14．24.8
解析 由题意可知，376.8 ℃时玻璃烧瓶中发生两个反应：BaPtCl6(s) BaCl2(s)＋Pt(s)＋2Cl2(g)、Cl2(g)＋I2(g) 2ICl(g)。BaPtCl6(s) BaCl2(s)＋Pt(s)＋2Cl2(g)的平衡常数Kp＝1.0×104 Pa2，则平衡时p2(Cl2)＝1.0×104 Pa2，p(Cl2)＝100 Pa，设到达平衡时I2(g)的分压减小p kPa，则
Cl2(g)＋I2(g) 2ICl(g)
开始/kPa 20.0 0
变化/kPa p 2p
平衡/kPa 0.1 20.0－p 2p
376．8 ℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa，则0.1＋20.0＋p＝32.5，解得p＝12.4，则平衡时pICl＝2p kPa＝2×12.4 kPa＝24.8 kPa；则平衡时，I2(g)的分压为(20.0－p)kPa＝(20×103－12.4×103)Pa，pICl＝24.8 kPa＝24.8×103Pa，p(Cl2)＝0.1 kPa＝100 Pa，因此反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的平衡常数K＝。
15．(1)＜ 铁、氧 (2)6.27 4∶1 4
解析 (1) 第Ⅰ步反应与第Ⅱ步反应相加可得反应H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1，由于H2O(g)===H2O(l)过程放热，因此a＋b＜285.84；分析第Ⅰ步反应可知，Fe元素的化合价由＋3价降低至＋2价，O元素的化合价由－2价升高至0价。(2) 根据图2分析可知，反应进行到60 min达到平衡，60 min内，H2的物质的量变化量为1.6 mol·L－1×1 L＝1.6 mol，则CoFe2O4的质量变化量为1.6 mol×235 g·mol－1＝376 g，则v(CoFe2O4)＝≈6.27 g·min－1；当反应达到平衡状态时，v正＝v逆，即k正·c(H2O)＝k逆·c(H2)，＝＝＝4，X点时，c(H2)＝c(H2O)，则v正∶v逆＝k正∶k逆＝4∶1。平衡时，体系的压强为10 kPa，p(H2)＝10 kPa×＝8 kPa，p(H2O)＝10 kPa×＝2 kPa，则Kp＝＝4。