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2027届高考化学第一轮复习
第四章 化学反应速率与化学平衡
第2讲 化学平衡
第2课时 各种化学平衡常数计算
若仅发生反应ⅰ，设初始时C2H6的物质的量为1 mol，则：
　　　　　　C2H6(g)　　　C2H4(g)+　H2(g)
起始量/mol　　1　　　　　　0　　　 0
转化量/mol　　0.25　　　　 0.25　　 0.25
平衡量/mol　　0.75　　　　 0.25　　 0.25
平衡时气体总物质的量为1.25 mol，C2H6、C2H4、H2物质的量分数分别为x(C2H6)==0.6，x(C2H4)=x(H2)==0.2，则Kx1=
==。
1.[2024·安徽，17(3)]一定温度和压强下，反应ⅰC2H6(g)　　C2H4(g)+H2(g)　Kx1； 反应ⅱ C2H6(g)+H2(g)　　2CH4(g)　Kx2 (Kx2远大于Kx1)(Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)
①仅发生反应ⅰ时，C2H6的平衡转化率为25.0%，计算Kx1=　　 。
②同时发生反应ⅰ和ⅱ时。与仅发生反应ⅰ相比，C2H4的平衡产率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
增大
高考真题感悟
C2H6同时发生反应ⅰ和ⅱ时，反应ⅱ进行程度远大于反应ⅰ，且反应ⅱ会消耗反应ⅰ生成的H2，使反应ⅰ的化学平衡正向移动，C2H4的平衡产率增大。
2.[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=()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。
1016
反应Ⅰ+反应Ⅱ得BaCO3(s)+4C(s)　　BaC2(s)+3CO(g)，则其平衡常数K=KⅠ×KⅡ=()3；由图可知，1 585 K时KⅠ=102.5，KⅡ=10-1.5，即()3=102.5×10-1.5=10，所以=10×(105 Pa)3=1016 Pa3，则Kp==1016 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，重新建立平衡后pCO=　　 Pa。
105
105
高考真题感悟
1 320 K时反应Ⅰ的KⅠ=100=1，即KⅠ=()2=1，所以=(105 Pa)2，即pCO=105 Pa；若将容器体积压缩到原来的，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。
一、压强平衡常数及相关计算
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。
气体B的分压p(B)=气体总压p×B的体积分数=气体总压p×B的物质的量分数。
2.压强平衡常数
对于有气体参与的化学反应，写平衡常数表达式时，用平衡时各气体的分压代替浓度，计算所得到的平衡常数称为压强平衡常数(Kp)。
如：aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，Kp=[p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。
3.常用的四个公式
公式 备注
反应物的转化率 ×100%=×100% ①平衡量可以是物质的量、气体的体积；
②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数
生成物的产率 ×100%
平衡时混合物组分的百分含量 ×100%
某组分的体积分数 ×100%
4.列三段式法计算压强平衡常数
例
一定温度和催化剂条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入压强为p0的恒压容器中，测得平衡时N2的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(Kp)。
答案　
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始/mol　1　　 3　　　　　0
转化/mol　0.5　 1.5　　　　1
平衡/mol　0.5　 1.5　　　　1
平衡时p(N2)=p0、p(H2)=p0、p(NH3)=p0。Kp===。
不是所有题目都要列三段式，例如本题！
Kp计算示例
关键能力提升
1.[2024·新课标卷，29(3)节选]在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0 MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，Ni(CO)4体积分数x与温度的关系如图所示。反应Ni(s)+4CO(g)===Ni(CO)4(g)的ΔH　 0(填“大于”或“小于”)。p3、100 ℃时CO的平衡转化率α=　　　 ，该温度下平衡常数Kp=　　　 (MPa)-3。
小于
97.3%
9 000
对点训练
由题图可知，p3、100 ℃条件下达到平衡时，CO和Ni(CO)4的物质的量分数分别为0.1、0.9，设初始投入的CO为4 mol，反应生成的Ni(CO)4为x mol，可得三段式：
　　　　　　Ni(s)+4CO(g)　　Ni(CO)4(g)
起始/mol　　　　　4　　　　　 0
转化/mol　　　　　4x　　　　　 x
平衡/mol　　　　　4-4x　　　　 x
反应后总物质的量为(4-3x) mol，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=0.9，解得x=，因此达到平衡时n转化(CO)=4× mol，CO的平衡转化率α=×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===
=9 000 (MPa)-3。
2.[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·mol-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。右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。
T3>T2>T1
75%
0.03
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)=×100%=75%，Kp===0.03 kPa-1。
3.[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-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”)。
3.0
2.25
增大
(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=　　　 (用、表示)。在929 K时，p总=84.6 kPa、=35.7 kPa，则=　　　kPa，Kp(Ⅱ)=　　 　kPa(列出计算式)。
46.26
660 K时，=1.5 kPa，则=1.5 kPa，因此，该反应的平衡总压p总=3.0 kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)=·=1.5 kPa×1.5 kPa=2.25(kPa)2。由图中信息可知，随着温度升高而增大，因此，Kp(Ⅰ)随反应温度升高而增大。
由于仅发生反应(Ⅰ)时=，则平衡时+2=-2，得=。在929 K时，p总=84.6 kPa、=35.7 kPa，则++=p总、+2=-2，联立方程组消去，可得3+5=4p总，代入相关数据可求出=46.26 kPa，则=84.6 kPa-35.7 kPa-46.26 kPa=2.64 kPa，Kp(Ⅱ)== kPa。
【拓展补充、能提提升】
【误区警示】中学认为KC和Kp仅与温度有关，Kx与温度和p总有关！
提升关键能力
还有考标准平衡常数K,物质的量平衡常数Kn等
二、化 二、化学平衡常数与速率常数的关系
速率方程 对于基元反应aA+bB===gG+hH，其速率方程可写为v=k·ca(A)·cb(B)(其中k称为速率常数，恒温下，k不因反应物浓度的改变而变化)，这种关系可以表述为基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比(有时称质量作用定律)。
【误区警示】中学认为KC和Kp仅与温度有关，Kx与温度和p总有关！
提升关键能力
例
（2018年全国卷III）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=　　　　(保留2位小数)。
22
0.02
(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　　、_____ 　。
及时移去产物
改进催化剂
提高反
应物压强
(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-k逆，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=　　(保留1位数)。
大于
1.3
　 2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)
起始/(mol·L-1) 1 0 0
转化/(mol·L-1) 0.22 0.11 0.11
平衡/(mol·L-1) 0.78 0.11 0.11
则343 K时该反应的平衡常数K343 K==≈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==≈1.3。
1.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)。
对点训练
(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。
2
120
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==kPa-1=2 kPa-1；K=，则k正=K·k逆=
2 kPa-1×60 s-1=120 s-1·kPa-1。
AE
△n=0的反应
KC=Kx=KP
难度：0.257
温度对平衡与速率的影响
ac（2分）
Kp计算示例
2025年广东卷第19题节选
多重平衡体系中的计算示例
关键能力
＜
多重平衡体系中的计算示例

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