化学平衡常数及转化率的计算（讲）-高考化学一轮复习

第20讲化学平衡常数及转化率的计算

日考纲考情

1.了解化学反应的方向与培变和燧变的关系；能够利用焰变和埔变判断化学反应的方向。

2.了解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行相关计算。

【核心素养分析】

变化观念与平衡思想：能从化学平衡常数的角度分析化学反应，运用化学平衡常数解决问题。能多角

度、动态地分析化学反应的转化率，运用化学反应原理解决实际问题。

证据推理与模型认知：知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互

关系，建立模型。能运用模型解释化学平衡的移动，揭示现象的本质和规律。

科学探究与创新意识：具有可持续发展意识和绿色化学观念，能运用化学反应原理对与化学有关的社

会热点问题做出正确的价值判断。

住梳理

知识点一化学平衡常数

一、化学平衡常数的概念及应用

1.化学平衡常数

在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度暴之积与反应物浓度事之积的比值是'

个常数，用符号K表示。

2.表达式

(1)对于反应6A(g)+〃B(g)UpC(g)+qD(g),K=温同前计算K利用的是物质的平衡浓度，而不

是任意时刻浓度，也不能用物质的量。固体和纯液体物质的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。

(2)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，化学反应方向改变或化学计量数改变，化学平衡常数

均发生改变。举例如下：

化学方程式平衡常数关系式

C2(NH)

N(g)+3H(g)12NH3(g)R3

22K,-C

(N2)-?(H2)七=两

_C(NH)

13F<3

Ky~Kx

「N2(g)+9H2(g)i--NH3(g)C1(N2)-C|(H2)

“C(N)-C3(H)

2NH(g)x~iN2(g)+3H2(g)22

3&-?(NH5)

3.注意事项

(1)K值越大，反应物的转化宓越高，正反应进行的程度越大。

(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

(3)催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡常数无影响。

4.应用

(1)判断可逆反应进行的程度

K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高；K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化

率低。

KV1(P]()»]()，>105

反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全

(2)判断化学反应进行的方向

对于可逆反应4A(g)+/用(g)icC(g)+JD(g),在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如

下关系：

。=潟湍，称为浓度商。

Q<K反应向正反应方向进行，V正＞1，逆

Q=K反应处于化学平衡状态，U正=1，逆

Q>K反应向逆反应方向进行，LEVU逆

(3)判断可逆反应的热效应

二、平衡常数和转化率的相关计算

1.明确三个量----起始量、变化量、平衡量

N2+3H2高晨压2NH3

起始量130

变化量abc

平衡量1一。3-bc

①反应物的平衡量=起始量一转化量。

②生成物的平衡量=起始量+转化量。

③各物质变化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量数之比。变化浓度是联系化学方程式、平衡

浓度、起始浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。因此抓住变化浓度是解题的关键。

2.掌握四个公式

(1)反应物的转化率=端，1。。％=喘*1(乂)％。

(2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高,

产率越大。产率=瑞诡、100%。

(3)平衡时混合物组分的百分含量=平衡时平:衡温量的总量XMX)%。

⑷某组分的体积分数=混某/组气分湍的物/质露的量近00%。

3.谨记一个答题模板

反应：〃?A(g)+/?B(g)F—pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量分别为amol、bmol,达到平衡后，A

的转化早:为"trmol,容器容积为VL,则有以下关系：

mA(g)+〃B(g)=/£(g)+qD(g)

起始/molab00

转化/molmxnxPXqx

平衡/mola-mxb-nxPXqx

对于反应物：〃(平)=〃(始)一〃(转)

对于生成物：〃(平)=〃(始)+〃(转)

则有:

三a-nix

®cr(A)=-y-mol-L

③a(A)产詈xlOO%，a(A):a(B)=Zy:詈=警

ca~mx

④。(A)=“+〃+(p+­)为00%

a+b+(p+g-〃?一〃A

a+Z?

'P泥=vgLF其中M(A)、M(B)分别为A、B的摩尔质量］

⑦平衡时体系的平均摩尔质量:

回题型剖析

高频考点一化学平衡常数的含义

【答案】B

rmin

A.容器内压强不变，表明反应达到平衡

B.时改变的条件：向容器中加入C

【答案】BC

【解析】根据图像可知，向恒温恒容密闭容器中充入ImolA和3molB发生反应，反应时间从开始到U

阶段，正反应速率不断减小，所以平衡向正反应方向移动，t©时间段，正反应速率不变，反应达到平衡状

态，12t3时间段，改变条件使正反应速率逐渐增大，平衡向逆反应方向移动，t3以后反应达到新的平衡状态,

据此结合图像分析解答。容器内发生的反应为A(g)+2B(g)U3C(g),该反应是气体分子数不变的可逆反应,

所以在恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，A

错误；根据图像变化曲线可知，12〜乜过程中，12时入•瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反

应方向移动，且不是"突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除温展与催化剂等影响因素，改变的条件为：向

容器中加入C,B正确；根据上述分析可知，1213时间段，改变务件使正反应速率逐渐增大，平衡向逆反应

方向移动，达到新的平衡状态后，生成A的量增大，总的物质的量不变，所以A的体积分数9增大，即A

的体积分数。：8(11)＞夕⑴，C正确；平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持

不变，D错误。故选BC。

【答案】B

高频考点二化学平衡常数的应用

D.实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小

【答案】B

【变式探究】(1)(2020•全国卷I节选)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SO?的催化氧化：SO2(g)+1O2(g)^^SO3(g)A//=-98kJ-molL研究表明，SO?佳化氧化的反

应速率方程为丫=照-1)"8(1—〃〃)式中：k为反应速率常数，随温度，升高而增大；a为SO?平衡转化

率，优为某时刻SO?转化率，〃为常数。在〃=0.90时，将一系列温度下的晨a值代入上述速率方程，得

到，7曲线，如图所示。

曲线上V最大值所对应温度称为该〃下反应的最适宜温度3s/<儿时，V逐渐提高；后，U逐渐下

降。原因是0

(2)(2020.全国卷II节选)高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2cH4—二C2H6+山。反应在初期阶段的

速率方程为「=%XCCH4,其中k为反应速率常数。

①设反应开始时的反应速率为门，甲烷的转化率为a时的反应速率为m则，2=r,o

②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是o

A.增加甲烷浓度，r增大

B.增加Hz浓度，r增大

C.乙烷的生成速率逐渐增大

D.降低反应温度，上减小

【解析】(1)升高温度，反应速率常数k增大，反应速率v提高，但a降低使反应速率逐渐下降。t<t,n

时“增大对u的提高大于a引起的降低；会加后，女增大对u的提高小于a引起的降低。(2)①反应初始时

-1

可认为CCH4=1molL,则根据初期阶段的速率方程可知出=〃，当CH4的转化率为«时,cCH4=(l-a)mol-L

「，则此时「2=(1—。)门。②由r=AxcCH4可知，CH’的浓度越大，反应速率,•越大，A项正确；增加H2浓

度,CM的浓度减小或不变，则/•减小或不变，B项错误；随着反应的进行，CH,的浓度逐渐减小，则反应

速率逐渐减小，C项错误；降低温度，该反应进行非常缓慢甚至停止，即L也随着减小，D项正确。

【答案】(1)升高温度，k增大使u逐渐提高，但a降低使I，逐渐下降。时，k增大对u的提高大于

a引起的降低：，＞打后，女增大对u的提高小于a引起的降低

(2)©(1-«)②AD

高频考点三外界条件对转化率大小的影响

A.图中曲线①表示平衡时H?产率随温度的变化

B.升高温度，平衡时CO的选择性增大

【答案】D

【方法技巧】转化率大小变化分析

判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。

常见有以下几种情形：

反应类型条件的改变反应物转化率的变化

恒容时只增加反

反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大

应物A的用量

恒温恒压条件下反应物转化率不变

有多种反应物的可逆反应物A和B的转化率

反应：机A(g)+〃B(g)同等倍数地增大均增大

----pC(g)+^D(g)反应物A、B的恒温恒容反应物A和B的转化率

量条件下均减小

反应物A和B的转化率

均不变

只有一种反应物的可增加反应物A的恒温恒压

反应物转化率不变

逆反应：〃，A(g)，——-用量条件下

〃B(g)+pC(g)反应物A的转化率增大

恒温恒容

反应物A的转化率减小

条件下

〃?=〃+〃反应物A的转化率不变

【变式探究】(1)(2020・天津卷节选)用生还原CO2可以在一定条件下合成CH30H(不考虑副反应)

CO2(g)+3H2(g)=CH?OH(g)+H2O(g)A//<0

某温度下，恒容密闭容器中，CO2和H2的起始浓度分别为。moLL」和3amoLL」，反应平衡时，CH30H

的产率为江该温度下反应平衡常数的值为。

(2)(2020・山东等级考节选)探究CHsOH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CHQH的产率。以

8八比为原料合成CH30H涉及的主要反应如下：

I.CCHg)+3H2(g)=CH30H(g)+H2O(g)

II.CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)

HI.CO2(g)+H2(g)CO(g)-H2O(g)

一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO?和3m0IH2发生上述反应，达到平衡时,

容器中CH30H(g)为amoLCO为力mol,此时HzO(g)的浓度为molL1(用含a、b、5的代数式表

示，下同)，反应用的平衡常数为

【见解析】(1)列三段式如下:

CO2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2O(g)

起始浓度/

3a00

(mol-L1)

转化浓度/

3ab

(mol-L1)

平衡浓度/

a(l—b)3a(]~b)

(mol-L1)

(CH3OH)xc(HO)b2

2(2)由题述三个反应可知，平衡时比。(。的浓度等于

c(CO2)X?(H2)27/(1-/,)

CHQH(g)和CO(g)的浓度之和，即H?O(g)的浓度为皇mol-L1平衡时CH.QH(g)、CO(g)，在0&)的浓

度分别为?mol-fLImoU平mol『，则从开始至平衡，消耗CCh(g)的浓度为住+9molL

1=*^mol-L-1,消耗Hz(g)的浓度为(乍mol1-』誓±mol.L-1,即平衡时COMg)、H?(g)的浓度

分别为匕gmolL-\3—3:b-则反应川的平衡常数为K-黑)J(*))

yymolLIfc(CO2)c(H2)

ba+h

7^b(〃+/?)

1—a~b3—3a—b(1—a~b}(3—3。一》)

———

a+b_______b(a+>)

［答案］(1)27〃2(］_〃)4⑵-(\-a-b)C3-3a-b)

高频考点四平衡常数与转化率的相关计算

【例4】(2020・山东卷)探究CH.QH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH30H的产率。以C02>

H2为原料合成CH.QH涉及的主:要反应如下：

1

I.CO2(g)+3H：(g)^=^CH30H(g)+H20(g)△”[=-49.5kJ-moF

?1

II.CO(g)4-2H2(g)^=CH3OH(g)△〃2=-90.4kJ-moF

III.CO2(g)+H2(g)UCO(g)-H2O(g)A//3

回答下列问题：

-1

(1)AW3=kJ-molo

(2)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入ImolCO2和3moiH?发生上述反应，达到平衡时,

容器中d4214您)为。0101,CO为。mol,此时HzCKg)的浓度为molL)(用含〃、b、V的代数式表

示，下同)，反应HI的平衡常数为o

(3)不同压强下，按照H(CO2):〃(H》=1：3投料，实验测定C03的平衡转化率和CH30H的平衡产率随

温度的变化关系如图所示。

_...+n(CO2)初始一〃(CO?)r-ffi__

己知：CO?的平衡转化率=(、x100%

〃(CO2)初始

CH30H的平衡产率=〃'隈100%

n(CO?)初始

其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图(填“甲”或“乙》压强”、〃2、曲由大到小的顺序为

；图乙中心温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是。

(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH30H的平衡产率，应选择的反应条件为(填字母)。

A.低温、高压B.高温、低压

C.低温、低压D.高温、高压

【解析】(1)分析三个热化学方程式，可应用盖斯定律计算，△，3=AM-4”2=-49.5kJmoL-(一90.4

kJ-mo「)=+40.9kJmof'o(2)由题述三个反应可知，平衡时HQ(g)的浓度等于CH30H(g)和CO(g)的浓度

-,

之和，即H?O(g)的浓度为^^mcl-Lo平衡时CH30H(g)、8(g)、比0e)的浓度分别为£mol-L

「、爷则从开始至平衡，消耗CCh(g)的浓度为停+斑向「=皇mol『,消耗H2®的浓

度为修+加。1—加芦mol「，即平衡时CO2(g)、氏但)的浓度分别为L£―"molL-\上书」

moH/l则反应III的平衡常数为

ba-\~b

c(CO)c(H2O)________诃V______________b(〃+■)________

Kc(CO2)c(H2)1—n—3—3，一〃(1—a~b)(3—3a—A)°

-v-x-v-

(3)反应i为放热反应，故低温阶段，温度越高，co?的平衡转化率越低，而反应in为吸热反应，温度

较高时，主要发生反应IH,则温度越高，C02的平衡转化率越盛，即图乙的纵坐标表示的是C02的平衡转

化率。反应I为气体分子数减少的反应，反应HI为气体分子数不变的反应，因此压强越大，C02的平衡转化

率越高，故压强由大到小的顺序是⑶、“2、小。反应in为吸热反应，温度较高时，主要发生反应in,且反应

in反应前后气体分子数相等，故co2的平衡转化率几乎不再受压强影响。(4)由上述分析知，图甲、图乙的

纵坐标分别表示CH30H的平衡产率、CO2的平衡转化率，且0＞仅＞〃3,分析图像可知，应选择的反应条

件为低温、高压，A项正确。

_______b(a+b)________

［口案］⑴+40.9(2)v(3—3ai)

(3)乙/小偿、P3"时以反应III为主，反应HI前后气体分子数相等，压强改变对平衡没芍影响(4)A

【变式探究】(1)(2020•全国卷U节选)容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压(p)下发生反应

C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)AM=+137kJmoL,乙烷的平衡转化率为或反应的平衡常数Kp=(用

平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。

(2)(2020•全国卷I节选)硫酸是•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SO?的催

化氧化：SO?(g)+；02(g)”曾SO3(g)△〃=-98kJ-mol1将组成(物质的量分数)为2〃z%SO2(g)、〃?%O2(g)

和1%N2(g)的气体通入反应器，在温度/、压强〃条件下进行反应。平衡时，若SO?转化率为。，则SO3压

强为,平衡常数勺=(以分压表示，分压=总压x物质的量分数)。

【解析】(I)设起始时C2H6和H2的物质的量均为1mol,列出三段式：

C2H6（g）=C2H4（g）+H2（g）

起始量/mol101

转化量/molaa

平衡量/mol1-aa1+Q

平衡时C2H6、C2H4和H2对应的分压分别为Mp、共yp和mp,则该反应的平衡常数Kp=

乙IVA4I/乙I(A

a1+«

2+/X2+/a(1+a)

xp.,(2)设通入的SCh、Ch和N2共lOOmol,利用三段式法进行计算:

1—ft(2+a)(La)

SO2(g)+1O2(g)^^SO3(g)

起始量/mol2min0

转化量/mol2niama2ma

平衡量/mol2m—2matn—ma2ma

—Zmain—加a

平衡时气体的总物质的量为(3m+q—〃⑷mol,则p(SC>2)=〃喘?+J，P(02)=px藐七二■藐，p(SCh)

，因3〃?+q=100,&二°(S°;，代入计算得/=/干。

p(SO2)xp-(O2)(1一。)(00—

・小心、，・a(1+a)-2wa

［口案】(1)(2+a)(1-a)'I)⑵io。—.P

3-),-(IOO-7^)

【变式探究】(2019•江苏卷)在恒压、NO和02的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不

同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变

化)。下列说法正确的是()

100

史80

郴

*60

J

型

O40

N

20

0100200300400500600

温度也

A.反应2NO(g)+C)2(g)==2NO2(g)的A”>0

B.图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率

C.图中Y点所示条件下，增加02的浓度不能提高NO转化率

D.380℃下，c起始(O2)=5.0xU)Tmo].LT,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2000

【答案】BD

【举一反三】H2s与CO?在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)i=^COS(g)+H2O(g)o在610K时，将

0.10molCO2与0.40molH2s充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

(1)H2S的平衡转化率a\=%,反应平衡常数K=0

(2)在620K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03,H2s的转化率如______S，该反应的

NH。(填或“=")。

(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2s转化率增大的是________(填标号)。

A.H2sB.CO2

C.COSD.N2

解析：(1)设平衡时H2s转化的物质的量为xmol,列三段式：

H2S(g)+CO2(g)^COS(g)+H2O(g)

初始/mol0.400.1000

转化/molxxxx

平衡/mol0.40-x0.10-xxx

由题意得：(0.40-r)+(0.10-x)=002

解得x=0.01,

H2s的平衡转化率内=震舄x1(X)%=2.5%,

0.010.01

---x----

c(COS)c(HO)2.52.517,口』"一IMF,4-心B山口

K=2=

c(H2S)C(CO2)=0.40—0.010.10-0.0135?=.8*10°(2)温度升回,水的平衡物质的量

―23-x-25-

分数增大，平衡右移，则H2s的转化率增大，故内。温度升高，平衡向吸热反应方向移动，故AH>。。

(3)A项，充入H2S,H2s的转化率反而减小；B项，充入CO?，漕大了一种反应物的浓度，能够提高另一种

反应物的转化率，故H2s的转化率增大；C项，充入COS,平衡左移，H2s的转化率减小；D项，充入N2,

对平衡无影响，不改变H2s的转化率。

答案：(1)2.52.8x10、(2)>>(3)B

高频考点五压强平衡常数(%)的相关计算

【例5】(2021•全国甲卷)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：

(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：

CO2(g)4-3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

该反应一股认为通过如下步骤来实现：

①CC)2(g)+H2(g)^CO(g)+H2O(g)△“i=+4lkJmol1

1

@CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)A”2=-90kJ-moF

总反应的△”=kJ-moF1；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是

(填标号)，判断的理由是c

反应进程反应进程

AB

瑞

格

般

舌

a)+H2()+2H2

CO+3II

22CH3OH+H2O

反应进程反应进程

CD

(2)合成总反应在起始物［=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为

5

X(CH3OH),在/=250℃下的MCHQH)〜〃、在p=5xlOPa下的x(CH3OH)-/如图所示。

①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式&=；

②图中对应等压过程的曲线是,判断的理由是

____________________________________________________________________________♦

③当x(CH30H)=0.10时，C02的平衡转化率a=，反应条件可能为或。

【解析】⑴由盖斯定律可知，反应①+反应②得总反应方程式，则总反应的△”=ZXM+A”2=+41

kJinol-'+C-QOkJmor')=-49kJ-moPL该总反应是放热反应，生成物的总能量比反应物的总能量低，B、

D错误；反应①为慢反应，是总反应的决速步骤，则反应①的活化能比反应②的活化能大，A正确，C错误。

(2)①根据此和C02合成甲醇的总反应化学方程式可知，压强平衡常数表达式A」'(雷黑。

②比和CO2合成甲醇的总反应为放热反应，则升高温度，平衡向逆反应方向移动，即混合气体中的甲醇蒸

气含量减小,故曲线b为5xlO5Pa时等压过程的曲线,而曲线a为250℃时等温过程的曲线。③根据上7Ml

=3,设初始时H2的物质的量为3mol,CO2的物质的量为1moL参加反应的CO2的物质的量为。mol,用

“三段式”计算：

CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

起始/mol1300

转化/mola3aaa

平衡/mol1~a3—3a

.2mol

则x（CHQH）=］与=0.10,解得a=y故CO?的平衡转化率为丁而yx100%P33.3%。对照题图中的

MCH.QH)=0.10可知，反应条件是9xl()5pa、250℃或5xl()5pa、210*Co

【答案】（1）—49AAHi为正值，A〃2和为负宜，反应①活化能大于反应②的（2）①

p(H2O)p(CH3OH)

②b总反应A〃VO,升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变

//(H2)P(co2)

小@33.3%5x10sPa,210*C9xl05Pa,250℃

【变式探究】［2020•全国卷1【，28（1）］乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6（g）=C2H4（g）+H?（g）NH\,

相关物质的燃烧热数据如下表所示：

物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)

燃烧热AH/（kJ-mo「）-1560-1411-286

①A"i=kJmol'o

②提高该反应平衡转化率的方法有、。

③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下（p）发生上述反应，乙烷的平衡转化率为。。反应的

平衡常数Kp=（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数）。

【答案】①+137②升高温度减小压强（或增大体积）③2二九小〃

【解析】①先写出三种气体的燃烧热的热化学方程式，然后根据盖斯定律，A”i=-1560kJmo|-,-（-l411

kJinol1）—（―286kJ-mol'）=+137kJ-mol'o

②C2H6（g）=C2H4（g）+H2（g）AH|=+137kJ-mol-1是一个气体分子数增大的吸热反应，要提高反应物

的转化率，可以采取升高温度、减小压强（增大体积）等措施。

③设容器中通入的乙烷和氯气均为1mol,则：

C2H6(g)==C2H4(g)+H2(g)〃(总)

初始量/mol101

转化量/molaaa

平衡量/mol1-aa\+a2+a

a1+a

2+a、/"2+a"al+a

l-a=2+al-aP°

【变式探究】［2019•高考全国卷in,28（1）（3）］近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化

氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：

(l)Deacon发明的直接氧化法为4HCl(g)+O2(g)=2C12(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比

c(HCl):c(O2)分别等于1：1、4：1、7：1时HC1平衡转化率随温度变化的关系：

可知反应平衡常数K(300℃)K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCI初始浓度为⑪根据进料

浓度比c(HCl)：cQ)=l:1的数据计算K(400℃)=________________(列出计算式)。按化学计量比进料可

以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)：c(O2)过低、过百的不利影响分别

是、O

(2)在一定温度的条件下，进一步提高HC1的转化率的方法是(写出两种)。

【解析】(1)由题给HC1平衡转化率随温度变化的关系图可知，随温度升高，HC1平衡转化率降低，则

此反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，即K(300C)大于K(400℃)。结合题图可知，c(HCl)：c(O2)

=1：1、400℃时HC1的平衡转化率为84%,列出三段式：

4HCl（g）+02（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）

起始coco00

转化O.84co0.21coO.42coO.42co

平衡（1—0.84）”（l-0.21）coO.42coO.42co

则K（400湍［燃）=（］—o:：渭匕21）c,）：进料浓度比c（HQ）:。（。2）过低会使O2和Cl2分

离的能

耗较高，过高则会造成HC1转化率较低。(2)题述反应是气体体积减小的反应，增大反应体系压强，平

衡正向移动，能提高HC1的转化率，及时分离出产物也能提高HCI的转化率。

0422X0422

【答案】(1)大于(1—()㈡和CL分离能耗较高HC1转化率较低⑵增大反应体

系压强、及时分离出产物

【方法技巧】

1.理解Kp含义

在化学平衡体系中，用各气体物质的分压代替浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。

2.运用计算技巧

【举一反三】（2018•全国卷I,28（2）（3））采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材

料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：

F.DanielsF.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时用。5q）分解反应：

2N2O5（g）--4NO2（g）+O2（g）

I

2N2Oi（g）

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强〃随时间/的变化如下表所示［1=8时,

N2O5（g）完全分解］:

r/min04080160