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[复习目标] 1.了解速率常数、平衡常数的关系。2.掌握化学平衡常数的计算。
1．化学平衡常数
(1)意义：化学平衡常数K表示反应进行的程度，K越大，反应进行的程度越大。K＞105时，
可以认为该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。
(2)化学平衡常数表达式：对于可逆化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在一定温度下达
到化学平衡时，K＝。另可用压强平衡常数表示：K ＝[p(C)为平衡时气体C的分压]。
p
(3)依据化学方程式计算平衡常数
①同一可逆反应中，K ·K ＝1。
正 逆
②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的
关系是K′＝Kn或K′＝。
③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之
积。
2．转化率、产率及分压的计算
反应物的转化率＝×100%
产物的产率＝×100%
分压＝总压×物质的量分数
3．常用的气体定律
同温同体积：p(前)∶p(后)＝n(前)∶n(后)
同温同压强：＝＝＝
4．速率常数与化学平衡常数关系的应用
温度为T ，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应CH(g)＋HO(g)CO(g)＋
1 4 2
3H
2
(g) ΔH＝＋206.3 kJ·mol－1，该反应中，正反应速率为v正 ＝k
正
c(CH
4
)·c(H
2
O)，逆反应
速率为v逆 ＝k
逆
c(CO)·c3(H
2
)，k
正
、k
逆
为速率常数，受温度影响。
已知T 时，k ＝k ，则该温度下，平衡常数K ＝____；当温度改变为T 时，若k ＝1.5k ，
1 正 逆 1 2 正 逆
则T______(填“>”“＝”或“<”)T。
2 1
答案 1 >
解析 解题步骤及过程：
步骤1 带入特殊值
平衡时v ＝v ，即k c(CH)·c(H O)＝k c(CO)·c3(H )；
正 逆 正 4 2 逆 2步骤2 适当变式求平衡常数
K ＝＝；k ＝k ，K ＝1
1 正 逆 1
步骤3 求其他
K ＝＝；k ＝1.5k ，K ＝1.5；1.5>1，平衡正向移动，升高温度平衡向吸热方向移动；则
2 正 逆 2
T>T。
2 1
1．[2020·全国卷Ⅰ，28(2)(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SO 的催化氧化：SO (g)＋O(g)SO (g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。回答下列问
2 2 2 3
题：
(2)当 SO (g)、O(g)和 N(g)起始的物质的量分数分别为 7.5%、10.5%和 82%时，在 0.5
2 2 2
MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO 平衡转化率α随温度的变化如图1所示。反应在5.0
2
MPa、550 ℃时的α＝__________，判断的依据是___________________________________。
影响α的因素有__________________________________________________________。
(3)将组成(物质的量分数)为2m% SO(g)、m% O (g)和q% N (g)的气体通入反应器，在温度
2 2 2
t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO 转化率为α，则SO 压强为__________________，
2 3
平衡常数K ＝__________________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
p
(4)研究表明，SO 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
2
常数，随温度t升高而增大；α为SO 平衡转化率，α′为某时刻SO 转化率，n为常数。在
2 2
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2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t 。tt 后，
m m m
v逐渐下降。原因是_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (2)0.975 该反应气体分子数减少，增大压强，α提高，5.0 MPa＞2.5 MPa＝p ，所以
2p＝5.0 MPa 反应物(N 和O)的起始浓度(组成)、温度、压强 (3)
1 2 2
(4)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＜t ，k增大对v的提高大
m
于α引起的降低；当t＞t ，k增大对v的提高小于α引起的降低
m
解析 (2)反应SO (g)＋O(g)SO (g)的正反应是气体总分子数减少的放热反应，其他条件
2 2 3
相同时，增大压强，平衡正向移动，SO 平衡转化率增大，则图中 p ＝5.0 MPa，p ＝0.5
2 1 3
MPa。由图可知，反应在5.0 MPa、550 ℃时SO 的平衡转化率α＝0.975。温度、压强和反
2
应物的起始浓度(组成)都会影响SO 的平衡转化率α，温度一定时，压强越大，α越大；压强
2
一定时，温度越高，α越小。
(3)假设原气体的物质的量为100 mol，则SO 、O 和N 的物质的量分别为2m mol、m mol
2 2 2
和q mol，2m＋m＋q＝100，利用三段式法计算：
SO (g) ＋ O(g) SO (g)
2 2 3
2m m 0
2mα mα 2mα
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，SO 的物质的量分数为×100%＝×100%，则平衡时SO 的压强为p。平衡时，
3 3
SO 、O 的压强分别为p、p，则平衡常数K ＝＝。
2 2 p
(4)在α′＝0.90时，SO 催化氧化的反应速率为v＝k(－1)0.8(1－0.90n)。升高温度，k增大使
2
v逐渐提高，但α降低使v逐渐下降。t＜t 时，k增大对v的提高大于α引起的降低；t＞t
m m
后，k增大对v的提高小于α引起的降低。
2．[2020·全国卷Ⅱ，28(1)]乙烷在一定条件可发生如下反应：C H(g)===C H(g)＋H(g)
2 6 2 4 2
ΔH，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
1
物质 C H(g) C H(g) H(g)
2 6 2 4 2
燃烧热ΔH/
－1 560 －1 411 －286
(kJ·mol－1)
①ΔH＝________ kJ·mol－1。
1
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
α。反应的平衡常数K ＝______________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物
p
质的量分数)。
答案 ①＋137 ②升高温度 减小压强(或增大体积) ③×p
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，ΔH ＝－1 560
1
kJ·mol－1－(－1 411 kJ·mol－1)－(－286 kJ·mol－1)＝＋137 kJ·mol－1。
②C H(g)===C H(g)＋H(g) ΔH ＝＋137 kJ·mol－1是一个气体分子数增大的吸热反应，要
2 6 2 4 2 1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氢气均为1 mol，则：
C H(g)===C H(g)＋H(g) n(总)
2 6 2 4 2
初始量/mol 1 0 1
转化量/mol α α α
平衡量/mol 1－α α 1＋α 2＋α
K ＝＝×p。
p
3．(2020·全国卷Ⅲ，28)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO 的热点研究领域。回答
2
下列问题：
(1)CO 催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比 n(C H)∶n(H O)＝
2 2 4 2
__________。当反应达到平衡时，若增大压强，则 n(C H)____________(填“变大”“变
2 4
小”或“不变”)。
(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO)∶n(H )＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平
2 2
衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
图中，表示C H、CO 变化的曲线分别是__________、__________。CO 催化加氢合成C H
2 4 2 2 2 4
反应的ΔH____0(填“大于”或“小于”)。
(3)根据图中点A(440,0.39)，计算该温度时反应的平衡常数K ＝____________(MPa)－3(列出
p
计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成 C H 、C H 、C H 等低碳烃。一
3 6 3 8 4 8
定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当_____________________。
答案 (1)1∶4 变大 (2)d c 小于
(3)× (4)选择合适催化剂等
解析 (1)CO 催化加氢生成乙烯和水的化学方程式为 2CO(g)＋6H(g)C H(g)＋
2 2 2 2 4
4HO(g)，产物的物质的量之比n(C H)∶n(H O)＝1∶4，该反应是气体体积减小的反应，增
2 2 4 2
大压强平衡右移，则n(C H)变大。
2 4
(2)由平衡图像知，390 K时四种组分的物质的量分数之比满足1∶3的是曲线c和曲线a，物
质的量分数之比满足 1∶4 的是曲线 d 和曲线 b，结合反应方程式 2CO(g)＋
2
6H(g)C H(g)＋4HO(g)和原始投料n(CO)∶n(H )＝1∶3可得，曲线c表示CO ，曲
2 2 4 2 2 2 2线a表示H，曲线d表示C H，曲线b表示HO；由图像的变化趋势可知，升高温度，曲线
2 2 4 2
a、c增大，曲线b、d减小，说明平衡左移，所以正反应放热，ΔH＜0。
(3)起始投料比 n(CO)∶n(H )＝1∶3，平衡时总压为 0.1 MPa，结合反应方程式可知
2 2
p(CO)∶p(H )＝1∶3，p(C H)∶p(H O)＝1∶4，由图像可知 p(H )＝p(H O)＝0.1 ×0.39
2 2 2 4 2 2 2
MPa，所以p(CO)＝×0.39 MPa，p(C H)＝×0.39 MPa。
2 2 4
根据反应的化学方程式：
2CO(g) ＋ 6H(g)C H(g) ＋ 4HO(g)
2 2 2 4 2
平衡时压强：×0.39 0.1×0.39 ×0.39 0.1×0.39
该温度下的平衡常数K ＝＝(MPa)－3＝×(MPa)－3。
p
(4)在一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，减少副反应的发生，应当选
择合适催化剂等。
4．(2019·海南，14)由γ-羟基丁酸生成γ-丁内酯的反应如下：
在298 K下，γ-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 mol·L－1，测得γ-丁内酯的浓度随时间变
化的数据如表所示。回答下列问题：
t/min 21 50 80 100 120 160 220 ∞
c/(mol·
0.024 0.050 0.071 0.081 0.090 0.104 0.116 0.132
L－1)
(1)该反应在50～80 min内的平均反应速率为________mol·L－1·min－1。
(2)120 min时γ-羟基丁酸的转化率为___________________________________________。
(3)298 K时该反应的平衡常数K＝_____________________________________________。
(4)为提高 γ-羟基丁酸的平衡转化率，除适当控制反应温度外，还可采取的措施是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)0.000 7 (2)0.5(或50%) (3)
(4)及时将γ-丁内酯移走
5．[2019·全国卷Ⅰ，28(1)(2)(4)]水煤气变换[CO(g)＋HO(g)===CO(g)＋H(g) ΔH<0]是重
2 2 2
要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。
回答下列问题：
(1)Shibata曾做过下列实验：①使纯H 缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化
2
钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H 的物质的量分数为0.025 0。
2
②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO______H (填“大于”或“小于”)。
2
(2)721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和HO(g)混合，采用适当的催化剂进行
2反应，则平衡时体系中H 的物质的量分数为__________(填标号)。
2
A．<0.25 B．0.25 C．0.25～0.50 D．0.50
E．>0.50
(4)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H 分压随时间变化关系(如图所示)，
2
催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的 和p 相等、 和 相等。
CO
计算曲线a的反应在30～90 min内的平均速率(a)＝________ kPa·min－1。467 ℃时 和
p 随时间变化关系的曲线分别是________、________。489 ℃时 和p 随时间变化关系
CO CO
的曲线分别是______、______。
答案 (1)大于 (2)C
(4)0.004 7 b c a d
解析 (1)由题给信息①可知，H(g)＋CoO(s)Co(s)＋HO(g)(i) K ＝＝＝39；由题给信息
2 2 1
②可知，CO(g)＋CoO(s)Co(s)＋CO(g)(ii) K ＝＝≈51.08。相同温度下，平衡常数越大，
2 2
反应倾向越大，故CO还原氧化钴的倾向大于H 。(2)实验①和②的温度相同，利用盖斯定
2
律，由(ii)－(i)得CO(g)＋HO(g)CO(g)＋H(g)
2 2 2
K＝＝≈1.31。设起始时CO(g)、HO(g)的物质的量都为1 mol，容器体积为1 L，在721 ℃
2
下，反应达平衡时H 的物质的量为x mol。
2
CO(g)＋HO(g)H(g)＋CO(g)
2 2 2
1 1 0 0
x x x x
1－x 1－x x x
K＝＝1.31，若K取1，则x＝0.5，φ(H )＝0.25；若K取4，则x≈0.67，φ(H )≈0.34。氢气
2 2
的物质的量分数介于 0.25与0.34之间，故选C。(4)由题图可知，30～90 min内，(a)＝
≈0.004 7 kPa·min－1。由(2)中分析得出H 的物质的量分数在0.25～0.50之间，CO的物质的
2
量分数在0～0.25之间，在同一容器中气体的分压之比等于物质的量之比，所以H 的分压始
2
终高于CO的分压，则a、b表示的是H 的分压，c、d表示的是CO的分压。水煤气变换中
2CO是反应物，H 是产物，又该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，重新达到平衡
2
时，H 的压强减小，CO的压强增大。故a曲线代表489 ℃时 随时间变化关系的曲线，
2
d曲线代表489 ℃时p 随时间变化关系的曲线，b曲线代表467 ℃时 随时间变化关系
CO
的曲线，c曲线代表467 ℃时p 随时间变化关系的曲线。
CO
6．[2019·全国卷Ⅱ，27(2)(3)改编]环戊二烯( )是重要的有机化工原料，广泛用于农药、
橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
(2)某温度，等物质的量的碘和环戊烯( )在刚性容器内发生反应[ (g)＋I(g)===
2
(g)＋2HI(g) ΔH＝＋89.3 kJ·mol－1]，起始总压为105 Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯
的转化率为________，该反应的平衡常数K ＝________Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的
p
平衡转化率，可采取的措施有________(填标号)。
A．通入惰性气体
B．提高温度
C．增加环戊烯浓度
D．增加碘浓度
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯
浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是______(填标号)。
A．T>T
1 2
B．a点的反应速率小于c点的反应速率
C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D．b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L－1
答案 (2)40% 3.56×104 BD (3)CD
解析 (2)设容器中起始加入I(g)和环戊烯的物质的量均为a，平衡时转化的环戊烯的物质的
2
量为x，列出三段式：
(g)＋I(g)=== (g)＋2HI(g)
2
起始： a a 0 0
转化： x x x 2x
平衡： a－x a－x x 2x根据平衡时总压强增加了20%，且恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比，得＝，
解得x＝0.4a，则环戊烯的转化率为×100%＝40%，平衡时 (g)、I(g)、 (g)、HI(g)
2
的分压分别为、、、，则 K ＝＝p ，根据 p ＝1.2×105 Pa，可得 K ＝×1.2×105
p 总 总 p
Pa≈3.56×104 Pa。通入惰性气体，对反应的平衡无影响，A项不符合题意；反应为吸热反
应，提高温度，平衡正向移动，可提高环戊烯的平衡转化率，B项符合题意；增加环戊烯浓
度，能提高I(g)的平衡转化率，但环戊烯的平衡转化率降低，C项不符合题意；增加I(g)的
2 2
浓度，能提高环戊烯的平衡转化率，D项符合题意。(3)由相同时间内，环戊二烯浓度减小
量越大，反应速率越快可知，TT ，当反应达到
3 1 2
平衡，v ＝v ，即k ·c2(NH )＝k ·c(N )·c3(H )，推出＝＝K，达平衡时，NH 分解率为
正 逆 正 3 逆 2 2 3
40%，此时消耗c(NH )＝0.4c mol·L－1，达到平衡时，c(NH )＝0.6c mol·L－1，c(N )＝0.2c
3 1 3 1 2 1
mol·L－1，c(H )＝0.6c mol·L－1，K＝＝＝0.12c，即＝0.12c；k －k 值较小，说明反应向逆
2 1 正 逆
反应方向进行程度较大，根据图像，温度升高NH 分解率增大，即温度越低，反应向逆反
3
应方向进行的程度越大，则k －k 值较小的曲线为②。
正 逆
2．向一恒定温度的刚性密闭容器中充入物质的量之比为1∶1的N 和H 混合气体，初始压
2 2
强为30 MPa，在不同催化剂作用下反应，相同时间内 H 的转化率随温度的变化如图所示，
2
b点v正 ______(填“>”“<”或“＝”)v逆 。图中a点混合气体平均相对分子质量为18.75，a
点对应温度下反应的平衡常数K ＝________。(结果保留两位有效数字，K 为以分压表示的
p p
平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)答案 > 0.014 MPa－2
解析 根据图示可知：在b点时未达到该温度下H 的最大转化率，说明反应正向进行，故
2
反应速率：v >v ；平均相对分子质量为15的N 和H 的混合气体中N 、H 的物质的量之
正 逆 2 2 2 2
比是1∶1，假设混合气体中N、H 的物质的量都是1 mol，混合气体总质量为m＝28 g＋2 g
2 2
＝30 g，若a点混合气体平均相对分子质量为18.75，则此时混合气体总物质的量n(总)＝＝
1.6 mol，反应减少了0.4 mol，根据方程式N(g)＋3H(g)2NH (g)中物质反应转化关系可
2 2 3
知：此时反应产生0.4 mol NH ，消耗0.2 mol N 和0.6 mol H ，平衡时n(N )＝1 mol－0.2 mol
3 2 2 2
＝0.8 mol，n(H )＝1 mol－0.6 mol＝0.4 mol，n(NH )＝0.4 mol，平衡时的压强p＝×30 MPa＝
2 3
24 MPa，p(N )＝×24 MPa＝12 MPa，p(H )＝p(NH )＝×24 MPa＝6 MPa，所以 K ＝＝
2 2 3 p
≈0.014 MPa－2。
3．C H 制备C H(丙烯)的两种反应如下：
3 8 3 6
(Ⅰ)直接脱氢：C H(g)C H(g)＋H(g)
3 8 3 6 2
K (Ⅰ)
p
(Ⅱ)氧化脱氢：C H(g)＋CO(g)C H(g)＋CO(g)＋HO(g) K (Ⅱ)
3 8 2 3 6 2 p
恒压条件下，反应(Ⅰ)、反应(Ⅱ)[起始＝1]分别发生反应达到平衡时，C H 的平衡转化率随
3 8
温度变化的曲线如图所示。
(1)反应(Ⅱ)的ΔH______(填“>”“＝”或“＜”)0。
(2)若恒温时，压强增大，则的值将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若初始压强为p，计算N点处，该温度下的K (Ⅰ)＝__________，其中K 是以分压(分压
p p
＝总压×物质的量分数)表示的平衡常数。
答案 (1)> (2)不变 (3)p
解析 (1)由图可知随着温度升高，C H 的转化率增大，故该反应为吸热反应，即反应(Ⅱ)的
3 8ΔH>0。(2)平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故不变。(3)设起始加入丙烷
的物质的量为x mol，由图可知N点C H 的平衡转化率为50%，N点对应反应(Ⅰ)，可得平
3 8
衡时C H 、C H 、H 的物质的量均为0.5x mol，C H 、C H 、H 的物质的量分数均为，则
3 8 3 6 2 3 8 3 6 2
平衡常数K (Ⅰ)＝＝＝p。
p
4．CO 催化(固体催化剂)加氢合成甲烷：
2
主反应：CO(g)＋4H(g)CH(g)＋2HO(g)
2 2 4 2
ΔH＝－165 kJ·mol－1
1
副反应：CO(g)＋H(g)CO(g)＋HO(g) ΔH＝＋41.1 kJ·mol－1
2 2 2 2
向某恒容密闭容器中充入一定量的CO 和H ，其分压分别为0.85 MPa、2.7 MPa，在温度t
2 2
℃、某催化剂催化下发生甲烷化反应，一段时间后，主、副反应均达平衡(不考虑其他副反
应)，测得容器内CH 和HO的分压分别为0.6 MPa、1.25 MPa，则主反应的分压平衡常数
4 2
K ＝________ MPa－2。
p
答案 1 200
解析 恒容密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比，所以设初始投料为 0.85 mol CO
2
和2.7 mol H ，平衡时CH 和HO的物质的量分别为 0.6 mol、1.25 mol，设平衡时CO 、
2 4 2 2
H 、CO的物质的量分别为x、y、z，根据C元素守恒可得x＋z＋0.6＝0.85，根据H元素守
2
恒可得0.6×4＋2y＋1.25×2＝2.7×2，根据O元素守恒可得1.25＋2x＋z＝0.85×2，联立可
以解得CO 、H 、CO的物质的量分别为 0.2 mol、0.25 mol、0.05 mol，即分压分别为0.2
2 2
MPa、0.25 MPa、0.05 MPa，所以主反应的平衡常数K ＝ MPa－2＝1 200 MPa－2。
p
5．反应CO(g)＋H(g)CO(g)＋HO(g) ΔH＝＋41.0 kJ·mol－1。在进气比[n(CO)∶n(H )]
2 2 2 2 2
不同时，测得相应的CO 平衡转化率如图(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同；各
2
点对应的其他反应条件都相同)。
(1)反应中CO 的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是__________。
2
(2)图中 E 和 G 两点对应的反应温度 T 、T 的关系是 __________，其原因是
E G
________________________________________________________________________。
(3)A、B两点对应的反应速率v
A
________(填“＜”“＝”或“＞”)v
B
。已知反应速率v正 ＝
k
正
x(CO
2
)·x(H
2
)，v逆 ＝k
逆
x(CO)·x(H
2
O)，k为反应速率常数，x为物质的量分数，在达到平
衡状态为 C 点的反应过程(此过程为恒温)中，当 CO 的转化率刚好达到 60%时，＝
2
________________。答案 (1)反应温度相同，进气比越大，CO 的平衡转化率越小；进气比相同，反应温度越高，
2
CO 的平衡转化率越大(或进气比越大，反应温度越低，CO 的平衡转化率越小) (2)T ＝T
2 2 E G
K ＝K ＝1 (3)> 4
E G
解析 (2)在E点时n(CO)∶n(H )＝1，CO 的平衡转化率为50%，根据三段式得
2 2 2
CO(g)＋H(g)CO(g)＋HO(g)
2 2 2
1 1 0 0
0.5 0.5 0.5 0.5
0.5 0.5 0.5 0.5
K ＝＝＝1；
E
在G点时n(CO)∶n(H )＝1.5，CO 的平衡转化率为40%，根据三段式得
2 2 2
CO(g)＋H(g)CO(g)＋HO(g)
2 2 2
1.5 1 0 0
0.6 0.6 0.6 0.6
0.9 0.4 0.6 0.6
K ＝＝＝1。
G
平衡常数只与温度有关，温度相等平衡常数相等，因为K ＝K ，故T ＝T 。(3)反应CO(g)
E G E G 2
＋H(g)CO(g)＋HO(g) ΔH＝＋41.0 kJ·mol－1，该反应为吸热反应，当n(CO)∶n(H )相
2 2 2 2
同时，温度高CO 转化率大，A点的转化率大于B点，说明A点的温度高，故反应速率：
2
v >v ；在C点时n(CO)∶n(H )＝1，CO 的平衡转化率为75%，根据三段式得
A B 2 2 2
CO(g)＋H(g)CO(g)＋HO(g)
2 2 2
1 1 0 0
0.75 0.75 0.75 0.75
0.25 0.25 0.75 0.75
K＝＝＝9，
则K＝＝＝9。
当CO 的转化率刚好达到60%时，
2
CO(g)＋H(g)CO(g)＋HO(g)
2 2 2
1 1 0 0
0.6 0.6 0.6 0.6
0.4 0.4 0.6 0.6
＝＝9×＝4。
6．将体积分数是8.0%的SO 、10%的O 和82%的其他气体(不参与反应)组成的混合气体通
2 2
入反应器，在温度t ℃、压强p MPa下发生反应：2SO (g)＋O(g)2SO (g)。平衡时，若
2 2 3
SO 转化率为 x，则 SO 的分压为________ MPa(列式即可，下同)，平衡常数 K ＝
2 3 p__________________ MPa－1(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
答案
解析 设混合气体共100 mol，SO (g)、O(g)和其他气体的物质的量分别为100 mol×8.0%＝
2 2
8 mol、100 mol×10%＝10 mol、100 mol×82%＝82 mol，平衡时SO 转化率为x，SO 的反
2 2
应量为8x mol，则
2SO (g)＋O(g)2SO (g)
2 2 3
初始/mol 8 10 0
变化/mol 8x 4x 8x
平衡/mol 8－8x 10－4x 8x
平衡时气体总物质的量为(8－8x) mol＋(10－4x) mol＋8x mol＋82 mol＝(100－4x) mol，
p(SO )＝p×＝，p(O )＝p×＝，p(SO )＝p×＝；平衡常数K ＝＝＝。
2 2 3 p
7．我国科学家成功开发Pd-Fe/Fe O 催化剂在低温条件下高选择性合成高纯度的乙烯，化学
2 3
原理为
主反应：C H(g)＋H(g)C H(g) ΔH
2 2 2 2 4 1
副反应：C H(g)＋2H(g)C H(g) ΔH
2 2 2 2 6 2
在密闭容器中充入1 mol C H 和2 mol H ，发生上述两个反应，测得C H 平衡转化率与温度、
2 2 2 2 2
压强的关系如图所示。在 T K、20 kPa 下 C H 的选择性等于[C H 选择性＝]。
0 2 4 2 4
p________(填“＞”“＜”或“＝”)20 kPa。T K下，主反应的平衡常数K ＝________
0 0 p
kPa－1(K 为用气体分压计算的平衡常数，气体分压等于气体总压×物质的量分数)。
p
答案 ＜ 0.8
解析 主反应：C H(g)＋H(g)C H(g)和副反应：C H(g)＋2H(g)C H(g)均为气体分
2 2 2 2 4 2 2 2 2 6
子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，C H 的转化率升高，结合图像可知，p ＜20
2 2 0
kPa；T K时，设平衡时C H(g)、C H(g)的物质的量分别为x mol、y mol；
0 2 4 2 6
C H(g)＋ H(g) C H(g)
2 2 2 2 4
1 2 0
x x x
1－x－y 2－x－2y x
C H(g)＋ 2H(g) C H(g)
2 2 2 2 6
1－x 2－x 0
y 2y y1－x－y 2－x－2y y
由图可知，在T K、20 kPa下C H 的平衡转化率为90%，则×100%＝90%；C H 的选择性
0 2 2 2 4
等于，则＝；解得x＝0.8，y＝0.1；平衡时C H(g)、C H(g)、C H(g)、H(g)的物质的量分
2 2 2 6 2 4 2
别为0.1 mol、0.1 mol、0.8 mol、1.0 mol，总物质的量为2.0 mol，则T K下，主反应的平
0
衡常数K ＝ kPa－1＝0.8 kPa－1。
p
8．反应CHOH(g)CO(g)＋2H(g) ΔH＝＋90.7 kJ·mol－1，若在一定温度下、恒压容器中
3 2
进行，总压为p，CHOH的平衡转化率为α，平衡时，CO的分压为__________；该反应的
3
平衡常数K ＝__________________(用含p、α的代数式表示，K 为以分压代替浓度表示的平
p p
衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。
答案 p p2
解析 设初始投料为1 mol CH OH，平衡时转化率为α，列三段式有：
3
CHOH(g)CO(g)＋2H(g)
3 2
起始/mol 1 0 0
转化/mol α α 2α
平衡/mol 1－α α 2α
所以CO的分压为p＝p；同理可得CHOH的分压为p，H 的分压为p，所以K ＝＝p2。
3 2 p
