2021届高三化学大一轮课时突破 ：化学平衡常数的应用和计算【课堂训练+知识总结】

1 化学平衡常数的应用和计算 【课堂训练】 1．某温度下，将 2 mol A 和 3 mol B 充入一密闭容器中，发生反 应：aA(g)＋B(g) C(g)＋D(g)，5min 后达到平衡，已知该温 度下其平衡常数 K＝1，若温度不变时将容器的体积扩大为原来的 10 倍，A 的转化率不发生变化，则(　　) A．a＝3　　　　　　　　 B．a＝2 C．B 的转化率为 40% D．B 的转化率为 60% 解析：选 C　温度不变，扩大容器体积(相当于减小压强)时，A 的转化率不变，说明反应前后气体的体积不变，即 a＝1，A、B 错误； 设达到平衡时，B 的转化量为 x mol，则 A、B、C、D 的平衡量分别为 (2－x)mol、(3－x)mol、x mol、x mol，设容器体积为 1 L，则平衡 常数 K＝1＝ x2 2－x3－x，解得 x＝1.2，B 的转化率＝1.2÷3× 100%＝40%，C 正确，D 错误。 2 ． 高 温 下 ， 某 反 应 达 到 平 衡 状 态 ， 平 衡 常 数 K ＝ cCO·cH2O cCO2·cH2。恒容时，温度升高，H2 浓度减小。下列说法正 确的是(　　) A．该反应的焓变为正值 B．恒温恒容下，增大压强，H2 浓度一定减小 C．升高温度，逆反应速率减小 D．该反应的化学方程式为 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) 解析：选 A　根据平衡常数的表达式可得出该反应的化学方程式 为 CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)；升高温度，正、逆反应速2 率均增大，H2 浓度减小，平衡正向移动，说明正反应是吸热的，焓变 为正值；在恒温恒容下，增大压强的方法有多种，H2 浓度变化不确定。 3．(2020·南宁期末)反应 2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)中， 每生成 7 g N2，放出 166 kJ 的热量，该反应的速率表达式为 v＝ k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n 待测)，其反应包含下列两步： ①2NO＋H2===N2＋H2O2(慢) ②H2O2＋H2===2H2O(快) T ℃时测得有关实验数据如下： 序号 c(NO)/(mol·L－1) c(H2)/(mol·L－1) 速率 /(mol·L －1·min －1) Ⅰ 0.006 0 0.001 0 1.8×10 －4 Ⅱ 0.006 0 0.002 0 3.6×10 －4 Ⅲ 0.001 0 0.006 0 3.0×10 －5 Ⅳ 0.002 0 0.006 0 1.2×10 －4 下列说法错误的是(　　) A．整个反应速率由第①步反应决定 B．正反应的活化能一定是①＜② C．该反应速率表达式：v＝5 000c2(NO)·c(H2)3 D．该反应的热化学方程式为 2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－664 kJ·mol－1 解析：选 B　A．由①、②两反应知，反应过程中反应慢的反应 决定反应速率，整个反应速率由第①步反应决定，正确；B.反应①慢， 说明反应①的活化能高，正反应的活化能一定是①>②，错误；C.比 较实验Ⅰ、Ⅱ数据可知，NO 浓度不变，氢气浓度增大一倍，反应速 率增大一倍，比较实验Ⅲ、Ⅳ数据可知，H2 浓度不变，NO 浓度增大 一倍，反应速率增大四倍，据此得到速率方程：v＝kc2(NO)·c(H2)， 依 据 实 验 Ⅰ 中 数 据 计 算 k ＝ 5 000 ， 则 速 率 表 达 式 为 v ＝ 5 000c2(NO)·c(H2)，正确；D.反应 2NO(g)＋2H 2(g)===N2(g)＋2H2O(g) 中，每生成 7 g N2 放出 166 kJ 的热量，生成 28 g N2 放热 664 kJ， 热化学方程式为 2NO(g)＋2H 2(g)===N2(g)＋2H 2O(g)　Δ H＝－664 kJ·mol－1，正确。 4．在一定温度下，已知以下三个反应的平衡常数： 反应①：CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s)　K1 反应②：H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g)　K2 反应③：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　K3 (1)反应①的平衡常数表达式为________。 (2)反应③的 K3 与 K1、K2 的关系是 K3＝________。 解析：(2)K3 ＝ cCO2·cH2 cCO·cH2O，K2 ＝cH2O cH2 ，结合 K1 ＝ cCO2 cCO ，可知 K3＝K1 K2。 答案：(1)K1＝cCO2 cCO 　(2)K1 K2 5．将固体 NH4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：① NH4I(s) NH3(g)＋HI(g)，②2HI(g) H2(g)＋I2(g)。达4 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)＝5mol·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 6.在恒容密闭容器中通入 CH4 与 CO2，使其物质的量浓度均为 1.0 mol·L－1 ，在一定条件下发生反应：CO2(g)＋CH 4(g)  2CO(g)＋2H2(g)，测得 CH4 的平衡转化率与温度及压强的关系如图所 示： 则： (1)该反应的ΔH________(填“”)0。 (2)压强 p1、p2、p3、p4 由大到小的关系为________。压强为 p4 时，在 b 点：v(正)________(填“”)v(逆)。 (3)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强 p(B)代替物质的量 浓度 c(B)也可表示平衡常数(记作 Kp)，则该反应的平衡常数的表达 式 Kp ＝________；如果 p4 ＝0.36 MPa，求 a 点的平衡常数 Kp ＝ ________。(保留 3 位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分 压＝总压×物质的量分数)5 解析：(1)根据图示，压强不变时，升高温度，CH4 的平衡转化率 增大，说明平衡向正反应方向移动。根据升温时，平衡向吸热反应方 向移动可知，正反应为吸热反应，ΔH>0。(2)该平衡的正反应为气体 分子数增大的反应，温度不变时，降低压强，平衡向正反应方向移动， CH4 的平衡转化率增大，故 p4>p3>p2>p1。压强为 p4 时，b 点未达到平 衡，反应正向进行，故 v(正)>v(逆)。(3)由用平衡浓度表示的平衡 常数类推可知，用平衡压强表示的平衡常数 Kp＝p2CO·p2H2 pCO2·pCH4。 压强为 p4 时，a 点 CH4 的平衡转化率为 80%，则平衡时 c(CH4)＝c(CO2) ＝0.2 mol·L－1，c(CO)＝c(H2)＝1.6 mol·L－1，则 p(CH4)＝p(CO2)＝ p4 × 0.2 0.2 × 2＋1.6 × 2＝ 1 18p4 ， p(CO) ＝ p(H2) ＝ p4 × 1.6 0.2 × 2＋1.6 × 2＝ 8 18p4，故 Kp＝ ( 8 18p4)2 × ( 8 18p4)2 1 18p4 × 1 18p4 ＝84 × p24 182 ＝ 1.64。 答案：(1)>　(2)p4>p3>p2>p1　＞ (3)p2CO·p2H2 pCO2·pCH4　1.64 7.三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。对于反应 2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)　ΔH＝＋48kJ·mol－1，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。6 (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)。 (2)比较 a、b 处反应速率大小：va______vb(填“大于”“小于” 或“等于”)。反应速率 v＝v 正－v 逆＝k 正 x －k 逆 xSiH2Cl2xSiCl4， k 正、k 逆分别为正、逆向反应速率常数，x 为物质的量分数，计算 a 处的v正 v逆＝________(保留 1 位小数)。 [解析]　(1)温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短， 曲线 a 达到平衡的时间短，则曲线 a 代表 343K 时 SiHCl3 的转化率变 化，曲线 b 代表 323 K 时 SiHCl3 的转化率变化。 由题图可知，343 K 时反应的平衡转化率α＝22%。设起始时 SiHCl3(g)的浓度为 1 mol·L－1，则有 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 ＝ cSiH2Cl2·cSiCl4 c2SiHCl3 ＝ 0.11 mol·L－12 0.78 mol·L－12≈ 0.02。7 [答案]　(1)22　0.02　(2)大于　1.3 8．研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。 升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是 2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的速率却随温度的升高而减小。某化学小组为研究特殊现象 的实质原因，查阅资料知： 2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步： ①2NO(g) N2O2(g)(快) v1 正＝k1 正 c2(NO)　v1 逆＝k1 逆 c(N2O2)　ΔH1＜0 ②N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g)(慢) v2 正＝k2 正 c(N2O2)·c(O2)　v2 逆＝k2 逆 c2(NO2)　ΔH2＜0 请回答下列问题： (1)一定温度下，反应 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态， 请写出用 k1 正、k1 逆、k2 正、k2 逆表示的平衡常数表达式 K＝________， 根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是________(填 字母)。8 a．k2 正增大，c(N2O2)增大 b．k2 正减小，c(N2O2)减小 c．k2 正增大，c(N2O2)减小 d．k2 正减小，c(N2O2)增大 (2)由实验数据得到 v2 正～c(O2)的关系可用如图表示。当 x 点升 高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为______(填 字母)。 解析：(1)由反应达到平衡状态可知，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 K＝ c2NO2 c2NO·cO2＝k1正·k2正 k1逆·k2逆。 (2)因为决定 2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)速率的是反应②， 升高温度，v2 正减小，平衡向逆反应方向移动，c(O2)增大，因此当 x 点升高到某一温度时，c(O2)增大，v2 正减小，符合条件的点为 a。 答案：(1)k1正·k2正 k1逆·k2逆　c　(2)a 9.顺­1,2­二甲基环丙烷和反­1，2­二甲基环丙烷可发生如下转 化： 该反应的速率方程可表示为：v(正)＝ k(正)c(顺)和 v(逆)＝ k(逆)c(反)，k(正)和 k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆 反应速率常数。回答下列问题：9 (1)已知：t1 温度下，k(正)＝0.006 s－1，k(逆)＝0.002 s－1，该 温度下反应的平衡常数值 K1＝________；该反应的活化能 Ea(正)小 于 Ea(逆)，则ΔH________0(填“小于”“等于”或“大于”)。 (2)t2 温度下，图中能表示顺式异构体的质量 分数随时间变化的曲线是________(填曲线编号)， 平衡常数值 K2 ＝________；温度 t2________t1( 填 “ 小 于 ”“ 等 于 ” 或 “ 大 于 ” ) ， 判 断 理 由 是 _________________________________________________________。 解析：(1)根据v(正)＝k(正)c(顺)、k(正)＝0.006 s－1，则 v(正) ＝0.006c(顺)；k(逆)＝0.002 s－1，v(逆)＝k(逆)c(反)＝0.002c(反)； 化学平衡状态时正、逆反应速率相等，则 0.006c(顺)＝0.002c(反)， K1＝c(反)/c(顺)＝0.006÷0.002＝3；该反应的活化能 Ea(正)小于 Ea(逆)，说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即该反应为放热 反应，则ΔH 小于零。 (2)反应开始时，c(顺)的浓度大，单位时间的浓度变化大，w(顺) 的变化也大，故 B 曲线符合题意，设顺式异构体的起始浓度为 x，该 可逆反应左右物质的化学计量数相等，均为 1，则平衡时，顺式异构 体为 0.3x，反式异构体为 0.7x，所以平衡常数值 K2＝0.7x÷0.3x＝ 7 3，因为 K1＞K2，放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动，所以 温度 t2 大于 t1。 答案：(1)3　小于 (2)B　7 3　大于　放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动 10.H2S 与 CO2 在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g) COS(g) ＋H2O(g)。在 610 K 时，将 0.10 mol CO2 与 0.40 mol H2S 充入 2.5 L10 的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为 0.02。 ①H 2S 的平衡转化率α 1 ＝__________%，反应平衡常数 K＝ ________。 ②在 620 K 重复实验，平衡后水的物质的量分数为 0.03，H2S 的 转化率α 2______α 1 ，该反应的ΔH______0 。(填“>”“　>　③B 11．(2019·全国卷Ⅰ)水煤气变换[CO(g)＋H2O(g) CO2(g) ＋H2(g)]是重要的化工过程，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 H2 缓慢地通过处于 721 ℃ 下的过量氧化钴 CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴 Co(s)，平衡后 气体中 H2 的物质的量分数为 0.025 0。 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________H2(填“大于”或“小于”)。 (2)721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的 CO(g)和 H2O(g)混 合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中 H2 的物质的量分 数为________(填标号)。 A．＜0.25 B．0.25　 C．0.25～0.50　 D．0.50　 E．＞0.50 解析：(1)根据题目提供的实验数据可知，用 H2 还原 CoO 制取金 属 Co，反应的化学方程式为 H2(g)＋CoO(s) Co(s)＋H2O(g)， 平衡混合气体中 H2 的物质的量分数为 0.025 0, K1＝c(H2O)/c(H2)＝ (1－0.025 0)/0.025 0＝39；CO 还原 CoO 制取金属 Co 的化学方程式 为 CO(g)＋CoO(s) Co(s)＋ CO2(g)，平衡混合气体中 CO 的物 质的量分数为 0.019 2，K2＝c(CO2)/c(CO)＝(1－0.019 2)/0.019 2 ≈ 51.08。K1＜K2，说明还原 CoO 制取金属 Co 的倾向 CO 大于 H2。12 (2)H2(g)＋CoO(s) Co(s)＋ H2O(g)① CO(g)＋CoO(s) Co(s)＋ CO2(g)② 根据盖斯定律，②－①可得 CO(g)＋H 2O(g) CO 2(g)＋ H2(g) 设起始 CO、H2O 的物质的量为 a mol，转化的物质的量为 x mol， 容器容积为 1 L，则： 　　　　　CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) 起始/(mol·L－1)a　　　a　　　　0　　　 0 转化/(mol·L－1)　　 x x　　 x　　　　x 平衡/(mol·L－1)　　 a－x　　 a－x　　　 x　 　　 x 则该反应的 K＝x2/(a－x)2＝K2/K1 ≈1.31，求得：x≈0.534a， 则平衡时 H2 的物质的量分数约为0.534a 2a ＝0.267。 答案：(1)大于　(2)C13 【知识总结】 一　化学平衡常数的概念及应用 1．概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂 之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K 表示。 2．表达式 (1) 对 于 反 应 mA(g) ＋ nB(g)   pC(g) ＋ qD(g) ， K ＝ cpC·cqD cmA·cnB。 如：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式 K＝ cCO·cH2 cH2O 。 [名师点拨]　①固体和纯液体物质的浓度视为常数，通常不写入 平衡常数表达式中，但水蒸气需写入。 ②计算时，代入平衡常数表达式的浓度是平衡浓度。 (2)化学平衡常数是指某一个具体反应的平衡常数，当化学反应 方向改变或化学计量数改变时，化学平衡常数也发生改变，例如： 化学方程式 平衡常数表达式 相互关 系 2NH3(g) N2(g)＋ 3H2(g) K1＝cN2·c3H2 c2NH3 N2(g)＋3H2(g)  2NH3(g) K2＝ c2NH3 cN2·c3H2 1 2N2(g)＋3 2H2(g)  K3＝ cNH3 cN2·cH2 K1＝ 1 K2 (用 K2 表示) K3 ＝ K2 (或 K 1 214 NH3(g) 2)(用 K2 表示) [实例]　已知下列反应在某温度下的平衡常数： H2(g)＋S(s) H2S(g)　K1 S(s)＋O2(g) SO2(g)　K2 则在该温度下反应 H2(g)＋SO2(g) O2(g)＋H2S(g)的平衡 常数为 K1/K2。(用 K1、K2 表示) [名师点拨] 化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系 ①正、逆反应的平衡常数互为倒数。 ②若化学方程式中各物质的化学计量数都变成 n 倍或1 n倍，则化 学平衡常数变为原来的 n 次幂或1 n次幂。 ③两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应 平衡常数的乘积。 3．意义与影响因素 (1)K 值越大，反应物的转化率越高，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。 4．应用 (1)判断可逆反应进行的程度 K 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15 对于化学反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)的任意状态， 浓度商 Q＝ccC·cdD caA·cbB。 QK，反应向逆 反应方向进行。 (3)判断可逆反应的热效应 二　化学平衡常数(K)、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 催化剂 高温、高压 2NH3 起始量 1 3 0 转化量 a b c 平衡量 1－a 3－b c ①反应物的平衡量＝起始量－转化量。 ②生成物的平衡量＝起始量＋转化量。 ③各物质转化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量数之 比。转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。因此抓住转化浓度是解题的关键。16 2．掌握四个公式 (1)反应物的转化率＝n转化 n起始×100%＝c转化 c起始×100%。 (2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。 一般地，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。 产率＝实际产量 理论产量×100%。 (3)平衡时混合物组分的百分含量＝ 平衡量 平衡时各物质的总量×100%。 (4)某组分的体积分数＝ 某组分的物质的量 混合气体总的物质的量×100%。 3．谨记一个答题模板 对于反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令 A、B 起始 物质的量分别为 a mol、b mol，达到平衡后，A 的转化量为 mx mol， 容器容积为 V L，则有以下关系： 　　　　mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx 则有：①K＝ (px V )p·(qx V )q (a－mx V )m·(b－nx V )n ②c 平(A)＝a－mx V mol·L－1 ③α(A)平＝mx a ×100%，α(A)∶α(B)＝mx a ∶nx b ＝mb na ④φ(A)＝ a－mx a＋b＋p＋q－m－nx×100%17 ⑤p平 p始＝a＋b＋p＋q－m－nx a＋b ⑥ρ混＝a·MA＋b·MB V g·L－1 ⑦平衡时体系的平均摩尔质量： M＝ a·MA＋b·MB a＋b＋p＋q－m－nx g·mol－1 [名师点拨]　计算平衡常数时代入的必须是各物质的平衡浓度 (对于反应前后气体总体积不变的反应，也可以用各物质平衡时的物 质的量)。平衡常数的单位是一个复合单位，可写，也可以不写。 【探题源·规律】 [典例]　(1)(2019·全国卷Ⅲ)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。Deacon 发明的直接氧化 法为：4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(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 HCl 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 HCl 初始浓度为 c0，根据进料浓度比 c(HCl)∶c(O2)＝ 1∶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18 比 c(HCl) ∶ c(O2) 过 低 、 过 高 的 不 利 影 响 分 别 是 ______________________________。 (2)(2019·全国卷Ⅱ)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。某温度下，等物质的量的碘和环戊 烯( )在刚性容器内发生反应： (g)＋I 2(g)  (g)＋ 2HI(g)　ΔH3＝＋89.3 kJ·mol－1。若起始总压为 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 Kp＝ ____________Pa。 [解析]　(1)由图像知，随着温度的升高，HCl 的平衡转化率降 低，所以 4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔHK(400 ℃)。在温度一定的条件下，c(HCl) 和 c(O2)的进料比越大，HCl 的平衡转化率越低，所以题图中自上而 下三条曲线是 c(HCl)∶c(O2) (进料浓度比)为 1∶1、4∶1、7∶1 时 的变化曲线。当 c(HCl)∶c(O2)＝1∶1 时，列三段式： 4HCl(g)　＋　O2(g)   2Cl2(g) ＋ 2H2O(g) 　 起始 浓度 mol/L 　 c0　　　　　c0　　　0　　 　 　0 　 转化 浓度 mol/L 　 0.84c0　　 0.21c0　　0.42c0 　 0.42c0 　 平衡 浓度 mol/L (1 － 0.84)c0 　 (1 － 0.21)c0 　 0.42c0 　 0.42c0 K(400 ℃)＝ 0.42c02 × 0.42c02 1－0.844c40 × 1－0.21c0 ＝ 0.422 × 0.422 1－0.844 × 1－0.21c0。19 c(HCl)∶c(CO2)过高时，HCl 转化率较低；当 c(HCl)∶c(O2)过 低时，过量的 O2 和 Cl2 分离时能耗较高。 (2)设碘和环戊烯的物质的量均为 1mol，达平衡时转化的物质的 量为 x mol，由题意得： (g)＋I2(g)   (g)＋2HI(g) 初始物质的量/mol 1　　　 1　　 0　　　　0 转化物质的量/mol　 x　　　x　 　 x　　　 2x 平衡物质的量/mol 　1－x　1－x　 　x　 　 2x 平衡时，容器内气体总物质的量为(2＋x)mol， 则有2＋xmol－2 mol 2 mol ×100%＝20%，解得 x＝0.4， 则环戊烯的转化率为0.4 mol 1 mol ×100%＝40%， 总压强为 105 Pa×(1＋20%)＝1.2×105 Pa， 因此各种气体的分压为 p( )＝1.2×105 Pa×0.6 mol 2.4 mol＝0.3× 105 Pa， p(I2)＝1.2×105 Pa×0.6 mol 2.4 mol＝0.3×105 Pa， p( )＝1.2×105 Pa×0.4 mol 2.4 mol＝0.2×105 Pa， p(HI)＝1.2×105 Pa×0.8 mol 2.4 mol＝0.4×105 Pa， 反应的平衡常数 Kp＝ p × [pHI]2 p × pI2 ＝ 0.2 × 105 Pa × 0.4 × 105 Pa2 0.3 × 105 Pa × 0.3 × 105 Pa ≈3.56×104 Pa。 [答案]　(1)大于　 0.422 × 0.422 1－0.844 × 1－0.21c0　O 2 和20 Cl2 分离能耗较高、HCl 转化率较低　(2)40%　3.56×104 [规律方法]　压强平衡常数(Kp)的计算方法 (1)Kp 的含义 在化学平衡体系中，用各气体物质的平衡分压替代平衡浓度计算 的平衡常数叫压强平衡常数，用 Kp 表示。 (2)计算流程 三　核心素养迁移——化学反应速率常数及其应用 1．速率常数含义 速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为 1 mol·L－1 时 的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反 应的反应速率。 化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数 是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改 变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。 2．速率方程 一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂 的乘积成正比。 对于反应：aA＋bB===gG＋hH21 则 v＝kca(A)·cb(B)(其中 k 为速率常数)。 如：①SO2Cl2 SO2＋Cl2　　 v＝k1c(SO2Cl2) ②2NO2 2NO＋O2 v＝k2c2(NO2) ③2H2＋2NO N2＋2H2O v＝k3c2(H2)·c2(NO) 3．速率常数的影响因素 温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数， 同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常 数。