《2023年高考化学热点专项导航与精练（新高考专用）》专项27 Kp（解析版）

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第四篇化学反应速率与化学平衡

专项 27 KP

近年来，有关压强平衡常数考查频频出现于化学反应原理综合题，已成为考查“证据推理与模型认

知”的化学学科核心素养重要题型。

一定条件下，若平衡体系中有气体物质，也可用其分压代替浓度，所求得的平衡常数为压强平衡常数，

以Kp表示。

(1)对于反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，其压强平衡常数表达式为 Kp=

C·pd

A·pb

。浓度平衡常数

与压强平衡常数的关系：Kc=

cc(C)·cd(D)

ca(A)·cb(B)

，又 p=

RT=cRT，则 Kp=Kc·(RT)Δn[Δn=(c+d)-(a+b)]。

(2)气体分压=气体总压×该气体的物质的量分数或体积分数。混合气体的总压等于相同温度下各组分气

体的分压之和。

1．(2022•全国甲卷)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之

一是将金红石(TiO2)转化为 TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：

(1) TiO2转化为 TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：

(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1＝172kJ·mol−1 Kp1=1.0×10-2

(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH2＝-51kJ·mol−1 Kp2=1.2×1012Pa

①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的ΔH 为_______ kJ·mol−1，Kp=_______Pa。

② 碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是_______。

③ 对于碳氯化反应：增大压强，平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转

化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。

(2)在1.0×105Pa，将 TiO2、C、Cl2以物质的量比 1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质

的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。

①反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数 _______ 。

② 图中显示，在平衡时 TiO2几乎完全转化为 TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其

原因是_______。

(3) TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于 TiO2 -C“固—固”接触的措施是_______。

【答案】(1) ①-223 1.2×1014

② 碳氯化反应气体分子数增加，∆H小于 0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直

接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程ßßßß

③ 向左ßßßß 变小

(2) ①7.2×105 ② 为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的 TiCl4产品，提高效益

(3)将两固体粉碎后混合，同时鼓入 Cl2，使固体粉末“沸腾”

【解析】(1)① 根据盖斯定律，将“反应ⅱ-反应ⅰ”得到反应 2C(s)+O2(g)=2CO(g)，则∆H=-51kJ/mol-

172kJ/mol=-223kJ/mol；则 Kp= = =1.2×1014Pa；②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，因为

碳氯化反应气体分子数增加，∆H小于 0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化

的体系气体分子数不变、且是吸热过程；③对应碳氯化反应，气体分子数增大，依据勒夏特列原理，增大

压强，平衡往气体分子数减少的方向移动，即平衡向左移动；该反应是放热反应，温度升高，平衡往吸热

方向移动，即向左移动，则平衡转化率变小。(2)①从图中可知，1400℃，体系中气体平衡组成比例 CO2是

0.05，TiCl4是0.35，CO 是0.6，反应 C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数 Kp(1400℃)= =

Pa=7.2×105Pa；②实际生产中需要综合考虑反应的速率、产率等，以达到最佳效益，实际

反应温度远高于 200℃，就是为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的 TiCl4产品。(3)固体颗粒越小，

比表面积越大，反应接触面积越大。有利于 TiO2 – C“固-固”接触，可将两者粉碎后混合，同时鼓入 Cl2，

使固体粉末“沸腾”，增大接触面积。

2． (2022•湖南选择性考试节选)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的 C(s)和

1molH2O(g)，起始压强为时，发生下列反应生成水煤气：

Ⅰ. C(s)+ H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH1＝+131.4kJ·mol−1

Ⅱ. CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH2＝-41.1kJ·mol−1

① 下列说法正确的是_______；

A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动

B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡

C．平衡时 H2的体积分数可能大于 2/3

D．将炭块粉碎，可加快反应速率

② 反应平衡时，H2O(g)的转化率为，CO 的物质的量为 0.1mol。此时，整个体系_______(填“吸

收”或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数 Kp=_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。

【答案】BD 吸收ßßßß 13.14 0.02MPa

【解析】① A项，在恒温恒容条件下，平衡时向容器中充入情性气体不能改变反应混合物的浓度，因

此反应Ⅰ的平衡不移动，A说法不正确；B项，在反应中有固体 C转化为气体，气体的质量增加，而容器

的体积不变，因此气体的密度在反应过程中不断增大，当混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达

到平衡，B说法正确；C项，若 C(s)和H2O(g)完全反应全部转化为 CO2(g)和H2(g)，由C(s)+ 2H2O(g) =

CO2(g)+ 2H2(g)可知，H2的体积分数的极值为，由于可逆反应只有一定的限度，反应物不可能全部转化为

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