2025版高考化學全程一輪復習第43講化學平衡常數(shù)及轉化率的計算課件

第43講化學平衡常數(shù)及轉化率的計算1.提取信息計算化學平衡常數(shù)及轉化率。2．了解壓強平衡常數(shù)的含義，并能進行簡單計算?？键c一考點二考點一考點一化學平衡常數(shù)及轉化率的計算方法——“三段式”法1.分析三個量：即起始量、變化量、平衡量。2．明確三個關系(1)對于反應物，起始量－變化量＝平衡量。(2)對于生成物，起始量＋變化量＝平衡量。(3)各轉化量之比等于各參加反應的物質的化學計量數(shù)之比。3．計算模型——“三段式”法(1)步驟：書寫(寫出有關化學平衡的化學反應方程式)―→列變量(列出各物質的起始、變化、平衡量)―→計算(根據(jù)已知條件列方程式計算)。(2)模式：如反應：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物質的量(mol)分別為a、b，達到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為1L。

mA(g)＋

nB(g)?

pC(g)＋qD(g)起始/mola

b

0

0變化/molmx

nx

px

qx平衡/mola－mx

b－nx

px

qx【教考銜接】典例1[全國卷Ⅰ]H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應：H2S(g)＋CO2(g)?COS(g)＋H2O(g)。在610K時，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應平衡后水的物質的量分數(shù)為0.02。(1)H2S的平衡轉化率α1＝________%，反應平衡常數(shù)K＝________(保留三位有效數(shù)字)。(2)在620K時重復實驗，平衡后水的物質的量分數(shù)為0.03，H2S的轉化率α2________(填“>”“<”或“＝”，下同)α1，該反應的ΔH________0。2.50.00285>>

典例2[2023·全國甲卷，28(2)]電噴霧電離等方法得到的M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)與O3反應可得MO＋。MO＋與CH4反應能高選擇性地生成甲醇。分別在300K和310K下(其他反應條件相同)進行反應MO＋＋CH4===M＋＋CH3OH，結果如下圖所示。圖中300K的曲線是_____(填“a”或“b”)。300K、60s時MO＋的轉化率為_____________(列出算式)。b

【對點演練】考向一化學平衡常數(shù)與轉化率的計算1．將固體NH4I置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生下列反應：①NH4I(s)?NH3(g)＋HI(g)，②2HI(g)?H2(g)＋I2(g)。達到平衡時：c(H2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1，則此溫度下反應①的平衡常數(shù)為________。20解析：由平衡時H2的濃度，可求得反應②分解消耗HI的濃度，c分解(HI)＝0.5mol·L－1×2＝1mol·L－1，故①式生成c(HI)＝c平衡(HI)＋c分解(HI)＝4mol·L－1＋1mol·L－1＝5mol·L－1，則c平衡(NH3)＝5mol·L－1，根據(jù)平衡常數(shù)表達式K＝c平衡(NH3)·c平衡(HI)＝5×4＝20。2．在1.0L密閉容器中放入0.10molA(g)，在一定溫度條件下進行反應：A(g)?B(g)＋C(g)

ΔH＝＋85.1kJ·mol－1。反應時間(t)與容器內氣體總壓強(p)的數(shù)據(jù)見下表：回答下列問題：(1)平衡時A的轉化率為________，反應的平衡常數(shù)K為________。時間t/h0124816202530總壓強p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.5394.1%1.5

(2)①由總壓強p和起始壓強p0表示反應體系的總物質的量n總和反應物A的物質的量n(A)，n總＝________mol，n(A)＝____________mol。②下表為反應物A濃度與反應時間的數(shù)據(jù)，計算a＝________。分析該反應中反應物的濃度c(A)變化與時間間隔(Δt)的規(guī)律，得出的結論是_______________________________，由此規(guī)律推出反應在12h時反應物的濃度c(A)為________mol·L－1。反應時間t/h04816c(A)/(mol·L－1)0.10a0.0260.0065

0.051達到平衡前每間隔4h，c(A)減少約一半0.013

考向二借用“題鏈”跟蹤化學平衡常數(shù)計算的考查方向3．[題鏈1，2023·湖北卷，19(4)]1200K時，假定體系內只有反應C40H12(g)?C40H10(g)＋H2(g)發(fā)生，反應過程中壓強恒定為p0(即C40H12的初始壓強)，平衡轉化率為α，該反應的平衡常數(shù)Kp為________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數(shù))。

4．[題鏈2，全國卷，節(jié)選]Bodensteins研究了下列反應：2HI(g)?H2(g)＋I2(g)在716K時，氣體混合物中碘化氫的物質的量分數(shù)x(HI)與反應時間t的關系如下表：(1)根據(jù)上述實驗結果，該反應的平衡常數(shù)K的計算式為__________。(2)上述反應中，正反應速率為v正＝k正·x2(HI)，逆反應速率為v逆＝k逆·x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為________(以K和k正表示)。t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784

(1)用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉化反應：________________________。(2)由圖A點數(shù)據(jù)，計算該轉化反應的平衡常數(shù)為________。

1.0×1014

化學平衡常數(shù)考查的角度

題鏈1題鏈2題鏈3知識內容壓強平衡常數(shù)平衡常數(shù)平衡常數(shù)解題難點用平衡分壓代替平衡濃度計算平衡常數(shù)用物質的量分數(shù)代替平衡分壓計算平衡常數(shù)，理解表達式與計算式的區(qū)別圖中數(shù)據(jù)信息的讀取思維突破由平衡常數(shù)遷移到壓強平衡常數(shù)，貌似新概念，實質是對信息的理解利用平衡時v正＝v逆，找到k正、k逆和K的聯(lián)系對教材中平衡常數(shù)的理解和題中數(shù)據(jù)的處理考點二

33.33%

【對點演練】1．一定溫度下，向某密閉容器中充入1molNO2，發(fā)生反應：2NO2(g)?N2O4(g)，測得反應體系中氣體體積分數(shù)與壓強之間的關系如圖所示：a點時NO2的轉化率為________，用平衡分壓代替平衡濃度可求出平衡常數(shù)Kp，則該溫度下Kp＝________。66.7%

2．如圖為丙烷直接脫氫法中丙烷和丙烯的平衡體積分數(shù)與溫度、壓強的關系(圖中的壓強分別為104Pa和105Pa)。(已知：丙烷脫氫制丙烯為強吸熱過程)(1)104Pa時，圖中表示丙烯的曲線是________(填“ⅰ”“ⅱ”“?！被颉阿ぁ?。

(2)104Pa、500℃時，主反應用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)Kp＝__________(已知：氣體分壓＝氣體總壓×體積分數(shù))。ⅰ3.3×103Pa

3．一氧化碳變換反應：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－41kJ·mol－1。①一定溫度下，反應后測得各組分的平衡壓強(即組分的物質的量分數(shù)×總壓)：p(CO)＝0.25MPa、p(H2O)＝0.25MPa、p(CO2)＝0.75MPa和p(H2)＝0.75MPa，則反應的平衡常數(shù)K的數(shù)值為________。②維持與題①相同的溫度和總壓，提高水蒸氣的比例，使CO的平衡轉化率提高到90%，則原料氣中水蒸氣和CO的物質的量之比為________。9.01.8∶1

時間/s012345n(NO)/mol10.60.40.20.20.2n(O2)/mol0.60.40.30.20.20.2160L·mol－1＞

2．無色氣體N2O4是一種強氧化劑，為重要的火箭推進劑之一。N2O4與NO2轉換的熱化學方程式為N2O4(g)?2NO2(g)

ΔH＝＋24.4kJ·mol－1。上述反應中，正反應速率v正＝k正·p(N2O4)，逆反應速率v逆＝k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則Kp為________(以k正、k逆表示)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298K、壓強100kPa)，已知該條件下k正＝4.8×104s－1，當N2O4分解10%時，v正≈________kPa·s－1。

(1)試寫出平衡常數(shù)K與速率常數(shù)k正、k逆之間的關系式為K＝________(用含有k正、k逆的式子表示)。(2)試求出圖中c點時，上述反應的平衡常數(shù)K＝________。已知k逆＝60s－1，則速率常數(shù)k正＝________s－1·kPa－1。

2120

4．2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的反應歷程如下：反應Ⅰ：2NO(g)?N2O2(g)(快)

ΔH1<0，v1正＝k1正·c2(NO)，v1逆＝k1逆·c(N2O2)；反應Ⅱ：N2O2(g)＋O2(g)?2NO2(g)(慢)

ΔH2<0，v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆·c2(NO2