2025版高考化學(xué)全程一輪復(fù)習(xí)第43講化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算課件

第43講化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算1.提取信息計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率。2．了解壓強(qiáng)平衡常數(shù)的含義，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算?？键c(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)一考點(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算方法——“三段式”法1.分析三個(gè)量：即起始量、變化量、平衡量。2．明確三個(gè)關(guān)系(1)對(duì)于反應(yīng)物，起始量－變化量＝平衡量。(2)對(duì)于生成物，起始量＋變化量＝平衡量。(3)各轉(zhuǎn)化量之比等于各參加反應(yīng)的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。3．計(jì)算模型——“三段式”法(1)步驟：書寫(寫出有關(guān)化學(xué)平衡的化學(xué)反應(yīng)方程式)―→列變量(列出各物質(zhì)的起始、變化、平衡量)―→計(jì)算(根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算)。(2)模式：如反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達(dá)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(guó)卷Ⅰ]H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)＋CO2(g)?COS(g)＋H2O(g)。在610K時(shí)，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。(1)H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1＝________%，反應(yīng)平衡常數(shù)K＝________(保留三位有效數(shù)字)。(2)在620K時(shí)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03，H2S的轉(zhuǎn)化率α2________(填“>”“<”或“＝”，下同)α1，該反應(yīng)的ΔH________0。2.50.00285>>

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

【對(duì)點(diǎn)演練】考向一化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計(jì)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(yīng)：①NH4I(s)?NH3(g)＋HI(g)，②2HI(g)?H2(g)＋I(xiàn)2(g)。達(dá)到平衡時(shí)：c(H2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1，則此溫度下反應(yīng)①的平衡常數(shù)為________。20解析：由平衡時(shí)H2的濃度，可求得反應(yīng)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(dá)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(jìn)行反應(yīng)：A(g)?B(g)＋C(g)

ΔH＝＋85.1kJ·mol－1。反應(yīng)時(shí)間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p)的數(shù)據(jù)見下表：回答下列問(wèn)題：(1)平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為________，反應(yīng)的平衡常數(shù)K為________。時(shí)間t/h0124816202530總壓強(qiáng)p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.5394.1%1.5

(2)①由總壓強(qiáng)p和起始?jí)簭?qiáng)p0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n總和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n(A)，n總＝________mol，n(A)＝____________mol。②下表為反應(yīng)物A濃度與反應(yīng)時(shí)間的數(shù)據(jù)，計(jì)算a＝________。分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度c(A)變化與時(shí)間間隔(Δt)的規(guī)律，得出的結(jié)論是_______________________________，由此規(guī)律推出反應(yīng)在12h時(shí)反應(yīng)物的濃度c(A)為________mol·L－1。反應(yīng)時(shí)間t/h04816c(A)/(mol·L－1)0.10a0.0260.0065

0.051達(dá)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(xué)平衡常數(shù)計(jì)算的考查方向3．[題鏈1，2023·湖北卷，19(4)]1200K時(shí)，假定體系內(nèi)只有反應(yīng)C40H12(g)?C40H10(g)＋H2(g)發(fā)生，反應(yīng)過(guò)程中壓強(qiáng)恒定為p0(即C40H12的初始?jí)簭?qiáng))，平衡轉(zhuǎn)化率為α，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp為________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

4．[題鏈2，全國(guó)卷，節(jié)選]Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)?H2(g)＋I(xiàn)2(g)在716K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表：(1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為__________。(2)上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正＝k正·x2(HI)，逆反應(yīng)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(zhuǎn)化反應(yīng)：________________________。(2)由圖A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為________。

1.0×1014

化學(xué)平衡常數(shù)考查的角度

題鏈1題鏈2題鏈3知識(shí)內(nèi)容壓強(qiáng)平衡常數(shù)平衡常數(shù)平衡常數(shù)解題難點(diǎn)用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)，理解表達(dá)式與計(jì)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(qiáng)平衡常數(shù)，貌似新概念，實(shí)質(zhì)是對(duì)信息的理解利用平衡時(shí)v正＝v逆，找到k正、k逆和K的聯(lián)系對(duì)教材中平衡常數(shù)的理解和題中數(shù)據(jù)的處理考點(diǎn)二

33.33%

【對(duì)點(diǎn)演練】1．一定溫度下，向某密閉容器中充入1molNO2，發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)?N2O4(g)，測(cè)得反應(yīng)體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)之間的關(guān)系如圖所示：a點(diǎn)時(shí)NO2的轉(zhuǎn)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?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(圖中的壓強(qiáng)分別為104Pa和105Pa)。(已知：丙烷脫氫制丙烯為強(qiáng)吸熱過(guò)程)(1)104Pa時(shí)，圖中表示丙烯的曲線是________(填“ⅰ”“ⅱ”“?！被颉阿ぁ?。

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

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

ΔH＝－41kJ·mol－1。①一定溫度下，反應(yīng)后測(cè)得各組分的平衡壓強(qiáng)(即組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×總壓)：p(CO)＝0.25MPa、p(H2O)＝0.25MPa、p(CO2)＝0.75MPa和p(H2)＝0.75MPa，則反應(yīng)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(zhuǎn)化率提高到90%，則原料氣中水蒸氣和CO的物質(zhì)的量之比為________。9.01.8∶1

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

2．無(wú)色氣體N2O4是一種強(qiáng)氧化劑，為重要的火箭推進(jìn)劑之一。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)?2NO2(g)

ΔH＝＋24.4kJ·mol－1。上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正＝k正·p(N2O4)，逆反應(yīng)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(qiáng)100kPa)，已知該條件下k正＝4.8×104s－1，當(dāng)N2O4分解10%時(shí)，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(guān)系式為K＝________(用含有k正、k逆的式子表示)。(2)試求出圖中c點(diǎn)時(shí)，上述反應(yīng)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(yīng)歷程如下：反應(yīng)Ⅰ：2NO(g)?N2O2(g)(快)

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

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