2025版高考化學全程一輪復習第43講化學平衡常數及轉化率的計算課件

第43講化學平衡常數及轉化率的計算1.提取信息計算化學平衡常數及轉化率。2．了解壓強平衡常數的含義，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為0.02。(1)H2S的平衡轉化率α1＝________%，反應平衡常數K＝________(保留三位有效數字)。(2)在620K時重復實驗，平衡后水的物質的量分數為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，根據平衡常數表達式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)的數據見下表：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據，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)。

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x(HI)與反應時間t的關系如下表：(1)根據上述實驗結果，該反應的平衡常數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，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點數據，計算該轉化反應的平衡常數為________。

1.0×1014

化學平衡常數考查的角度

題鏈1題鏈2題鏈3知識內容壓強平衡常數平衡常數平衡常數解題難點用平衡分壓代替平衡濃度計算平衡常數用物質的量分數代替平衡分壓計算平衡常數，理解表達式與計算式的區(qū)別圖中數據信息的讀取思維突破由平衡常數遷移到壓強平衡常數，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的理解和題中數據的處理考點二

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”“ⅲ”或“ⅳ”)。

(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Kp＝__________(已知：氣體分壓＝氣體總壓×體積分數)。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×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K的數值為________。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，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K與速率常數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K＝________。已知k逆＝60s－1，則速率常數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