第03讲 化学平衡常数及其相关计算（课件）-2025年高考化学一轮复习讲练测（新教材新高考）

第03讲化学平衡常数及相关计算目录CONTENTS01考情透视02知识导图03考点突破04真题练习考点要求考题统计考点要求考题统计化学平衡常数2024湖南卷14题，3分2024江苏卷14题，4分2023湖南卷13题，3分2022江苏卷10题，3分2022河北卷16题，4分2022海南卷8题，2分化学平衡的有关计算2024吉林卷10题，3分2024浙江6月卷11题，3分2023全囯乙卷28题，8分2023河北卷12题，3分2023重庆卷14题，3分2022重庆卷14题，3分2022辽宁卷12题，3分考情分析分析近三年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，主要考查化学平衡常数、转化率的计算等。2．从命题思路上看，侧重以化工生产为背景，考查反应转化率、平衡常数的计算，压强平衡常数及速率常数的相关计算。（1）选择题：考查化学平衡的表达式，结合化学平衡图像、图表考查化学平衡相关浓度、转化率等的计算。（2）非选择题：常常与基本理论、工业生产相联系，通过图像或表格提供信息，考查转化率、浓度平衡常数、压强平衡常数、速率常数等相关的判断和计算，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查生产条件的选择；复习目标1．了解化学平衡常数(K)的含义。2．能利用化学平衡常数进行相关计算。3．能正确计算化学反应的转化率(α)。考情分析3．根据高考命题特点和规律，复习时要注意以下几个方面：（1）对化学平衡常数的理解；（2）利用三段式对化学平衡进行相关计算；化学平衡常数及其相关计算浓度平衡常数Kc压力平衡常数Kp化学平衡的有关计算概念意义：平衡常数的数值越大，反应物的转化率越大，说明反应可以进行得越完全影响因素浓度熵及其应用：判断反应是否达到平衡或反应进行的方向应用表达式与方程式书写方式有关与速率方程的关系内因：反应物的本身性质外因：反应体系的温度判断、比较可逆反应进行的程度判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向判断可逆反应的热效应计算平衡体系中的相关量Kp含义计算技巧解题模型常用计算公式计算模式——“三段式”考向1考查化学平衡常数的含义考向2考查化学平衡常数的应用考向1考查平衡常数的计算考向2考查转化率的计算考点一化学平衡常数的含义与应用考点二有关化学平衡的计算考点一化学平衡常数的含义与应用考向1考查化学平衡常数的含义考向2考查化学平衡常数的应用1.概念知识点1化学平衡常数V(正)=V(逆)速率V正V逆一定温度下速率—时间图化学平衡状态建立时间浓度A一定温度下浓度—时间图时间BCDt0t0条件一定温度下一个可逆反应达到化学平衡状态时（1）叙述

浓度的系数次幂之积与

浓度的系数次幂之积的比值（2）符号Kc（3）生成物反应物2.表达式一定温度下浓度—时间图浓度A时间BCDt0aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)可逆反应（1）

表达式（2）单位（3）（mol·L－1）(c+d)－(a+b)△H3＝

，K3＝.②化学计量数变成n倍，平衡常数变为倍2.表达式平衡常数与书写方式的关系（4）Kc正·Kc逆＝

.n次方△H3＝

，K3＝

.

①正逆反应平衡常数的关系是：③反应③＝反应①+反应②，则：④反应③＝反应①－反应②，则：

△H3＝a

－

，K3＝

1△H1+△H2K1·K2△H1－△H2

△H1△H22.表达式速率常数和平衡常数的关系（5）v正＝k正·ca(A)·cb(B)、v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)A.基元反应：B.速率方程①抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率

aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)vA正＝k正·ca(A)·cb(B)、vC逆＝k逆·cc(C)·cd(D)②具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率C.速率常数和平衡常数的关系①抽象化(平衡条件)v正＝v逆

②具体化(平衡条件)

KcKc2.表达式升温对k正、k逆的影响（6）K值

；k正值

，k逆值

，k逆变化更大放热反应①K值

；k正值

，k逆值

，k正变化更大吸热反应②3.意义K值＜10－510－5～105＞105反应程度很难进行反应可逆进行完全（1）对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的

；（2）平衡常数的数值越

，反应物的转化率越

，说明反应可以进行得越完全。增大增大减小增大增大增大程度大大4.影响因素反应物的本身性质（某一具体反应）内因（1）外因反应体系的

，升高温度（2）放热反应：K值.吸热反应：K值.温度减小增大化学平衡常数不随浓度、压强、催化剂改变5.浓度熵

浓度为任意时刻的浓度Q越大，反应

向进行的程度越大意义（1）应用判断反应是否达到平衡或反应进行的方向（2）①Q

Kc，反应

向进行，v正

v逆②Q

Kc，反应达到

状态，v正

v逆③Q

Kc，反应

向进行，v正

v逆逆＞＜＞＜==逆正平衡6.压强平衡常数Kp

在化学平衡体系中，用各气体物质的______替代浓度计算的平衡常数含义（1）计算技巧（2）第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度第二步，计算各气体组分的______________或__________

分压物质的量分数体积分数总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)

气体

1.判断、比较可逆反应进行的程度一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：知识点1化学平衡常数的应用K值正反应进行的程度平衡时生成物浓度平衡时反应物浓度反应物转化率越大________________________越小________________________越大越大越小越高越小越小越大越低K值大小与反应程度的关系K反应程度很难进行反应可逆反应接近完全易错提醒K值增大→正反应为

反应；K值减小→正反应为

反应

降低温度升高温度2.判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向①Q＜Kc，反应

方向进行，v正

v逆②Q

=Kc，反应处于

状态，v正

v逆③Q

Kc，反应

方向进行，v正

v逆＞＜＜=正反应逆反应化学平衡可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)浓度熵

3.判断可逆反应的热效应K值增大→正反应为

反应；K值减小→正反应为

反应

吸热放热放热吸热4.计算平衡体系中的相关量根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的______、________、__________等。注意：计算时注意问题①平衡量必须为平衡时的浓度②等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度③恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数浓度

转化率反应速率易错提醒

（1）计算平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，也不能用物质的量。（3）催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会改变平衡常数的大小。（4）一般K

>105

时，认为该反应基本进行完全；K

<10－5

时，一般认为该反应很难进行；而K在10－5～105反应被认为是典型的可逆反应。考向1考查化学平衡常数的含义

C

ΔH-TΔS＜0，ΔH2>0，ΔS＞0ΔH1>0，p反：p生=2：4ΔH2>0，p反：p生=2：2T↑，反应Ⅰ，Ⅱ均正向移动，降低压强使反应Ⅰ正向移动

易错提醒平衡常数与书写方式的关系△H3＝

，K3＝.②化学计量数变成n倍，平衡常数变为倍Kc正·Kc逆＝

.n次方△H3＝

，K3＝

.

①正逆反应平衡常数的关系是：③反应③＝反应①+反应②，则：④反应③＝反应①－反应②，则：

△H3＝a

－

，K3＝

1△H1+△H2K1·K2△H1－△H2

△H1△H2⑥

和

不列入平衡常数表达式。固体液体

B

C

催化剂考向2考查化学平衡常数的应用

DT↑，正逆反应速率均增大加入催化剂，K不变，其产率不变K为温度函数v正

=v逆，达到化学平衡状态易错提醒应用化学平衡常数时应注意的四个问题（1）化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。（2）化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。（3）反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，其浓度可看作一个常数，而不计入平衡常数表达式中。（4）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。【变式训练1】（23-24高三下·重庆荣昌·开学考试）工业上利用碳热还原BaSO4制得BaS。进而生产各种含钡化合物，温度对反应后组分的影响如图。B

【变式训练2】（2024·江苏扬州·模拟预测）甲醇-水催化重整可获得H2.其主要反应为B

【分析】根据已知反应ⅠCH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)

ΔH=49.4kJ·mol−1，反应ⅡCO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)

ΔH=41.2kJ·mol−1，且反应①的热效应更大，温度升高的时候对反应①影响更大一些，根据选择性的含义，升温时CO选择性增大，同时CO2的选择性减小，所以图中③代表CO的选择性，①代表CO2的选择性，②代表H2的产率，以此解题。

考点二有关化学平衡的计算考向1考查平衡常数的计算考向2考查转化率的计算知识点1三段式计算模式1.解题模型巧设未知数确定三个量解题设问题具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x根据反应物、生成物及变化量三者的关系，代入未知数确定平衡体系中的各物质的起始量、变化量、平衡量并按三段式列式明确了“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率和平衡常数等，求出题目答案2.“三段式”法思维建模“三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。1）分析三个量：起始量、变化量、平衡量。2）明确三个关系（1）对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。（2）对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。（3）各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。3）计算方法：三段式法化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为amol/L、bmol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol/L。mA(g)＋

nB(g)pC(g)

＋

qD(g)

ab00

mxnxpxqx

a－mxb－nxpxqx起始量(mol/L)转化量(mol/L)平衡量(mol/L)3）计算方法：三段式法mA(g)＋

nB(g)pC(g)

＋

qD(g)

ab00

mxnxpxqx

a－mxb－nxpxqx起始量(mol/L)转化量(mol/L)平衡量(mol/L)

3）计算方法：三段式法mA(g)＋

nB(g)pC(g)

＋

qD(g)

ab00

mxnxpxqx

a－mxb－nxpxqx起始量(mol/L)转化量(mol/L)平衡量(mol/L)

知识点1有关化学平衡计算方法和技巧1.化学平衡常数的计算(1)根据化学平衡常数表达式计算(2)依据化学方程式计算平衡常数

1

③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于________________________。

各分步反应平衡常数之积④水溶液中进行的反应，必须拆成____________再计算平衡常数。离子方程式

条件公式文字叙述同温同压同温同容同温同压同质量4.压强平衡常数的计算技巧

第一步第二步第三步第四步

4.压强平衡常数的计算技巧

4.压强平衡常数的计算技巧

5.转化率大小变化分析技巧判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。常见有以下几种情形：反应类型条件的改变反应物转化率的变化有多种反应物的可逆反应：时只增加反应物A的用量反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大地增大反应物A、B的量恒温恒压条件下反应物转化率____恒温恒容条件下

反应物A和B的转化率均______

反应物A和B的转化率均______

恒容同等倍数

不变增大减小有多种反应物的可逆反应：地增大反应物A、B的量条件下

反应物A和B的转化率均______只有一种反应物的可逆反应：

增加反应物A的用量条件下反应物转化率______条件下

反应物A的转化率______

反应物A的转化率______反应物A的转化率______

恒温恒容同等倍数

不变不变增大减小不变续表恒温恒压恒温恒容

考向1考查平衡常数的计算

ACO2(g)＋2H2(g)HCHO(g)＋H2O(g)

1200

x2xxx1－x2－2xxx（23-24高三上·辽宁·期末）T℃时，向容积为2L的刚性容器中充入1molCO2和一定量的H2发生反应：CO2(g)+2H2(g)

HCHO(g)+H2O(g)。已知：初始加入2molH2时，容器内气体的总压强为1.2pkPa。下列说法正确的是考向1考查平衡常数的计算

A

?开始(mol/L)变化(mol/L)平衡(mol/L)CO2(g)＋2H2(g)HCHO(g)＋H2O(g)

1200

x2xxx1－x2－2xxx考向1考查平衡常数的计算

开始(mol/L)变化(mol/L)平衡(mol/L)

x=0.5molp(平衡)=p

kPaT不变，化学平衡常数不变，K(a点)=K(C点)

考向1考查平衡常数的计算B．d点：v正

<

v逆

x=0.5molp(平衡)=p

kPaCO2(g)＋2H2(g)HCHO(g)＋H2O(g)d→b：p(HCHO)↑平衡正向移动v正

＞

v逆C．10min时反应到达c点，则0~10min用CO2表示的平均反应速率为0.05mol/(L·min)

c(CO2)=x=0.5molD．c点时，再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.1pkPa，平衡正向移动考向1考查平衡常数的计算CO2(g)＋2H2(g)HCHO(g)＋H2O(g)p(CO2)=0.2p

kPap(H2)=0.4p

kPap(HCHO)=p(H2O)=0.2p

kPa

判断平衡移动的方法1、勒夏特勒原理2、浓度熵平衡不移动反思归纳有关化学平衡计算的“3”点说明(1)有关化学平衡的常见计算是化学平衡常数、物质的平衡浓度和平衡转化率之间的相关计算。(2)在进行有关化学平衡的“三段式”计算时，要注意各物质的起始量、转化量和平衡量三者单位的统一。(3)凡是气体的压强变化、密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能进行相关计算。

A．A点和B点均为反应的平衡状态B．催化剂2比催化剂1的催化效率高

C

【变式训练2】(2024⋅黑龙江·模拟预测)水煤气可以在一定条件下发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，现在向10L恒容密闭容器中充入CO(g)和H2O(g)，所得实验数据如表所示。下列说法错误的是()A实验编号n(CO)n(H2O)

n(H2)

Ⅰ7000.400.100.09Ⅱ8000.100.400.08Ⅲ8000.200.30Ⅳ9000.100.15

考向2考查转化率的计算

在250℃下的甲醇的物质的量分数x(CH3OH)与压强p的关系及压强在p=5×105Pa下的甲醇的物质的量分数x(CH3OH)与温度t的关系，A．由图可知，随压强增大，平衡常数K增大B．曲线a为250℃时等温过程曲线C．该反应在任何温度下都能自发进行D．当时x(CH3OH)=0.1，H2的平衡转化率为53.3％下列有关说法正确的是()BK只受T的影响放热反应，T↑，平衡逆向移动，甲醇的含量减少正反应是气体体积减小的反应，p↑，平衡正向移动，甲醇的含量增加甲醇的含量增加，变量为压强，故a为等温过程曲线

考向2考查转化率的计算

在250℃下的甲醇的物质的量分数x(CH3OH)与压强p的关系及压强在p=5×105Pa下的甲醇的物质的量分数x(CH3OH)与温度t的关系，D．当时x(CH3OH)=0.1，H2的平衡转化率为53.3％下列有关说法正确的是()B设n(H2)=3mol，n(CO2)=1mol设二氧化碳的变化量为xCO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)起始/mol1300转化/molx3xxx平衡/mol1-x3-3xxx

易错提醒

含义表

达式平衡转化率平衡转化率是指某一可逆化学反应达到平衡状态时，转化为目标产物的某种原料的量占该种原料起始量的百分数

易错提醒[注意]①在同一条件下，平衡转化率是该条件下的最大的转化率。

③催化剂可以提高未达到平衡的产率，但是不能提高平衡转化率。

A

CRnO2

RnO2【解析】A．催化剂不影响焓变，该反应熵减，能自发进行则为放热反应，△H＜0，故A正确；B．L表示压强，反应正向体积减小，增大压强平衡正向移动，HCl的转化率增大，因此L1＞L2，故B正确；C．设起始时n(HCl)=4mol，n(HCl):n(O2)=4:1则起始时n(O2)=1mol，a点HCl的转化率为80%则转化氯化氢的物质的量为3.2mol，可列三段式：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)

起始/mol4100

转化/mol3.20.81.61.6平衡/mol0.80.21.6