2025版高考化学全程一轮复习第43讲化学平衡常数及转化率的计算课件

第43讲化学平衡常数及转化率的计算1.提取信息计算化学平衡常数及转化率。2．了解压强平衡常数的含义，并能进行简单计算。考点一考点二考点一考点一化学平衡常数及转化率的计算方法——“三段式”法1.分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。2．明确三个关系(1)对于反应物，起始量－变化量＝平衡量。(2)对于生成物，起始量＋变化量＝平衡量。(3)各转化量之比等于各参加反应的物质的化学计量数之比。3．计算模型——“三段式”法(1)步骤：书写(写出有关化学平衡的化学反应方程式)―→列变量(列出各物质的起始、变化、平衡量)―→计算(根据已知条件列方程式计算)。(2)模式：如反应：mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为1L。

mA(g)＋

nB(g)⇌

pC(g)＋qD(g)起始/mola

b

0

0变化/molmx

nx

px

qx平衡/mola－mx

b－nx

px

qx【教考衔接】典例1[全国卷Ⅰ]H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)⇌COS(g)＋H2O(g)。在610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。(1)H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________(保留三位有效数字)。(2)在620K时重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2________(填“>”“<”或“＝”，下同)α1，该反应的ΔH________0。2.50.00285>>

典例2[2023·全国甲卷，28(2)]电喷雾电离等方法得到的M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)与O3反应可得MO＋。MO＋与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300K和310K下(其他反应条件相同)进行反应MO＋＋CH4===M＋＋CH3OH，结果如下图所示。图中300K的曲线是_____(填“a”或“b”)。300K、60s时MO＋的转化率为_____________(列出算式)。b

【对点演练】考向一化学平衡常数与转化率的计算1．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)⇌NH3(g)＋HI(g)，②2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)。达到平衡时：c(H2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为________。20解析：由平衡时H2的浓度，可求得反应②分解消耗HI的浓度，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，则c平衡(NH3)＝5mol·L－1，根据平衡常数表达式K＝c平衡(NH3)·c平衡(HI)＝5×4＝20。2．在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度条件下进行反应：A(g)⇌B(g)＋C(g)

ΔH＝＋85.1kJ·mol－1。反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：回答下列问题：(1)平衡时A的转化率为________，反应的平衡常数K为________。时间t/h0124816202530总压强p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.5394.1%1.5

(2)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总＝________mol，n(A)＝____________mol。②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算a＝________。分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是_______________________________，由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为________mol·L－1。反应时间t/h04816c(A)/(mol·L－1)0.10a0.0260.0065

0.051达到平衡前每间隔4h，c(A)减少约一半0.013

考向二借用“题链”跟踪化学平衡常数计算的考查方向3．[题链1，2023·湖北卷，19(4)]1200K时，假定体系内只有反应C40H12(g)⇌C40H10(g)＋H2(g)发生，反应过程中压强恒定为p0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp为________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。

4．[题链2，全国卷，节选]Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为__________。(2)上述反应中，正反应速率为v正＝k正·x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆·x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表示)。t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784

(1)用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应：________________________。(2)由图A点数据，计算该转化反应的平衡常数为________。

1.0×1014

化学平衡常数考查的角度

题链1题链2题链3知识内容压强平衡常数平衡常数平衡常数解题难点用平衡分压代替平衡浓度计算平衡常数用物质的量分数代替平衡分压计算平衡常数，理解表达式与计算式的区别图中数据信息的读取思维突破由平衡常数迁移到压强平衡常数，貌似新概念，实质是对信息的理解利用平衡时v正＝v逆，找到k正、k逆和K的联系对教材中平衡常数的理解和题中数据的处理考点二

33.33%

【对点演练】1．一定温度下，向某密闭容器中充入1molNO2，发生反应：2NO2(g)⇌N2O4(g)，测得反应体系中气体体积分数与压强之间的关系如图所示：a点时NO2的转化率为________，用平衡分压代替平衡浓度可求出平衡常数Kp，则该温度下Kp＝________。66.7%

2．如图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为104Pa和105Pa)。(已知：丙烷脱氢制丙烯为强吸热过程)(1)104Pa时，图中表示丙烯的曲线是________(填“ⅰ”“ⅱ”“ⅲ”或“ⅳ”)。

(2)104Pa、500℃时，主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝__________(已知：气体分压＝气体总压×体积分数)。ⅰ3.3×103Pa

3．一氧化碳变换反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－41kJ·mol－1。①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)：p(CO)＝0.25MPa、p(H2O)＝0.25MPa、p(CO2)＝0.75MPa和p(H2)＝0.75MPa，则反应的平衡常数K的数值为________。②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%，则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为________。9.01.8∶1

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

2．无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)⇌2NO2(g)

ΔH＝＋24.4kJ·mol－1。上述反应中，正反应速率v正＝k正·p(N2O4)，逆反应速率v逆＝k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为________(以k正、k逆表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298K、压强100kPa)，已知该条件下k正＝4.8×104s－1，当N2O4分解10%时，v正≈________kPa·s－1。

(1)试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K＝________(用含有k正、k逆的式子表示)。(2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K＝________。已知k逆＝60s－1，则速率常数k正＝________s－1·kPa－1。

2120

4．2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)的反应历程如下：反应Ⅰ：2NO(g)⇌N2O2(g)(快)

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

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