2025高考化学总复习 第7章　第25讲　化学平衡常数及转化率的计算

第七章化学反应速率和化学平衡第25讲化学平衡常数及转化率的计算课标解读1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。2．能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算。3．能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。考点2提能训练练案[xx1]考点1考点1化学平衡常数及应用知识梳理1．定义在一定________下，当一个可逆反应达到____________时，生成物______________与反应物______________的比值是一个常数，简称平衡常数，用符号____表示。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。温度化学平衡浓度幂之积浓度幂之积K(2)意义：K值大小反映了化学反应进行的程度。①K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。当K≥105时，可以认为反应进行得较完全。②K值越小，正反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。当K≤10－5时，认为反应很难进行。3．影响因素化学平衡常数K只受________影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，与压强变化、是否使用催化剂等无关。在一定温度下，平衡常数保持不变。温度正反应化学平衡逆反应(3)判断可逆反应的反应热吸热放热放热吸热自主小练1．易错辨析：正确的打“√”，错误的打“×”。(1)减小反应物的浓度，平衡逆向移动，化学平衡常数减小。(

)[提示]

K值只受温度影响，与物质的浓度、压强变化无关。(2)化学平衡常数表达式中应含有参加反应的所有物质。(

)[提示]

固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中。(3)化学平衡常数能体现可逆反应进行的程度。(

)[提示]

K值越大，反应进行的程度越大。××√[提示]

平衡常数只受温度影响，平衡移动K值不一定改变；平衡常数改变，温度一定变化，平衡一定移动。××(6)K值随温度升高而增大，说明正反应吸热。(

)[提示]

升高温度，平衡向吸热方向移动，K值增大，说明正反应吸热。√×√××√×[提示]

反应前后气体分子数不等，平衡前容器内压强逐渐变小。(14)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。(

)[提示]

对于正反应吸热的反应，升高温度平衡正向移动，K增大；对于正反应放热的反应，升高温度平衡逆向移动，K变小。(15)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大。(

)[提示]

增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，但K不变化，因为K只受温度的影响，温度不变，K不变。×××温度/℃100011501300平衡常数4.03.73.5C微考点1化学平衡常数及影响因素下列叙述正确的是(

)A．降低温度，总反应K减小B．K＝K1＋K2C．适当升温，可提高消毒效率D．压强增大，K2减小CBD

(2024·山东青岛高三检测)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示：微考点2化学平衡常数与平衡移动方向的判断(1)根据表中信息推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)。(2)反应③的ΔH______(填“>”或“<”)0。(3)500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v(正)______(填“>”“＝”或“<”)v(逆)。K1·K2<>【对点训练】1．(2023·湖北名校联考)在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：物质XYZ初始浓度/(mol·L－1)0.10.20平衡浓度/(mol·L－1)0.050.050.1C容器编号起始浓度/(mol/L)平衡浓/(mol/L)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)Ⅰ0.6000.2Ⅱ0.60.10

C化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系1

正、逆反应的平衡常数互为倒数，即K(正)·K(逆)＝1。2若化学方程式乘以某个系数n，则化学平衡常数变为原来的n次幂。3两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积，即K＝K1·K2。123考点2化学平衡常数及转化率的计算知识梳理1．明确三个量的关系(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)各物质的转化量之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。0.2mol·L－1·min－180%微考点1转化率、化学反应速率的相关计算BB微考点2化学平衡常数、转化率的有关计算B[解析]

化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体，而物质C是固体，A项错误；根据化学方程式可知，平衡时B减少的物质的量＝1.6mol×0.5＝0.8mol，B的平衡转化率为40%，B项正确；化学平衡常数只与温度有关，增大压强化学平衡常数不变，C项错误；增加B的量，平衡向正反应方向移动，由勒夏特列原理可知，A的转化率增大，而B的转化率减小，D项错误。某研究小组模拟该反应，温度为T时，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入0.1molCO2和0.4molH2，反应平衡后测得容器中n(CH4)＝0.05mol，则CO2的转化率为__________，反应温度约为__________℃。50%660CA．图中a的值为0.15B．该反应的平衡常数K＝0.03C．温度升高，平衡常数K值减小D．平衡时A2的转化率为62.5%B有关化学平衡常数和转化率的计算步骤命

题

分

析近几年高考常常与基本理论、工业生产和环保相联系，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。BA．x1<x2B．反应速率：vb正<vc正C．点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb＝KcD．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态[解析]

在恒温恒容的化学平衡体系中，增大一种反应物的浓度会使另一种反应物的转化率升高，而自身的转化率降低。由题图知，在相同温度下投料比为x2的CH4平衡转化率更低，说明投料比：x1<x2，A项正确；点b、c对应温度相同，而点c投料比更大，则投入的n(H2O)更少，平衡时总压强更小，反应速率更慢，反应速率：vc正<vb正，B项错误；化学平衡常数只与温度有关，观察两条曲线，随着温度的升高，CH4的平衡转化率增大，升温平衡正向移动，K增大，点a温度最低，点b、c温度相同，故Ka<Kb＝Kc，C项正确；恒温恒容条件下，化学平衡体系中各物质均为气态且反应前后气体分子数不相等，容器内压强不变时可以说明反应达到平衡状态，D项正确。－45图2反应机理(2)研究表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，N表示被吸附于催化剂表面的N2)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为___(填步骤前的标号)，理由是___________________________________________________________。ⅱ(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原，生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe属于立方晶系，晶胞参数a＝287pm，密度为7.8g·cm－3。则α-Fe晶胞中含有Fe的原子数为____________________(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。(4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如图所示。其中一种进料组成为xH2＝0.75、xN2＝0.25，另一种为xH2＝0.675、xN2＝0.225、xAr＝0.10。(物质i的摩尔分数：xi＝ni/n总)①图中压强由小到大的顺序为_____________，判断的依据是______________________________________________________________________________。②进料组成中含有惰性气体Ar的图是________。p1<p2<p3正反应是气体分子数减小的反应，同温下，压强越大平衡转化率越大，xNH3越大图433.33%(4)①工业合成氨为气体分子数减小的反应，当温度相同时，压强越大，平衡时混合气体中氨的摩尔分数越大，结合图3或图4均能得出压强由小到大的顺序为p1<p2<p3。②Ar不参与化学反应，含Ar的进料组成中H2、N2的分压较小，导致平衡时混合气体中氨的摩尔分数减小，结合两图可知，图4表示进料组成中含有Ar的图像。③结合p2＝20MPa、xNH3＝0.20，以及图3对应的进料气的组成，设进料气中N