,化学平衡常数及转化率的计算,第22讲,大一轮复习讲义,第7章 化学反应的方向、限度与速率,考纲要求 KAOGANGYAOQIU,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()。,内容索引 NEIRONGSUOYIN,考点一 化学平衡常数的概念及应用,考点二 “三段式”突破平衡常数(K)、转化率的相关计算,探究高考 明确考向,课时作业,01,考点一,化学平衡常数的概念及应用,知识梳理,ZHISHISHULI,1.概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物_与反应物_的比值是一个常数，用符号_表示。 2.表达式 对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，K_(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)。 如(1)C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)的平衡常数表达式K_。 (2)Fe3(aq)3H2O(l)Fe(OH)3(s)3H(aq)的平衡常数表达式K_。,浓度幂之积,浓度幂之积,K,3.意义及影响因素 (1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K只受_影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4.应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)的任意状态，浓度商：Q_。,温度,QK，反应向_反应方向进行； QK，反应处于_状态； QK，反应向_反应方向进行。 (3)判断反应的热效应：若升高温度，K值增大，则正反应为_热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为_热反应。,正,平衡,逆,吸,放,(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度( ) (2)催化剂既能改变速率常数，也能改变化学平衡常数( ) (3)对于同一可逆反应，升高温度，则化学平衡常数增大( ) (4)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大( ),辨析易错易混正误判断,1.在一定温度下，已知以下三个反应的平衡常数： 反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s) K1 反应：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g) K2 反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) K3 (1)反应的平衡常数表达式为_。 (2)反应的K3与K1、K2的关系是K3_。,提升思维能力深度思考,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。 (2)若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或 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。,题组一 化学平衡常数及影响因素 1.(2018西安市铁一中学质检)O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的O为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下： 反应 O3O2O H0 平衡常数为K1； 反应 OO32O2 H0 平衡常数为K2； 总反应：2O33O2 H0 平衡常数为K。 下列叙述正确的是 A.降低温度，总反应K减小 B.KK1K2 C.适当升温，可提高消毒效率 D.压强增大，K2减小,解题探究,JIETITANJIU,解析 降温，总反应平衡向右移动，K增大，A项错误；,升高温度，反应平衡向右移动，O增大，可提高消毒效率，C项正确； 对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D项错误。,2.(2018湖北黄冈调研)已知反应：CH2= CHCH3(g)Cl2(g) CH2= CHCH2Cl(g)HCl(g)。在一定压强下，按w 向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数()与温度(T)、w的关系，图乙表示逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是,A.图甲中w21 B.图乙中，A线表示逆反应的平衡常数 C.温度为T1、w2时，Cl2的转化率为50% D.若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到 平衡时，装置内的气体压强增大,解析 根据图甲中信息可知，增大n(Cl2)，w增大，平衡正向移动，丙烯的体积分数()减小，故w21，A项正确； 根据图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，则升高温度，正反应的平衡常数减小，逆反应的平衡常数增大，图乙中，A线表示逆反应的平衡常数，B项正确； 由图乙知，温度为T1时，正、逆反应的平衡常数相等，又因两者互为倒数，则平衡常数K1，w2时，设CH2= CHCH3和Cl2的物质的量分别为a、2a，参加反应的Cl2的物质的量为b，利用三段式可列关系式 1，解得 ，则Cl2的转化率约为33.3%，C项错误； 该反应为反应前后气体体积不变的放热反应，反应向正反应方向进行，体系温度升高，气体膨胀，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，D项正确。,3.(2018长沙八校联考)将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应，得到如下表中的两组数据：,下列说法中不正确的是 A.x2.4 B.T1、T2的关系：T1T2 C.K1、K2的关系：K2K1 D.实验1在前6 min的反应速率v(SO2)0.2 molL1min1,由于2SO2(g)O2(g)2SO3(g)是放热反应，温度越高，反应正向进行的程度越小，根据x，y可以判断出T1T2，K1K2。,解析 根据题中信息可列“三段式”： 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) n(起始)/mol 4 2 n(转化)/mol 4x 20.8 n(平衡)/mol x 0.8 (4x)(20.8)21 解得：x1.6 同理，解得y0.2，,4.(2018全国大联考高三调研)在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，在其他条件不变的情况下研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是,解析 A项，因该反应中氢气前的系数为2，则该反应的平衡常数的表达式为K ，错误； B项，由图像可知，反应从T2到T1时，甲醇的物质的量增大，根据平衡常数和计算式可知T1时的平衡常数比T2时的大，错误； C项，由图像可知在T2温度下反应先达到平衡，反应速率较T1快，则有T2T1，从图像的纵坐标分析可得温度降低，平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，错误； D项，处于A点的反应体系从T1变到T2的过程中，平衡向逆反应方向移动，则c(H2)增大，而c(CH3OH)减小，达到平衡时 应该增大，正确。,题组二 化学平衡常数与平衡移动方向的判断 5.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下表所示：,(1)据反应与可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3_(用K1、K2表示)。,K1K2,(2)反应的H_(填“”或“”)0。,(3)500 时测得反应在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(molL1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正_(填“”“”或“”)v逆。,解析 根据K3K1K2，500 、800 时，反应的平衡常数分别为2.5 L2mol2 ， 0.375 L2mol2；升温，K减小，平衡左移，正反应为放热反应，所以H0。,解析 500 时，K32.5 L2mol2,故反应正向进行，v正v逆。,该反应的平衡常数表达式为_。 曲线、对应的平衡常数大小关系为K_(填“”“”或“”)K。 在某压强下，合成甲醇的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图2所示。 KA、KB、KC三者之间的大小关系为_。,KAKCKB,6.(1)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图1。,(2)一氧化碳可将金属氧化物还原为金属单质和二氧化碳。四种金属氧化物(Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时， 与温度(T)的关系如图3。 700 时，其中最难被还原的金属氧化物是_(填化学式)。 700 时，一氧化碳还原该金属氧化物的化学方程式中化学计量数为最简整数比，该反应的平衡常数(K)数值等于_。,Cr2O3,1012,7.在一个体积为2 L的真空密闭容器中加入0.5 mol CaCO3，发生反应CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)，测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示，图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线，B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题： (1)该反应正反应为_(填“吸”或“放”)热反应，温度为T5 时，该反应耗时40 s达到平衡，则T5时，该反应的平衡常数数值为_。,吸,0.2,解析 T5 时，CO20.20 molL1， KCO20.20 molL1。,(3)请说明随温度的升高，曲线B向曲线A逼近的原因：_ _。,(2)如果该反应的平衡常数K值变大，该反应_(选填字母)。 a.一定向逆反应方向移动 b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小 c.一定向正反应方向移动 d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大,bc,升高，反应速率加快，达到平衡所需要的时间变短,解析 K值增大，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。,随着温度,解析 保持体积、温度不变，充入N2，平衡不移动，CO2仍等于0.20 molL1，其物质的量为0.4 mol，所以剩余CaCO3的物质的量为0.5 mol0.4 mol0.1 mol，其质量为10 g。,(5)在T5下，维持温度和容器体积不变，向上述平衡体系中再充入0.5 mol N2，则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为_ g。,10,解析 体积不变，增大c(CO2)，平衡左移，CaCO3质量增大，CaO质量减小，由于温度不变，K不变，所以CO2不变。,(4)保持温度、体积不变，充入CO2气体，则CaCO3的质量_，CaO的质量_，CO2的浓度_(填“增大”，“减小”或“不变”)。,增大,减小,不变,02,考点二,“三段式”突破平衡常数(K)、转化率的相关计算,1.一个模式“三段式” 如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a molL1、b molL1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx molL1。 mA