（全市高三示范课）高考化学总复习：化学平衡常数的综合运用.ppt

1、化学平衡常数的综合运用,考纲微解读,1.了解化学平衡常数（K）的含义,并能正确规范书写 2.能正确利用化学平衡常数计算化学反应中反应物的转化率() 3.利用化学平衡常数判断可逆反应的吸(放)热情况 4.能利用化学平衡常数K判断可逆反应进行的方向,高考动态,化学平衡常数的计算主要是定量计算，是近几年的高频考点，考查以直接发问为主，以及利用化学平衡常数计算反应物转化率等。题目多以图象、图表等形式呈现。,命题趋势,化学平衡常数的考查有：2019新课标卷、2019新课标卷、2018全国卷甲、 2017全国卷28T、 2016全国卷丙27T等 ，预测2020年高考仍会以图像为载体在速率计算、平衡常数计算

2、和外界条件对平衡的影响或转化率影响的角度加强命题,特别要注意Kp与速率常数的有关计算。,核心素养,1.变化观念与平衡思想：能从化学平衡常数的角度分析化学反应，运用化学平衡常数解决问题。能多角度、动态地分析化学反应的转化率，运用化学反应原理解决实际问题。 2.证据推理与模型认知：知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立模型。能运用模型(Qc与K的关系)解释化学平衡的移动，揭示现象的本质和规律。,【2019年真题引领-关于化学平衡常数高考试题汇编】,2019新课标节选近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化

3、为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： （1）Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl) c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系：,可知反应平衡常数K（300）_K（400）（填“大于”或“小于”）。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)c(O2)=11的数据计算K（400）=_（列出计算式）。,大于,【解析】,（1）根据反应方程式知，HCl平衡转化率越大，平衡常数K越大，结合图像知升高温度平衡转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则K(300)K

4、(400)；由图像知，400时，HCl平衡转化率为84%，用三段式法对数据进行处理得：,起始（浓度） c0 c0 0 0 变化（浓度） 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0 平衡（浓度）(1-0.84)c0 (1-0.21)c0 0.42c0 0.42c0 则K=,22019江苏在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是（ ）,A反应2NO(g)+O2(g),B图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率 C图中Y点所示条件下，增加

5、O2的浓度不能提高NO转化率 D380下，c起始(O2)=5.0104 molL1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K2000,2NO2 (g)的H0,BD,【解析】,A.随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，H0，故A错误； B.根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确； C.Y点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应

6、速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误； D.设NO起始浓度为amol/L，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、(510-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L，根据平衡常数表达式K=,=2000，故D正确；故选BD。,32019新课标节选环戊二烯（,）是重要的有机化工原料，,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：,+89.3,平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为_，该反应的平衡常数Kp=_Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有_（填标号）。 A通入惰性气体 B提高温度 C增加环戊烯浓度 D

7、增加碘浓度,40%,3.56104,BD,(g)+ I2(g),(g)+2HI(g),反应,起始时总压为105Pa,【解析】,（2）假设反应前碘单质与环戊烯均为nmol，平衡时环戊烯反应了xmol，根据题意可知：,A.T、V一定，通入惰性气体，由于对反应物和生成物浓度无影响，速率不变，平衡不移动，故A错误； B.升高温度，平衡向吸热方向移动，环戊烯转化率升高，故B正确； C增加环戊烯的浓度平衡正向移动，但环戊烯转化率降低，故C错误； D,增加I2的浓度，平衡正向移动，环戊烯转化率升高，故D正确.,【解析】,【高考关于化学平衡常数考查的方向】,1.化学平衡常数K表达式的书写 2.利用化学平衡常数

8、计算平衡时各组分的量 3.化学平衡常数K与浓度商Qc比较判断可逆反应进行的方向 4.利用化学平衡常数判断可逆反应的吸(放)热情况 5.用分压代替浓度求化学平衡常数-表示为Kp,化学平衡常数的概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示 化学平衡常数的表达式: 关键点-规范的格式,答题必备,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。 2.一个反应的K值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率也越大。因此，K105时，该反应进行得基本完全了。,【分类突破一化学平衡常数表达式】

9、对于反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)， (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)。 1.化学平衡常数表达式的书写： 例反应CO (g) + H2O (g) H2 (g) + CO2 (g) 的化学平衡常数表达式 。 反应C (s) + H2O (g) H2 (g) + CO (g) 的化学平衡常数表达式 。,反应2NO (g) + 2CO (g) N2 (g) + 2CO2 (g)的化学平衡 常数表达式 K = 。 工业上常用醋酸亚铜氨溶液来吸收炼铁高炉气体体系中 的CO，反应的化学方程式如下： CH3COOCu(NH3)2 (aq) + CO (g) CH3

10、COOCu(NH3)2 CO (aq)。该反应的化平衡常数表达式 K = 。,【同步练习】,反应CaCO3(s) CaO(s)CO2(g)化学平衡常数表达 式： 。 若某反应的平衡常数表达式为 请写出此反应的化学方程式： 。,【同步练习】,2CO(g)2NO(g) N2(g)2CO2(g),Kc(CO2),【易错警示】,2.化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系-化学平衡常数的换算 同一化学反应，化学方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。正、逆反应的平衡常数互为倒数。可逆反应中，K正K逆1； 若同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K与原平衡常数K间的关系是 若两方程

11、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。若反应+=，则K1K2=K3 ,若两方程式相减得到新的化学方程式， -=，则K1K2=K3,【分类突破一化学平衡常数表达式】,典例2：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)。 (2)反应的H_0(填“”或“”“”或“”)。,K1K2,【分类突破二化学平衡常数的应用】,【思维建模】化学平衡中的相关计算及变化规律： 谨记答题模板：“三段式”

12、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、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 (1)明确三个量起始量、变化量、平衡量 N2 3H2 2NH3 起始量 1 3 0 变化量 a b c 平衡量 1a 3b c 反应物的平衡量起始量变化量。 生成物的平衡量起始量变化量。,各物质变化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量数之比。变化浓度是联系化学方程式、平衡浓度、起始浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。因此，抓变化浓度是解题的关键。 (2)掌握三个百分数 生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高

13、。 混合物中某组分的百分含量 100%。,【分类突破二-化学平衡常数的应用】,t 时，反应达到平衡时n(CO)n(CO2)_。 若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO， t 时反应达到平衡。此时FeO(s)的转化率为50%，则x_。,Fe(s)CO2(g),1计算平衡时各组分的量 典例(1)已知t 时，反应FeO(s)CO(g) 的平衡常数K0.25。,4:1,0.05,化学平衡相关计算的解题思路路径： 1.谨记答题模板：“三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙” 2.掌握三个百分数的公式 3.找出已知数据和待求数据之间的关系进行相关的计算,【方

14、法技巧】,2K与浓度商比较判断可逆反应进行的方向,A,【分类突破二-化学平衡常数的应用】,D,【思维建模】,3判断可逆反应的吸(放)热情况,该反应的化学平衡常数表达式为K_，其正反应是_反应(填“吸热”或“放热”)。,放热,【分类突破二-化学平衡常数的应用】,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，利用化学平衡常数判断反应的热效应,【思维建模】,4.用分压代替浓度求化学平衡常数,表示为-Kp,Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。【计算技巧】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

15、物质的量分数或体积分数；第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压气体总压强该气体的体积分数(或物质的量分数)；第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。,【分类突破二-化学平衡常数的应用】,典例（4）一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：,平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题：,(1)650 时CO2的平衡转化率_ 。 (2)t1 时平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡_(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是 _,25,0.5p,不,QpKp,系曲线如

16、图2。,(1)图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO(g)O2(g),2NO2(g)达到,平衡时NO的转化率，则_点对应的压强最大。,(2)100 kPa、25 时，2NO2(g),N2O4(g)平衡体系中N2O4的物质的量分数为,_，N2O4的分压p(N2O4)_kPa，列式计算平衡常数 Kp_ (Kp用平衡分压代替平衡浓度计算， 分压总压物质的量分数)。,B,66.7%,66.7,【解析】,【考能提升-高考类题集训】,1.(2018全国，节选)对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g) H148 kJmol1，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K

17、和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。,343 K时反应的平衡转化率 _%。平衡常数 K343K_(保留2位小数)。,22,0.02,2.(2018全国)CH4CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为 _ mol2L2。 3.(2015全国)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应之一为CO(g)2H2(g),CH3OH(

18、g) H0，该反应的化学平衡常数K表达,式为_。,如图，能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_(填曲线标记字母)，其判断理由是_,a,4.(2018全国)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 时N2O5(g)分解反应：2N2O5(g) 4NO2(g)O2(g),2N2O4(g) 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示t时，N2O5(g)完全分解：,则25 时N2O4(g),2NO2(g)反应的平衡常数Kp_kPa(Kp为以分,压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。,13.4,5(2017全国，6分)H2S和CO2在高

19、温下发生反应： H2S(g)CO2(g) COS(g)H2O(g),在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L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1_%，反应平衡常数K_ _。 (2)在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率2_1，该反应的H_0(填“”“”或“”)。 (3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是( ) AH2S BCO2 CCOS DN2,2.5,2.8103,B,6. (2015浙江理综，6分)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：,(1)维持体系总压强p恒定，

20、在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为，则在该温度下反应的平衡常数K_(用等符号表示)。,7(2017全国卷)298 K时，将20 mL 3x molL1 Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应： AsO33(aq)I2(aq) 2OH(aq),AsO43(aq)2I(aq)H2O(l)。溶液中c(AsO43),(1)下列可判断反应达到平衡的是_(双选；填选项字母)。A溶液的pH不再变化 Bv(I)2v(AsO33) Cc(AsO43/c(AsO33)不再变化 Dc(I)y molL1 (2)tm时，v正_v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 (3)tm时，v逆_(填“大于”“小于”或“等于”)tn时v逆，理由是_。 (4)若平衡时溶液的pH14，则该反应的平衡常数K为_。,与反应时间(t)的关系如图所示。,AC,大于,小于,tm时生成物浓度较低,谢 谢 大 家,