备战2025届新高考化学一轮总复习第7章化学反应速率与化学平衡第36讲化学平衡常数及转化率课件

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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。
考点一　化学平衡常数及应用
考点二　化学平衡常数及转化率的计算
固体或液体纯净物浓度不变,不能写入平衡常数表达式
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。 
考向2 化学平衡常数与平衡移动方向的判断例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表所示:
(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(ml·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v(正)________(填“>”“=”或“<”)v(逆)。 
解析 (2)根据K3=K1·K2,500 ℃、800 ℃时,反应③的平衡常数分别为2.5、0.375;升温,K减小,平衡左移,正反应为放热反应,则有ΔH<0。
回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=______________。 (2)该反应的正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。 (3)某温度下,各物质的平衡浓度符合关系式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________。 
(4)若830 ℃时,向容器中充入1 ml CO、5 ml H2O,反应达到平衡后,其化学平衡常数K________(填“大于”“小于”或“等于”)1.0。 (5)830 ℃时,容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下,扩大容器的容积,平衡_______(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。 (6)若1 200 ℃时,在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 ml·L-1、2 ml·L-1、4 ml·L-1、4 ml·L-1,则此时上述反应_____________ (填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。 
考点二化学平衡常数及转化率的计算
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。
考向1 化学平衡常数的常规计算例1(2022·浙江6月选考卷,29节选)主要成分为H2S的工业废气的回收利用有重要意义。
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)=0.5 ml·L-1×2=1 ml·L-1,故①式生成c(HI)=c平衡(HI)+c分解(HI)=4 ml·L-1+1 ml·L-1=5 ml·L-1,则c平衡(NH3)=5 ml·L-1,根据平衡常数表达式K=c平衡(NH3)·c平衡(HI)=5×4=20。
(3)此体系为恒容体系,压强之比等于物质的量之比。开始时,SO2和SO3的压强相同,升高温度,三氧化硫进一步分解得到二氧化硫与氧气,设反应(Ⅰ)平衡时SO2的压强为a kPa,反应(Ⅱ)达到平衡时,SO3的转化压强为y kPa,根据反应方程式分析:
[对点训练2] (2022·全国甲卷,28节选)(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000 ℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:(ⅰ)直接氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(g)+O2(g)　ΔH1=+172 kJ·ml-1, Kp1=1.0×10-2(ⅱ)碳氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)═TiCl4(g)+2CO(g)　ΔH2=-51 kJ·ml-1, Kp2=1.2×1012 Pa反应2C(s)+O2(g)═2CO(g)的ΔH为________ kJ·ml-1,Kp=________ Pa。 
(2)在1.0×105 Pa,将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
反应C(s)+CO2(g)═2CO(g)的平衡常数Kp(1 400 ℃)=________ Pa。 
回答下列问题:(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为_____________(答出两项措施)。(2)由总压强p和起始压强p0计算,平衡时A的转化率为________。 
p=p0-p0·α(A)+p0·α(A)+p0·α(A)=p0+p0·α(A),
(2)根据题目提供的数据可知温度由610 K升高到620 K时,化学反应达到平衡后水的物质的量分数由0.02变为0.03,所以H2S的转化率增大,α2>α1;根据题意可知,升高温度,化学平衡向正反应方向移动,所以该反应的正反应为吸热反应,故ΔH>0。
A.该反应ΔH>0B.550 ℃时,充入惰性气体将使v(正)>v(逆)C.650 ℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%D.925 ℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0 Pa
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=________。 
5×10-5ml·L-1·min-1
(2)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡:
研究组配制了L起始浓度c0(L)=0.02 ml·L-1、M与L起始浓度比c0(M)/c0(L)不同的系列溶液,反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种L、ML、ML2中的化学位移不同,该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。
【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比;“<0.01”表示未检测到。①c0(M)/c0(L)=a时,x=________。 ②c0(M)/c0(L)=b时,平衡浓度比c平(ML2)∶c平(ML)=________________。
(3)研究组用吸收光谱法研究了(2)中M与L反应体系。当c0(L)=1.0×10-5 ml·L-1时,测得平衡时各物种c平/c0(L)随c0(M)/c0(L)的变化曲线如图。c0(M)/c0(L)=0.51时,计算M的平衡转化率________________(结果保留两位有效数字)。