第47讲 化学平衡常数的计算-【精梳精讲】2024年高考化学大一轮精品复习课件（新教材）

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1.掌握平衡常数和平衡转化率计算的一般方法。2.了解速率常数与化学平衡常数的关系并能进行有关计算。
3.掌握多平衡体系平衡常数的计算
考点一 化学平衡常数与平衡转化率的计算
考点二 化学平衡常数与速率常数的关系
热点强化 多平衡体系平衡常数的计算
指根据反应方程式计算的产量
③平衡时混合物组分的百分含量
→平衡量可以是物质的量、气体的体积
例题1：在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1ml混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得C(H2)=0.0080ml/L，求：(1)计算该反应的平衡常数(2)在上述温度下，该容器中若通入H2(g)和I2(g)各0.20ml,求达平衡时各物质的浓度。
2.化学平衡常数的计算
三段式法——“起、转、平、列方程”
思维要点：温度不变，K不变
n转：1.2 3.6 2.4
n平：1.8 4.8 2.4
若各反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比,则平衡时,它们的转化率相等。
例2.一定温度下，2L密闭容器中发生如下反应：
起始时充入3mlN2和9mlH2，10min后达到平衡，此时气体压强变为原来的4/5。
求：①计算该温度下反应的平衡常数 ②α(N2) 和α(H2)，它们有什么关系？
注意：K是平衡浓度的比值，不是物质的量的比值
≈0.116(ml/L)-2
α(N2)=α(H2)=40%
归 纳：基本计算步骤确定“起、转、平”三个量；依据题干中条件建立等式关系进行解答
1).含义：在化学平衡体系中，各气体物质的分压代替浓度计算的平衡常数
某气体分压P=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)
例:一定温度和催化剂条件下，将1 ml N2和3 ml H2充入压强为p0的恒压容器中，测得平衡时N2的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(Kp)。
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
1 3 0
0.5 1.5 1
0.5 1.5 1
1.向恒压密闭容器中加入4ml的CO2与足量的碳，初始体积为VL、压强为p MPa，发生反应C(s)+CO2(g) ⇌2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：计算925℃时，Kp=_________
C(s)+CO2(g) ⇌2CO(g)
= 23.04p MPa
例. 850C，向某刚性容器加入1.0 ml SO2和足量碳粉，起始压强为p kPa ，发生反应C(s)+SO2(g) S(g)+CO2(g)，反应经过11分钟达到平衡，平衡时硫蒸气的物质的量为0.45ml， 0～11 min内，平均反应速率v(SO2)=________kPa·min-1(用含p的分数表示，下同)，化学平衡常数Kp=________kPa(用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=总压×物质的量分数)。
C(s)+SO2(g) S(g)+CO2(g)
1.0 0 0
注意:非恒压体系可能要计算平衡时的总压强
=81p/220 kPa
1. 850C，向某刚性容器加入1.0 ml SO2和足量碳粉，发生反应C(s)+SO2(g) S(g)+CO2(g)，反应经过11分钟达到平衡，平衡压强为p kPa ，平衡时硫蒸气的体积分数为1/3， 0～11 min内，平均反应速率v(SO2)=_____kPa·min-1(用含p的分数表示，下同)，化学平衡常数Kp=____ kPa(用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=总压×物质的量分数)。
n平： 0.5 0.5 0.5
2.乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g) C2H5OH(g)，下图为乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)，反应在图中A点的平衡常数Kp＝________
0.072(MPa)-1
1.0 1.0 0
≈0.072(MPa)-1
计算方法总结①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。②计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。③计算各气体物质的分压④根据平衡常数Kp公式代入计算。
1.已知在密闭容器中发生可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g)　ΔH>0。某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 ml/L，c(N)＝2.4 ml/L。思考并解答下列问题：(1)若达到平衡后，M的转化率为60%，列出“三段式”，计算此时N的平衡浓度是多少？平衡常数K是多少？
一、平衡常数与转化率的相关计算
(2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)=4 ml/L，c(N)=a ml/L；达到平衡后，c(P)=2 ml/L，则M的转化率为____，N的起始浓度为____
2.内酯在化工、医药、农林等领域有广泛的应用。内酯可以通过有机羧酸异构化制得。某羧酸A在0.2 ml/L盐酸中转化为内酯B的反应可表示为A(aq) B(aq)，忽略反应前后溶液体积变化。一定温度下，当A的起始浓度为a ml/L时，A的转化率随时间的变化如下表所示：
(1)反应进行到100 min时，B的浓度为______ ml·L－1。
解析:100 min时，A的转化率为45%，所以c(B)＝0.45a ml·L－1。
(2)v正(t＝50 min)___(填“>”“”“=”或“K1, 平衡正向移动
升高温度平衡向吸热方向移动，则T2>T1。
1.利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：4NH3(g)＋6NO(g) 5N2(g)＋6H2O(l)　ΔH＜0已知该反应速率v正＝k正·c4(NH3)·c6 (NO)，v逆＝k逆·cx(N2)·cy(H2O) (k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K = ，则x =____，y =_____。
即，k正·c4(NH3)·c6 (NO) =k逆·cx(N2)·cy(H2O)
解析:平衡时v正＝v逆
2.乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应:C2H5OH(g) CH3OCH3(g)　ΔH=＋50.7 kJ·ml－1，该反应的速率方程可表示为v正=k正·c(C2H5OH)和v逆=k逆·c(CH3OCH3)，k正和k逆只与温度有关。该反应的活化能Ea(正)___(填“>”“=”或“Ea(逆)
3.肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为Mb(aq)＋O2(g) MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为K＝ 。在37 ℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如图所示[α＝ ×100%]。研究表明正反应速率v正＝k正·c(Mb) · p(O2)，逆反应速率v逆＝k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。
(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)。
k正·c(Mb)·p(O2)＝k逆·c(MbO2)
(2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K=___ kPa－1。已知k逆=60 s－1，则速率常数k正=_____s－1·kPa－1。
c点时，p(O2)=4.50 kPa，α=90%
=2 kPa－1×60 s－1=120 s－1·kPa－1
(1)反应达到平衡后，仅降低温度，下列说法正确的是____(填字母)。A.k正、k逆均增大，且k正增大的倍数更多B.k正、k逆均减小，且k正减小的倍数更少C.k正增大、k逆减小，平衡正向移动D.k正、k逆均减小，且k逆减小的倍数更少
4.乙烯、环氧乙烷是重要的化工原料，用途广泛。实验测得2CH2=CH2(g)＋O2(g) 2 (g)　ΔH