2025版新教材高中化学第2章化学反应速率与化学平衡微专题2平衡常数的应用平衡转化率的分析课件新人教版选择性必修1

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微专题2　平衡常数的应用、平衡转化率的分析一、化学平衡常数的应用1．化学平衡常数的应用1．已知在25 ℃时，下列反应的平衡常数如下：下列说法正确的是(　　)B．根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2OC．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2D．温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大C2．多重平衡体系中化学平衡常数计算(1)多重平衡体系：一个化学反应体系中存在多个化学反应，在一定条件下，这些反应都可以达到平衡状态，这种现象称作多重平衡现象，该体系称作多重平衡体系。(2)多重平衡反应类型①连续型(耦合)反应：某物质是某反应的产物，同时又是其他反应的反应物。②平行型(竞争型)反应：某物质同时是多个反应的反应物。(3)多重平衡体系中有关平衡常数的计算，各组分的平衡量指的是整个平衡体系中的量，而不是指某一单一反应中的量。2．(1)在1 L真空密闭容器中加入a mol PH4I固体，t ℃时发生如下反应：   平衡时，体系中n(HI)＝b mol，n(I2)＝c mol，n(H2)＝d mol，则t ℃时反应①的平衡常数K为____________(用字母表示)。(2)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：一定条件下，向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol，此时H2O(g)的浓度为__________mol·L－1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为______________________。(2)解法一：假设反应Ⅱ中，CO反应了x mol，则Ⅱ生成的CH3OH为x mol，I生成的CH3OH为(a－x)mol，Ⅲ生成的CO为(b＋x)mol，根据3．CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：为分析催化剂对反应的选择性，在1 L密闭容器中充入2 mol CO2和4 mol H2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示：该催化剂在较低温度时主要选择_______(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。520 ℃时，反应Ⅰ的平衡常数K＝_________。(只列算式不计算)。反应Ⅰ解析：温度较低时，CH4的物质的量多，所以该催化剂在较低温度时主要选择反应Ⅰ。二、压强平衡常数(Kp)、速率常数(k正、k逆)及其应用1．压强平衡常数(Kp)(1)含义在化学平衡体系中，由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，用符号Kp表示，其单位与表达式有关。(2)表达式50%4.76解析：(1)设起始时通入1 mol CO2、3 mol H2，列三段式：　　　　起始量/mol　 1　　　　3　　　　　0　　　　　0变化量/mol　 0.5　 　1.5　　　　0.5　　　　0.5平衡量/mol　 0.5　 　1.5　　　　0.5　　　　0.5(2)设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1 mol和4 mol，根据三段式可知：起始/mol　　　1　　　 　　0　 　　0转化/mol　　　x　　　　　0.5x　　 x平衡/mol　　1－x　　　 　0.5x　 　x平衡时H2S和H2的分压相等，则二者的物质的量相等，即1－x＝x2．速率常数(k正、k逆)则：v正＝k正cm(A)·cn(B)、v逆＝k逆cp(C)上式中的k为速率常数，是化学反应速率的量化表示方式。(2)表示意义：其数值相当于参加反应的物质都处于单位浓度(1 mol·L－1)时的反应速率。(3)影响因素：不同的反应有不同的速率常数，速率常数与反应温度、反应溶剂、催化剂等有关，与浓度无关。(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为______________。(2)上述反应中，正反应速率v正＝k正x2(HI)，逆反应速率v逆＝k逆x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆为正、逆反应速率常数，则k逆为____(用含K和k正的代数式表示)。若起始时，x(HI)＝1，k正＝0.002 7 min－1，则在t＝40 min时，v正＝_______________min－1。1.95×10－3三、平衡转化率的分析1．当可逆反应达到平衡后，反应物的初始浓度不变，只改变体系的温度、压强或减小生成物的量可使平衡正向移动，这时反应物的转化率一定增大。2．反应物用量的改变对转化率的影响(2)若反应物不只一种物质，如aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在恒温恒容条件下，若按原比例(或投料比)同倍数增加A和B，平衡正向移动，但反应物(A或B)的转化率等效为压强对平衡的影响。正向增大减小11A．反应速率：B>AB．SO2的转化率：B>AC．平衡时各组分含量：B＝AD．平衡时容器的压强：B>AC解析：(3)A项，两容器的体积相同，B中SO2，O2物质的量浓度都是A中的两倍，在相同条件下反应物浓度越大反应速率越快，反应速率：B>A，正确；B项，要将A、B两容器平衡时的物理量进行比较，可建立如下模型：①另取一个2倍体积的容器，充入SO2、O2各2 mol，则在相同条件下，该容器达平衡时SO2的转化率、平衡时各组分含量、平衡时的压强与A中对应相等；②B相当于在该容器的基础上将体积缩小一半，即增大压强，平衡正向移动，反应物的转化率增大，SO2的转化率：B>A，正确；C项，由于平衡正向移动，SO3的含量：B>A，SO2、O2的含量：A>B，错误；D项，平衡时：pA