备战2025年高考化学考点一遍过考点40化学平衡常数及转化率教案（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考化学考点一遍过考点40化学平衡常数及转化率教案（Word版附解析），共23页。
（1）定义
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，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用K表示。
（2）表达式
对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K=。
（3）应用
①判断反应进行的限度
K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。
②判断反应是否达到平衡状态
化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在任意状态时，浓度商均为Qc=。
Qc>K时，反应向逆反应方向进行；
Qc=K时，反应处于平衡状态；
QcK，说明平衡向逆反应方向进行，Qc＜K，说明平衡向正反应方向进行，Qc＝K，说明反应达到平衡，故正确；C．化学平衡常数只受温度影响，故错误；D．根据选项C分析，故错误。
【答案】B
1．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH10 平衡常数为K1；
反应② [O]＋O32O2 ΔHa>c
D．减压或升温可将b中的平衡状态转变成c中的平衡状态
6．一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g)，进行反应，2SO2＋O22SO3，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。下列判断中正确的是
A．甲中反应的平衡常数小于乙
B．该温度下，该反应的平衡常数K为400
C．SO2的平衡转化率：α1>α2＝α3
D．容器中SO3的物质的量浓度：丙＝丁0，某温度下，将2 ml SO3置于10 L密闭容器中，反应达平衡后，SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是
①由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3 ml/L
②由图甲推断，A点对应温度下的平衡常数为1.25×10－3
③达平衡后，压缩容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示
④相同压强、不同温度下SO3的转化率与温度关系如丙图所示
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
9．催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，在CO2中通入H2，二者可发生以下两个平行反应：
反应Ⅰ CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－53.7 kJ·ml－1
反应Ⅱ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.2 kJ·ml－1
某实验室控制一定的CO2和H2初始投料比，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比)：
（1）CO2的电子式是_____________。
（2）反应Ⅰ的平衡常数表达式是K＝_________________________。
（3）对比①和③可发现：同样催化剂条件下，温度升高，CO2转化率升高， 而甲醇的选择性却降低，请解释甲醇选择性降低的可能原因__________________________________；对比①、②可发现，在同样温度下，采用Cu/ZnO纳米片使CO2转化率降低， 而甲醇的选择性却提高，请解释甲醇的选择性提高的可能原因_______________________________。
（4）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有________。
a．使用Cu/ZnO纳米棒做催化剂
b．使用Cu/ZnO纳米片做催化剂
c．降低反应温度
d．投料比不变，增加反应物的浓度
e．增大CO2和H2的初始投料比
10．CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造具有更高价值的化学品是目前的研究方向。
（1）250 ℃时，以镍合金为催化剂，涉及此研究的某反应的平衡常数K= QUOTE c2(CO)·c2(H2)c(CO2)·c(CH4) ，则此反应的化学方程式为 ；又知此反应的逆反应为放热反应，则一定能使此反应的平衡常数增大的措施是 (填选项字母)；使该反应的平衡一定向正反应方向移动的措施有
(填选项字母)。
A．增大CO2的浓度 B．升高温度 C．降低温度
D．增大压强 E.减小压强
（2）用某种特殊催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸，温度超过某个值时乙酸的生成速率却减小了，原因是 。
（3）将CO2转化为甲醚的反应原理为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(l)。
①已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如表:
上述反应的焓变ΔH (填“>”、“45%，则x 1.5。
②在80 ℃时，向体积为0.5 L的密闭容器中加入2 ml CO2和6 ml H2，20 min后反应达到平衡，此时CH3OCH3的物质的量为0.5 ml，则该反应的平均反应速率v(CO2)= ml·L-1·min-1，H2的转化率α(H2)= ，在80 ℃时该反应的化学平衡常数为 (列出计算式即可)。
1．[2019江苏][双选]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)2NO2(g)的ΔH>0
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O2的浓度不能提高NO转化率
D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4 ml·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000
2．[2018江苏]一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：
下列说法正确的是
A．v1< v2，c2< 2c1 B．K1> K3，p2> 2p3
C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )”“ 不变 升高温度
【解析】（1）将题干中两个方程式做如下处理：(Ⅰ)×2−(Ⅱ)可得4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)，则其平衡常数K= QUOTE K12K2 。
（2）根据“三段式”
2NO(g) +Cl2(g) 2ClNO(g)
QUOTE 起始浓度(ml·L-1) 0.1 0.05 0
QUOTE 转化浓度(ml·L-1) 0.1α1 0.05α1 0.1α1
QUOTE 平衡浓度(ml·L-1) 0.1−0.1α1 0.05−0.05α1 0.1α1
v(ClNO)= QUOTE 0.1α1ml·L-110min =7.5×10−3 ml·L−1·min−1，得α1=75%，平衡时n(Cl2)=(0.05−0.05α1) ml·L−1×2 L =0.025 ml。该反应为气体分子数减小的反应，恒压条件下相对于恒容条件下，压强增大，平衡右移，NO的转化率增大，即α2>α1；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数K2不变；该反应为放热反应，升高温度可使平衡常数K2减小。
2．【答案】（1） QUOTE c(CO)×c(H2O)c(CO2)×c(H2)
（2）吸热 （3）700 ℃
（4）等于 （5）不
（6）逆反应方向
【解析】（1）根据化学方程式可写出K= QUOTE c(CO)×c(H2O)c(CO2)×c(H2) 。
（2）分析表中数据可知，随着温度的升高，K值逐渐增大，说明正反应是吸热反应。
（3）某温度下，由3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)得出 QUOTE c(CO)×c(H2O)c(CO2)×c(H2) = QUOTE 35 =0.6=K，查表知K=0.6时对应温度是700 ℃。
（4）只要温度不变，K值就不变。
（5）830 ℃时达到平衡，扩大容器体积，由于反应前后气体的物质的量不变，则平衡不移动。
（6）该条件下Qc= QUOTE c(CO)×c(H2O)c(CO2)×c(H2) = QUOTE 4×42×2 =4>K=2.6，故反应向逆反应方向移动。
3．【答案】C
【解析】体积增大一倍，压强减小，假设平衡不移动，B的浓度应是原来的50%c，C错误；结合A项分析知，升温可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，减压平衡逆向移动，导致Ni(CO)4浓度变小，即可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，D正确。
6．【答案】B
【解析】温度一定，平衡常数不变，A错误；甲中平衡常数K＝＝eq \f(0.162,0.042×0.04)＝400，B正确；乙和丙中二氧化硫起始量相同，但丙中氧气物质的量大于乙中氧气物质的量，所以α1
②0.1 50% QUOTE 122×66
【解析】本题考查了化学平衡移动的影响因素、化学平衡常数的计算等知识，充分考查了考生的分析、理解能力及化学计算能力。（1）由平衡常数表达式知反应物为CO2、CH4，生成物为CO、H2，再由浓度幂知各物质前面的化学计量数分别为1、1、2、2，所以该反应的化学方程式为CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。此反应的逆反应为放热反应，则CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大；增加反应物的浓度或减少生成物的浓度，平衡正向移动；增大压强要区别恒容充入惰性气体(或N2等不影响反应的气体)增大压强和恒容充入反应气体增大压强，故平衡不一定移动；减小压强平衡向正反应方向移动。
（2）当温度超过某个值时，催化剂的催化效率降低，从而导致乙酸的生成速率降低。
（3）①升高温度，CO2的转化率减小，说明平衡逆向移动，可知该反应为放热反应，ΔHK(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=；根据题干信息知，进料浓度比过低，氧气大量剩余，导致分离产物氯气和氧气的能耗较高；进料浓度比过高，HCl不能充分反应，导致HCl转化率较低；
（2）根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）×2得 ∆H=（∆H1+∆H2+∆H3）×2=-116kJ·ml-1；
（3）若想提高HCl的转化率，应该促使平衡正向移动，该反应为气体体积减小的反应，根据勒夏特列原理，可以增大压强，使平衡正向移动；也可以及时除去产物，减小产物浓度，使平衡正向移动；
5．【答案】（3）①2.52.8×10–3②> > ③B
【解析】（3）① H2S(g) + CO2(g)COS(g)+ H2O(g)
开始 0.40ml 0.10ml 0 0
反应 x x x x
平衡 (0.40–x)ml (0.10–x)ml x x
解得x=0.01ml，所以H2S的转化率是
由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数；
②根据题目提供的数据可知温度由610K升高到620K时，化学反应达到平衡，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，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故△H>0；③A．增大H2S的浓度，平衡正向移动，但加入量远远大于平衡移动转化消耗量，所以H2S转化率降低，A错误；B．增大CO2的浓度，平衡正向移动，使更多的H2S反应，所以H2S转化率增大，B正确；C．COS是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动，H2S转化率降低，C错误；D．N2是与反应体系无关的气体，充入N2，不能使化学平衡发生移动，所以对H2S转化率无影响，D错误。答案选B。
6．【答案】（1）
（2）
【解析】（1）H2的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，即正反应是放热反应。升高温度正逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，反应物的转化率减小。
（2）相同温度时平衡常数不变，则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为。
7．【答案】（2）①4OH−＋3＋4NO4＋3Cl−＋2H2O 提高 ②减小 ③大于 NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高
（3）①减小 ②
【解析】（2）①亚氯酸钠具有氧化性，则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为4OH−＋3＋4NO4＋3Cl−＋2H2O；正反应是体积减小的，则增加压强，NO的转化率提高。
②根据反应方程式2H2O＋＋2SO22＋Cl−＋4H＋、2H2O＋3＋4NO4＋3Cl−＋4H＋可知随着吸收反应的进行氢离子浓度增大，吸收剂溶液的pH逐渐减小。
③由实验结果可知，在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是二氧化硫的还原性强，易被氧化。
（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压pe如图所示。①由图分析可知，反应温度升高，SO2和NO的平衡分压负对数减小，这说明反应向逆反应方向进行，因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。②根据反应的方程式ClO2−+22+Cl−可知平衡常数K表达式为。
K
105
反应程度
很难进行
反应可逆
反应可接近完全
反应类型
条件的改变
反应物转化率的变化
有多种反应物的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
恒容时只增加反应物A的用量
反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大
同等倍数地增大（或减小）反应物A、B的量
恒温恒压条件下
反应物转化率不变
恒温恒容条件下
m+n>p+q
反应物A和B的转化率均增大
m+nn+p
反应物A的转化率增大
m