【一轮复习课件】第2课时　化学平衡常数及有关计算

1、 课型标签课型标签: :题型课提能课题型课提能课 第第2 2课时化学平衡常数及有关计算课时化学平衡常数及有关计算 1.1.概念概念 要点精讲要点精讲 浓度幂之积浓度幂之积 考点一化学平衡常数的概念及应用考点一化学平衡常数的概念及应用 在一定温度下在一定温度下, ,当一个可逆反应达到化学平衡时当一个可逆反应达到化学平衡时, ,生成物生成物 与反与反 应物应物 的比值是一个常数的比值是一个常数, ,用符号用符号 表示。表示。浓度幂之积浓度幂之积K K 2.2.表达式表达式 C D A B pq mn (C)(D) (A)(B) pq mn pp pp 3.3.意义及影响因素意义及影响因素 意义意义

2、K K值越大值越大 正反应进行的程度越正反应进行的程度越 . . 反应物的转化率反应物的转化率 . . 影响因素影响因素 内因内因 反应物本身的性质反应物本身的性质 外因外因 温度温度 升高升高 H0,KH0,KH0,K值增大值增大 大大 越大越大 4.4.应用应用 (1)(1)判断、比较可逆反应进行程度判断、比较可逆反应进行程度 化学平衡常数可表示反应进行的程度。化学平衡常数可表示反应进行的程度。K K越大越大, ,反应进行的程度越大反应进行的程度越大, ,反应物的反应物的 转化率越大。转化率越大。K10K105 5时时, ,可以认为该反应已经进行完全。可以认为该反应已经进行完全。 (2)(

3、2)判断可逆反应的热效应判断可逆反应的热效应 (3)(3)判断正在进行的可逆反应的反应方向以及反应是否达到平衡判断正在进行的可逆反应的反应方向以及反应是否达到平衡 Q Q与与K K的关系的关系 名师点拨名师点拨 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与化学方程式书写形式的关系 (1)(1)同一平衡体系正、逆反应的平衡常数互为倒数。同一平衡体系正、逆反应的平衡常数互为倒数。 考向一化学平衡常数的含义及影响因素考向一化学平衡常数的含义及影响因素 典例精练典例精练 典例典例11 (2018 (2018全国全国卷节选卷节选) )CHCH4 4- -COCO2 2催化重整不仅可以得到合成气催

4、化重整不仅可以得到合成气(CO(CO和和H H2 2),), 还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题: : 反应中催化剂活性会因积碳反应而降低反应中催化剂活性会因积碳反应而降低, ,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。同时存在的消碳反应则使积碳量减少。 相关数据如下表相关数据如下表: : (1)(1)由上表判断由上表判断, ,催化剂催化剂X X Y(Y(填填“优于优于”或或“劣劣 于于”),),理由理由 是是 。 在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下, ,某催化剂表面的积碳量随某催化剂表面的积碳

5、量随 温度的变化关系如图所示。升高温度时温度的变化关系如图所示。升高温度时, ,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡下列关于积碳反应、消碳反应的平衡 常数常数(K)(K)和速率和速率(v)(v)的叙述正确的是的叙述正确的是 ( (填标号填标号) )。 A.KA.K积 积、 、K K消 消均增加 均增加 B.vB.v积 积减小 减小,v,v消 消增加 增加 C.KC.K积 积减小 减小,K,K消 消增加 增加 D.vD.v消 消增加的倍数比 增加的倍数比v v积 积增加的倍数大 增加的倍数大 解析解析: :(1)(1)积碳反应中积碳反应中, ,由于催化剂由于催化剂X X的活化能比催化剂的活化能比催化

6、剂Y Y的活化能要小的活化能要小, ,所以催所以催 化剂化剂X X更有利于积碳反应的进行更有利于积碳反应的进行; ;而消碳反应中而消碳反应中, ,催化剂催化剂X X的活化能大于催化剂的活化能大于催化剂 Y,Y,所以催化剂所以催化剂Y Y更有利于消碳反应的进行更有利于消碳反应的进行; ;综合分析综合分析, ,催化剂催化剂X X劣于催化剂劣于催化剂Y Y。 由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应, ,温度升高温度升高, ,平衡右移平衡右移,K,K积 积、 、K K消 消 均增加均增加, ,温度升高温度升高, ,反应速率均增大反应速率均增大, ,从图像上可知

7、从图像上可知, ,随着温度的升高随着温度的升高, ,催化剂催化剂 表面的积碳量是减小的表面的积碳量是减小的, ,所以所以v v消 消增加的倍数要比 增加的倍数要比v v积 积增加的倍数大。 增加的倍数大。 答案答案: :(1)(1)劣于相对于催化剂劣于相对于催化剂X,X,催化剂催化剂Y Y积碳反应的活化能大积碳反应的活化能大, ,积碳反应的积碳反应的 速率小速率小; ;而消碳反应活化能相对小而消碳反应活化能相对小, ,消碳反应速率大消碳反应速率大ADAD (2)(2)在一定温度下在一定温度下, ,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=kv=kp(CHp(C

8、H4 4) ) p(COp(CO2 2)-0.5 -0.5(k (k为速率常数为速率常数) )。在。在 p(CH p(CH4 4) ) 一定时一定时, ,不同不同p(COp(CO2 2) )下积碳量随时间下积碳量随时间 的变化趋势如图所示的变化趋势如图所示, ,则则p pa a(CO(CO2 2) )、p pb b(CO(CO2 2) )、p pc c(CO(CO2 2) )从大到小的顺序为从大到小的顺序为 。 解析解析: :(2)(2)由速率方程表达式由速率方程表达式v=kv=kp(CHp(CH4 4) )p(COp(CO2 2)-0.5 -0.5可知 可知,v,v与与p(COp(CO2 2

9、) )成反比例成反比例 关系关系,p(CO,p(CO2 2) )越大越大, ,反应速率越小反应速率越小, ,所以所以p pc c(CO(CO2 2)p)pb b(CO(CO2 2)p)pa a(CO(CO2 2) )。 答案答案: :(2)p(2)pc c(CO(CO2 2) )、p pb b(CO(CO2 2) )、p pa a(CO(CO2 2) ) 对点精练对点精练11 下列有关平衡常数的说法中下列有关平衡常数的说法中, ,正确的是正确的是( ( ) )D D 考向二利用平衡常数判断反应方向考向二利用平衡常数判断反应方向 反应时间反应时间/min/min0 01 12 23 34 4 n

10、(CHn(CH3 3OH)/molOH)/mol1.021.020.40.40.20.20.020.020.020.02 前前2 min2 min内内,H,H2 2O(g)O(g)的平均反应速率为的平均反应速率为 molmolL L-1 -1 min min-1 -1; ;此反应在该 此反应在该 温度下的平衡常数为温度下的平衡常数为; ;若再向容器中分别加入若再向容器中分别加入CHCH3 3OH(g) 0.02 molOH(g) 0.02 mol、 CHCH3 3OCHOCH3 3(g) 1.0 mol,(g) 1.0 mol,此时该反应中此时该反应中v v正 正 ( (填填“ ”“ t/t/

11、7007008008008308301 0001 0001 2001 200 K K1.671.671.111.111.001.000.600.600.380.38 下列有关叙述不正确的是下列有关叙述不正确的是( ( ) ) A.A.若在若在1 L1 L的密闭容器中通入的密闭容器中通入COCO2 2和和H H2 2各各1 mol,5 min 1 mol,5 min 后温度升高到后温度升高到830 ,830 ,此此 时测得时测得COCO2 2为为 0.4 mol 0.4 mol 时时, ,该反应达到平衡状态该反应达到平衡状态 B.B.上述反应的正反应是放热反应上述反应的正反应是放热反应 A A

12、考点二平衡常数和转化率的相关计算考点二平衡常数和转化率的相关计算 要点精讲要点精讲 1.1.计算步骤计算步骤 2.2.明确三个量明确三个量起始量、转化量、平衡量起始量、转化量、平衡量 (1)(1)对于同一反应物对于同一反应物, ,起始量起始量- -转化量转化量= =平衡量。平衡量。 (2)(2)对于同一生成物对于同一生成物, ,起始量起始量+ +转化量转化量= =平衡量。平衡量。 (3)(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 3.3.掌握百分数掌握百分数 (2)(2)生成物的产率生成物的产率: :实际产量实际产量( (指生成物指生成物) )占

13、理论产量的百分数。一般来讲占理论产量的百分数。一般来讲, ,转转 化率越大化率越大, ,原料利用率越高原料利用率越高, ,产率越大。产率越大。 名师点拨名师点拨 K Kp p的含义及计算技巧的含义及计算技巧 (1)K(1)Kp p含义含义: :在化学平衡体系中在化学平衡体系中, ,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。压强平衡常数。 (2)(2)计算技巧计算技巧 典例精练典例精练 考向一平衡常数与转化率的计算考向一平衡常数与转化率的计算 (1)H(1)H2 2S S的平衡转化率的平衡转化率1 1= =%,%,反应平衡常数反应平衡常数

14、K=K=。 答案答案: :(1)2.5(1)2.52.82.81010-3 -3 (2)(2)在在620 K620 K重复实验重复实验, ,平衡后水的物质的量分数为平衡后水的物质的量分数为0.03,H0.03,H2 2S S的转化率的转化率2 21 1, , 该反应的该反应的HH 0 0。( (填填“ ”“ 1 1。温度升高。温度升高, ,平衡向吸热反应方向移动平衡向吸热反应方向移动, ,故故H0H0。 答案答案: :(2)(2) (3)(3)向反应器中再分别充入下列气体向反应器中再分别充入下列气体, ,能使能使H H2 2S S转化率增大的是转化率增大的是 ( (填填 标号标号) )。 A.

15、HA.H2 2S S B.COB.CO2 2 C.COS C.COS D.N D.N2 2 解析解析: :(3)A(3)A项项, ,充入充入H H2 2S,HS,H2 2S S的转化率反而减小的转化率反而减小;B;B项项, ,充入充入COCO2 2, ,增大了一种反应增大了一种反应 物的浓度物的浓度, ,能够提高另一种反应物的转化率能够提高另一种反应物的转化率, ,故故H H2 2S S的转化率增大的转化率增大;C;C项项, ,充入充入 COS,COS,平衡左移平衡左移,H,H2 2S S的转化率减小的转化率减小;D;D项项, ,充入充入N N2 2, ,对平衡无影响对平衡无影响, ,不改变不

16、改变H H2 2S S的转的转 化率。化率。 答案答案: :(3)B(3)B 343 K343 K时反应的平衡转化率时反应的平衡转化率=% %。平衡常数。平衡常数K K343 K 343 K= = ( (保留保留 2 2位小数位小数) )。 答案答案: :(2)22(2)220.020.02 考向二压强平衡常数考向二压强平衡常数(Kp)(Kp)的相关计算的相关计算 A.A.通入惰性气体通入惰性气体 B.B.提高温度提高温度 C.C.增加环戊烯浓度增加环戊烯浓度 D.D.增加碘浓度增加碘浓度 答案答案: :40%40%3.563.5610104 4BDBD (1)(1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A A点