平衡常数（K、Kp）与多平衡体系分析【备课精讲精研精析】高考二轮精准复习 （全国通用）

高中化学二轮精准复习45讲平衡常数(K、Kp）与多平衡体系分析2023第27讲K的常见形式：Kc、Kx、Kp、Kθ等，分别为：浓度平衡常数、物质的量分数平衡常数、分压平衡常数，标准平衡常数。其中Kx为用物质的量分数代替浓度，Kp为用分压(分压=总压×物质的量分数)代替浓度，Kθ用分压与pθ(pθ=100kPa)之比或浓度与cθ(cθ=1mol·L-1)之比代替浓度，书写平衡常数考查的形式以数据、图表或图像等形式给与相关信息，考查Kc、Kx、Kp等相关计算考查的能力陌生信息的提取和加工能力逻辑论证、推理判断和计算能力知识点1化学平衡(分压)常数及应用一、化学平衡常数的相关计算1.K的计算步骤1.分析三个量

即起始量、变化量、平衡量。2.明确三个关系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各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。3.计算模式对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mxmol，容器容积为VL。

mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)起始/mola

b

0

0变化/molmx

nx

px

qx平衡/mola-mx

b-nx

px

qx则有K＝

注意单位的统一题干内容化学方程式列式计算转化量获取信息加工信息整合信息平衡量起始量平衡常数计算基本模型构建2.应用①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。K越大,反应进行的程度越大,反应物的转化率越大。K>105时,可以认为该反应已经进行完全。②判断可逆反应的热效应③利用Q与K的关系判断反应进行方向题点一化学平衡常数含义及影响因素D2.（2022年全国乙卷26题节选）废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。难溶电解质PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3Ksp2.5×10-87.4×10-141.1×10-102.6×10-9（2）在“脱硫”中，加入NaCO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是_______________________。反应BaSO4(s)+CO32-(aq)=BaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=

=0.04<<105，反应正向进行的程度有限c(SO42-)c(CO32-)B题点二化学平衡常数的应用4.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下表所示：化学反应平衡常数温度/℃500800①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)K21.02.50③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)K3

(1)据反应①与②可推导出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(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正________v逆。(填“>”“＝”或“<”)K1·K2<>2.50.375压强平衡常数(Kp)1.Kp的计算步骤[例]在2L恒容密闭容器中充入4molCO和4molNO，发生反应2NO(g)＋2CO(g)

N2(g)＋2CO2(g)，平衡时，NO的体积分数与温度(℃)、压强(Pa)的关系如图所示。(1)C点NO的平衡转化率为________；若C点在10min达到平衡，则10min内CO的平均反应速率为________。(2)若用物质的量分数代替平衡浓度，则C点时平衡常数Kx的计算式为________________。(3)若起始容器内压强为pPa，则C点时该反应的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度，分压＝总压×物质的量分数)。多重平衡是指相互关联的若干平衡同时存在于一个平衡系统中,且至少有一种物质同时参与几个相互关联的平衡.由于涉及的反应多且相互关联,令考生觉得反应过于复杂,无从下手.知识点2多重平衡体系的分析多重平衡体系计算模型构建任一反应K的计算应该选用平衡体系中物质的平衡浓度数据分析可采用三行式法、守恒法等设出每个反应的变化量由反应方程式表达出每个反应组分的变化量表达整个反应体系各组分的平衡量由题意求出未知数[例1]在1L真空密闭容器中加入amolPH4I固体，t

℃时发生如下反应：PH4I(s)

PH3(g)＋HI(g)

①4PH3(g)

P4(g)＋6H2(g)

②2HI(g)

H2(g)＋I2(g)

③达平衡时，体系中n(HI)＝bmol，n(I2)＝cmol，n(H2)＝dmol，则t

℃时反应①的平衡常数K值为____________________(用字母表示)。[例2]2NO(g)＋O2(g)

2NO2(g)的反应历程如下：反应Ⅰ：2NO(g)

N2O2(g)(快)

ΔH1<0v1正＝k1正·c2(NO)，v1逆＝k1逆·c(N2O2)；反应Ⅱ：N2O2(g)＋O2(g)

2NO2(g)(慢)

ΔH2<0

v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆·c2(NO2)。(1)一定条件下，反应2NO(g)＋O2(g)

2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数K＝________(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。反应Ⅰ的活化能EⅠ___(填“>”“<”或“＝”)反应Ⅱ的活化能EⅡ。<(2)已知反应速率常数k随温度升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数_____(填“大于”“小于”或“等于”)k2逆增大的倍数。小于解析反应2NO(g)＋O2(g)

2NO2(g)为放热反应，温度升高，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡均逆向移动，由于反应Ⅰ的速率大，导致c(N2O2)减小且其程度大于k2正和c(O2)增大的程度，即k随温度升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数小于k2逆增大的倍数。练1.某温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入一定量NH4I(s),发生如下反应：①NH4I(s)NH3(g)+HI(g)②2HI(g)H2(g)+I2(g)一段时间后，达到平衡状态，测得此时NH3(g)为5mol，H2(g)为0.5mol，则该温度下，NH4I(s)分解反应①的平衡常数K值为()A.20B.25C.10D.5多重平衡体系D2.（2021-2022唐山摸底·16题节选）合成气是一种重要的化工原料气，甲烷、二氧化碳自热重整制合成气的主要反应有：Ⅰ.CH4(g)＋CO2(g)

2CO(g)＋2H2(g) ΔH1＝＋247.3kJ·mol－1Ⅱ.CH4(g)＋H2O(g)

CO(g)＋3H2(g) ΔH2＝＋206.1kJ·mol－1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g) ΔH3回答下列问题：（2）一定条件下，向VL恒容密闭容器中通入2molCH4(g)、1molCO2(g)、1molH2O(g)发生上述反应，达到平衡时，容器中CH4(g)为amol，CO2(g)为bmol，H2O(g)为cmol，此时CO(g)的浓度为__________mol·L-1，反应Ⅲ的平衡常数为__________。（用含a、b、c、V的代数式表示）3-a-bv(3-a-b)c(5-2a-c)b守恒法计算3.氨催化氧化时会发生如下两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ。4NH3(g)＋5O2(g)

4NO(g)＋6H2O(g)

Ⅰ4NH3(g)＋3O2(g)

2N2(g)＋6H2O(g)

ΔH<0

Ⅱ为分析某催化剂对该反应的选择性，在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2，测得有关物质的物质的量与温度的关系如图所示。(1)该催化剂在低温时选择反应______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。Ⅱ解析由图示可知低温时，容器中主要产物为N2，则该催化剂在低温时选择反应Ⅱ。(2)520℃时，4NH3(g)＋3O2(g)

2N2(g)＋6H2O(g)的平衡常数K＝__________________(不要求得出计算结果，只需列出数字计算式)。解析两个反应同时进行反应Ⅰ

4NH3(g)＋5O2(g)

4NO(g)＋6H2O(g)变化物质的量浓度(mol·L－1)0.2

0.25

0.2

0.3反应Ⅱ

4NH3(g)＋3O2(g)

2N2(g)＋6H2O(g)变化物质的量浓度(mol·L－1)0.4

0.3

0.2

0.6平衡物质的量浓度(mol·L－1)0.4

1.45

0.2