2026年高考化学一轮复习PPT课件 第42讲　化学平衡常数的综合计算

这是一份2026年高考化学一轮复习PPT课件 第42讲　化学平衡常数的综合计算，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，56×104，练后归纳，T3＞T2＞T1，增大压强，课时测评，05p0，％或04，KA＝KB＞KC，44×10－2b等内容，欢迎下载使用。
1.了解压强平衡常数、标准平衡常数、物质的量分数常数的含义，并能进行相 关计算。2.了解平衡常数与速率常数的关系。
考点一　压强平衡常数及其相关计算
考点二　化学平衡常数与速率常数的关系集训
压强平衡常数及其相关计算
1.气体的分压p(B)相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强，简称气体B的分压，符号为p(B)，单位为Pa或kPa或MPa。气体B的分压p(B)＝气体总压p×B的体积分数＝气体总压p×B的物质的量分数＝气体总压p×B的摩尔分数。
考向1 压强平衡常数的计算1.某温度下，等物质的量的碘和环戊烯( )在刚性容器内发生反应： (g)＋I2(g)⥫⥬ (g)＋2HI(g)　ΔH＞0，起始总压为105 Pa，平衡时总压增加了20％，环戊烯的转化率为　　　　，该反应的平衡常数Kp＝　　　　　Pa。
设容器中起始加入I2(g)和环戊烯的物质的量均为a ml，平衡时转化的环戊烯的物质的量为x ml，列出三段式： (g)＋I2(g)⥫⥬ (g)＋2HI(g)起始/ml a a 00转化/ml x x x2x平衡/ml a－x a－x x2x
(1)反应BaCO3(s)＋4C(s)⥫⥬BaC2(s)＋3CO(g)在1 585 K的Kp＝　　　　Pa3。
压强平衡常数(Kp)的计算流程
(2)若将容器改为绝热容器，初始温度为200 ℃，其他条件不变，达到新平衡时，甲醇产率将　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。
该反应为放热反应，绝热容器中温度升高，平衡逆向移动，甲醇的产率变小。
化学平衡常数与速率常数的关系集训
1.顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化：该反应的速率方程可表示为v正＝k正·c(顺)和v逆＝k逆·c(反)，k正和k逆在温度一定时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题：(1)已知：T1温度下，k正＝0.006 s－1，k逆＝0.002 s－1，该温度下反应的平衡常数K1＝　　　　。
(2)T2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是　　　　(填字母)，平衡常数K2＝　　　　。
(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)。
(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。
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＜0中，v逆＝k逆·c2( )，v正＝k正·c2(CH2＝CH2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。(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
该反应是放热反应，反应达到平衡后，仅降低温度，速率降低，k正、k逆均减小，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率，因此k正减小的倍数更少。
0.025 ml·L－1·min－1
1.(2024·湖南卷节选)催化剂TiO2再生时会释放CO2，可用氨水吸收获得NH4HCO3。现将一定量的NH4HCO3固体(含0.72 g水)置于密闭真空容器中，充入CO2和NH3，其中CO2的分压为100 kPa，在27 ℃下进行干燥。为保证NH4HCO3不分解，NH3的分压应不低于　　　　kPa[已知p(H2O)＝2.5×102 kPa·ml－1×n(H2O)，NH4HCO3分解的平衡常数Kp＝4×104(kPa)3]。
0.72 g水的物质的量为0.04 ml，故p(H2O)＝2.5×102 kPa·ml－1×0.04 ml＝10 kPa，NH4HCO3分解的方程式为NH4HCO3(s)⥫⥬NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)，故NH4HCO3分解的平衡常数Kp＝p(NH3)·p(CO2)·p(H2O)＝4×104 (kPa)3，解得p(NH3)＝40 kPa，故为保证NH4HCO3不分解，NH3的分压应不低于40 kPa。
2.(2024·河北卷节选)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：SO2(g)＋Cl2(g)⥫⥬SO2Cl2(g)　ΔH＝－67.59 kJ·ml－1。恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp＝p0－p，p0为体系初始压强，p0＝240 kPa，p为体系平衡压强)，结果如图。
上图中温度由高到低的顺序为_____________，判断依据为___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。　　　　　　　　　　　　　M点Cl2的转化率为_______，T1温度下用分压表示的平衡常数Kp＝______kPa－1。
该反应正反应放热，且气体分子数减小，反应正向进行时，容器内压强减小，从T3到T1平衡时Δp增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温度逐渐
该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，Δp越大。从T3到T1，Δp增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度由T3到T1逐渐降低，即T3＞T2＞T1。由M点可知，进料比n(SO2)∶n(Cl2)＝2，平衡时Δp＝60 kPa，已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于压
3.(2024·山东卷节选)水煤气是H2的主要来源，研究CaO对C-H2O体系制H2的影响，涉及主要反应如下：C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)(Ⅰ)　ΔH1＞0CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)(Ⅱ)　ΔH2＜0CaO(s)＋CO2(g)⥫⥬CaCO3(s)(Ⅲ)　ΔH3＜0压力p下、温度为T0时，图示三种气体H2、CO、CO2的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)的平衡常数Kp＝　　　　；此时气体总物质的量为4.0 ml，则CaCO3(s)的物质的量为　　　　ml；若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，分压p(CO2)将　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，p(CO)将　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
随着温度升高，平衡时Ni(CO)4的体积分数减小，说明温度升高平衡逆向移动，因此该反应的ΔH＜0；该反应的正反应是气体总分子数减小的放热反应，因此降低温度和增大压强均有利于Ni(CO)4的生成；由上述分析知，温度相同时，增大压强平衡正向移动，对应的平衡体系中Ni(CO)4的体积分数增大，则压强：p4＞p3＞p2＞p1，即p3对应的压强是1.0 MPa。由题图可知，p3、100 ℃条件下达到平衡时，CO和Ni(CO)4的物质的量分数分别为0.1、0.9，设初始投入的CO为4 ml，反应生成
2.已知反应X(g)＋Y(g)⥫⥬R(g)＋Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 ml X和0.8 ml Y，反应初始4 s内v(X)＝0.005 ml·L－1·s－1。下列说法正确的是A.4 s时容器内c(Y)＝0.76 ml·L－1B.830 ℃达平衡时，X的转化率为80％C.反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动D.1 200 ℃时反应R(g)＋Q(g)⥫⥬X(g)＋Y(g)的平衡常数K＝0.4
　　　　　　2NO2k(g)⥫⥬2NO(g)＋O2(g)起始/(ml·L－1) 0.3 0.5 0.2转化/(ml·L－1) 0.2 0.2 0.1平衡/(ml·L－1) 0.1 0.7 0.3
从图像上可以看出温度越高，甲醇的体积分数越小，说明升高温度，平衡逆向移动，该反应的ΔH＜0，A项正确；B点与C点温度相同，平衡常数相等，B项正确；速率常数与温度有关，与压强无关，则增大体系压强，k正－k逆值不变，C错误；C点时，甲醇的体积分数是50％，假设起始n(CO)＝1 ml，n(H2)＝2 ml，消耗的CO的物质的量为x ml，　　　　　　
7.将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)＋F(s)⥫⥬2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(％)随温度和压强的变化如下表所示，已知Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算得到的分压平衡常数，分压＝总压×物质的量分数。下列说法正确的是A.b＞fB.平衡常数K(1 000 ℃)＜K(810 ℃)C.915 ℃、2.0 MPa时该反应的平衡常数为Kp＝4.5 MPaD.1 000 ℃、3.0 MPa时E的转化率为83％
正反应是气体体积增大的反应，温度相同时，增大压强平衡逆向移动，G的体积分数减小，所以在810 ℃时，a、b都要小于54.0％，故54.0％＞a＞b；从压强为2.0 MPa时可以看出温度升高G的体积分数增大，正反应是吸热反应，则f＞a，故b＜f，A错误；根据以上分析可知正反应是吸热反应，则升高温度平衡常数增大，所以K(1 000 ℃)＞K(810 ℃)，B错误；915 ℃、2.0 MPa时G的体积分数为75.0％，设E起始的物质的量为m ml，反应了x ml，则有：
9.(4分)在容积恒为2 L的密闭容器中充入2 ml CH3OH(g)和2 ml CO(g)，在一定温度下发生反应：CH3OH(g)＋CO(g)⥫⥬HCOOCH3(g)，测得容器内的压强随时间的变化如下表所示。在此条件下，0～4 min的v(CH3OH)＝　　　　kPa·min－1，该反应的平衡常数Kp＝　　　　kPa－1(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
11.(6分)(1)向某容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压(p)下发生反应：C2H6(g)⥫⥬C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋137 kJ·ml－1，乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp＝　　　　　　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
12.(4分)已知：N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)　ΔH＞0。298 K时，将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中发生反应。t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，N2O4气体的平衡转化率为25％，则NO2的分压为　　　　(分压＝总压×物质的量分数)，反应N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)的平衡常数Kx＝　　　[对于气相反应，用某组分B的物质的量分数x(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kx]。
13.(10分)二氧化碳催化加氢制取二甲醚(DME)有利于减少温室气体二氧化碳，制取过程发生如下反应：反应Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.5 kJ/ml反应Ⅱ.2CH3OH(g)⥫⥬CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－23.4 kJ·ml－1反应Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH3＝＋41.2 kJ·ml－1回答下列问题：(1)在压强一定的条件下，将CO2和H2按一定比例、流速通过装有催化剂的反应管，测得平衡时“CO2的转化率”及“CH3OCH3(g)选择性”和“CO、CH3OH选择性的和”分别与温度的关系如图所示，回答下列问题：
①曲线C表示：　　　　　　　　　　　　　　。
CO、CH3OH选择性的和
反应Ⅱ为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OCH3(g)选择性减小，则曲线A为CH3OCH3(g)选择性；“CH3OCH3(g)选择性”与“CO、CH3OH选择性之和”相加等于1，因此曲线C表示CO、CH3OH选择性的和；
根据三个反应方程式中物质反应转化关系可知：反应Ⅲ产生CO与H2O的量相等，则根据CO含量是5％可知反应Ⅲ产生H2O占5％；根据反应Ⅱ中物质反应转化关系可知反应产生10％ CH3OCH3(g)，会同时产生H2O占10％，消耗20％的CH3OH(g)，此时容器中CH3OH(g)占5％，则反应Ⅰ产生CH3OH(g)为20％＋5％＝25％，同时产生H2O占25％，故该容器中水的含量为5％＋10％＋25％＝40％(或写为0.4)；CO2气体参加三个化学反应，其中部分转化为CH3OCH3(g)，部分转化为CH3OH(g)和CO(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)、CH3OCH3(g)和CO(g)体积分数分别为5％、10％、5％，根据转化关系
0.12 ml·L－1·min－1
(2)在一容积可变的密闭容器中充有10 ml CO和20 ml H2。CO的平衡转化率[α(CO)]与温度(T)、压强(p)的关系如图2所示。①A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为___________。
平衡常数只与温度有关，CO与H2反应生成CH3OH的反应为放热反应，则升高温度，平衡常数减小，则KC＜KA，A点与B点的温度相同，KA＝KB，所以三者的关系是KA＝KB＞KC。
②若达到平衡状态A时，容器的体积为10 L，则在平衡状态B时容器的体积为　　　L。
15.(8分)碘及其化合物有着多方面的用途，用化学反应原理研究碘及其化合物有重要意义。回答下列问题：(1)一碘甲烷(CH3I)热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料。一碘甲烷(CH3I)热裂解时主要反应有：反应Ⅰ：2CH3I(g)⥫⥬C2H4(g)＋2HI(g)　ΔH1反应Ⅱ：3C2H4(g)⥫⥬2C3H6(g)　ΔH2反应Ⅲ：2C2H4(g)⥫⥬C4H8(g)　ΔH3＝a kJ·ml－1(298 K)在体积为1 L的密闭容器中，起始投料1 ml CH3I(g)，反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如图所示。
若维持体系温度为715 K，CH3I(g)的平衡转化率为　　　　，反应Ⅰ以物质的量分数表示的平衡常数Kx＝　　　　。
(2)研究HI的分解与合成对提高(1)述反应Ⅰ中CH3I(g)的平衡转化率有重要意义。T ℃，将a ml I2(g)和a ml H2(g)置于已抽成真空的特制1 L密闭容器中，40 min时体系达到平衡，体系中存在如下反应关系：Ⅰ.I2(g)⥫⥬2I(g)　Kp1＝2.304Ⅱ.H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)　Kp2Ⅲ.HI(g)⥫⥬H(g)＋I(g)　Kp3＝8.0×10－6Ⅳ.H2(g)⥫⥬2H(g)　Kp4＝1.0×10－9①则Kp2＝　　　　。
②实验测得平衡体系总压强为5.0×107 Pa，HI的分压为3.6×107 Pa，H2的分压为7.2×106 Pa，已知该反应的正反应速率为v正＝k正·x(H2)·x(I2)，逆反应速率为v逆＝k逆·x2(HI)，其中k正、k逆为速率常数，x为物质的量分数，若k正＝b min－1，在t＝40 min时，v正＝　　　　　　min－1(用含b的代数式表示)。