2025年高考化学二轮复习课件 第03讲 化学平衡常数及其相关计算

这是一份2025年高考化学二轮复习课件 第03讲 化学平衡常数及其相关计算，共60页。PPT课件主要包含了考情透视，知识导图，考点突破，真题练习，考点一，考点二，有关化学平衡的计算等内容，欢迎下载使用。
考向1 考查化学平衡常数的含义
考向2 考查化学平衡常数的应用
考向1 考查平衡常数的计算
考向2 考查转化率的计算
化学平衡常数的含义与应用
知识点1 化学平衡常数
V(正) = V(逆)
一定温度下浓度—时间图
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
（ml·L－1）(c+d)－(a+b)
△H3＝ ，K3＝ .
②化学计量数变成n倍，平衡常数变为 倍
平衡常数与书写方式的关系
Kc正 · Kc逆＝ .
△H3＝ ，K3＝ .
①正逆反应平衡常数的关系是：
③反应③＝反应①+反应②，则：
④反应③＝反应①－反应②，则：
△H3＝a － ，K3＝
速率常数和平衡常数的关系
v正＝k正·ca(A) ·cb(B) 、v逆＝k逆·cc(C) ·cd(D)
①抽象化速率方程： 笼统的正逆反应速率
vA正＝k正·ca(A) ·cb(B) 、vC逆＝k逆·cc(C) ·cd(D)
②具体化速率方程： 以具体物质表示的正逆反应速率
C.速率常数和平衡常数的关系
升温对k正、k逆的影响
（1）对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的 ；
（2）平衡常数的数值越 ，反应物的转化率越 ，说明反应可以进行得越完全。
放热反应：K值 .
吸热反应：K值 .
①Q Kc，反应 向进行，v正 v逆
②Q Kc，反应达到 状态，v正 v逆
③Q Kc，反应 向进行，v正 v逆
6.压强平衡常数Kp
第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度
第二步，计算各气体组分的______________或__________
总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)
1.判断、比较可逆反应进行的程度一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：
知识点1 化学平衡常数的应用
K值大小与反应程度的关系
K值增大 → 正反应为 反应；K值减小 →正反应为 反应
2.判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向
①Q＜Kc，反应 方向进行，v正 v逆
②Q = Kc，反应处于 状态，v正 v逆
③Q Kc，反应 方向进行，v正 v逆
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
3.判断可逆反应的热效应
4.计算平衡体系中的相关量根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的______、________、__________等。注意：计算时注意问题①平衡量必须为平衡时的浓度②等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度③恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数
转化率
（1）计算平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，也不能用物质的量。
（3）催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会改变平衡常数的大小。
（4）一般K >105 时，认为该反应基本进行完全；K 0，ΔS＞0
ΔH1>0，p反：p生=2：4ΔH2>0，p反：p生=2：2
T↑，反应Ⅰ，Ⅱ均正向移动，降低压强使反应Ⅰ正向移动
⑥ 和 不列入平衡常数表达式。
T↑，正逆反应速率均增大
加入催化剂，K不变，其产率不变
v正 = v逆，达到化学平衡状态
应用化学平衡常数时应注意的四个问题
（1）化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。（2）化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。（3）反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，其浓度可看作一个常数，而不计入平衡常数表达式中。（4）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。
【变式训练1】（23-24高三下·重庆荣昌·开学考试）工业上利用碳热还原BaSO4制得BaS。进而生产各种含钡化合物，温度对反应后组分的影响如图。
【变式训练2】（2024·江苏扬州·模拟预测）甲醇-水催化重整可获得H2.其主要反应为
【分析】根据已知反应Ⅰ CH3OH(g) + H2O(g) = CO2(g) + 3H2(g)  ΔH = 49.4 kJ·ml−1，反应Ⅱ CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)  ΔH = 41.2 kJ·ml−1，且反应①的热效应更大，温度升高的时候对反应①影响更大一些，根据选择性的含义，升温时CO选择性增大，同时CO2的选择性减小，所以图中③代表CO的选择性，①代表CO2的选择性，②代表H2的产率，以此解题。
知识点1 三段式计算模式
具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x
根据反应物、生成物及变化量三者的关系，代入未知数确定平衡体系中的各物质的起始量、变化量、平衡量并按三段式列式
明确了“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率和平衡常数等，求出题目答案
2.“三段式”法思维建模
“三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。1）分析三个量：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）计算方法：三段式法
化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a ml/L、b ml/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx ml/L。　　　　　 　 mA(g) ＋ nB(g) pC(g) ＋ qD(g) a b 0 0 mx nx px qx a－mx b－nx px qx
　　　　　 　 mA(g) ＋ nB(g) pC(g) ＋ qD(g) a b 0 0 mx nx px qx a－mx b－nx px qx
知识点1 有关化学平衡计算方法和技巧
1.化学平衡常数的计算
(1)根据化学平衡常数表达式计算
(2)依据化学方程式计算平衡常数
③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于________________________。
各分步反应平衡常数之积
④水溶液中进行的反应，必须拆成____________再计算平衡常数。
4.压强平衡常数的计算技巧
5.转化率大小变化分析技巧
判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。常见有以下几种情形：
　　　　　 CO2(g)＋2H2(g) HCHO(g)＋H2O(g) 1 2 0 0 x 2x x x 1－x 2－2x x x
（23-24高三上·辽宁·期末）T℃时，向容积为2L的刚性容器中充入1mlCO2和一定量的H2发生反应：CO2(g)+2H2(g) HCHO(g)+H2O(g)。已知：初始加入2mlH2时，容器内气体的总压强为1.2pkPa。下列说法正确的是
p(平衡)=p kPa
T不变，化学平衡常数不变，K(a点)=K(C点)
B．d点：v正 < v逆
CO2(g)＋2H2(g) HCHO(g)＋H2O(g)
d →b：p(HCHO)↑
C．10min时反应到达c点，则0~10min用CO2表示的平均反应速率为0.05ml/(L·min)
c(CO2)=x=0.5ml
D．c点时，再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.1pkPa，平衡正向移动
p(CO2)=0.2p kPap(H2)=0.4p kPap(HCHO)=p(H2O)=0.2p kPa
有关化学平衡计算的“3”点说明
(1)有关化学平衡的常见计算是化学平衡常数、物质的平衡浓度和平衡转化率之间的相关计算。
(2)在进行有关化学平衡的“三段式”计算时，要注意各物质的起始量、转化量和平衡量三者单位的统一。
(3)凡是气体的压强变化、密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能进行相关计算。
A．A点和B点均为反应的平衡状态B．催化剂2比催化剂1的催化效率高
【变式训练2】(2024⋅黑龙江·模拟预测)水煤气可以在一定条件下发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，现在向10L恒容密闭容器中充入CO(g)和H2O(g)，所得实验数据如表所示。下列说法错误的是( )
在250℃下的甲醇的物质的量分数x(CH3OH)与压强p的关系及压强在p=5×105 Pa下的甲醇的物质的量分数x(CH3OH)与温度t的关系，
A．由图可知，随压强增大，平衡常数K增大B．曲线a为250℃时等温过程曲线C．该反应在任何温度下都能自发进行D．当时x(CH3OH)=0.1，H2的平衡转化率为53.3％
下列有关说法正确的是( )
放热反应，T↑，平衡逆向移动，甲醇的含量减少
正反应是气体体积减小的反应，p↑，平衡正向移动，甲醇的含量增加
甲醇的含量增加，变量为压强，故a为等温过程曲线
D．当时x(CH3OH)=0.1，H2的平衡转化率为53.3％
设n(H2)=3ml，n(CO2)=1ml设二氧化碳的变化量为x
CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
起始 / ml 1 3 0 0 转化 / ml x 3x x x平衡 / ml 1-x 3-3x x x
①在同一条件下，平衡转化率是该条件下的最大的转化率。
③催化剂可以提高未达到平衡的产率，但是不能提高平衡转化率。
【解析】A．催化剂不影响焓变，该反应熵减，能自发进行则为放热反应，△H＜0，故A正确；B．L表示压强，反应正向体积减小，增大压强平衡正向移动，HCl的转化率增大，因此L1＞L2，故B正确；C．设起始时n(HCl) =4ml，n(HCl) : n(O2)=4:1则起始时n(O2)=1ml，a点HCl的转化率为80%则转化氯化氢的物质的量为3.2ml，可列三段式：4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) 起始 / ml 4 1 0 0 转化 / ml 3.2 0.8 1.6 1.6平衡 / ml 0.8 0.2 1.6 1.6
D．a点时，保持温度和压强不变，则平衡常数不变，向容器中再充入0.4ml HCl和0.1mlO2，HCl和O2增加量之比和起始投料比相等，又是恒压条件，与原平衡为等效平衡，因此当再次平衡时HCl的转化率仍为80%，故D正确；故选C。
D.L、M、N三点的平衡常数：K(L)=K(M)＞K(N)
3．(2023·河北卷)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应：
反应②和③的速率方程分别为v2=k2c2(X)和v3=k3c(Z)，其中k2、k3分别为反应②和③的速率常数、反应③的活化能大于反应②，测得W(g)的浓度随时间的变化如下表：下列说法正确的是( )
B.M点反应Ⅰ的平衡常数 K＜1
下列说法错误的是( )
5.(2022·辽宁卷)某温度下，在1L恒容密闭容器中2.0mlX发生反应2X(s) Y(g)＋2Z(g)，有关数据如下：
A.1min时 ，Z的浓度大于0.20ml/LB.2min时 ，加入0.20ml Z ，此时v正(Z)＜v逆(Z)C.1min时 ，Y的体积分数约为33.3% D.5min时 ，X的物质的量为1.4ml
【解析】A．反应开始一段时间，随着时间的延长，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则0～1min内Z的平均生成速率大于0～2min内的，故1min时，Z的浓度大于0.20ml/L，A正确；　B．4min时生成的Z的物质的量为0.15ml · L-1 ·min-1×4min×1L=0.6ml，6min时生成的Z的物质的量为0.10ml · L-1 ·min-1×6min×1L=0.6ml，故反应在4min时已达到平衡，设达到平衡时生了amlY，列三段式： 2X(s) Y(g)＋2Z(g) 起始 / ml 2.0 0 0 转化 / ml 2a a 2a 平衡 / ml 2.0-2a a 0.6