化学 全国通用版化学平衡常数和转化率教案最新修正版.docx

1、化学 全国通用版化学平衡常数和转化率教案最新修正版2019年高考一轮复习 化学平衡常数和转化率教材版本全国通用课时说明（建议）2课时知识点化学平衡常数（K）的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算，化学反应的转化率。等效平衡，有关平衡图像的分析。复习目标1、 了解化学反应速率的概念和定量表示方法。能正确计算化学反应的转化率（）。2、 了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3、了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。4、 掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数（K）的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。5、理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其

2、一般规律。6、了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。复习重点1、有关平衡的三段式计算方法2、化学平衡常数进行相关计算，化学反应的转化率。3、等效平衡的模型4、平衡图像的分类复习难点1、有关平衡的三段式计算方法2、化学平衡常数进行相关计算，化学反应的转化率。3、等效平衡的模型4、平衡图像的分类一、自我诊断 知己知彼 1、【2017天津卷】常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230时，该反应的平衡常数K=2105。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；第

3、二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230制得高纯镍。下列判断正确的是（ ）A增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大B第一阶段，在30和50两者之间选择反应温度，选50C第二阶段，Ni(CO)4分解率较低D该反应达到平衡时，v生成Ni(CO)4=4v生成(CO)2、【2018届石家庄市二中第三次模拟】在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和 2.75 mol H2发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量如图所示。下列说法正确的是（ ） A该反应的正反应为吸热反应 B压强大小关系为p1p2p3

4、CM点对应平衡常数K的值约为1.0410-2 D在p2及512 K时，图中N点v正v逆3、【河南省中原名校2018届高三上学期第五次联考】顺-1,2-二甲基环丙烷(g)和反-1,2-二甲基环丙烧(g) 可发生如下转化: 该反应的速率方程可表示为: v(正)=k(正)c(順)和v(逆)=k(逆)c(反),k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。1温度下，k(正)=0.006s-1 ,k(逆)=0.002s-1。下列说法错误的是 （ ）At1温度下,反应的平衡常数值K1=3B该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)Ct2温度下，上图中表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线

5、为B曲线D由上图信息可以确定温度t2小于t14、【郑州市2017届第三次模拟】汽车尾气脱硝脱碳主要原理为：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) Hp2p3，故B错误；C. 由图可知，M点对应的甲醇产量为0.25mol，则 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)开始 1 2.75 0 0反应 0.25 0.75 0.25 0.25平衡 0.75 2 0.25 0.25又体积为1.0L,所以K=，故C正确；D. 由图可知,在p2及512K时,N点甲醇的物质的量还小于平衡时的量,所以应该正向移动,则v(正)v(逆)，故D错误；故选C.3、A项根据v(正)=k(正)

6、c(顺)，k(正)=0.006s-1，以及v(逆)=k(逆)c(反)，k(逆)=0.002s-1，则v(逆)=0.002c(反)，化学平衡状态时正逆反应速率相等，则0.006c(顺)=0.002c(反)，该温度下反应的平衡常数值K1=c(反)c(正)=0.0060.002=3，A项正确；B项该反应为放热反应，则H小于0，说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，B项正确；C项随着时间的推移，顺式异构体的质量分数不断减少，则符合条件的曲线是B，所以C项正确；D项设顺式异构体的起始浓度为x，则可逆反应左右物质的系数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体为0.3x，反

7、式异构体为0.7x，所以平衡常数，因K1K2，放热反应升高温度时平衡逆向移动，所以温度t2t1，D项错误。故选D4、A. 平衡常数只受温度的影响，温度不变，平衡常数不变，故A错误；B. 前2s内c(CO)=7.00103mol/L,则c(N2)=3.50103mol/L,，故B正确；C. 达到平衡时,CO的浓度为1.00103mol/L,可知c(CO)=8.00103mol/L,则转化率，故C错误；D.NO和CO的浓度都不再变化，反应达到平衡状态，但反应没有停止，故D错误。故选B.5、随着H+浓度的增大,CrO42转化为Cr2O72的离子反应式为：2CrO42+2H+Cr2O72+H2O，溶液

8、酸性增大,平衡2CrO42+2H+Cr2O72+H2O正向进行,CrO42的平衡转化率增大;A点Cr2O72的浓度为0.25mol/L,则消耗的CrO42的浓度为0.5mol/L,则溶液中的c(CrO42)=1.0mol/L0.25mol/L2=0.5mol/L,H+浓度为1107mol/L,此时该转化反应的平衡常数为；升高温度,溶液中CrO42的平衡转化率减小，平衡逆向移动，说明正方向放热，则该反应的H0，二、温故知新 夯实基础 总体归纳1.平衡常数2.转化率3.等效平衡4.平衡图像三、典例剖析 思维拓展考点一 平衡常数例1 N2O5是一种新型硝化剂，一定温度下发生反应2N2O5(g)4NO

9、2(g)O2(g)H0，T1温度下的部分实验数据为t/s05001 0001 500c(N2O5)/(molL1)5.003.522.502.50下列说法不正确的是()A500 s内，N2O5的分解速率为2.96103molL1s1BT1温度下的平衡常数为K1125,1 000 s时N2O5的转化率为50%C其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 molL1，则有T1T2DT1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1T2，则有K1K2【答案】C【解析】 500 s内c(N2O5)由5.00 molL1降低到3.52 molL1，则有v

10、(N2O5)2.96103molL1s1，A正确。1 000 s时，c(N2O5)2.50 molL1，则c(NO2)5 molL1，c(O2)1.25 molL1，此时N2O5的转化率为50%；化学平衡常数K1125，B正确。T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 molL12.50 molL1，说明反应正向进行的程度减小，即反应速率小，故有T1T2，C错误。该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，由于T1T2，则有K1K2，D正确。【易错点】信息提取不到位，温度变化平衡常数的变化规律【方法点拨】掌握平衡常数计算，吸热反应温度升高K值增大，反之减小。

11、例2【乌鲁木齐市2017届三模】900时，向2.0L恒容密闭容器中充入0.40mol乙苯，发生反应：.经一段时间后达到平衡，反应过程中测定的部分数据如下表所示：时间/min010203040n(乙苯)/ mol0.400.300.24n2n3n(苯乙烯)/mol0.000.10n10.200.20下列说法正确的是（ ）A保持其他条件不变，向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂，则乙苯的转化率大于50.0%B反应在前20分钟的平均速率为v(H2)0.008molmol/( L min)C若混合气体的平均摩尔质量不再变化，则说明反应已达到平衡状态D相同温度下，起始时向容器中充入0.10mol乙苯

12、、0.10mol苯乙烯和0.30molH2，达到平衡前v正v逆【答案】C【解析】A.由表中数据可知，30min时处于平衡状态，平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol，则参加反应的乙苯物质的量为0.2mol，故苯乙烯的转化率为，故A错误；B。由表中数据可知，20min内乙苯的物质的量变化量为0.4mol-0.24mol=0.16mol，故v(乙苯)= =0.004molL-1min-1，速率之比等于化学计量数之比，则v(H2)=v(乙苯)=0.004molL-1min-1，故B错误；C反应中气体的质量不变，但物质的量逐渐增大，若混合气体的平均摩尔质量不再变化，说明气体的物质的量不变，则说明反应已达

13、到平衡状态，故C正确；D由表中数据可知，30min时处于平衡状态，平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol，平衡时苯乙烯的浓度为=0.1mol/L，由方程式可知，氢气的平衡浓度为0.1mol/L，参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol，故平衡时乙苯的浓度为0.1mol/L，故平衡常数k=0.1相同温度下，起始向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和0.30molH2，此时浓度商Qc=0.15，大于平衡常数0.1，反应向逆反应进行，故达到平衡前v正v逆，故D错误；故选C。【易错点】信息提取不到位，温度变化平衡常数的变化规律【方法点拨】本题考查化学反应速率计算、化学平衡有关计算、化学平衡

14、常数计算与应用，注意D选项中利用平衡常数判断反应进行方向。考点二 转化率例1【2015新课标卷理综化学】甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下： CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1 CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) H2 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H3回答下列问题：（1）反应的化学平衡常数K的表达式为 ；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 （填曲线标记字母），其判断理由是 。（2）合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)2.60时，体系中

15、的CO平衡转化率（）与温度和压强的关系如图2所示。（CO）值随温度升高而 （填“增大”或“减小”），其原因是 。图2中的压强由大到小为_，其判断理由是 _。【答案】（1）；a；反应为放热反应，平衡常数应随温度升高变小；（2）减小；升高温度时，反应为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，又产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低；P3P2P1；相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高。【解析】（1）化学平衡常数是在一

16、定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则反应的化学平衡常数K的表达式为；由于正方应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，因此a正确。（2）由图可知，压强一定时，随温度的升高，CO的转化率减小，反应正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡体系中CO的量增大，反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中CO的增大，总结果，随温度升高，CO的转化率减小；相同温度下,反应前后气体分子数不变,压强改变不影响其平衡移动,反应正反应为气体分子数减小的反应,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故增

17、大压强有利于CO的转化率升高,故压强：P3P2P1，【易错点】不知道如何简练答出两个反应对（CO）转化率的影响【方法点拨】本题从知识上考查了热化学方程式、盖斯定律，平衡图像、外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，考查了学生对知识理解、综合运用能力。将热化学方程式、盖斯定律，平衡图像、外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，碳、氮及其化合物的性质等知识同低碳经济、温室气体的吸收等环境问题联系起来，充分体现了学以致用的目的，更突显了化学是一门实用性的学科的特点。例2【郑州市2017届第三次模拟】汽车尾气脱硝脱碳主要原理为：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) H0。在一定条件下

18、的密闭容器中，用传感器测得该反应在不同时间NO和CO浓度如下表：时间/s0123 4C(NO)/mol L-19.5010-3 4.5010-32.5010-51.5010-31.510-3C(CO)/mol L-19.0010-34.0010-320010-31.0010-31.0010-3下列说法正确的是（ ）A定温度下，从开始到平衡，该反应的平衡常数逐渐增大B前2s内的平均反应速率v(N2) = 1.7510-3 molL-1s-1C达到平衡时，CO的转化率为1111%D3s时NO和CO的浓度都不再变化，反应停止进行【答案】B【解析】A、化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数

19、不变，故A错误；B、根据化学反应速率数学表达式，v(NO)=(9.51032.5103)/2mol/(Ls)=3.5103 mol/(Ls)，利用化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(N2)=v(NO)/2=3.5103/2mol/(Ls)=1.75103mol/(Ls)，故B正确；C、3s时达到平衡，CO的转化率是(91031103)/9103100%=88.89%，故C错误；D、化学平衡是动态平衡，反应不会停止，故D错误【易错点】数据带入时出错【方法点拨】本题考查化学反应速率计算、化学平衡有关计算、化学平衡常数计算与应用例3 【山西省三区八校2017届第二次模拟】为了研究在温度对苯催化加

20、氢的影响，以检验新型镍催化剂的性能。采用相同的微型反应装置， 压强为 0.78Mpa，氢气、苯的物质的量之比为 6.5:1。定时取样分离出氢气后，分析成分得如下表结果：下列说法错误的是（ ）A当温度超过 280，苯的转化率迅速下降，可能是因为该反应为吸热的可逆反应B在 110240苯的转化率为 100%。说明该镍催化剂活性较高，能够在较宽的温度范围内催化而且不发生副反应C增大压强与提高氢气、苯的物质的量比都有利于提高苯的转化率D由表中数据来看，随着反应温度的升高，苯的转化率先升高后降低【答案】A【解析】A. 注意“定时“两个字，是指在相同时间内反应了多少而已，从110240时可以看出苯完全转化

21、，此反应不是可逆反应，故A错误；B. 在110240苯的转化率为100%，说明该镍催化剂活性较高，为催化剂的最适宜温度，故B正确；C. 该反应为为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，化学反应中，为提高一种物质的转化率，常常提高另一种反应物质的物质的量，所以增大压强与提高氢气、苯的物质的量比都有利于提高苯的转化率，故C正确；D. 图表数据说明催化剂的催化效果在不同温度下不同，随着反应温度的升高，苯的转化率先升高后降低，故D正确。【易错点】图表与计算结合，信息提取出现问题【方法点拨】本题考查化学反应速率计算、化学平衡有关计算、化学平衡常数计算与应用例3 【太原2017届第三次模拟】减少氮的

22、氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一（1）利用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)己知不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示，下列有关说法不正确的是_（填序号）。不同条件下反应，N点的速率最大M点时平衡常数比N点时平衡常数大温度低于250时，随温度升高乙烯的产率增大实际反应应尽可能在较低的温度下进行，以提高CO2的转化率（2）在密闭容器中充入5mol CO和4mol NO，发生上述（1）中某反应，如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。回答下列问题：温度：T1_ T2（填“”）。某温度下，

23、若反应进行到10分钟达到平衡状态D点时，容器的体积为2L，则此时的平衡常数K=_（结果精确到两位小数）；用CO的浓度变化表示的平均反应速率V(CO)=_。若在D点对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中AG点中的_点。【答案】 （1） （2） 0.022 0.1 mol/（Lmin） A【解析】（1）M点催化剂催化效果好，所以M点的速率最大；随温度升高，二氧化碳的平衡转化率减小，M点时平衡常数比N点时平衡常数大，故正确；温度低于250时，随温度升高乙烯的产率减小，故错误；实际反应应尽可能在250下进行，提高单位时间的产量，故错误。（2）在密闭容器中充入5mol

24、CO和4mol NO，发生上述（1）中某反应，如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g） H=-746.5kJ/mol,升高温度平衡逆向移动,NO体积分数增大，所以T1T2。 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)开始2 2.5 00转化 2x 2x x 2x平衡 2-2x2.5-2x x 2x ,x=0.50.022 ；根据 , 用CO的浓度变化表示的平均反应速率V(CO)= 0.1 mol/（Lmin）。若在D处对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小，平衡逆向移动，NO体积分数增大,故选 A点。【易错点】图像中点的

25、对应问题【方法点拨】有关化学平衡的图像试题涉及知识面广,灵活性大。题目大多注重对知识综合应用能力和分析判断能力的考查,是考查学生能力的常见题型。考查的图像主要有三类：第一类是化学平衡建立过程中有关量随时间的变化图像；第二类是平衡移动原理的应用或它的逆向思维图像；第三类是反应物或生成物物质的量 (或浓度或质量分数)与时间关系的图像，此类图像既要考虑反应速率的大小，又要考虑化学平衡移动，反应物的转化。考点三 等效平衡例1 【2018山东潍坊高三检测)在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1容器甲乙丙反应物投入量1 mol N2、3 mol H22 mol NH34 mol NH3NH3的浓度(molL1)c1c2c3反应的能量变化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率123下列说法正确的（ ）A2c1c3 Bab92.4C2p2p3 D131【答案】B【解析】甲、乙达到的平衡是等效平衡，所以ab92.4，121，32，131，丙可以看作是2个乙分别达到化学平衡后又加压形成的