高三化学一轮复习 2.3.5化学平衡的计算教学案 苏教版

§3.2化学平衡（5化学平衡的计算）【归纳与整理】一、化学平衡常数------平衡混合物中各组分的物质的量浓度之间的限制关系1．概念在一定温度下，当一个可逆反应达到时，生成物与反应物的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号表示。

2．表达式对于可逆反应在一定温度条件下达到平衡时：K=3．平衡浓度只写浓度可变的溶液相和气相，纯固态和纯液态物质不写入（浓度视为1）：CaCO32(g) KCr2O72 －( aq ) + H2 4 2 －( aq ) + 2 H+ ( aq ) K4．K的意义平衡常数是表明化学反应在一定条件下进行的最大程度（即反应限度）的特征值，一般可认为，K越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比值越大，也就是反应进行的程度越大；反之，K越小，表示反应进行的程度越小。

一般地说，K＞K 时，该反应进行得就基本完全了。

F2 + H2×1095Cl2 + H2×1033Br2 + H2×1019I2 + H2×1025．影响K的因素✧放热反应,温度升高,平衡常数______________(“变大”、“变小”)✧吸热反应,温度升高,平衡常数______________(“变大”、“变小”)6．平衡常数K的表达（1）化学计量数扩大 2 倍， KN2 + 3 H2 3 K=1/2 N2 + 3/2 H23 K=（2）互逆反应，其平衡常数2NO2O4 K=N2O2 K=（3）反应方程式相加 ( 减 )，平衡常数相NH43 + HI ①K1=2 + I2 ②K2=2NH43 + I2 + H2 ③K3=（4）用实际参加反应的粒子进行表达Cl2 + H2+ + Cl- + HClO K=7．平衡常数K的应用（1）判断可逆反应进行的限度（2）判断一个可逆反应是否达到平衡若用起始时各物质浓度幂之积的比值（用Q表示）与K比较，可判断可逆反应进行的方向。

当Q=K时，可逆反应；当Q>K时，可逆反应；当Q<K时，可逆反应。

二、平衡转化率某个指定反应物的转化率=三、化学平衡计算化学平衡计算三步曲n起始/mol a b c dn变化/mol mx nx px qxn平衡/mol a-mx b-nx c+px d+qx【例1】已知在800K时，反应：CO(g) + H22(g) + CO2(g)若起始浓度c(CO) = 2mol•L-1，c(H2O) = 3mol•L-1，则反应达平衡时，CO转化成CO2的转化率为60%，如果将H2O的起始浓度加大为6 mol•L-1，试求此时CO转化为CO2的转化率。

【基本练习】➢转化率有关的计算1．将1mol气体A和3mol气体B在一定条件下发生反应：A(g) + （△H<0）。

达到平衡时，B 的转化率为50%，则A 的转化率为A ． 25%B ． 30%C ． 40%D ． 50% 2．将2mol 气体A 和3mol 气体B 在一定条件下发生反应：A(g)+3B(g) 2C(g) （△H<0）。

达到平衡时，B 的转化率为50%，则A 的转化率为A ． 25%B ． 30%C ． 40%D ． 50%3．在一定条件下进行的合成氨反应，当反应达到平衡时，实验测得N 2的转化率为25%，而H 2的转化率为37.5%。

则起始时N 2和H 2的物质的量之比为：A ． 1∶1B ． 1∶2C ． 1∶3D ． 2∶1 4．在一定温度下，在密闭容器中使NO 2分解，2NO 2 2NO + O 2，反应达到平衡时，容器内压强为原来的1.4倍，则NO 2的分解率为A ．20%B ．40%C ．50%D ．80%5．在一密闭容器中，用等物质的量的A 和B 发生如下反应：A(g)+ 2B(g) 2C(g)，反应达到平衡时，若混和气体中A 和B 的物质的量之和与C 的物质的量相等。

则这时A 的转化率为A ．40%B ．50%C ．60%D ．70% 6．X 、Y 、Z 为三种气体，把a mol X 和 b mol Y 充入一密闭容器中，发生反应：X + 2Y 2Z ，达到平衡时，若它们的物质的量满足n （X ）+ n （Y ）= n （Z ），则Y 的转化率为 A ．%1005b a ×+ B ．%)(100b5b a 2×+ C ．%)(1005b a 2×+ D ．%100a5b a ×+7．如右下图所示两个等体积的容器，A 为恒压容器，B 为恒容容器。

在相同温度下，分别将1 mol N 2 和3 mol H 2 混合气体充入A 、B 容器中，发生如下反应： N 2(g)+3 H 2 (g) 2NH 3 (g)； △H =-92.4 kJ/mol 。

保持温度不变，A 、B 容器中的反应均达到平衡状态。

平衡时，A 容器中气体体积为起始时的4/5，平衡状态记为P 。

试回答下列问题：(1) 平衡时A 容器中NH 3 的体积分数是 。

若要使B 容器中NH 3 的体积分数与 A 容器中相同，可采取的措施是 。

(2) 若保持温度不变，向B 容器中补加c mol NH 3 ，再次达到平衡时，A 、B 两容器中压强恰好相等，则c= 。

(3)若保持温度不变，开始时向容器A 中加入a mol N 2 、b mol H 2和c mol NH 3 ，要使反应向逆反应方向进行，且达到平衡后各气体的物质的量与原A 平衡状态P 相同，则起始时，c 的取值范围是 。

(4)若保持温度不变，开始时向容器B 中加入a mol N 2 、b mol H 2 和 1 mol NH 3 ，平衡时，测得放出的热量为23.1 kJ ，NH 3 的体积分数与A 容器平衡状态P 相同，则a + b 的值是 。

➢ 化学平衡常数有关的计算1．在某一容积为2L 的密闭容器内，加入0.8mol 的H 2和0.6mol 的I 2，在一定的条件下发生如下反应：H 2(g)＋I 2(g) 2HI(g)；△H<0。

反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1： （1）该反应的化学平衡常数表达式为 ；（2）根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)为；（3）反应达到平衡后，第8分钟时：①若升高温度，化学平衡常数K （填写增大、减小或不变）HI浓度的变化正确；（用图2中a～c的编号回答）②若加入I2，H2浓度的变化正确的是。

（用图2中d～f的编号回答）（4）反应达到平衡后，第8分钟时，若反容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。

2．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）+ H2（g）CO（g）+H2O（g），其化t℃700 800 830 1000 1200K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=（2）该反应△H 0（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是A．容器内压强不变 B．混合气体中c（CO）不变C．v正（H2）=v逆（H2O） D．c（CO2）=c（CO）（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO2）c（H2）=c（CO）c（H2O），此时t= ℃3．(2020·广东省茂名·二模)反应Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常数为K1；反应Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常数为K2。

在不同温度时K1、K2的值温度（绝对温度）K1 K2973 1.47 2.381173 2.15 1.67（1）推导反应CO2（气）+H2（气）CO（气）+H2O（气）的平衡常数K与K1、K2的关系式：。

（2）计算K值：温度为973开时K= ；1173开时：K= 。

通过K值的计算（1）反应是反应（填“吸热”或“放热”）。

（3）在一体积为10L的密闭容器中，加入一定量的CO2和H2O（气），在1173开时发生反应并记录前5min的浓度，第6min时改变了反应的条件。

各物质的浓度变化如下表：时间/min CO2H2O CO H20 0.2000 0.3000 0 02 0.1740 0.2740 0.0260 0.02603 c1c2 c3 c34 c1 c2 c35 0.0727 0.1727 0.1273 0.12736 0.0350 0.1350 0.1650表示的该化学反应的速率是： 。

②在3~4min 之间，反应处于 状态（填“平衡”或“非平衡”）。

③第6min 时，平衡向 方向移动，可能的原因是 。

4．(2020·山东省泰安市·期末)合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义，对我国实现农业现代化起着重要作用。

根据已学知识回答下列问题：已知N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3(g) △H =－92.4kJ·mol －1（1）合成氨工业采取的下列措施不可．．用平衡移动原理解释的是 （填序号）； A ．采用较高压强（20MPa ~50MPa ） B ．采用500℃的高温 C ．用铁触媒作催化剂D ．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来 （2）合成氨工业中采用了较高压强（20MPa ~50MPa ），而没有采用100MPa 或者更大压强，试解释没有这么做的理由 ；（3）在容积均为2L （容器体积不可变）的甲、乙两个容器中，分别加入2molN 2、6molH 2和1molN 2、3molH 2，在相同温度、催化剂下使其反应。

最终达到平衡后，两容器N 2转化率分别为α甲、α乙，则甲容器中平衡常数表达式为 （用含α甲的代数式表示），此时α甲 α乙（填“＞”、“＜”“＝”）。

5．(2020·上海市·调研)甲烷蒸气转化反应为：CH 4(g)+H 2O(g) CO(g)+3H 2(g),工业上可利用此反应生产合成氨原料气H 2。

已知温度、压强和水碳比[)()(42CH n O H n ]对甲烷蒸汽转化反应的影响如下图：图1（水碳比为3） 图2（水碳比为3） 图3（800℃）（1）该反应平衡常数K 表达式为________________________。

（2）升高温度，平衡常数K__________（选填“增大”、“减小”或“不变”，下同），降低反应的水碳比，平衡常数K__________。

（3）图2中，两条曲线所示温度的关系是：t 1_____t 2（选填>、=或<）；在图3中画出压强为2 MPa 时，CH 4平衡含量与水碳比之间关系曲线。

（4）工业生产中使用镍作催化剂。

但要求原料中含硫量小于5×10-7%，其目的是____________________________。