2021届高三化学二轮复习——化学平衡常数学案及训练

2021届高三化学二轮复习——化学平衡常数学案及训练
核心知识梳理 1．影响K 的因素
K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

温度升高，吸热反应的K 增大，放热反应的K 减小；温度降低，吸热反应的K 减小，放热反应的K 增大。

2．平衡常数概念辨析
正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度(×) (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数(×) (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动(×) (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化(√) (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度(√)
(6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应是吸热反应还是放热反应(√)
3．化学平衡常数表达式的书写 (1)C(s)＋H 2O(g)
CO(g)＋H 2(g)
(2)CH 3COOH ＋C 2H 5OH CH 3COOC 2H 5＋H 2O
(3)CO 2－
3＋H 2O HCO －
3＋OH －
(4)CaCO 3(s)
CaO(s)＋CO 2(g)
答案 (1)K ＝c (CO )·c (H 2)c (H 2O )
(2)K ＝c (CH 3COOC 2H 5)
c (CH 3COOH )·c (C 2H 5OH )
(3)K ＝c (OH －
)·c (HCO －
3)c (CO 2－
3) (4)K ＝c (CO 2)
4．“三段式法”计算化学平衡常数 (1)明确三个量：起始量、变化量、平衡量 如m A(g)＋n B(g)
p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质的量浓度分别为a mol·L －
1、b mol·L
－1
，达到平衡后消耗A 的物质的量浓度为mx mol·L －
1。

m A(g)＋n B(g)
p C(g)＋q D(g)
起始/mol·L －
1 a b 0 0 变化/mol·L －
1 mx nx px qx
平衡/mol·L －
1 a －mx b －nx px qx K ＝(px )p ·(qx )q
(a －mx )m ·(b －nx )n
(2)说明
①对于反应物：c (平)＝c (始)－c (变)； 对于生成物：c (平)＝c (始)＋c (变)。

②各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。

5．掌握三个“百分数”
(1)转化率＝n 转化n 起始×100%＝c 转化
c 起始
×100%。

(2)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。

一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。

产率＝产物实际质量
理论产量×100%。

(3)混合物中某组分的百分含量＝
平衡量
平衡总量
×100%。

6．考查方式：K c 、K p 的分析与计算 强化训练 1．对于下列反应 ①C(s)＋H 2O(g) CO(g)＋H 2(g) K 1 ΔH 1 ②CO(g)＋H 2O(g) CO 2(g)＋H 2(g) K 2 ΔH 2 ③C(s)＋2H 2O(g) CO 2(g)＋2H 2(g) K 3 ΔH 3 ④N 2(g)＋3H 2(g) 2NH 3(g) K 4 ΔH 4
⑤2NH 3(g) N 2(g)＋3H 2(g) K 5 ΔH 5 ⑥NH 3(g)
12N 2(g)＋3
2
H 2(g) K 6 ΔH 6 按要求回答下列问题：
(1)K 1、K 2与K 3的关系为________________，ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3的关系为__________________。

(2)K 4、K 5、K 6的关系为________________，ΔH 4、ΔH 5、ΔH 6的关系为______________________。

答案 (1)K 3＝K 1·K 2 ΔH 3＝ΔH 1＋ΔH 2 (2)K 5＝1K 4
＝K 26 ΔH 5＝－ΔH 4＝2ΔH 6
解析 反应①②③的平衡常数表达式分别为K 1＝
c (CO )·c (H 2)c (H 2O )、K 2＝c (CO 2)·c (H 2)
c (CO )·c (H 2O )
、K 3＝
c (CO 2)·c 2(H 2)
c 2(H 2O )
；反应③＝反应①＋反应②，K 3＝K 1·K 2，焓变ΔH 3＝ΔH 1＋ΔH 2。

反应④⑤⑥
的平衡常数表达式分别为K 4＝c 2(NH 3)c (N 2)·c 3(H 2)、K 5＝c (N 2)·c 3(H 2)
c 2(NH 3)、K 6
＝1
322
223
(N )(H )(NH )
c c c ⋅ ；K 5＝1
K 4
＝K 26，焓变ΔH 5＝－ΔH 4＝2ΔH 6。

2．羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。

在恒容密闭容器中，将CO 和H 2S 混合加热并达到下列平衡： CO(g)＋H 2S(g)
COS(g)＋H 2(g) K ＝0.1
反应前CO 的物质的量为10 mol ，平衡后CO 的物质的量为8 mol 。

则 (1)反应前H 2S 的物质的量为________。

(2)CO 的平衡转化率为________。

答案 (1)7 mol (2)20%
解析 (1)设反应前H 2S 的物质的量为n mol ，容器的容积为V L ，则 CO(g)＋H 2S(g)
COS(g)＋H 2(g) K ＝0.1
n (始)/mol 10 n 0 0 n (转)/mol 2 2 2 2 n (平)/mol 8 n －2 2 2
K ＝
2V ·2
V
8V ·n －2V
＝0.1，解得n ＝7。

(2)2 mol 10 mol
×100%＝20%。

3．乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
＋H 2(g)。

维持体系总压p 恒定，在温度T 时，物质的量为n 、体积为V 的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。

已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K c ＝______，K p ＝______。

(用α等符号表示) 答案 nα2(1－α2)V α2
1－α2
p
解析 从浓度角度求K c ：根据阿伏加德罗定律的推论，总压强p 相同时，V 1V 2＝n 1
n 2，乙苯的转
化率为α，由此可得：V V 反应后＝1
1＋α
，V 反应后＝(1＋α)V ，根据化学方程式及平衡常数的定义：
K c ＝nα(1＋α)V ·
nα
(1＋α)V n (1－α)(1＋α)V
＝nα2(1－α2)V。

从压强角度求K p ：容器中氢气的物质的量为αn ，苯乙烯的物质的量为αn ，乙苯的物质的量为(1－α)n ，气体的总物质的量为(1＋α)n ，所以氢气的分压为αn (1＋α)n p ＝α
1＋αp ，苯乙烯的分
压为αn (1＋α)n p ＝α1＋αp ，乙苯的分压为(1－α)n (1＋α)n p ＝1－α1＋αp ，因此K p ＝α1＋αp ·α1＋αp 1－α1＋αp ＝α2
1－α2
p 。