内容正文:
突破化学平衡常数
及转化率的计算和判断
01
命题特点
化学反应速率和化学平衡是中学化学的核心内容,也是高考命题的重要素材,在高考中占有举足轻重的地位。有关化学反应速率和化学平衡的试题是高考的重要题型,它涉及考点多、设问灵活、考查新颖、创新性强、思维容量高、难度大。
【学业要求】
《化学课程标准》
工业真实情境
图表数据
定量关系式
速率理论—碰撞理论和过渡态理论
平衡理论
碰撞理论和过渡态理论
判断转化率、产率变化
反应速率、转化率、产率、Kp计算
速率方程
催化剂与活化能
多重平衡体系原因解释
理解与辨析、归纳与论证
微观探析、平衡思想
证据推理、模型认知
化
学
反
应
速
率
和
化
学
平
衡
命
题
框
架
高考化学命题框架
02
真题再现
一、平衡常数常考的两种表示方式
例如:甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
反应的化学平衡常数K表达式为_________________________。
用物质的量浓度表示该平衡常数:
用物质的分压表示该平衡常数:
浓度平衡常数——Kc ——适用于气体、溶液平衡
压力平衡常数——Kp ——适用于气体平衡
混合气体中某组分的分压=总压×该组分的物质的量分数
K计算基本模型
题干内容
获取信息
方程式化学
整合信息
加工信息
列式计算
起始量
转化量
平衡量
设出每个反
应的变化量
由反应方程式
表达出每个反应组分的变化量
表达整个反应体系各组分的平衡量
由题意求出未知数
一般模型
多平衡模型
若给出了平衡总压,则直接使用
反应体系的平衡总压是多少?是否给出了平衡总压?
若没有给出平衡总压,则根据阿伏加德罗定律的推论由总物质的量计算总压
求算各反应物及生成物的分压
若没有给出各物质的物质的量,直接将各物质的分压代入“三段式”求算各物质的平衡分压
若给出各物质的物质的量,按照物质的量列“三段式”先求算各物质平衡时的量,然后求算平衡分压
将各物质的平衡分压代入平衡常数表达式中进行计算
Kp计算基本模型
1、物质的量浓度平衡常数计算和应用
[例]水煤气变换反应CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g),回答下列问题:
(1)有人曾做过下列实验:
①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。求该化学反应平衡常数K1= 。
39
1、物质的量浓度平衡常数计算和应用
[例]水煤气变换反应CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g),回答下列问题:
②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。求该化学反应平衡常数K2= 。
根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO________H2(填“大于”或“小于”)。
51.08
经计算:K1=39<K2≈51.08
相同条件下,平衡常数K值越大,反应的倾向越大
大于
(2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),该化学反应平衡常数K= 。
则平衡时体系中H2的物质的量分数为________(填标号)。
A.<0.25 B.0.25 C.0.25~0.50 D.0.50 E.>0.50
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) K=1.31
开始: 1 1 0 0
变化: x x x x
平衡: 1-x 1-x x x
C
解析:设通入的CO和H2O的物质的量均为1mol,体积为1L,列三段式
1.31
K=K2/K1
[例]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) ,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。
解析:设通入反应物的物质的量均为 a mol,列三段式
40%
2、物质的分压计算平衡常数
[例]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