题型三 化学平衡的计算-备战2024年高考化学答题技巧与模板构建

题型三 化学平衡的计算 化学平衡常数是近几年高考的重点和热点，有关平衡常数和转化率的有关计算有所增加，常结合图像或表格进行考查，意在考查考生变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的学科素养，以及知识整合、科学思维的关键能力。化学平衡常数、反应物转化率将以生产、生活实际为载体，结合化学图像共同考查继续成为高考命题热点。预计在今后的高考会从不同角度考查平衡常数的计算如用平衡分压等计算平衡常数、利用平衡常数分析平衡移动方向、利用平衡常数的表达式分析反应之间平衡常数的关系、结合图像图表考查平衡常数等，考查考生的分析能力、数据处理能力。 一、化学平衡计算模式 对以下反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。 　　　　　mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 起始/(mol)　 a　　　b　　　　0　　　0 转化/(mol)　 mx　　nx　　　 px　　 qx 平衡/(mol) a-mx　b-nx　 　px　　 qx 二、压强平衡常数Kp的计算模式 一、有关化学平衡的计算 1．极端假设法确定各物质的浓度范围 可逆反应不能进行到底，因此各物质平衡时都有一定的范围，可通过极端假设法设定反应正向或逆向进行到底求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。 2．化学平衡计算题的“万能钥匙”——“三段式” 如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，设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。 　　　　　 　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(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 二、分压平衡常数(Kp)计算 1．分压平衡常数(Kp) (1)气体的分压p(B)：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强，简称气体B的分压。符号为p(B)，单位为Pa或kPa或MPa (2)分压定律 ①分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和 p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋…＝p ②气体的分压之比等于其物质的量之比：＝ ③某气体的分压p(B)与总压之比等于其物质的量分数：＝＝x(B) 则：气体的分压＝气体总压×体积分数＝总压×物质的量分数 (3)分压平衡常数Kp (只受温度影响) 一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示，Kp的表达式如下： ，其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为A、B、C、D各气体的分压 2．Kp计算的两种模板 模板1．根据“某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)”计算压强平衡常数 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 计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 第三步 根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分(或物质的量分数) 第四步 根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝ 模板2．直接根据分压强计算压强平衡常数 N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g) p(始)： p0 3p0 0 Δp： p 3p 2p p(平)： p0－p 3p0－3p 2p Kp＝ 一、浓度平衡常数Kc的计算 1．(2023年河北卷)氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。 已知：1mol物质中的化学键断裂时所需能量如下表。 物质 N2(g) O2(g) NO(g) 能量/kJ 945 498 631 回答下列问题： (1)恒温下，将1mol空气(N2和O2的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为VL的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应： i．N2(g)＋O2(g) 2NO(g) K1 △H1 ii．2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) K2 △H2＝－114kJ∙mol-1 ①△H1＝_______kJ∙mol-1。