2024届高三化学二轮复习 化学平衡常数的计算 课件

化 学 平 衡 常 数 的 计 算 学习目标： 1、提取信息计算化学平衡常数。 2、了解压强平衡常数的含义，并能进行简单计算。 3、多平衡体系平衡常数的计算。 1 三段式计算模式 化学平衡常数的表达式 例题讲解 一 二 Ⅰ、浓度平衡常数的计算 Ⅱ、压强平衡常数（Kp）的计算 Ⅲ、多平衡体系平衡常数的计算 （1）恒温恒压体系 （2）恒温恒容体系 化学平衡常数的计算 Ⅳ、其他形式平衡常数的计算 三 2 一、化学平衡常数的表达式 对于反应mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g) 1、浓度平衡常数的表达式： K= 定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数，用符号K表示。 在化学平衡体系中，用各气体物质的平衡分压替代物质的量浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数，用符号Kp表示。 2、压强平衡常数的表达式： Kp= “三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 (1)分析三个量：起始量、变化量、平衡量。 (2)明确三个关系 ①对于同一反应物，起始量-变化量=平衡量。 ②对于同一生成物，起始量+变化量=平衡量。 ③各物质的转化量之比等于各物质的化学计量数之比。 二、三段式计算模式 对以下反应：mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。 mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a-mx b-nx px qx (3)计算模式 二、三段式计算模式 5 (4)压强平衡常数Kp的计算步骤 提醒：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和。 例1、由γ-羟基丁酸生成γ-丁内酯的反应如下： 在298 K下，γ-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 mol·L－1，测得γ-丁内酯的浓度随时间变化的数据如表所示。 t/min 21 50 80 100 120 160 220 ∞ c/mol·L－1 0.024 0.050 0.071 0.081 0.090 0.104 0.116 0.132 298 K时该反应的平衡常数K= 。 Ⅰ、浓度平衡常数的计算 三、例题讲解 298K的摄氏温度为25℃，水为液态，则该反应的平衡常数的表达式为 =2.75 解析： 当时间为∞时，反应达到平衡状态，结合表格中的数据，该反应的平衡常数为 设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl) :c(O2)=1:1的数据计算 K(400℃)= (列出计算式)。 例2、近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacon发明的直接氧化法为： 4HCl(g)+O2(g) ⇌ 2Cl2(g)+2H2O(g)。如图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl) :c(O2)分别等于1:1、4:1、7:1时HCl平衡转化率随温度变化的关系。 Ⅰ、浓度平衡常数的计算 三、例题讲解 由图像知，400℃时，HCl平衡转化率为84%，用三段式法对数据进行处理得： 解析： 4HCl(g)+O2(g) ⇌ 2Cl2(g)+2H2O(g) 起始(浓度) c0 c0 0 0 变化(浓度) 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0 平衡(浓度) (1-0.84) c0 (1-0.21) c0 0.42c0 0.42c0 则K= 例3、天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。在容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下（p）发生反应：C2H6(g) ⇌ C2H4(g)+H2(g)，乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数