2025届高三一轮复习化学平衡常数及相关计算

鲁科版高中化学一轮复习 济钢高中 张歆翊 化学平衡常数的应用及相关计算 复习目标 1．了解化学平衡常数(K)的含义。 2．能利用化学平衡常数进行相关计算。 3．能正确计算化学反应的转化率(α)。 考情分析 根据高考命题特点和规律，复习时要注意以下几个方面： （1）对化学平衡常数的理解； （2）利用三段式对化学平衡进行相关计算。 考情透视·目标导航 2 N2(g)＋3H2 (g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实，实现了人类“向空气要面包”的愿望。我国在合成氨的技术上也不断创新和突破，希望实现生产效率（单位时间内的转化率）的最大化。 创设情境·问题导向 N2(g)＋3H2 (g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 任务一 请结合化学平衡常数K定量分析为什么降温、加压有利于氨的合成？ 改变条件 浓度商Q变化 化学平衡常数K变化 Q与K关系 平衡转化率变化 降低温度 ______ ______ ______ ______ 增大压强 ______ ______ ______ ______ 不变 增大 Q<K 变大 减小 不变 Q<K 变大 创设情境·问题导向 ①图中压强由小到大的顺序为____________。 ②进料组成中含有惰性气体Ar的图是___________。 《创新设计》第204页第3题 p1<p2<p3 图4 创设情境·问题导向 N2(g)＋3H2 (g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 任务二 从浓度的角度又如何提高合成氨反应的平衡转化率呢？ 创设情境·问题导向 高压条件对设备提出了苛刻的要求，反应温度的降低会延长达到化学平衡的时间，导致生产效率降低。 ③图3中，当p2=20MPa、xNH3=0.20时， 氮气的转化率α= _______。 该温度时，反应N2(g)＋H2 (g) NH3(g)的平衡常数Kp=_________(MPa)-1 《创新设计》第204页第3题 33.33% 创设情境·问题导向 压强平衡常数的计算技巧 平衡时总压为 0 始) 平) 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) 考点突破·考法探究 8 甲烷三重整制氢的逆反应为3H2(g)＋CO(g) CH4(g)＋H2O(g)。将H2与CO按物质的量之比3∶1加入反应装置，在不同条件下达到平衡时甲烷的物质的量分数为x(CH4)，在T＝250 ℃条件下x(CH4)与p的关系、在p＝5×105 Pa条件下x(CH4)与T的关系如图所示： 《创新设计》第201页第5题 108 考点突破·考法探究 1.工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。 Ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) (1)下列操作中，能提高CH4(g)平衡转化率的是________(填标号)。 A.增加CH4(g)用量 B.恒温恒压下通入惰性气体 C.移除CO(g) D.加入催化剂 BC 真题练习.命题洞见 1.工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。 Ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) (2)恒温恒压条件下，1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为α，CO2(g)的物质的量为b mol，则反应Ⅰ的平衡常数Kx＝________(写出含有α、b的计算式；对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Kx＝，x为物质的量分数)。其他条件不变，H2O(g)起始量增加到5 mol，达平衡时，α＝0.90，b＝0.65，平衡体系中H2(g)的物质的量分数为________(结果保留两位有效数字)。 0.43 真题练习.命题洞见 2.水煤气是H2的主要来源，研究CaO对C-H2O体系制H2的影响，涉及主要反应如下： Ⅰ. C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH1>0 Ⅱ. CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2<0 Ⅲ. CaO(s)＋CO2(g)CaCO3(s) ΔH3<0 （1）压力p下，C-H2O-CaO体系达平衡后，图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO3(s) 在T1温度时完全分解。气相中，CO，CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a线对应物质为_______(填化学式)。当温度高于T1时，随温度升高c线对应物质摩尔分数逐渐降低的原因是_________________________________________。 H2 当温度高于T1时，只发生反应Ⅱ，温度升高，平衡逆向移动，所以CO2的摩尔分数逐渐降低 真题练习.命题洞见 2.水煤气是H2的主要来源，研究CaO对C-H2O体系制H2的影响，涉及主要反应如下： Ⅰ. C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH1>0 Ⅱ. CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2<0 Ⅲ. CaO(s)＋CO2(g)CaCO3(s) ΔH3<0 （2）压力p下、温度为T0时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数Kp=_______；此时气体总物质的量为4.0mol，则CaCO3(s)的物质的量为____mol；若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，分压p(CO2)将_______(填“增大”“减小”或“不变”)，p(CO)将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 0.5 不变 不变 真题练习.命题洞见 工业合成氨时，在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为xH2＝0.75、xN2＝0.25，另一种为xH2＝0.675、xN2＝0.225、xAr＝0.10。(物质i的摩尔分数：xi＝eq \f(ni,n总)) 工业合成氨时，在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为xH2＝0.75、xN2＝0.25，另一种为xH2＝0.675、xN2＝0.225、xAr＝0.10。(物质i的摩尔分数：xi＝eq \f(ni,n总)) $$