14 第2章 第2节 第1课时 化学平衡常数 平衡转化率(基础课)-【名师导航】2024-2025学年高中化学选择性必修1同步课件(鲁科版)

第1课时　化学平衡常数　平衡转化率 (基础课) 第2章　化学反应的方向、限度与速率 第2节　化学反应的限度 一、化学平衡常数 1．交流·研讨 (1)698.6 K 时反应体系H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)中各物质的浓度，如下表所示： 必备知识　自主预习 初始浓度/(mol·L-1) 平衡浓度/(mol·L-1) 平衡时 c始(H2) c始(I2) c始(HI) c平(H2) c平(I2) c平(HI) 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 初始浓度/(mol·L-1) 平衡浓度/(mol·L-1) 平衡时 0.010 67 0.011 96 0 0.001 83 0.003 13 0.017 67 ________ 0.011 35 0.009 04 0 0.003 56 0.001 25 0.015 59 ________ c始(H2) c始(I2) c始(HI) c平(H2) c平(I2) c平(HI) 54.51 54.62 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 初始浓度/(mol·L-1) 平衡浓度/(mol·L-1) 平衡时 0.011 34 0.007 51 0 0.004 57 0.000 74 0.013 54 ________ 0 0 0.004 49 0.000 48 0.000 48 0.003 53 ________ 0 0 0.010 69 0.001 14 0.001 14 0.008 41 ______ 平均值 ________ (2)分析上表数据可知，该反应在698.6 K 达到平衡时，___________ 是一个常数。 54.21 54.08 54.42 54.37 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 2．平衡常数表达式 (1)概念：以化学反应aA＋bB⥫⥬cC＋dD为例：K＝，单位：(mol·L-1)(c＋d)－(a＋b)。 (2)意义 对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的______(即反应限度)。平衡常数的数值越______，说明反应可以进行得越完全。 程度 大 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) (3)影响因素 ①内因：反应物的__________。 ②外因：反应体系的______。 本身性质 温度 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) (4)应用 ①判断反应可能进行的程度 K值 ＜10-5 (或＜10-6) 10-5～105 (或10-6～106) ＞105 (或＞106) 反应程度 很难进行 反应可逆 进行较完全 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) ②判断反应是否达到平衡状态 对化学反应aA＋bB⥫⥬cC＋dD的任意状态有浓度商：Q＝。 逆向 < 平衡状态 ＝ 正向 > 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) ③判断反应的热效应 吸 放 放 吸 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 练一练　写出下列各反应的平衡常数表达式： (1)CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)____________________。 (2)3Fe(s)＋4H2O(g)⥫⥬Fe3O4(s)＋4H2(g)____________。 (3)N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)_________________________。 K＝ K＝ K＝ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 二、平衡转化率 1．表达式 对于化学反应aA＋bB⥫⥬cC＋dD，反应物A的平衡转化率可以表示为 α(A)＝×100%＝ ×100%＝×100%。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 2．规律 (1)同一反应的不同反应物，其转化率可能不同；当按照反应系数之比投入反应物时，反应物转化率相同。 (2)多种反应物参加反应时，提高一种反应物的物质的量，可以______其他反应物的转化率，而该反应物本身的转化率会______。 提高 降低 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 练一练　25 ℃时，密闭容器中A、B、C三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表： 物质 A B C 初始浓度/(mol·L-1) 2 3 0 平衡浓度/(mol·L-1) 1.5 1.5 1 则A的平衡转化率为________，B的平衡转化率为________。 25% 50% [解析]　αA＝×100%＝25%， αB＝＝50%。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下： 关键能力　情境探究 探究化学平衡状态的建立 。请根据图示填表： 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课)             反应物 浓度 v正 反应产物 浓度 v逆 反应物 浓度 v正 反应产物 浓度 v逆 开始时 c始(N2) ______ c始(H2) ______ 最大 0 0 c始(NH3) ______ 最大 0 0 最大 最大 最大 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课)             反应物 浓度 v正 反应产物 浓度 v逆 反应物 浓度 v正 反应产物 浓度 v逆 进行中 c(N2) ______ c(H2) ______ 减小 增大 增大 c(NH3) ______ 减小 增大 增大 减小 减小 减小 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课)             反应物 浓度 v正 反应产物 浓度 v逆 反应物 浓度 v正 反应产物 浓度 v逆 平衡时 c平(N2) ______ c平(H2) ______ 不变 不变 不变 c平(NH3) ______ 不变 不变 不变 不变 不变 不变 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课)             反应物 浓度 v正 反应产物 浓度 v逆 反应物 浓度 v正 反应产物 浓度 v逆 上述过程的v-t图像表示为 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 1．利用速率关系判断化学平衡状态的“两角度” (1)对于同一物质而言，该物质的生成速率等于它的消耗速率。 (2)对于不同物质而言，速率之比等于化学方程式中化学式前的系数之比，但必须是不同方向的速率。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 2．利用“变量” 与“不变量” 判断 (1)确定反应中“变量” 随反应进行而变化的量，当变量不再变化时，表明反应已达平衡状态。而当“不变量” 不变时，不能判断反应是否处于平衡状态 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) (2)把握常见的“变量” 气体的颜色 对于气体体积有变化的反应，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强 对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应，混合气体的平均相对分子质量 对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等 注意：在利用、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 【例题】　可逆反应2NO2(g)⥫⥬2NO(g)＋O2(g)在恒容的密闭容器中进行，该反应达到平衡状态的标志是(　　) ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①④⑥⑦　　 B．②③⑤⑦　　C．①③④⑤　　D．全部 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) A　[依据v(正)＝v(逆)≠0判断：①单位时间内生成 n mol O2的同时必消耗2n mol NO2，则同时生成2n mol NO2能说明反应已达到平衡；②描述的均是正反应速率，无法判断；③无法说明反应达到平衡；④NO2(红棕色)为有颜色的气体，颜色不变能说明反应体系中NO2的浓度不变，说明反应已达到平衡；⑤根据ρ＝，反应前后的m、V均不变，则ρ也不变，因此密度不变不能说明反应达到平衡；⑥⑦所给反应是一个反应前后气体分子数发生改变的反应，则压强不变、平均相对分子质量不变均能说明反应已达平衡，故答案为A。] 思维建模 判断可逆反应是否达到平衡状态的思路 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 1．在恒温恒容的密闭体系中，可逆反应：A(s)＋2B(g)⥫⥬2C(g)　ΔH<0，不能作为该反应达到化学平衡的标志的是(　　) ①v正(B)＝v逆(C)　②n(B)∶n(C)＝1∶1　③容器内压强不再改变　④容器内气体的密度不再改变　⑤容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变 A．②④⑤　　　 B．②③　　　C．①③⑤ 　　　D．③④ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) B　[①当某反应物的正反应速率与某反应产物的逆反应速率之比等于化学式前的系数之比时，可推出v(正)＝v(逆)，即反应达到平衡状态；②当反应物与反应产物的物质的量之比等于化学式前的系数之比时，无法确定v(正)与v(逆)的关系，也无法判断是否达到平衡状态；③该反应Δvg＝0，不管是否达到平衡状态，压强均不变；④⑤由于A为固体，当平衡发生移动时，恒容条件下气体的质量发生改变，气体的密度及平均相对分子质量都发生相应的改变，当气体的密度及平均相对分子质量不再改变时说明反应达到平衡，故答案为B。] 2．(双选)对于可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)⥫⥬4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是(　　) A．达到平衡状态时，4v正(O2)＝5v逆(NO) B．若单位时间内生成x mol NO的同时消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态 C．恒容容器中气体密度不再改变不能说明反应达到平衡状态 D．化学反应速率关系：2v正(NH3)＝3v正(H2O) √ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) AC　[4v正(O2)＝5v逆(NO)，转化成同种物质表示的正、逆反应速率相等，即达到平衡状态，A项正确；无论是否达到平衡状态，都存在单位时间内生成x mol NO的同时消耗x mol NH3，无法判断是否达到平衡状态，B项错误；体积恒定，气体质量始终不变，密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，C项正确；根据反应中系数关系可知3v正(NH3)＝2v正(H2O)，D项错误。] 3．下列说法可以证明反应H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)已达平衡状态的是________(填序号)。 ①单位时间内生成n mol H2的同时，生成n mol HI ②一个H－H键断裂的同时有两个H－I键断裂　③百分含量ω(HI)＝ω(I2)　④反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)　⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1 ⑥体积一定时，某一反应产物浓度不再变化　⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化　⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化　⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化　⑩压强一定时，混合气体的密度不再变化 ②⑥⑨ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) [解析]　对于反应前后气体分子总数相等的可逆反应，可从化学反应速率、化学键断裂、物质的量浓度、转化率、颜色、温度等方面判断反应是否达到平衡状态。 在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬　CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示： 化学平衡常数的理解与应用 t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 1．该反应的化学平衡常数K的表示式是什么？ 提示：K＝。 2．该反应ΔH＞0还是ΔH＜0? 提示：ΔH＞0，该反应为吸热反应，因为K随温度升高而增大。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 3．在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度：c(CO2)为2 mol·L-1、c(H2)为1.5 mol·L-1、c(CO)为1 mol·L-1、c(H2O)为3 mol·L-1，则下一时刻，反应向哪个方向进行？ 提示：向逆反应方向进行。判断反应进行的方向时，可根据Q与K的 大小关系判断，此时刻下，Q＝＝1＞0.9，所以反应向逆反应方向进行。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 1．化学平衡常数表达式的书写及注意事项 (1)对于可逆反应aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)，K＝ (计算平衡常数K利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻的浓度，也不能用各物质的物质的量。固体和纯液体物质的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。如①C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋ H2(g)，K＝；②FeO(s)＋CO(g)⥫⥬Fe(s)＋CO2(g)，K＝。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) (2)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，化学反应方向改变或化学式前的系数改变，化学平衡常数均发生改变。举例如下： 化学方程式 平衡常数表达式 关系式 N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g) K1＝ K2＝ K3＝ N2(g)＋H2(g)⥫⥬NH3(g) K2＝ 2NH3(g)⥫⥬N2(g)＋3H2(g) K3＝ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) (3)注意事项 ①K越大，反应物的转化率越高，正反应进行的程度越大。 ②K受温度影响，与反应物或反应产物的浓度变化无关。 ③催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡常数无影响。 2．化学平衡常数的应用 (1)判断反应进行程度的大小。 (2)判断反应是否平衡及不平衡时的反应方向。 (3)判断反应的热效应。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 1．(双选)已知在25 ℃时，下列反应的平衡常数如下： ①N2(g)＋O2(g)⥫⥬2NO(g) 　K1＝1×10-30 ②2H2(g)＋O2(g)⥫⥬2H2O(g)　K2＝2×1081 mol-1·L ③2CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10-92 mol·L-1 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 下列说法正确的是(　　) A．NO分解反应：NO(g)⥫⥬N2(g)＋O2(g)的平衡常数为1×1015 B．根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2O C．常温下，2 mol NO、2 mol H2O(g)、2 mol CO2三种物质分解放出1 mol O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2 D．温度升高，题述三个反应的平衡常数均增大 √ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) AC　[A项，NO(g)⥫⥬N2(g)＋O2(g)的平衡常数为＝1×1015，正确；B项，H2和O2的反应需要点燃才能进行，错误；C项，常温下，2 mol NO、2 mol H2O(g)、2 mol CO2三种物质分解放出1 mol O2的平衡常数依次为1×1030、5×10-82 mol·L-1、4×10-92 mol·L-1，平衡常数数值越大，则反应的倾向越大，正确；D项，反应①②为放热反应，升高温度平衡常数减小，错误。] 2．已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 下列有关叙述不正确的是(　　) A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g) B．上述反应的正反应是放热反应 C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高 到830 ℃，此时测得CO为 0.4 mol，则该反应达到平衡状态 D．若平衡浓度符合下列关系式：＝，则此时的温度 为1 000 ℃ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 羰基硫(COS)是具有臭鸡蛋气味的无色气体，在工业生产中可用作粮食熏蒸剂，能够防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。羰基硫可由一氧化碳与硫化氢在一定温度、常压下催化反应制得。 在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)＋H2S(g)⥫⥬COS(g)＋H2(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。 有关化学平衡常数及平衡转化率的计算 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 1．反应前H2S的物质的量是多少？ 提示：设反应前 H2S的物质的量为a mol，容器的容积为 1 L，列“三段式”进行解题： 　　　　　　　　　　　　　CO(g)＋ H2S(g)⥫⥬COS(g)＋ H2(g) 起始物质的量浓度/(mol·L-1) 10 a 0 0 转化物质的量浓度/(mol·L-1) 2 2 2 2 平衡物质的量浓度/(mol·L-1) 8 a－2 2 2 化学平衡常数K＝＝ 0.1，解得a＝7。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 2．CO的平衡转化率为多少？ 提示：CO的平衡转化率为×100%＝20%。 3．羰基硫(COS)的产率为多少？ 提示：CO的物质的量为10 mol，H2S的物质的量为7 mol，CO过量，羰基硫的理论产量依据H2S的物质的量计算为7 mol，实际产量为2 mol，故其产率为×100%≈28.6%。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 1．明确三个量及其关系 (1)三个量：起始量、变化量、平衡量。 (2)三个关系： ①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ②对于同一反应产物，起始量＋变化量＝平衡量。 ③各物质的转化量之比等于化学方程式中各物质的化学式前面的系数之比。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 2．掌握一种方法──“三段式”法 　　　　　　　　　　mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g) 初始浓度/(mol·L-1) a b 0 0 转化浓度/(mol·L-1) mx nx px qx 平衡浓度/(mol·L-1) a－mx b－nx px qx 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 3．基本计算关系 (1)各物质的物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学式前的系数之比。 (2)反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (3)生成物的产率＝×100%。 (4)平衡时各气体组分的体积分数＝该气体组分的物质的量分数＝ ×100%。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 1．在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示： 物质 X Y Z 初始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 0 平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 下列说法错误的是(　　) A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．反应可表示为X(g)＋3Y(g)⥫⥬2Z(g)，其平衡常数为1 600 mol-2·L2 C．增大压强，平衡常数增大 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) C　[X、Y、Z的浓度变化量分别为0.05 mol·L-1、0.15 mol·L-1、0.1 mol·L-1，且X、Y的浓度减小，Z的浓度增大，所以该反应的化学方程式为X(g)＋3Y(g)⥫⥬2Z(g)；X的转化率为×100%＝50%，平衡常数K＝ mol-2·L2＝ 1 600 mol-2·L2；平衡常数只受温度的影响，不受压强和浓度的影响，C项符合题意。] 2．将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1 L恒容密闭反应器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋3H2(g)。某温度下反应达到平衡，平衡常数K＝27 mol2·L-2，此时测得CO的物质的量为0.10 mol。求：CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) [解析]　设CH4的起始物质的量浓度为n mol·L-1， 　　　　　　　　　 CH4(g)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋3H2(g) 初始浓度/(mol·L-1) n n 0 0 转化浓度/(mol·L-1) 0.10 0.10 0.10 0.30 平衡浓度/(mol·L-1) n－0.10 n－0.10 0.10 0.30 K＝＝27(mol·L-1)2，解得n＝0.11，CH4的平衡转化率＝×100%≈91%。 [答案]　91% [教材　观察·思考] 1．(1)反应SO2(g)＋NO2(g)⥫⥬SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 mol·L-1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，试求在该温度下，此反应的平衡常数是多少？ (2)在(1)中温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L-1，NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L-1，达到化学平衡时各物质的浓度分别是多少？ [答案]　(1)1 (2)c平(SO3)＝c平(NO)＝1.2 mol·L-1，c平(SO2)＝1.8 mol·L-1，c平(NO2)＝0.8 mol·L-1 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 2．计算(1)中NO2的转化率，(2)中SO2、NO2的转化率并比较，你能得出什么结论？ [答案]　α(NO2)＝×100%＝50%， α(SO2)＝×100%＝40%， α(NO2)＝×100%＝60%， 结论：两种反应物参加反应时，提高一种反应物的浓度，可以提高另一种反应物的转化率，而该反应物的转化率会降低。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课)  知识必备 1．平衡常数：以化学反应aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)为例：K＝，只受温度影响。 2．平衡转化率：α(A)＝×100%。 3．平衡常数和平衡转化率的计算方法──“三段式”。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 1．(双选)一定条件下反应2AB(g)⥫⥬A2(g)＋B2(g)达到平衡状态的标志是(　　) A．单位时间内生成n mol A2，同时消耗2n mol AB B．容器内，3种气体AB、A2、B2共存 C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍 D．容器中各组分的物质的量分数不随时间变化 学习效果　随堂评估 √ 2 4 3 题号 1 √ 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) CD　[该反应无论是否达到平衡状态，都存在单位时间内生成 n mol A2，同时消耗2n mol AB，A项错误；容器内3种气体AB、A2、B2共存，无法判断是否达到平衡状态，B项错误；AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍，正、逆反应速率相等，此时达到平衡状态，C项正确；容器中各组分的物质的量分数不随时间变化，说明反应达到平衡状态，D项正确。] 2 4 3 题号 1 2．某温度时，N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)的平衡常数K＝a(mol·L-1)-2，则此温度下，NH3(g)⥫⥬H2(g)＋N2(g)的平衡常数的数值为(　　) A．　　B．　　C．a　　D． 2 3 题号 1 4 √ A　[某温度时，N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)的平衡常数K＝a(mol·L-1)-2，则该温度下，2NH3(g)⥫⥬N2(g)＋3H2(g)的平衡常数K1＝(mol·L-1)2，NH3(g)⥫⥬H2(g)＋N2(g)的平衡常数的数值为。] 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 3．将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)⥫⥬nC(g)＋2D(g)，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C。下列说法不正确的是(　　) A．该温度下反应的化学平衡常数为 B．n等于2 C．平衡时B的浓度为1 mol·L-1 D．平衡时B的转化率为50% 2 3 题号 4 1 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) D　[生成C、D的物质的量相等，C、D的系数也相等，n＝2，列出三段式： 　　　　　3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)＋2D(g) 初始/mol 6 5 0 0 转化/mol 3 1 2 2 平衡/mol 3 4 2 2 平衡时B的浓度c平(B)＝＝1 mol·L-1，转化率α(B)＝ ×100%＝20%。K＝。] 2 3 题号 4 1 4．一定温度下，在密闭容器中，发生反应：2NO2(g)⥫⥬2NO(g)＋O2(g)，达到化学平衡时，测得混合气中NO2浓度为0.06 mol·L-1，O2的浓度为0.12 mol·L-1。 求：(1)该可逆反应的平衡常数K＝_______________。 (2)此时NO2的转化率为________。 2 4 3 题号 1 1.92 mol·L-1 80% 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) [解析]　(1)在化学反应中各物质的变化量之比等于化学式前的系数之比，故NO的浓度为0.24 mol·L-1，由平衡常数K＝＝1.92 mol·L-1；(2)由(1)可知反应前NO2浓度为0.3 mol·L-1，则NO2的转化率为×100%＝80%。 2 4 3 题号 1 (选择题只有一个选项符合题目要求) 1．下列关于平衡常数(K)的说法中，正确的是(　　) A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值 B．平衡常数只与温度有关，与反应物浓度、压强无关 C．从平衡常数数值的大小不能推断一个反应进行的程度 D．对于可逆反应C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表达式为K＝ 课时分层作业(十二)　化学平衡常数　平衡转化率 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 √ 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 64 B　[化学平衡常数随温度的改变而改变，故A错误；平衡常数只与温度有关，与反应物浓度、压强无关，故B正确；从平衡常数数值的大小可以推断一个反应进行的程度，平衡常数数值越大，反应进行得越完全，故C错误；对于可逆反应C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表达式为K＝，故D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 2．一定温度下，已知反应：①H2(g)＋S(s)⥫⥬H2S(g)　K1，②S(s)＋O2(g)⥫⥬SO2(g)　K2，则相同温度下，反应H2(g)＋SO2(g)⥫⥬H2S(g)＋O2(g)的平衡常数K等于(　　) A．K1＋K2　　　B．K1－K2　　　C．K1·K2 D． 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 √ D　[由①－②可得反应H2(g)＋SO2(g)⥫⥬H2S(g)＋O2(g)，K1＝ ，K2＝，K＝，所以K＝。] 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 3．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K分别是 ① H2(g)＋F2(g)⥫⥬2HF(g)　K＝1047； ② H2(g)＋Cl2(g)⥫⥬2HCl(g)　K＝1017； ③ H2(g)＋Br2(g)⥫⥬2HBr(g)　K＝109； ④ H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)　K＝1。 比较K大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是(　　) A．①②③④ 　B．④②③①　C．①④③② 　D．无法确定 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 √ A　[化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。] 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 4．一定温度下，在一个容积为1 L的密闭容器中，充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，发生反应H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)，经充分反应达到平衡后，生成的HI(g)占气体体积的50%，该温度下，在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI(g)发生反应HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)，则下列判断正确的是(　　) A．后一反应的平衡常数为1 B．后一反应的平衡常数为0.5 C．后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25 mol·L-1 D．后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度为0.5 mol·L-1 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) B　[前一反应达平衡时c平(H2)＝c平(I2)＝0.5 mol·L-1，c平(HI)＝ 1 mol·L-1，则平衡常数K1＝＝4，而后一反应的平衡常数K2＝＝0.5，A项错误，B项正确；设后一反应达到平衡时c平(H2)＝x mol·L-1，则平衡时c平(I2)＝x mol·L-1，c平(HI)＝(0.5－2x) mol·L-1，K2＝＝0.5，解得x＝0.125，故平衡时c平(HI)＝0.25 mol·L-1，C、D项错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 5．对于如下反应，其反应过程的能量变化示意图如图： 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 编号 反应 平衡常数 反应热 反应① A(g)⥫⥬B(g)＋C(g) K1 ΔH1 反应② B(g)＋C(g)⥫⥬D(g) K2 ΔH2 反应③ A(g)⥫⥬D(g) K3 ΔH3 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 下列说法正确的是(　　) A．K3＝K1＋K2 B．加催化剂，反应① 的反应热降低，反应速率加快 C．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 D．增大压强，K1减小，K2增大，K3不变 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) C　[依据化学平衡常数的计算表达式列式计算分析，K3＝ ＝K2·K1，故A错误；催化剂改变反应速率， 但不改变化学平衡和反应焓变，加催化剂，反应①的反应热不变，反应速率加快，故B错误；依据盖斯定律①＋②得到反应③：ΔH3＝ ΔH1＋ ΔH2，故C正确；平衡常数随温度变化，增大压强不改变平衡常数，平衡常数都不变，故D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 6．T ℃时，向某恒温恒容密闭容器中充入等物质的量的CH4(g)和CO2(g)，发生二氧化碳重整甲烷反应：CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)，测得体系中CH4(g)和CO(g)的物质的量浓度随时间的变化如图所示，下列说法错误的是(　　) A．点B的坐标为(5，) B．反应进行到5 min时，2v正(CH4)＜v逆(CO) C．CO2(g)的平衡转化率约为33.3% D．T ℃时，该反应的平衡常数为(mol·L-1)2 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 7．把7 mol A气体和5 mol B气体混合放入2 L密闭容器中，在一定条件下发生反应：3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(s)＋xD(g)，经5 min达到平衡，此时生成2 mol C，测得D的平均反应速率为0.2 mol·L-1·min-1，求： (1)B的转化率为________。 (2)x为_____。 (3)平衡时压强与初始时压强之比为_____。 (4)该温度下此反应的平衡常数为______________。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 20% 2 (mol·L-1)-2 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) [解析]　把7 mol A气体和5 mol B气体混合放入2 L密闭容器中，在一定条件下发生反应： 3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(s)＋xD(g)，经 5 min 达到平衡，此时生成2 mol C，测得D的平均反应速率为 0.2 mol·L-1· min-1，则生成D的物质的量为0.2 mol·L-1·min-1×2 L ×5 min ＝ 2 mol，则可列出三段式： 　　　　　　3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(s)＋xD(g) 初始量/mol 7 5 0 0 转化量/mol 3 1 2 2 平衡量/mol 4 4 2 2 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 (1)B的转化率为×100%＝20%。(2)根据化学式前的系数之比等于各物质的物质的量的变化量之比，可知x为2。(3)恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比，则平衡时压强与初始时压强之比为。(4)物质C为固体，平衡时，气体物质的浓度为 　3A(g)　＋　B(g) ⥫⥬ 2C(s)＋2D(g) 2 mol·L-1 2 mol·L-1 1 mol·L-1 则该温度下此反应的平衡常数 K＝(mol·L-1)-2。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 (选择题有一个或两个选项符合题目要求) 8．将一定量的硫氢化铵固体置于恒容密闭容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH4HS(s)⥫⥬NH3(g)＋H2S(g)。下列选项中，不能用来判断该反应已达到平衡状态的是(　　) A．v正(NH3)＝v逆(H2S) B．密闭容器中混合气体的密度不变 C．密闭容器中的压强不变 D．密闭容器中氨的体积分数不变 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) D　[NH4HS(s)⥫⥬NH3(g)＋H2S(g)，当v正(NH3)＝v逆(H2S)时，正、逆反应速率相等，A不符合题意；ρ＝ ，气体的总质量会变，体积不变，故密闭容器中混合气体的密度不变可作为判断该反应已达到化学平衡状态的依据，B不符合题意；反应前后气体的体积不等，故密闭容器中的压强不变可作为判断该反应已达到化学平衡状态的依据，C不符合题意；NH3与H2S的物质的量之比为1∶1，即密闭容器中氨的体积分数始终为50%，故密闭容器中氨的体积分数不变不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据，D符合题意。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 9．在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g) ⥫⥬M(g)＋N(g)。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(X) n(Y) n(M) ① 700 0.40 0.10 0.090 ② 800 0.10 0.40 0.080 ③ 800 0.20 0.30 a ④ 800 0.10 0.15 b 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) 下列说法正确的是(　　) A．实验①中，若5 min时测得n(M)＝0.050 mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10-2 mol·L-1·min-1 B．实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0 C．实验③中，达到平衡时，Y的转化率为40% D．实验④中，达到平衡时，b＝0.06 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 √ √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) CD　[速率之比等于化学式前的系数之比，则v(N)＝v(M)＝＝0.001 mol·L-1·min-1＝1.0×10-3 mol·L-1·min-1，A错误； 对于实验②，平衡时M为0.08 mol，则根据物质反应转化关系可知同时产生N的物质的量也是0.08 mol，平衡时n(X)＝0.10 mol－ 0.08 mol＝0.02 mol，n(Y)＝0.40 mol－0.08 mol＝0.32 mol，所以该 温度下的化学平衡常数K＝＝1，B错误；温度不变， 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 化学平衡常数不变，平衡时M的物质的量为a mol，则根据物质反应转化关系可知平衡时n(X)＝(0.20－a)mol，n(Y)＝(0.30－a)mol， n(N)＝a mol，K＝＝1，解得a＝0.12，故实验③中 Y的转化率为×100%＝40%，C正确；平衡时n(M)＝b mol，则根据物质反应转化关系可知反应产生N的物质的量n(N)＝b mol，则平衡时n(X)＝(0.10－b)mol，n(Y)＝(0.15－b)mol。温度不变，化 学平衡常数不变，则＝1，解得b＝0.06，D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 10．100 kPa时，反应2NO(g)＋O2(g)⥫⥬2NO2(g)中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图1，反应2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)中NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) (1)图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO(g)＋O2(g)⥫⥬ 2NO2(g)达到平衡时NO的转化率，则________点对应的压强最大。 (2)100 kPa、25 ℃时，2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)平衡体系中N2O4的物质的量分数为________(保留三位有效数字，下同)，N2O4的分压p(N2O4)＝______kPa，计算平衡常数Kp＝________ kPa-1(Kp用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 (3)100 kPa、25 ℃时，V mL NO与0.5V mL O2混合后最终气体的体积为________mL。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 B 66.7% 66.7 0.060 2 0.6V 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率(基础课) [解析]　(1)图1中曲线为等压线，A、C在等压线下方，B在等压线上方，A、C点相对等压线，NO的平衡转化率减小，则平衡逆向移动，为减小压强所致，B点相对等压线，NO的平衡转化率增大，则平衡正向移动，为增大压强所致，故压强最大的点为B。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 $$