专题2 第2单元 第3课时 化学平衡常数-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（苏教版2019）

0 专题2　化学反应速率与化学平衡 第二单元　化学反应的 方向与限度 第3课时　化学平衡常数 能力作业 02 目录 CONTENTS 基础作业 01 基础作业 (建议用时：10分钟) 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 4 2．关于化学平衡常数的叙述正确的是(　　) A．化学平衡常数与温度无关 B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变 C．化学平衡常数等于某时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 D．温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数 解析：对于给定的化学反应，平衡常数等于平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。温度变化或化学方程式的书写格式变化，化学平衡常数都会改变。 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 5 解析：依据化学平衡常数的定义可写出化学平衡常数的表达式，固体、纯液体的浓度视为定值，它们不列入平衡常数的表达式中，故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 6 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 7 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 8 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 9 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 10 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 11 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 12 能力作业 (建议用时：40分钟) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 14 2．关于化学平衡常数，下列说法不正确的是(　　) A．化学平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变 B．对于一定温度下的同一个反应，其正反应和逆反应的化学平衡常数的乘积等于1 C．温度越高，K值越大 D．化学平衡常数随温度的改变而改变 解析：平衡常数越大，说明可逆反应进行的程度越大，升温，平衡向吸热反应方向移动，若反应放热，升高温度，平衡常数会减小，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 20 [规律总结]　化学平衡计算的基本思路 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 23 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 1 0.6 0.4 0.2 0.2 0.2 n(O2)/mol 0.6 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 25 [归纳总结]　利用化学平衡常数K判断可逆反应的热效应 (1)温度升高时 ①K增大，则正反应为吸热反应； ②K减小，则正反应为放热反应。 (2)温度降低时 ①K增大，则正反应为放热反应； ②K减小，则正反应为吸热反应。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 26 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 29 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 30 解析：平衡时c(H2)＝0.5 mol·L－1，可知反应②分解消耗HI的浓度为c分解(HI)＝0.5 mol·L－1×2＝1 mol·L－1，故反应①生成c(HI)＝5 mol·L－1＋2×0.5 mol·L－1＝6 mol·L－1，由于氨气没有发生转化，则c平衡(NH3)＝c(HI)＝6 mol·L－1，平衡时 c平衡(HI)＝5 mol·L－1，此温度下反应①的平衡常数为K＝c平衡(NH3)·c平衡(HI)＝5×6＝30。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 31 11．一定条件下，在一个容积为2 L的密闭容器中加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体，反应达平衡生成1 mol AB气体并释放出热量，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．图中a点的值为0.15 B．该反应的平衡常数K＝0.03 C．温度升高，平衡常数K值减小 D．平衡时A2的转化率为62.5% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 32 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 33 25% 6 41% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 34 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 35 < 9.1% 不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 36 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 37 　　　　　　　　　　　　　 R 考点一　化学平衡常数 1．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①H2＋F22HF　K＝1047；②H2＋Cl22HCl　K＝1017；③H2＋Br22HBr　K＝109；④H2＋I22HI　K＝1。比较K的大小，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 3．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，反应的化学平衡常数表达式为(　　) A．K＝eq \f(c(Fe3O4)·c(H2),c(Fe)·c(H2O)) B．K＝eq \f(c(Fe3O4)·c4(H2),c(Fe)·c4(H2O)) C．K＝eq \f(c4(H2O),c4(H2)) D．K＝eq \f(c4(H2),c4(H2O)) 4．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在一定温度下，其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是(　　) A．将C(s)的表面积增大 B．增大体系的压强 C．升高体系的温度 D．使用合适的催化剂 考点二　平衡常数及转化率的有关计算 5．用4 mol SO2与2 mol O2进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.64 kJ·mol－1，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为(　　) A．40% B．50% C．80% D．90% 解析：根据放出314.624 kJ的热量可知参加反应的SO2的物质的量为eq \f(314.624 kJ,196.64 kJ·mol－1)×2＝3.2 mol，故SO2的转化率为eq \f(3.2 mol,4 mol)×100%＝80%。 6．已知448 ℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数是49，则eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)I2(g)HI(g)在该温度下的平衡常数是(　　) A.eq \f(1,49) B．2401 C．7 D.eq \f(1,7) 解析：设反应①H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1，反应②eq \f(1,2)H2(g)＋ eq \f(1,2)I2(g)HI(g)的平衡常数为K2，反应①的化学计量数是反应②的2倍，故K1＝Keq \o\al(2,2)＝49，K2＝7，C正确。 7．把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，发生反应X(g)＋2Y(g)2Z(g)，达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，则Y的转化率为(　　) A.eq \f(a＋b,5)×100% B.eq \f(2(a＋b),5b)×100% C.eq \f(2(a＋b),5)×100% D.eq \f(a＋b,5a)×100% 解析：根据已知条件n(X)＋n(Y)＝n(Z)列等式求n(Y)的变化量，然后由转化率定义式求解，设平衡时Y转化的物质的量为c mol， X(g)　＋　2Y(g)　 　2Z(g) 起始量/mol a b 0 转化量/mol eq \f(c,2) c c 平衡量/mol a－eq \f(c,2) b－c c 依题意有：a－eq \f(c,2)＋b－c＝c 解得c＝eq \f(2(a＋b),5) Y的转化率为eq \f(c,b)×100%＝eq \f(2(a＋b),5b)×100%。 8．对于CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，某温度下平衡常数K为1，向一密闭容器内同时通入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)各1 mol，在该温度下建立平衡时，CO的物质的量为(　　) A．大于1 mol B．小于1 mol C．等于1 mol D．无法确定 解析：由于CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)反应前与反应后气态物质的化学计量数之和相等，故可使用各物质的物质的量代替物质的量浓度进行计算。由于Qc＝K，说明一开始就建立了平衡。 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．一定条件下，合成氨反应呈平衡状态时有平衡常数K的不同表达式： 3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)　K1 eq \f(3,2)H2(g)＋eq \f(1,2)N2(g)NH3(g)　K2 H2(g)＋eq \f(1,3)N2(g)eq \f(2,3)NH3(g)　K3 则K1、K2、K3的关系为(　　) A．K1＝K2＝K3 B．K1＝Keq \o\al(2,2)＝Keq \o\al(3,3) C．Keq \o\al(6,1)＝Keq \o\al(3,2)＝Keq \o\al(3,3) D．无法确定 3．某温度下密闭容器中反应H2(g)＋I2(g)===2HI(g)　ΔH<0的平衡常数K的值为59，下列说法正确的是(　　) A．加压，K>59 B．降温，K<59 C．使用催化剂，K＝59 D．HI分解反应的平衡常数的表达式为K＝eq \f(c2(HI),c(H2)c(I2)) 4．化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标准。在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下： 2NO(g)N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030 2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081 2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 以下说法正确的是(　　) A．该温度下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2) B．该温度下，反应2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)的平衡常数的数值约为5×10－80 C．该温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解产生O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2 D．以上说法都不正确 解析：由化学平衡常数的定义可知K1＝eq \f(c(N2)·c(O2),c2(NO))，A错误；该温度下，该反应的平衡常数为eq \f(1,K2)＝eq \f(1,2×1081)＝5×10－82，B错误；该温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解产生O2的反应的化学平衡常数数值分别为1×1030、5×10－82、4×10－92，所以产生O2的倾向：NO>H2O>CO2，C正确，D错误。 5．在一定温度下，反应eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)X2(g)HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于(　　) A．5% B．17% C．25% D．33% 解析：eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)X2(g)HX(g)的平衡常数K1为10，那么HX(g)eq \f(1,2)H2(g)＋ eq \f(1,2)X2(g)的平衡常数K2为eq \f(1,10)，2HX(g)H2(g)＋X2(g)的平衡常数K3为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,10))) eq \s\up12(2)＝0.01。 设HX(g)分解的物质的量浓度为x mol·L－1 2HX(g) H2(g)＋X2(g) 起始浓度(mol·L－1) 1.0 0 0 转化浓度(mol·L－1) x eq \f(1,2)x eq \f(1,2)x 平衡浓度(mol·L－1) 1.0－x eq \f(1,2)x eq \f(1,2)x K3＝eq \f(\f(1,2)x·\f(1,2)x,(1.0－x)2)＝0.01，解得x≈0.17，所以该温度时HX(g)的最大分解率接近于17%，B正确。 6．高温下，某反应达平衡，平衡常数K＝eq \f(c(CO)·c(H2O),c(CO2)·c(H2))。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是(　　) A．该反应的反应热为正值 B．使用催化剂，正反应速率增大，平衡常数K增大 C．升高温度，逆反应速率减小 D．该反应化学方程式为CO＋H2Oeq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(高温))CO2＋H2 解析：根据平衡常数K＝eq \f(c(CO)·c(H2O),c(CO2)·c(H2))推知该反应的化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)；升高温度，c(H2)减小，平衡常数增大，因此，ΔH>0；使用催化剂，正、逆反应速率同等倍数增大，温度不变，平衡常数不变；升高温度，正、逆反应速率均增大。 7．T1温度时，在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH<0。实验测得：v正＝v消耗(NO)＝k正·c2(NO)·c(O2)，v逆＝v消耗(NO2)＝k逆·c2(NO2)， k正、k逆为速率常数，只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表： 下列说法不正确的是(　　) A．该反应的化学平衡常数K＝eq \f(k正,k逆) B．NO的平衡转化率为80% C．T1温度下，该反应的化学平衡常数K＝160 D．将容器的温度改为T2时，其k正＝k逆，则T2<T1 解析：平衡状态下，v正＝v逆，即k正·c2(NO)·c(O2)＝k逆·c2(NO2)，平衡常数K＝eq \f(c2(NO2),c2(NO)·c(O2))＝eq \f(k正,k逆)，故A正确；由表中数据可知，NO的平衡转化率为eq \f(1 mol－0.2 mol,1 mol)×100%＝80%，故B正确；结合表中数据，列三段式： 2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) 起始浓度/(mol·L－1) 0.5 0.3 0 转化浓度/(mol·L－1) 0.4 0.2 0.4 平衡浓度/(mol·L－1) 0.1 0.1 0.4 平衡常数K＝eq \f(c2(NO2),c2(NO)×c(O2))＝eq \f(0.42,0.12×0.1)＝160，故C正确；若将容器的温度改为T2时，其k正＝k逆，结合A项分析，T2温度下平衡常数K＝1<160，2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH<0，升温K值减小，则T2>T1，故D错误。 8．取1 mol A和a mol B放入密闭容器，使其发生反应A(g)＋aB(g)bC(g)，当反应达到平衡时，A的转化率为50%，在同温、同压下测得混合气体的密度是原来的eq \f(4,3)倍，则a、b可能是(　　) A．a＝1、b＝4 B．a＝3、b＝3 C．a＝2、b＝3 D．a＝3、b＝2 解析：同温、同压下，气体的密度之比为气体体积的反比，而气体的体积之比等于气体的物质的量之比，即可算出反应后的物质的量为eq \f(3,4)(1＋a) mol，根据差量法，可得到表达式1＋a＝2b，将各选项数据代入，只有a＝3、b＝2符合。 9.将CO2转化为甲醇的原理为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0。500 ℃时，在容积为1 L的固定容积的密闭容器中充入1 mol CO2、3 mol H2，测得CO2浓度与CH3OH浓度随时间的变化如图所示，下列结论错误的是(　　) A．500 ℃时该反应的平衡常数K＝3 B．平衡时H2的转化率为75% C．曲线X可以表示CH3OH(g)或H2O(g)的浓度变化 D．从反应开始到10 min时，H2的反应速率v(H2)＝0.225 mol·L－1·min－1 解析：从题图中可以看出，10 min时反应达到平衡状态，此时c(CO2)＝0.25 mol·L－1，c(H2)＝(3－3×0.75) mol·L－1＝0.75 mol·L－1，c(CH3OH)＝c(H2O)＝0.75 mol·L－1，平衡常数K＝eq \f(0.75×0.75,0.753×0.25)≈5.33，A错误；根据A项分析可知，氢气的转化率为eq \f((3－0.75) mol·L－1,3 mol·L－1)×100%＝75%，B正确；根据题意及题图分析可知，X为CH3OH(g)浓度的变化，热化学方程式中CH3OH和H2O的化学计量数相同，故曲线X可以表示CH3OH(g)或H2O(g)的浓度变化，C正确；由分析可知，到10 min时氢气的浓度变化量为3 mol·L－1－0.75 mol·L－1＝2.25 mol·L－1，v(H2)＝eq \f(2.25 mol·L－1,10 min)＝0.225 mol·L－1·min－1，D正确。 10．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g) ②2HI(g)H2(g)＋I2(g) 达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HI)＝5 mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为(　　) A．9 B．16 C．20 D．30 解析：当AB的浓度改变0.5 mol·L－1，由方程式A2(g)＋B2(g)2AB(g)知，A2的浓度改变为0.25 mol·L－1，所以a＝0.4－0.25＝0.15，所以平衡时A2的转化率为eq \f(0.25,0.4)×100%＝62.5%，A、D正确；当AB的浓度改变0.5 mol·L－1时，由方程式知，B2的浓度改变为0.25 mol·L－1，所以平衡时B2的浓度为(0.3－0.25) mol·L－1＝0.05 mol·L－1，K＝eq \f(c2(AB),c(A2)·c(B2))＝eq \f(0.52,0.15×0.05)＝eq \f(100,3)，B错误；已知A2(g)＋B2(g)2AB(g)释放出热量即ΔH<0，所以温度升高，平衡常数K值减小，C正确。 二、非选择题 12．恒容容器中发生可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)＋R(s)　ΔH>0，请回答下列问题。 (1)该反应平衡常数的表达式K＝________。 (2)在某温度下，起始时c(M)＝1 mol·L－1、c(N)＝2.4 mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。 (3)若保持温度不变，起始时c(M)＝4 mol·L－1、c(N)＝a mol·L－1，达到平衡后c(P)＝2 mol·L－1，则a＝______。 (4)若保持温度不变，起始时c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。 eq \f(c(P)·c(Q),c(M)·c(N)) 解析：(2)M的转化率为60%时，M和N的浓度变化量均为0.6 mol·L－1，此时N的转化率为eq \f(0.6 mol·L－1,2.4 mol·L－1)×100%＝25%。 (3)温度不变时，反应的平衡常数不变，此温度下该反应的平衡常数K＝eq \f(0.6×0.6,0.4×1.8)＝0.5，故eq \f(2×2,2×(a－2))＝0.5，解得a＝6。 (4)设M的转化率为x，则eq \f(bx×bx,(b－bx)×(b－bx))＝0.5，解得x≈41%。 13．还原法炼铅包含反应PbO(s)＋CO(g)Pb(s)＋CO2(g)　ΔH，该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表： 温度/℃ 300 727 1227 lg K 6.17 2.87 1.24 (1)该反应的ΔH______(填“>”“<”或“＝”)0。 (2)当lg K＝1，在恒容密闭容器中放入PbO并通入CO，达平衡时，混合气体中CO的体积分数为________(保留两位有效数字)；若再向容器中充入一定量的CO气体后，平衡发生移动，再次达到平衡时，CO的百分含量________(填“增大”“减小”或“不变”)。 解析：(1)随温度升高lg K减小，则该反应正向放热，ΔH<0。 (2)lg K＝1即K＝10，则该反应K＝eq \f(c(CO2),c(CO))＝10，则CO的体积分数为eq \f(c(CO),c(CO)＋c(CO2))×100%＝eq \f(1,11)×100%≈9.1%。温度不变K不变，则CO的百分含量不变。 $$