第10章 第37讲 化学平衡常数及转化率（PPT课件）-【满分思维】2027年高考一轮总复习·化学

该高中化学高考复习课件聚焦“化学平衡常数及转化率”专题，依据新课标要求和高考评价体系，梳理了平衡常数（K、Kp）含义、表达式书写、计算及反应方向判断等核心考点，结合近三年高考真题分析，明确公式综合应用、图像信息转化等高频考查方向，归纳出常规计算、分压平衡常数（Kp）等典型题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题解析+素养提升”的复习策略，如以2025年广东卷钛基催化反应、河南卷CaCO₃热分解等真题为例，通过“三段式”计算模型、分压思维模型突破转化率与Kp计算难点，培养学生科学思维和证据推理能力。特设易错点辨析（如平衡常数与平衡移动关系）和答题模板，助力学生掌握解题技巧，教师可据此优化复习路径，提升备考效率。

第37讲　化学平衡常数及转化率 课标 指引 1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义。 2.能书写平衡常数表达式,能进行平衡常数、平衡转化率的简单计算。 3.能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及化学反应的方向。 三年 高考 命题 分析 1.命题特点 基础性:注重对化学平衡常数(K、Kp)及转化率基本公式及简单计算的直接考查,强调概念理解和基础应用能力。 综合性:试题常结合反应速率、勒夏特列原理及图像分析,要求考生综合运用多模块知识解决平衡移动与计算问题。 情境化:命题倾向工业实际情境,通过真实生产数据或实验探究设计问题,考查考生迁移知识解决复杂问题的能力。 2.命题趋势:注重结合真实情境(如工业生产、环保等)综合应用概念分析与计算,强调对平衡移动原理的深度理解而非单纯记忆公式。 考点一　化学平衡常数及其应用 考点二　化学平衡常数及转化率的计算 目录索引 学科素养•发展 考点一　化学平衡常数及其应用 必备知识•梳理 1.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__________之积与反应物__________之积的比值是一个常数,即化学平衡常数(简称平衡常数),用符号__________表示。  浓度幂 浓度幂 K 必备知识•梳理 关键能力•提升 2.表达式 (1)对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),在一定温度下达到平衡状态时,化学平衡常数的表达式为K=_____________。  (2)试找出平衡常数K1和K2、K3的关系。 已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　K1, 则:①N2(g)+H2(g) NH3(g) K2=__________(用含K1的表达式填写,下同)。  ②2NH3(g) N2(g)+3H2(g)　K3=__________。  固体或液体纯净物浓度不变,不写入平衡常数表达式 　 必备知识•梳理 关键能力•提升 3.影响因素 化学平衡常数K只受__________影响,与反应物或生成物的浓度变化无关,与压强变化、是否使用催化剂等无关。对于ΔH<0的反应,升高温度,平衡逆向移动,K__________,降低温度,平衡正向移动,K__________;对于ΔH>0的反应,升高温度,平衡正向移动,K__________,降低温度,平衡逆向移动, K__________。  温度 减小 增大 增大 减小 必备知识•梳理 关键能力•提升 4.应用 (1)判断可逆反应进行的程度 K值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越大。 (2)判断反应是否达到平衡或反应进行的方向 对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)在任意时刻,浓度商为Q=___________。  　 正反应 化学平衡 逆反应 必备知识•梳理 关键能力•提升 (3)已知反应:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)　ΔH>0。 ①此反应的平衡常数表达式为K=__________。  ②温度降低,则K__________ (填“增大”“减小”或“不变”)。  (4)已知1 100 ℃时,(3)中反应的平衡常数K=0.263。若1 100 ℃时测得反应体系中c(CO2)=0.025 mol·L-1,c(CO)=0.01 mol·L-1,此时该反应__________ (填“处于”或“不处于”)化学平衡状态,化学反应速率:正反应速率________ (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。  减小 不处于 < 必备知识•梳理 关键能力•提升 教材链接 (选择性必修1·P42·练习与应用T1)在一定温度下,反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡,该反应的平衡常数表达式为K=__________。若平衡时各物质的浓度分别为c(A)=2.0 mol·L-1、c(B)=2.0 mol·L-1、c(C)=1.0 mol·L-1,则K=__________。  必备知识•梳理 关键能力•提升 辨析明理 判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)　K=c(CO2)。(　　) (2)Cr2(aq)+H2O(l) 2Cr(aq)+2H+(aq)　K=。 (　　) (3)平衡常数发生变化,化学平衡一定发生移动。(　　) (4)化学平衡发生移动,平衡常数一定发生变化。(　　) (5)平衡常数K越大,表示反应进行得越快。(　　) (6)温度不变,增大反应物浓度,平衡正向移动,平衡常数增大。(　　) (7)反应A(g)+B(g) C(g)达到平衡后,温度不变,增大压强,平衡正向移动,平衡常数增大。(　　) √ √ √ × × × × 必备知识•梳理 关键能力•提升 关键能力•提升 命题角度1　化学平衡常数的影响因素及其应用 1.在恒容密闭容器中,由CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),在其他条件不变的情况下研究温度对该反应的影响,实验结果如图所示,下列说法正确的是(　　) A.平衡常数K= B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 C.CO合成甲醇的反应为吸热反应 D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大 D 必备知识•梳理 关键能力•提升 解析:因该反应中氢气的化学计量数为2,则该反应的平衡常数的表达式为,A项错误;由图像可知,T2>T1,T1条件下平衡时甲醇的物质的量比T2时大,则正反应为放热反应,T1时的平衡常数比T2时的大,B项错误、C项错误;处于A点的反应体系从T1变到T2的过程中,平衡向逆反应方向移动,则c(H2)增大,而c(CH3OH)减小,达到平衡时增大,D项正确。 必备知识•梳理 关键能力•提升 命题角度2　化学平衡常数与平衡移动方向的判断 2.(2026·山东菏泽开学考)某温度下,向1 L真空刚性容器中加入1 mol (CH3)2CHOH,反应达到平衡时,c(Y)=0.4 mol·L-1。下列说法正确的是(　　) (CH3)2CHOH(g) (CH3)2CO(g)+H2(g) X Y Z A.再充入1 mol X和1 mol Y,此时v(正)<v(逆) B.再充入1 mol X,平衡时c(Y)=0.8 mol·L-1 C.再充入1 mol N2,平衡向右移动 D.若温度升高,X的转化率增大,则上述反应的ΔH<0 A 必备知识•梳理 关键能力•提升 解析:根据反应方程式可知,平衡时c(X)=-0.4 mol·L-1=0.6 mol·L-1,c(Y)= c(Z)=0.4 mol·L-1;则K=≈0.267,再充入1 mol X和1 mol Y后, c(X)=(0.6+1) mol·L-1=1.6 mol·L-1,c(Y)=(0.4+1) mol·L-1=1.4 mol·L-1,c(Z)=0.4 mol·L-1,浓度商Q==0.35,Q>K,平衡逆向移动,故有v(正)<v(逆),A正确;向真空刚性容器中再充入1 mol X相当于增大压强,该反应是气体体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,则平衡时,Y的浓度小于0.8 mol·L-1,B错误;刚性容器中充入惰性气体N2,反应物和生成物的浓度不变,故Q=K,平衡不移动,C错误;若温度升高,X的转化率增大,说明平衡正向移动,根据勒夏特列原理,正反应的ΔH>0,D错误。 必备知识•梳理 关键能力•提升 3.在一定容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与温度t的关系如下表: t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题: (1)该反应的化学平衡常数表达式为K=_______________。  (2)该反应的正反应为__________ (填“吸热”或“放热”)反应。  (3)某温度下,各物质的平衡浓度符合关系式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为__________。  吸热 700 ℃ 必备知识•梳理 关键能力•提升 (4)若830 ℃时,向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O,反应达到平衡后,其化学平衡常数K__________ (填“>”“<”或“=”)1.0。  (5)830 ℃时,容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下,扩大容器的容积,平衡_____________ (填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。  (6)若1 200 ℃时,在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L-1、2 mol·L-1、4 mol·L-1、4 mol·L-1,则此时上述反应_____________ (填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。  = 不 向逆反应方向进行 必备知识•梳理 关键能力•提升 解析:(1)根据化学方程式CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)可知,该反应的平衡常数表达式为K=。 (2)根据题干中的表格可知,随着温度的升高,平衡常数逐渐增大,说明该反应的正反应为吸热反应。 (3)某温度下,各物质的平衡浓度有如下关系:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),根据平衡常数表达式K=可知,K==0.6,所以此时对应的温度为700 ℃。 (4)化学平衡常数只与温度有关,与反应物和生成物的浓度无关,所以只要在830 ℃条件下,该反应的平衡常数的数值都为1.0。 必备知识•梳理 关键能力•提升 (5)830 ℃时反应达到平衡,扩大容器容积的瞬间,反应物和生成物的浓度都减小相同的倍数,根据平衡常数表达式K=可知,反应物和生成物的浓度同时改变相同的倍数,Q=K,平衡不移动。 (6)1 200 ℃时,Q=,将各物质的浓度代入可得Q=4,而此温度下的平衡常数为2.6,即Q>K,所以该反应向逆反应方向进行。 必备知识•梳理 关键能力•提升 考点二 化学平衡常数及转化率的计算 必备知识•梳理 1.明确三个量的关系 (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化学方程式中各物质的化学计量数之比。 必备知识•梳理 关键能力•提升 2.掌握四个公式 (1)反应物的转化率=×100%=×100%。 (2)生成物的产率=×100%, 即实际产量占理论产量的百分数。一般来讲,转化率越大,原料利用率越高,产率越大。 (3)平衡时混合物中某组分的百分含量=×100%。 (4)某组分的体积分数=×100%。 必备知识•梳理 关键能力•提升 教材链接 (选择性必修1·P42·练习与应用T7)已知一氧化碳与水蒸气的反应为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。在830 ℃时该反应的平衡常数是1.0。如果反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.1 mol·L-1,计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。 必备知识•梳理 关键能力•提升 3.掌握一种模式——“三段式” 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),若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,则有 　　　 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 　a 　b 　 0 　 0 　mx 　nx 　 px 　 qx 　a-mx b-nx 　 px 　 qx 故化学平衡常数为K=,平衡时A的转化率为α(A)=×100%。 必备知识•梳理 关键能力•提升 关键能力•提升 命题角度1　化学平衡常数的常规计算 1.(2025·广东卷节选)钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。 以TiCl4为原料可制备TiCl3。将5.0 mol TiCl4与10.0 mol Ti放入容积为V0 L的恒容密闭容器中,反应体系存在下列过程。 必备知识•梳理 关键能力•提升 (1)ΔH1=__________kJ·mol-1。  (2)不同温度下,平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅰ对应的物质为__________。  (3)温度T0 K下,n[TiCl4(g)]=__________mol,反应(c)的平衡常数K=__________(列出算式,无须化简)。  -267.8 TiCl2(s) 0.5 必备知识•梳理 关键能力•提升 解析:(1)根据盖斯定律,反应(a)=反应(c)-反应(b)×2,ΔH1=+132.4 kJ·mol-1-2×(+200.1 kJ·mol-1)=-267.8 kJ·mol-1。 (2)(a)(d)均为放热过程,(b)(c)均为吸热过程,温度升高,(a)(d)平衡逆向移动,(b)(c)平衡正向移动,TiCl3(g)物质的量增加,TiCl2(s)物质的量减少,曲线Ⅰ对应物质为TiCl2(s),曲线Ⅱ对应物质为TiCl3(g)。 (3)初始投料时加入10.0 mol Ti、5.0 mol TiCl4,由图可知T0 K时n[Ti(s)]=8.5 mol,n[TiCl3(g)]=6.0 mol,n[TiCl3(s)]=n[TiCl2(s)]=0 mol,根据Ti原子守恒可得10.0 mol+5.0 mol=8.5 mol+6.0 mol+n[TiCl4(g)],解得n[TiCl4(g)]=0.5 mol。容器容积为V0 L,则c[TiCl3(g)]= mol·L-1,c[TiCl4(g)]= mol·L-1,反应(c)的平衡常数K=。 必备知识•梳理 关键能力•提升 命题角度2　压强平衡常数的计算 2.(2025·河南卷节选)CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合,可生产高纯度合成气(H2+CO),实现碳资源的二次利用。主要反应如下。 反应Ⅰ:CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)　ΔH1=+178 kJ·mol-1 反应Ⅱ:CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g)　ΔH2=+247 kJ·mol-1 反应Ⅲ:H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)　ΔH3=+41 kJ·mol-1 回答下列问题: 一定温度、100 kPa下,向体系中加入1.0 mol CaCO3和1.0 mol CH4,假设此条件下其他副反应可忽略,恒压反应至平衡时,体系中CaCO3转化率为80%,CH4转化率为60%,CO物质的量为1.3 mol,反应Ⅲ的平衡常数Kp=__________(保留小数点后一位),此时原位CO2利用率为__________。  已知:原位CO2利用率=×100% 1.2 70% 必备知识•梳理 关键能力•提升 解析:CaCO3投料1.0 mol,平衡转化率为80%,则反应Ⅰ生成CO2的物质的量为1.0 mol×80%=0.8 mol,CH4投料1.0 mol,平衡转化率为60%,则反应Ⅱ中消耗n(CH4)=1.0 mol×60%=0.6 mol,生成1.2 mol CO,已知平衡时CO总物质的量为1.3 mol,则反应Ⅲ中生成0.1 mol CO,消耗0.1 mol CO2,即平衡时, n(CO2)=(0.8-0.6-0.1) mol=0.1 mol,n(H2)=(1.2-0.1) mol=1.1 mol,n(H2O)=0.1 mol,n(CH4)=(1.0-0.6) mol=0.4 mol,气体总物质的量n=(0.1+1.1+0.1+1.3+0.4) mol=3.0 mol,则反应ⅢH2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的压强平衡常数 Kp=≈1.2;(平衡)=(1.0-0.8) mol=0.2 mol,原位CO2利用率= ×100%=×100%=70%。 必备知识•梳理 关键能力•提升 3.(2025·安徽卷节选)甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO和H2)的重要方法,主要反应有: ①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ③CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) 恒温恒压密闭容器中,投入不同物质的量之比的CH4/CO2/Ar混合气,投料组成与CH4和CO2的平衡转化率之间的关系如下图。 必备知识•梳理 关键能力•提升 (1)投料组成中Ar含量下降,平衡体系中n(CO)∶n(H2)的值将__________ (填“增大”“减小”或“不变”)。  (2)若平衡时Ar的分压为p kPa,根据a、b两点计算反应③的平衡常数Kp=__________(kPa)2(用含p的代数式表示,Kp是用分压代替浓度计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。  增大 p2 必备知识•梳理 关键能力•提升 解析:(1)因为反应③=反应①-反应②,所以①②③三个反应中只有两个独立的反应,可只考虑反应①和②。由图可知,当初始投料中n(CH4)=n(CO2)时,若n(Ar)很大,则CO2与CH4的平衡转化率几乎相等,此时可认为只发生反应①,则n(CO)∶n(H2)的值约为1;而当投料组成中Ar含量下降时,CO2的平衡转化率大于CH4的平衡转化率,则除反应①外还发生反应②,反应②消耗H2并生成CO,使n(CO)∶n(H2)的值大于1,因此投料组成中Ar含量下降,平衡体系中n(CO)∶n(H2)的值将增大。 必备知识•梳理 关键能力•提升 (2)设投料时CH4、CO2和Ar的物质的量分别为2 mol、2 mol、1 mol,依据a、b两点数据,平衡时CO2转化率为30%,余1.4 mol,CH4转化率为20%,余1.6 mol。 依据碳元素守恒,平衡时体系中n(CO)=4 mol-1.4 mol-1.6 mol=1 mol,依据元素守恒知: 氢元素守恒有n(CH4)×4+n(H2)×2+n(H2O)×2=8 mol　(Ⅰ) 氧元素守恒有n(CO2)×2+n(CO)+n(H2O)=4 mol　(Ⅱ) 由Ⅱ式求出n(H2O)=0.2 mol,再由Ⅰ式求出n(H2)=0.6 mol,故平衡时体系中气体总物质的量为 n(CH4)+n(CO2)+n(Ar)+n(CO)+n(H2)+n(H2O)=1.6 mol+ 1.4 mol+1 mol+1 mol+0.6 mol+0.2 mol=5.8 mol。 必备知识•梳理 关键能力•提升 因平衡时Ar的分压为p kPa,则CH4、H2O、CO、H2的分压分别为p kPa、p kPa、p kPa、p kPa。 故此时反应③的平衡常数Kp=(kPa)2=p2(kPa)2。 必备知识•梳理 关键能力•提升 必备知识•梳理 关键能力•提升 命题角度3　转化率的计算 4.(2024·全国甲卷节选)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题: (1)已知如下热化学方程式: CH4(g)+Br2(g) ══CH3Br(g)+HBr(g)　ΔH1=-29 kJ·mol-1 3CH3Br(g) ══C3H6(g)+3HBr(g)　ΔH2=+20 kJ·mol-1 计算反应3CH4(g)+3Br2(g) ══C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=_________kJ·mol-1。 -67 必备知识•梳理 关键能力•提升 (2)CH4与Br2反应生成CH3Br,部分CH3Br会进一步溴化。将8 mmol CH4和8 mmol Br2通入密闭容器,平衡时,n(CH4)、n(CH3Br)与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。 (ⅰ)图中CH3Br的曲线是__________(填“a”或“b”)。  (ⅱ)560 ℃时,CH4的转化率α=__________,n(HBr)=__________mmol。  (ⅲ)560 ℃时,反应CH3Br(g)+Br2(g) ══CH2Br2(g)+HBr(g)的平衡常数K=__________。  a 80% 7.8 10.92 必备知识•梳理 关键能力•提升 解析:(1)将第一个热化学方程式编号为①,将第二个热化学方程式编号为②。根据盖斯定律,将热化学方程式①乘以3再加上热化学方程式②,即①×3+②,可得热化学方程式3CH4(g)+3Br2(g) ══C3H6(g)+6HBr(g)　ΔH=-29 kJ·mol-1×3+20 kJ·mol-1=-67 kJ·mol-1。 必备知识•梳理 关键能力•提升 (2)(ⅰ)根据热化学方程式①,升高温度,平衡逆向移动,CH4(g)的含量增多, CH3Br(g)的含量减少,故CH3Br的曲线为a。(ⅱ)560 ℃时反应达平衡,剩余的CH4(g)的物质的量为1.6 mmol,其转化率α=×100%=80%;若只发生一步反应,则生成6.4 mmol CH3Br,但此时剩余CH3Br的物质的量为5.0 mmol,说明还有1.4 mmol CH3Br发生反应生成CH2Br2,则此时生成的HBr的物质的量为(6.4+1.4) mmol=7.8 mmol。(ⅲ)平衡时,题给反应中各组分的物质的量分别为n(CH3Br)=5.0 mmol、n(Br2)=0.2 mmol、n(CH2Br2)=1.4 mmol、n(HBr)=7.8 mmol,因反应容器为密闭容器,反应过程中各气态物质均充满整个容器空间,故所有气态物质都有相同的、恒定不变的体积V,故该反应的平衡常数K==10.92。 必备知识•梳理 关键能力•提升 学科素养•发展 题组1　前沿模拟演练 1.(2025·湖北武汉4月调研节选)燃煤电厂的CO2催化转化为甲醇燃料,可以有效降低碳排放量。涉及如下反应: 反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-49.5 kJ·mol-1 反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.2 kJ·mol-1 反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH3 回答下列问题: (1)ΔH3=__________ kJ·mol-1。  -90.7 解析:反应Ⅰ-反应Ⅱ=反应Ⅲ,根据盖斯定律计算, ΔH3=ΔH1-ΔH2=-49.5 kJ·mol-1-41.2 kJ·mol-1=-90.7 kJ·mol-1。 (2)在p=1 MPa、2 MPa、3 MPa、5 MPa下,在装有催化剂的反应管中投入n(CO2)=1 mol、n(H2)=3 mol的混合气体,若仅考虑上述反应,平衡时CO2的转化率α及CH3OH和CO的选择性S随温度的变化关系如图 [已知:S(CH3OH)=×100%]。 ①表示S(CO)的曲线是__________(填字母)。  ②温度高于350 ℃,m的四条曲线趋于相同的原因是___________________ ____________________________________________________________。  ③245 ℃、3 MPa时,若平衡后容器容积为V L,则反应Ⅰ的K=__________ (写出计算式)。  p T>350 ℃,主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ前后气体分子总数相等,压强改变对平衡没有影响 解析:①反应Ⅰ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,反应Ⅲ为放热反应,升高温度,CO浓度增大,CH3OH浓度减小,CO选择性增大,CH3OH选择性减小,因此表示S(CH3OH)的曲线是n,表示S(CO)的曲线是p,表示CO2平衡转化率的曲线是m。②温度高于350 ℃,m的四条曲线趋于相同的原因是T>350 ℃,主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ前后气体分子总数相等,压强改变对平衡没有影响。③初始投入n(CO2)=1 mol、n(H2)=3 mol,245 ℃达到平衡时,CO2的转化率为20%,将反应Ⅰ和反应Ⅱ相加可得:2CO2(g)+4H2(g) CH3OH(g)+ 2H2O(g)+CO(g),平衡时n(CO2)=(1-1×20%) mol=0.8 mol,n(H2)=(3-1× 20%×2) mol=2.6 mol,n(CH3OH)=n(CO)=(×1×20%) mol=0.1 mol, n(H2O)=(1×20%) mol=0.2 mol, 则反应Ⅰ的K=。 ①n=_______。C代表的物质是_______ (填化学式)。  ②达到平衡时,该可逆反应的平衡常数Kp为__________(Kp为用分压计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。  2.(2025·河南新乡多校调研联考节选)Na2S俗称“臭碱”,因水解生成H2S而得名。 (1)可用废弃活性炭吸收剂作为H2S选择性氧化的高效碳催化剂,相关反应为2H2S(g)+O2(g) Sn(g)+2H2O(g)。在密闭容器中充入2 mol H2S和1 mol O2,发生上述反应,测得四种物质的物质的量如下图所示。 2 H2O 3.375 解析:①根据图像可知,C、D的物质的量从0开始逐渐增大,故C、D为生成物,4 min时,,故C、D的化学计量数之比为2∶1,再结合题给化学方程式可知,n=2,D为S2,C为H2O。 ②结合图中数据可列以下三段式: 　　 　2H2S(g)+O2(g) S2(g)+2H2O(g) 起始/mol 2 1 0 0 转化/mol 1.2 0.6 0.6 1.2 平衡/mol 0.8 0.4 0.6 1.2 该反应反应前后气体分子数相等,压强平衡常数可以用物质的量直接计算,Kp==3.375。 (2)在总压保持不变的条件下,向密闭容器中充入一定量H2S(g)和Ar,发生反应:2H2S(g) S2(g)+2H2(g)　ΔH=+170 kJ·mol-1。测得H2S平衡转化率与投料比η[η=]、温度的关系如下图所示。 正反应速率:m点_______ (填“>”“<”或“=”)n点,判断依据是_____________。 温度不变,投料比增大,H2S平衡转化率增大的原因是______________。  > 该反应的ΔH>0,温度升高,平衡右移,H2S的平衡转化率增大,T1>T2;m点投料比小于n点,说明m点H2S分压大于n点,故正反应速率:m>n 总压不变,投料比增大,平衡体系的分压减小,平衡向右移动,H2S平衡转化率增大 题组2　高考真题集训 3.(2025·广东卷节选)钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。 钛基催化剂可以催化储氢物质肼(N2H4)的分解反应: (e)N2H4══N2+2H2 (f)3N2H4══N2+4NH3 为研究某钛基催化剂对上述反应的影响,以肼的水溶液为原料(含N2H4的物质的量为n0),进行实验,得到n1/n0、n2/n0随时间t变化的曲线如图。其中,n1为H2与N2的物质的量之和;n2为剩余N2H4的物质的量。设ne为0~t时间段内反应(e)消耗N2H4的物质的量,该时间段内,本体系中催化剂的选择性用×100%表示。 (1)0~t0 min内,N2H4的转化率为______________(用含y2的代数式表示)。  (2)0~t0 min内,催化剂的选择性为____________________(用含y1与y2的代数式表示,写出推导过程)。  (1-y2)×100% ×100% 解析:(1)t0时,n2=y2·n0,N2H4的转化率=×100%=(1-y2)×100%。 (2)设t0 min时,反应(e)转化N2H4的物质的量为a,反应(f)转化N2H4的物质的量为3b,据此列出三段式: 　 　N2H4══N2+2H2 转化 a a 2a 　 　3N2H4══N2+4NH3 转化 3b b 4b 则n1=3a+b　n2=n0-(a+3b) =y1① =y2② 联立①②可得:a=n0,b=n0 则0~t0 min内,催化剂的选择性为×100%=×100%。 4.(2025·河北卷节选)煤化工路线中,利用合成气直接合成乙二醇(EG),原子利用率可达100%,具有广阔的发展前景。反应如下: 2CO(g)+3H2(g) HOCH2CH2OH(g)　ΔH。 按化学计量比进料,固定平衡转化率α,探究温度与压强的关系。α分别为0.4、0.5和0.6时,温度与压强的关系如图: (1)代表α=0.6的曲线为__________(填“L1”“L2”或“L3”);原因是___________ ____________________________________________________________。  (2)ΔH__________(填“>”“<”或“=”)0。  (3)已知:反应aA(g)+bB(g) yY(g)+zZ(g),Kx=,x为组分的物质的量分数。 M、N两点对应的体系,Kx(M)__________(填“>”“<”或“=”)Kx(N),D点对应体系的Kx的值为__________。  (4)已知:反应aA(g)+bB(g) yY(g)+zZ(g),Kp=,p为组分的分压。调整进料比为n(CO)∶n(H2)=m∶3,系统压强维持p0 MPa,使α(H2)=0.75,此时Kp=_________________ (MPa)-4(用含有m和p0的代数式表示)。  L1 正反应为气体 体积减小的反应,温度相同时,增大压强平衡正向移动,平衡转化率增大 < = 12 解析:(1)反应2CO(g)+3H2(g) HOCH2CH2OH(g)为气体分子数减小的反应,当温度相同时,压强增大,平衡正向移动,平衡转化率增大,则α=0.6对应的曲线为L1。 (2)由图可知,压强相同时,温度升高,平衡转化率减小,说明ΔH<0。 (3)M、N均按化学计量比进料,且平衡转化率相等,平衡时各组分物质的量分数分别相等,则Kx(M)=Kx(N)。D点对应的平衡转化率为0.5,依据题给信息,该反应按化学计量比进料,设起始加入2 mol CO、3 mol H2,列出三段式: 　　　　2CO(g)+3H2(g) HOCH2CH2OH(g) 起始/mol 2 3 0 转化/mol 1 1.5 0.5 平衡/mol 1 1.5 0.5 平衡时CO、H2、HOCH2CH2OH的物质的量分数分别为, 则Kx==12。 (4)设起始加入m mol CO、3 mol H2,α(H2)=0.75,列出三段式: 　　　　　2CO(g)+3H2(g) HOCH2CH2OH(g) 起始/mol m 3 0 转化/mol 1.5 2.25 0.75 平衡/mol m-1.5 0.75 0.75 平衡时体系中气体总物质的量为(m-1.5+0.75+0.75) mol=m mol,则CO、H2、HOCH2CH2OH的平衡分压分别为p0 MPa、p0 MPa、p0 MPa,此时Kp= MPa-4= MPa-4。 编号 过程 ΔH (a) Ti(s)+TiCl4(g)2TiCl2(s) ΔH1 (b) TiCl2(s)+TiCl4(g)2TiCl3(g) +200.1kJ·mol-1 (c) Ti(s)+3TiCl4(g)4TiCl3(g) +132.4kJ·mol-1 (d) TiCl3(g)TiCl3(s) ΔH2 $