2.2.7 微专题 速率图像与化学三种平衡常数及计算分析-2026-2027学年高二化学选择性必修1【同步课件】

该高中化学课件聚焦“三种平衡常数及计算”微专题，系统讲解化学平衡常数(K)、压强平衡常数(Kp)、物质的量分数平衡常数(Kx)的定义、表达式及计算方法，通过例题衔接化学反应速率与化学平衡知识，搭建从基础到复杂体系的学习支架。 其亮点是以“三段式”计算为核心，结合多重平衡（如PH₃分解反应）、速率常数关系（K=k正/k逆）等实例，培养科学思维中的证据推理与模型建构能力。工业反应案例（如CO₂加氢）强化应用，助力学生掌握计算技巧，教师可借实例提升教学针对性。

高中化学人教版（2019）选择性必修1 微专题 第二节 化学平衡 第二章 化学反应速率与化学平衡 三种平衡常数及计算 (1)在化学平衡体系中,用各物质的浓度计算的平衡常数叫化学平衡常数, c(B)、c(C)、c(D)分别代表四种物质的平衡浓度。 (2)根据题中数据,列出“三段式”并结合某些元素守恒计算化学平衡常数(K)及转化率。 .化学平衡常数(K) .1.化学平衡常数(K) C .化学平衡常数(K) .化学平衡常数(K) .化学平衡常数(K) .化学平衡常数(K) .化学平衡常数(K) .化学平衡常数(K) .化学平衡常数(K) .化学平衡常数(K) .化学平衡常数(K) .化学平衡常数(K) 反应Ⅰ .化学平衡常数(K) .化学平衡常数(K) .化学平衡常数(K) t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI) 0 0.6 0.73 0.773 0.78 0.784 .化学平衡常数(K) 1.95×10－3 .化学平衡常数(K) 压强平衡常数(Kp) 压强平衡常数(Kp) 50% 4.76 压强平衡常数(Kp) 压强平衡常数(Kp) 压强平衡常数(Kp) 物质的量分数平衡常数(Kx) 物质的量分数平衡常数(Kx) 物质的量分数平衡常数(Kx) 物质的量分数平衡常数(Kx) (2)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,则平衡时,CH4(g)为0.1 mol;根据C元素守恒可知,CO(g)的物质的量为0.25 mol;根据H和O元素守恒可知,H2O(g)的物质的量为(5-0.90-0.65) mol=3.45 mol,H2(g)的物质的量为(3α+b) mol=3.35 mol,平衡混合物的总物质的量为(2α+6) mol=7.8 mol,故平衡体系中H2(g)的物质的量分数为 ≈0.43。 物质的量分数平衡常数(Kx) CONTENTS 目录 归纳总结　运用Kc、Kp解题的注意事项 三段式是解平衡计算题的万能钥匙,解题时必须注意以下三点: (1)Kc或Kp利用的是平衡浓度和平衡时的物质的量分数。 (2)一定看清题目是恒温恒容还是恒温恒压,在恒温恒容条件下计算Kp,反应过程中压强可能改变,导致平衡时压强与起始压强不同;在恒温恒压条件下计算Kc,反应过程中容积可能改变,导致平衡时浓度与起始浓度不能直接运算,这两种情况下列三段式时一般用物质的量。 (3)恒容条件下,若压强发生变化时计算Kp,一般需要先求出平衡时的总压p总,也可直接运用各气体的分压进行计算(注意:恒压条件下一般不能直接代入气体的分压进行计算),切忌直接代入起始压强进行计算。 物质的量分数平衡常数(Kx) CONTENTS 目录 用K表示。对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),则有K=,c(A)、 A．NO分解反应NO(g)N2(g)＋O2(g)的平衡常数为1×10－30 ①N2(g)＋O2(g)2NO(g)　K1＝1×10－30 ②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081 ③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 解析：A项，此反应的平衡常数K＝＝＝＝1015，错误；B项，K2的值与反应条件无关，实际上常温下H2和O2不易反应，错误；C项，通过分解反应的平衡常数大小分析分解放出O2的倾向的顺序为NO>H2O>CO2，正确；D项，①②是放热反应，③是吸热反应，升高温度平衡向吸热方向移动，所以温度升高①②平衡常数减小，③平衡常数增大，错误。 b PH4I(s)PH3(g)＋HI(g) ① 4PH3(g)P4(g)＋6H2(g) ② 2HI(g)H2(g)＋I2(g) ③ Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1 Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3 解析：(1)解法一：2HI(g)H2(g)＋I2(g)，因反应达到平衡时，n(I2)＝c mol，即该反应生成n(H2)＝c mol，反应消耗n(HI)＝2c mol，则PH4I分解生成n(PH3)＝n(HI)＝(b＋2c) mol；在反应4PH3(g)P4(g)＋6H2(g)中，生成n(H2)＝(d－c) mol，该反应消耗的n(PH3)＝(d－c) mol，在反应PH4I(s)PH3(g)＋HI(g)达到平衡时，n(HI)＝b mol，n(PH3)＝(b＋2c)mol－(d－c) mol，该反应的化学平衡常数K＝b×＝×b。 解法二：设反应消耗了x mol PH4I，平衡时有y mol PH3，由H原子守恒得4x＝b＋2d＋3y，由I原子守恒得x＝b＋2c，解得y＝b＋c－d，则化学平衡常数K＝c(PH3)·c(HI)＝×b。 反应Ⅰ：　　CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 转化量/mol　a－x　　3(a－x)　　　a－x　　 a－x 反应Ⅱ：　　　CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) 转化量/mol　　 x　　　2x　　　　　x 反应Ⅲ：　　　CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 转化量/mol　　b＋x　 　b＋x　　　b＋x　　b＋x 所以平衡时H2O(g)的物质的量为(a－x)mol＋(b＋x) mol＝(a＋b) mol，H2O(g)的浓度为 mol·L－1；平衡时CO2的物质的量为1 mol－(a－x) mol－(b＋x)mol＝(1－a－b)mol，H2的物质的量为3 mol－3(a－x) mol－2x－(b＋x) mol＝(3－3a－b)mol，CO的物质的量为b mol，水的物质的量为(a＋b)mol，则反应Ⅲ的平衡常数为＝。 解法二：反应前，n(CO2)＝1 mol，n(H2)＝3 mol，反应后，n(CH3OH)＝a mol，n(CO)＝b mol，根据C原子守恒得n(CO2)＝(1－a－b) mol，根据O原子守恒得n(H2O)＝[2－2(1－a－b)－a－b]mol＝(a＋b) mol，根据H原子守恒得n(H2)＝[6－4a－2(a＋b)] mol＝(3－3a－b) mol，从而计算化学平衡常数。 反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) 反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g) 　　　 CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) 　转化/ (mol·L－1)　0.2　　　0.8　　　 0.2　　　0.4 　　　 2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g) 　转化/ (mol·L－1)　0.4　　　1.2　　　　0.2　　　0.8 c(CO2)＝(2－0.2－0.4) mol·L－1＝1.4 mol·L－1 c(H2)＝(4－0.8－1.2) mol·L－1＝2 mol·L－1 c(H2O)＝(0.4＋0.8) mol·L－1＝1.2 mol·L－1 所以520 ℃时反应Ⅰ的K＝。 (4)当化学反应达到平衡时，v正＝v逆，即k正cm(A)·cn(B)＝k逆cp(C)，则化学平衡常数K＝。 (1)表达式：若基元反应为mA＋nBpC， 2．Bodenstein研究了反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH>0。在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如表所示： 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，达到平衡时，其压强平衡常数Kp＝。其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示对应物质的分压。 MPa－2 (2)[2022·全国乙卷，28(3)]在1 470 K、100 kPa反应条件下，将n(H2S)n(Ar)＝14的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为__________，平衡常数Kp＝___________kPa。[已知H2S热分解的化学方程式为2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)] 1．(1)在300 ℃、8 MPa下，将CO2和H2按物质的量之比为13通入恒压密闭容器中发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，达到平衡时，测得CO2的平衡转化率为50%，则该反应条件下的压强平衡常数Kp＝_______________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 p(CO2)＝p(CH3OH)＝p(H2O)＝8× MPa＝ MPa，p(H2)＝8× MPa＝4 MPa，所以Kp＝ MPa－2＝ MPa－2。 　　　　　CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 解得x＝0.5，所以H2S的平衡转化率为×100%＝50%，所以平衡常数Kp＝＝≈4.76 kPa。 　　　　　　2H2S(g)S2(g)＋2H2(g) (2)对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),则有Kx=,x(A)、x(B)、x(C)、x(D)分别代表四种物质的物质的量分数。 Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) (1)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]。  答案 (1)　(2)0.43 CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物质的量分数分别为,故反应Ⅰ的平衡常数Kx=。 $