第2章 第2节 第2课时 平衡转化率-【新课程学案】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册教师用书word（鲁科版 单选版）

第二课时　平衡转化率

新知探究——平衡转化率

 1.定义

平衡转化率是指平衡时某反应物已转化的物质的量占反应前该反应物的物质的量的百分数。

2.定义式

对于反应:aA+bB⇌cC+dD,反应物A的转化率可以表示为α(A)=×100%。

3.常用公式

对于溶液体系和恒容的气态反应体系,可以用物质的量浓度进行计算。

对于反应aA+bB⇌cC+dD,B的平衡转化率α(B)=×100%。

4.意义

平衡常数和平衡转化率都可以表示可逆反应的限度,平衡转化率能更直观反映某一反应物转化的程度。

[题点多维训练]

1.(2025·宁夏银川阶段检测)在某密闭容器中把CO和H2O的混合物加热到800 ℃,存在平衡CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),且平衡常数K=1。若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O的混合物并加热到800 ℃,则平衡时CO的转化率为              (　　)

A.30% B.40%

C.50% D.60%

解析:选C　设CO的转化率为x。则:

CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)

n始/mol　　1　　1　　　　0　 　0

n变/mol　　x　　x　 　　　x　 　x

n平/mol　　1-x　1-x　 　　x　 　x

由K=,知:=1,解得:x=0.5。

2.H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)⇌COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

(1)H2S的平衡转化率α1=　　　　%,反应平衡常数K=　　　　(保留三位有效数字)。 

(2)在620 K时重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2　　　　(填“>”“<”或“=”)α1。 

(3)向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S的转化率增大的是　　　　(填字母)。 

A.H2S B.CO2 C.COS D.N2

解析:设转化的H2S的物质的量为x mol,

H2S(g)+CO2(g)⇌COS(g)+H2O(g)

初始/mol　0.40　　0.10　　  0　　　 0

转化/mol　 x　　　 x　　　  x　　　 x

平衡/mol　0.40-x　0.10-x　　x　　　 x

反应平衡后水的物质的量分数为0.02,则=0.02,x=0.01。

(1)H2S的平衡转化率α1=×100%=2.5%。钢瓶的体积为2.5 L,则平衡时各物质的浓度分别为c平(H2S)=0.156 mol·L-1,c平(CO2)=0.036 mol·L-1,c平(COS)=c平(H2O)=0.004 mol·L-1,则K=≈0.002 85。(2)根据题目提供的数据可知温度由610 K升高到620 K时,化学反应达到平衡后水的物质的量分数由0.02变为0.03,所以H2S的转化率增大,α2>α1。(3)增大CO2的浓度,平衡正向移动,H2S的转化率增大,故B正确。

答案:(1)2.5　0.002 85　(2)>　(3)B

3.在100 ℃时,将0.10 mol的四氧化二氮气体充入1 L抽空的密闭容器中,隔一定时间对该容器内的物质进行分析,得到如下表格,试填空:

(1)该反应的化学方程式为　　　　　　　,达到平衡时四氧化二氮的转化率为　　　　;表中c2　 　c3　 　a　 　b(填“>”“<”或“=”)。 

(2)20 s时四氧化二氮的浓度c1=　　　　mol·L-1,在0~20 s内四氧化二氮的平均反应速率为　　　　mol·L-1·s-1。 

(3)若在相同情况下,最初向该容器充入的是二氧化氮气体,要达到上述同样的平衡状态,二氧化氮的起始浓度是　　　　mol·L-1。 

解析:(1)根据方程式:N2O4⇌2NO2,则1 mol N2O4分解,产生2 mol NO2;平衡时,c(NO2)为0.12 mol·L-1,则发生分解的N2O4为0.06 mol,其转化率为60%。由表中数据可知,c2=0.10 mol·L―1,c3、a、b为平衡时的量,浓度保持不变。(2)20 s时产生0.06 mol·L-1 NO2时,分解的N2O4为0.03 mol·L-1,故20 s时,c(N2O4)=0.1 mol·L-1―0.03 mol·L-1=0.07 mol·L-1,v(N2O4)==0.001 5 mol·L-1·s-1。(3)若从NO2开始,即相当于从逆方向开始,0.1 mol的N2O4即相当于0.2 mol的NO2。

答案:(1)N2O4⇌2NO2　60%　>　=　=　(2)0.07　0.001 5　　(3)0.20

 

命题热点——平衡转化率与化学平衡常数的相关计算

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