化学平衡中转化率的计算和规律总结
化学平衡中转化率体现了可逆反应进行的程度和效率。而化学平衡中转化率的计算对高中学生来说确实是一个难点。那么如何才能把转化率的问题简单化，通过对转化率的相关问题进行研究和探讨，总结出如下几个规律，以供大家参考和应用。
规律一：某温度下，对于aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)反应，起始投料相同的两个相同容器甲和乙，甲保持恒压，乙保持恒容，则转化率甲大于乙，即恒压大于恒容（反应前后气体系数之和相等的转化率相等）
例1、体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2 SO2+O22SO3，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率（）
答案：大于p%
规律二：对于aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)反应，若只增加A 的量，则B的转化率增大，A的转化率减小。
例2、反应2Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g) ΔH>0,达到平衡时，在其他条件不变的情况下，增加H2O(g)的量，Cl2的转化率，H2O(g) 的转化率（填“增大”或“减小”）答案：“增大”，“减小”
规律三：对于aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，反应若按原始比例同倍增加A和B的量，平衡向右移动，A和B的转化率与化学反应条件和化学计量数有关。
（1）若是恒温恒压，则A和B的转化率不变。
（2）若是恒温恒容，则相当于在原平衡基础上增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即：a、当a+b=c+d时，A和B的转化率不变
b、当a+b>c+d时，A和B的转化率增大
c、当a+b 例3、在一固定容积的密闭容器中充入1molN2和1molH2,一定温度下建立如下平衡：N2(g)+3H2(g)2NH3(g),此时N2的转化率为a%，若再充入nmol N2和nmolH2,在温度不变的情况下，达到新的平衡时，测得N2的转化率为b%,则a、b的大小关系为。答案：b>a 规律四：对于aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，当反应物等物质的量加入时，反应物的转化率之比等于反应的化学计量数之比；当反应物按化学计量数之比加入时，反应物的转化率相等。例4、等物质的量的SO2与O2混合于某密闭容器中，在一定条件下反应，达到平衡时SO2的转化率为a%，O2的转化率为b%，则二者的关系为。 答案：a：b=2：1 规律五：恒温恒容条件下充入“惰性气体”，化学平衡不移动。因平衡体系的各组分浓度均未发生变化，故各反应物转化率不变；恒温恒压条件下充入“惰性气体”，化学平衡向气体体积增大的方向移动。因为此时容器容积必然增大，相当于对反应体系减压，继而可判断指定物质的转化率变化。 例5、某一密闭容器充入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2+O22SO3，并达到平衡时SO2的转化率为p%，若控制反应在恒温恒容条件下进行，并再充入一定量的N2，则重新达到平衡时SO2的转化率；若控制反应在恒温恒压条件下进行，并再充入一定量的N2，则重新达到平衡时SO2的转化率（填“增大”、“减小”或“不变”） 答案：不变，减小 总之，判断转化率的变化关键是正确判断平衡移动的方向，当增大物质的浓度难以判断平衡移动的方向时，可转化为压强问题进行讨论；当增大压强难以判断平衡移动的方向时，可转化为浓度问题进行讨论。教师在教学中不断培养学生解决化学平衡问题的技巧和方法，则学生的思维将得以拓展，化学平衡移动原理就能运用自如。 化学平衡常数、平衡转化率的计算及应用 1．(2019·烟台调研)一定温度下有可逆反应：A(g)＋2B(g) ?2C(g)＋D(g)。现将5 mol A和10 mol B加入体积为2 L的密闭容器中，反应至10 min时改变某一条件，C的物质的量浓度随时间变化关系如图所示。下列有关说法中正确的是() B．反应从起始至5 min时，B的转化率为50% C．5 min时的平衡常数与10 min时的平衡常数不相等 D．第15 min时，B的体积分数为25% 2．(2018·福建高三三模)如图，甲容器有一个移动活塞，能使容器保持恒压。起始时向甲中充入2 mol SO2、1 mol O2，向乙中充入4 mol SO2、2 mol O2。甲、乙的体积都为1 L(连通管体积忽略不计)。保持相同温度和催化剂存在的条件下，关闭活塞K，使两容器中各自发生下述反应：2SO2(g)＋O2(g) ?2SO3(g)。达平衡时，甲的体积为0.8 L。下列说法正确的是() A．乙容器中SO 2的转化率小于60% B．平衡时SO3的体积分数：甲＞乙 C．打开K后一段时间，再次达到平衡，甲的体积为1.4 L D．平衡后向甲中再充入2 mol SO2、1 mol O2和3 mol SO3，平衡向正反应方向移动 3．将4 mol CO(g)和a mol H2(g)混合于容积为4 L的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)＋2H2(g) ?CH3OH(g),10 min后反应达到平衡状态，测得H2为0.5 mol·L－1。经测定v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1。下列说法正确的是() A．平衡常数K＝2 B．H2起始投入量为a＝6 C．CO的平衡转化率为66.7% D．平衡时c(CH3OH)＝0.4 mol·L－1 题型二化学平衡常数及平衡转化率的综合应用 4．(2018·太原诊断)合成氨工业涉及固体燃料的气化， 需要研究CO2与CO之间的转化。为了弄清其规律， 让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反 应C(s)＋CO2(g) ?2CO(g)ΔH，测得压强、温度对 CO、CO2的平衡组成的影响如图所示： 回答下列问题： (1)p1、p2、p3的大小关系是____________，欲提高C 与CO2反应中CO2的平衡转化率，应采取的措施为_______________________。图中a、b、c 三点对应的平衡常数大小关系是__________________________________。 (2)900 ℃、1.013 MPa时，1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V，CO2的转化率为__________，该反应的平衡常数K＝________________。 (3)将(2)中平衡体系温度降至640 ℃，压强降至0.101 3 MPa，重新达到平衡后CO2的体积分 化学平衡中转化率求法和规律总结 平衡转化率＝%100-?该反应物的起始浓度该反应物的平衡浓度某反应物的起始浓度 或:平衡转化率＝%100-?质的量该反应物的起始起始物量该反应物的平衡物质的量某反应物的起始物质的 平衡转化率＝%100) ()(?或物质的量的浓度质的量该反应物的起始起始物或物质的量浓度量某反应物转化的物质的 【规律】反应物用量的改变对转化率的一般规律 （1）若反应物只有一种：a A(g) b B(g) + c C(g)，在不改变其他条件时（恒温恒容），增加A 的量平衡向正反应方向移动，但是A 的转化率与气体物质的计量数有关：(可用等效平衡的方法分析)。 ①若a ＝ b + c ：A 的转化率不变；②若a ＞ b + c ： A 的转化率增大； ③若a ＜ b + c A 的转化率减小。 （2）若反应物不只一种：a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g)， ①在不改变其他条件时，只增加A 的量，平衡向正反应方向移动，但是A 的转化率减小，而B 的转化率增大。 ②若按原比例同倍数地增加A 和B ，平衡向正反应方向移动，但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关：如a +b = c + d ，A 、B 的转化率都不变；如a + b ＞c + d ，A 、B 的转化率都增大；如a + b ＜ c + d ，A 、B 的转化率都减小。 3、充入“惰性气体”增大压强判断各反应物转化率变化 对于可逆反应aA(g)＋bB(g) ?cC(g)＋dD(g)，（a ＋b ≠c ＋d ，）在压强变化导致平衡移动时，学生感到困惑的是充入“惰性气体”化学平衡朝哪个方向移动？转化率如何变化？可归纳为以下两方面： （1）恒温恒容条件下充入“惰性气体”，化学平衡不移动。因平衡体系的各组分浓度均未发生变化，故各反应物转化率不变。 （2）恒温恒压条件下充入“惰性气体”，化学平衡向气体体积增大的方向移动。因为此时容器容积必然增大，相当于对反应体系减压，继而可判断指定物质的转化率变化。 4、NO 2、N 2O 4平衡问题2NO 2（g ） N 2O 4（g ） （1）恒温、恒容的条件下，若分别向容器中通入一定量的NO 2气体或N 2O 4气体，重新达到平衡后：可视为加压，平衡都向右移动，达到新平衡时NO 2的转化率都增大，N 2O 4 的转化率将减小。NO 2体积分数减小，N 2O 4体积分数增大，混合气体相对分子质量增大。 若要求某一时刻的转化率只要把平衡时的反应物浓度（或物质的量）改为某一时刻的反应物浓度（或物质的量）即可。 现将有关平衡转化率的问题小结如下： 1. 对有多种反应物的可逆反应达到平衡后加其一。这种情况不管状态如何均认为所加物本身转化率减小其它物质转化率增大 例1： ，反应达到平衡后增大的浓度，则平衡向正反应方向移动， 的转化率增大，而 的转化率降低。 逆向运用: 例2.反应: 3A （g ）+B （g ） 3C （g ）+2D （g ）达到平衡后加入C 求A 的转化率 分析：加入C 促使D 向A 、B 进一步转化故D 向A 、B 转化的转化率增大而A 、B 向C 、D 转化的转化率减小。 2. 对只有一种反应物的可逆反应达到平衡后再加。 1.平衡常数越大，反应进行的越彻底，即转化率越高。 K〉100000时，认为反应完全进行。 2. T与P的影响 温度或压强改变后，若能是化学平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率一定增大。 3.反应物用量（反应物浓度，一般为气体的浓度或者溶液中溶质的浓度）的影响 ⑴若反应物是一种，如：Aa(g)? Bb(g)+ cC(g)。增加A的量，平衡正向移动，A的转 化率的变化如下: 若在恒温恒压条件下，A的转化率不变。（构建模型） 若在恒温恒容条件下，（等效于加压），增加A的量，平衡正向移动，A的转化率与气态物质的化学计量数有关： a=b+c A的转化率不变 a>b+c A的转化率增大 a 化学平衡中转化率变化的判断技巧 一、增大或减少某反应物浓度判断转化率的变化 对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，若增大某一反应物浓度可使另一反应物转化率增大，而自身转化率下降，学生对转化率的这种变化很难接受，故可以设计以下例题帮助学生理解概念。 例1．在557℃时，密闭容器中进行下列反应CO+H2O CO2+H2。 若CO起始浓度为2mol/L（1），水蒸气浓度为3mol/L（2），达到平衡时，测得CO2的浓度为L。求CO及H2O的转化率。 分析：在掌握起始浓度、转化率、平衡浓度之间的关系和正确理解转化率概念的基础上，抓住转化浓度，利用常规解题方法。 CO + H2O(气) CO2 + H2 起始浓度 mol/L 2 3 0 0 2021年高考化学总复习第七章《化学反应速率和化学平衡》第24讲化学平衡常数及转化率的计算 考纲要求 1.了解化学平衡常数(K)的含义。2.能利用化学平衡常数进行相关计算。3.能正确计算化学反应的转化率(α)。 1．概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。 2．表达式 (1)对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)， K＝c p(C)·c q(D) c m(A)·c n(B) (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。 (2)平衡常数与方程式的关系 ①在相同温度下，对于给定的可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数，即K正＝1 K逆 。 ②方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的x次方。 ③两方程式相加得总方程式，则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的乘积，即K总＝K1·K2。 理解应用 (1)在某温度下，N2＋3H22NH3的平衡常数为K1，则该温度下，NH31 2N2＋ 3 2H2的平 衡常数K2＝__________。 答案1 K1 (2)在一定温度下，已知以下三个反应的平衡常数：反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)K1 反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)K2 反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)K3 a ．反应①的平衡常数表达式为____________。 b ．反应③的K 3与K 1、K 2的关系是K 3＝________________________________________。 答案 a ．K 1＝ c (CO 2)c (CO ) b.K 1 K 2 解析 b ．K 3＝c (CO 2)·c (H 2)c (CO )·c (H 2O )，K 2＝c (H 2O )c (H 2)，结合K 1＝c (CO 2)c (CO )，可知K 3＝K 1 K 2。 3．意义及影响因素 (1)K 值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4．应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)＋b B(g) c C(g)＋ d D(g)的任意状态，浓度商：Q ＝c c (C )·c d (D ) c a (A )·c b (B ) 。 Q ＜K ，反应向正反应方向进行； Q ＝K ，反应处于平衡状态； Q ＞K ，反应向逆反应方向进行。 (3)判断可逆反应的热效应 (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度(×) (2)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大(×) (3)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度(√) (4)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大(×) (5)平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动(√) (6)反应A(g)＋3B(g)2C(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(×) 题组一 平衡常数及影响因素 1．对于反应C(s)＋H 2O(g) CO(g)＋H 2(g) ΔH >0，下列有关说法正确的是( ) 化学平衡转化率专题 1．在557℃时，在体积为1L的密闭容器中进行下列反应CO(g)+H O(g) CO2(g)+H2(g)。 若起始CO为2mol，水蒸气为3mol，达到平衡时，测得CO2的浓度为1.2mol。求CO及H2O的转化率。2．（1）若再通入水蒸气，而其他条件不变，达到平衡时，CO及H2O的转化率如何变化？ （2）若再通入2molCO和3mol水蒸气，其他条件不变，达到平衡时，CO及H2O的转化率如何变化？ 3.若保持恒温恒压，起始CO为2mol，水蒸气为6mol，达到平衡时，CO及H2O的转化率如何变化？）【归纳总结】1.（1）增大某一反应物浓度可使其它反应物转化率增大，自身转化率； （2）若容器体积不变，使其它反应物的浓度减小，则自身的转化率也。 （3）若容器体积不变，对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，达到平衡后，按原比例同倍数的增加反应物A和B的量：若a+b (a)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率 例1：对于反应2SO 2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下，将0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有0.088mol的SO3(g)试求在该温度下（1）此反应的平衡常数。 （2）求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。 (b)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数 例2:反应SO 2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L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60%，试求：在该温度下。 （1）此反应的浓度平衡常数。 （2）若SO2(g) 的初始浓度均增大到3mol/L,则SO2转化率变为多少？ （c）知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 练习1、在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应：2NO 2 2NO+O2，在平衡时各物质的浓度分别是： [NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L, [O2]=0.12mol/L.试求： （1）该温度下反应的平衡常数。 （2）开始时NO2的浓度。 （3）NO2的转化率。 练习2:在2L的容器中充入1mol CO和1mol H2O(g),发生反应：CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃时反应达平衡,若k=1.求：（1）CO的平衡浓度和转化率。 （2）若温度不变，上容器中充入的是1mol CO和2mol H2O(g)，CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 （3）若温度不变，上容器中充入的是1mol CO和4mol H2O(g)，CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 （4）若温度不变，要使CO的转化率达到90%，在题干的条件下还要充入H2O(g) 物质的量为多少。 练习1、 已知一氧化碳与水蒸气的反应为 CO + H 2O(g) CO2 + H2 在427℃时的平衡常数是9.4。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。 练习2、 合成氨反应N 2+3H22NH3在某温度下达平衡时，各物质的浓度是：[N2]=3mol·L-1，[H2]=9 mol·L-1，[NH3]=4 mol·L-1。求该温度时的平衡常 备战2020高考化学：化学平衡常数、平衡转化率的计算及应用 题型一“三段式”计算平衡常数及平衡转化率 1．(2019·烟台调研)一定温度下有可逆反应：A(g)＋2B(g)2C(g)＋D(g)。现将5 mol A和10 mol B加入体积为2 L的密闭容器中，反应至10 min时改变某一条件，C的物质的量浓度随时间变化关系如图所示。下列有关说法中正确的是() A．在0～5 min内，正反应速率逐渐增大 B．反应从起始至5 min时，B的转化率为50% C．5 min时的平衡常数与10 min时的平衡常数不相等 D．第15 min时，B的体积分数为25% 2．(2018·福建高三三模)如图，甲容器有一个移动活塞，能使容器保持恒压。起始时向甲中充入2 mol SO2、1 mol O2，向乙中充入4 mol SO2、2 mol O2。甲、乙的体积都为1 L(连通管体积忽略不计)。保持相同温度和催化剂存在的条件下，关闭活塞K，使两容器中各自发生下述反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。达平衡时，甲的体积为0.8 L。下列说法正确的是() A．乙容器中SO2的转化率小于60% B．平衡时SO3的体积分数：甲＞乙 C．打开K后一段时间，再次达到平衡，甲的体积为1.4 L D．平衡后向甲中再充入2 mol SO2、1 mol O2和3 mol SO3，平衡向正反应方向移动 3．将4 mol CO(g)和a mol H2(g)混合于容积为4 L的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g),10 min后反应达到平衡状态，测得H2为0.5 mol·L－1。经测定v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1。下列说法正确的是() 化学平衡常数和化学平衡计算 1．在密闭容器中将CO和水蒸气的混合物加热到8０0℃时，有下列平衡:CO＋H2ＯＣO２＋H2，且Ｋ=1。若用2molＣＯ和10moｌＨ2Ｏ相互混合并加热到800℃,则CO的转化率为（） A.1６.7% B．5０% C.66.７% D．83.3% 2.在容积为1L的密闭容器里,装有4ｍoｌＮO2,在一定温度时进行下面的反应：2NＯ２ (g)N２O4(g),该温度下反应的平衡常数K＝0.２５,则平衡时该容器中NO2的物质的量为 A.0mol B.1moｌ C．２moｌＤ．3mｏｌ 3.某温度下H2（ｇ）＋I2(ｇ)２HI（g)的平衡常数为５0。开始时，c(H2)＝1mol·L－1，达平衡时，c(ＨＩ)=1ｍｏl·L-1,则开始时Ｉ 2(ｇ）的物质的量浓度为 ( ) A．０.04mol·L－1 B.0.5mｏl·Ｌ-1C．0.54moｌ·L-1? D.1ｍoｌ·L-1 4.在一个容积为6 Ｌ的密闭容器中，放入3 L Ｘ(g)和2 Ｌ Y（ｇ),在一定条件下发生反应：4Ｘ(g)＋n Y(g)2Q(g）＋6Ｒ(g)反应达到平衡后，容器内温度不变,混合气体的压强比原来增加了5%，Ｘ的浓度减小１/３,则该反应中的n值为（ ) A.３ B.4 C．5 Ｄ.6 ５.在一定条件下,可逆反应X（g)十３Ｙ（g)2Z(g)达到平衡时,X的转化率与Ｙ的转化率之比为1∶2，则起始充入容器中的X与Y的物质的量之比为( ） A．1∶1 B.1∶3 C.2∶3Ｄ．３∶２ ６．将等物质的量的CO和Ｈ2O(g)混合,在一定条件下发生反应:CO(g)+Ｈ２O(g)ＣO２（g)+H２(g)，反应至4min时，得知CO的转化率为31.23％,则这时混合气体对氢气的相对密度为 A.１1．5 B．23 C．25 D．28 7.在一固定容积的密闭容器中，加入4 L X(ｇ)和６ L Ｙ(g),发生如下反应:Ｘ（g)+ｎＹ（g)２R(g)＋W(g)，反应达到平衡时,测知X和Y的转化率分别为25%和50%,则化学方程式中的n值为 A．４ B.3 C．2 D．1 8．将固体NＨ4Ｉ置于密闭容器中,在某温度下发生下列反应:NＨ4I(s)NＨ3(g)＋HＩ(g)，2HI(g)H2(g)＋I2(g)。当反应达到平衡时，c(H２)=0.5mol·L-1，c(HＩ)=4ｍol·L－１,则NH３的浓度为（) A.3.5mｏl·L－１Ｂ．４mｏl·L－1 C.４.5ｍｏl·Ｌ－1D．5mol·L －1 9.体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应A(g)+３Ｂ(g）2Ｃ(ｇ）。若维持温度和压强不变，当达到平衡时,容器的体积为V L，其中Ｃ气体的体积占10%。下列判断中正确的是 ( ) A.原混合气体的体积为1.2ＶL Ｂ.原混合气体的体积为1.１V L C.反应达到平衡时气体Ａ消耗掉０.０5VＬＤ．反应达到平衡时气体Ｂ消耗掉０.05V L 1０.在n L密闭容器中，使1mｏlX和２ｍolＹ在一定条件下反应：a X（ｇ)+b Y(g）c Ｚ（g)。达到平衡时,Y的转化率为２0%,混合气体压强比原来下降20％,Z的浓度为Y的浓度的0．25倍，则a,ｃ的值依次为( ） A.1，2 B.3,2 Ｃ．2,1 D.2,3 1１.在一定条件下，1mol N2和３mol H2混合后反应，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下氢气的5倍,则氮气的转化率为( ) A．20% Ｂ．30% C.40％?Ｄ．50% 化学平衡转化率的变化规律 一：温度的影响： 若正反应是吸热反应，升高温度，转化率升高，降低温度，转化率降低；若正反应为放热反应，升高温度，转化率降低，降低温度，转化率升高。 【例1】将H 2(g)Br2(g)充入恒容密闭容器中恒温下发生如下反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g) △H<0，平衡时Br2(g)的转化率为a,若条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b,a与b关系是（） A a>b B ap+q时，压强增大，A、B的转化率升高；压强减小，A、B的转化率降低 2、m+n ②m+n “平衡常数"复习课教学设计—— 一轮复习 【课堂引入】关于平衡常数，高考怎么考? 2015----2018全国卷考察知识点年份Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷 201526、电离常数的应用 28、Ksp、K的计算26、利用Ksp的计算 K的表达式及影 响因素 28、K的计算 201627、转化率大小判断 K 、Ksp的计算26、K的计算，产率 的判断 27、α、K大小的 判断 、K的表达式 201727、利用Ksp的计算，α、K 的计算及α大小的判断27、转化率α与平衡移动关系 【自主学习】：化学平衡常数转化率 环节一自主学习巩固基础 1．化学平衡常数转化率 (1)平衡常数概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到时，生成物 与反应物的比值是一个常数。 以反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)为例,写出下列表达式： ( c0(A)代表A的初始浓度，[A]代表A的平衡浓度) 平衡常数。A(g)的平衡转化率 (2)意义：化学平衡常数和转化率的大小反映了。 平衡常数K 正反应进行 的程度 平衡时生成 物浓度 平衡时反 应物浓度 反应物 转化率α 越大越越越越 越小越越越越 一般地说，当K>105时，就认为反应基本进行完全了，当K<10－5时，认为反应很难进行。 2．平衡常数的影响因素 对于确定的化学反应，平衡常数K只与温度有关，与浓度、压强无关。 (1)对于吸热反应，升高温度，K值。 (2)对于放热反应，升高温度，K值。(填增大或减小) [应用体验] 1、书写下列化学平衡的平衡常数表达式。 ①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1 ②2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K2 ③NH3(g)1 2N2(g)＋ 3 2H2(g)K3 ④CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－K4 ⑤C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K5 2、已知反应A(g)＋3B(g)3C(g)在一定温度下达到平衡，该反应的平衡常数表达式为 K＝。若各物质的平衡浓度分别为c(A)＝2.0 mol·L－1、c(B)＝2.0 mol·L－1、 c(C)＝1.0 mol·L－1，则K＝。 3、在一密闭容器中，等物质的量的A和B发生如下反应：A(g)＋2B(g)2C(g)，反 应达到平衡时，若混合气体A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为() （三段式写出计算过程） A．40%B．50%C．60%D．7 总结:关于平衡常数我们要注意什么? 【学生活动】课前自习自主学习完成。 【学生展示】自主完成,全体提交,老师批阅 【课堂活动】自主学习课前案反馈，展示学生学案情况，引导他们分析如何解决问题，及时反馈 【学生活动】根据展示总结补充完善基本知识 1、固体及纯液体（浓度视作常数），不写入表达式 2、K代入的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，也不能用物质的量。 3、平衡移动，只要温度不变，K大小不变 4、反应逆向进行或方程式计量数变，K就变 化学平衡中转化率求法与规律总结 平衡转化率＝ 或:平衡转化率＝%100-?质的量 该反应物的起始起始物量该反应物的平衡物质的量某反应物的起始物质的 平衡转化率＝%100) ()(?或物质的量的浓度质的量该反应物的起始起始物或物质的量浓度量某反应物转化的物质的 【规律】反应物用量得改变对转化率得一般规律 (1)若反应物只有一种:a A(g) b B(g) + c C(g),在不改变其她条件时(恒温恒容),增加A 得量平衡向正反应方向移动,但就是A 得转化率与气体物质得计量数有关:(可用等效平衡得方法分析)。 ①若a ＝ b + c :A 得转化率不变;②若a ＞ b + c : A 得转化率增大; ③若a ＜ b + c A 得转化率减小。 (2)若反应物不只一种:a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g), ①在不改变其她条件时,只增加A 得量,平衡向正反应方向移动,但就是A 得转化率减小,而B 得转化率增大。 ②若按原比例同倍数地增加A 与B,平衡向正反应方向移动,但就是反应物得转化率与气体物质得计量数有关:如a +b = c + d ,A 、B 得转化率都不变;如a + b ＞c + d ,A 、B 得转化率都增大;如a + b ＜ c + d ,A 、B 得转化率都减小。 3、充入“惰性气体”增大压强判断各反应物转化率变化 对于可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g),(a ＋b ≠c ＋d,)在压强变化导致平衡移动时,学生感到困惑得就是充入“惰性气体”化学平衡朝哪个方向移动？转化率如何变化？可归纳为以下两方面: (1)恒温恒容条件下充入“惰性气体”,化学平衡不移动。因平衡体系得各组分浓度均未发生变化,故各反应物转化率不变。 (2)恒温恒压条件下充入“惰性气体”,化学平衡向气体体积增大得方向移动。因为此时容器容积必然增大,相当于对反应体系减压,继而可判断指定物质得转化率变化。 4、NO 2、N 2O 4平衡问题2NO 2(g) N 2O 4(g) (1)恒温、恒容得条件下,若分别向容器中通入一定量得NO 2气体或N 2O 4气体,重新达到平衡后:可视为加压,平衡都向右移动,达到新平衡时NO 2得转化率都增大,N 2O 4 得转化率将减小。NO 2体积分数减小,N 2O 4体积分数增大,混合气体相对分子质量增大。 若要求某一时刻得转化率只要把平衡时得反应物浓度(或物质得量)改为某一时刻得反应物浓度(或物质得量)即可。 现将有关平衡转化率得问题小结如下: 1、 对有多种反应物得可逆反应达到平衡后加其一。这种情况不管状态如何均认为所加物本身转化率减小其它物质转化率增大 例1:,反应达到平衡后增大得浓度,则平衡向正反应方向移动,得转化率增大,而得转化率降低。 逆向运用: 例2、反应: 3A(g)+B(g) 3C(g)+2D(g)达到平衡后加入C 求A 得转化率 分析:加入C 促使D 向A 、B 进一步转化故D 向A 、B 转化得转化率增大而A 、B 向C 、D 转化得转化率减小。 2、 对只有一种反应物得可逆反应达到平衡后再加。 由于反应只有一种所以无论往反应物加多少量都可视为等比例增加反应物得用量,故认为有两种情况: (1)恒温恒压:由于恒温恒压时等比例扩大或缩小反应物得用用量均与原平衡等效故转化率不变,各反应物与生成物得体积分数不变,各反应物与生成物物质量会跟原平衡相比,等比例增加,但浓度不变 (2)恒温恒容:此时可以瞧成反应叠加后,增大压强使平衡向气体总系数小方向移动, 例3.,反应达到平衡后,再向密闭容器中加入,反应达到平衡时NO 2、N 2O 4得物质得量(或物质得量浓度)均增大,颜色变深,NO 2转化率增大。 工站布置原則： 保证各工序之间的先后顺序； 组合的工序时间不能大于节拍； 各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍； 使工站数目尽量少。 三﹑生产线平衡的分析改善 分析改善步骤﹕ 1.各工站顺序(作业单位)填入生产流动平衡表內. 2.量测各工序作业时间记入表內. 3.清点各工序人数记入表內. 4.根据分配时间划出柱狀图或曲线图. 5.在最高时间点的工序顶点橫向划一条线. 6.计算平衡率. t 各工站工时之和÷(S 瓶颈工站工时×R 工站总数)×100% 确定生产线平衡改善方向 1、5M 方法的改善： 5M ：人员，机器设备，物料，作业方法，环境) 减少耗时最长工序作业时间的方法有： 人员(Man):调换作业者;增加作业者;多能工训练；新手避免工作负荷过重，利用作业员熟练程度的差异性，平衡作业流程. 机器设备(Machine):利用或改良工具、机器;人机比合理配置;人机同步作业;提高自动半自动化水平;人机工程分析，提高机械效率. 2、作业方法的改善 %100??-?=∑r S t r S i ε100??-?=∑ r S t r S i ε%100??-?=∑r S t r S i ε100??-?=∑r S t r S i ε 四、改善(IE)七大手法 手法名称简称 (1)防止呆子法(Fool-Proof) 防呆法 (2)动作改善法(动作经济原则) 动改法 (3)流程程序法流程法 (4)5X5WIH(5X5何法) 五五法 (5)人机配合法(多动作法) 人机法 (6)双手操作法双手法 (7)工作抽查法抽查法 IE活动的对象 1.工艺 5.设备 2.作业 6.工装 3.搬运 7.材料 4.生产布局 8.管理程序 现场浪费现象按人、机、物三方面进行概述 人：用人过多，有人不干活，有活没人干，停工等待，员工操作节奏不致，操作动作不标准，无效劳动多，效率低。 机：机器，设备利用率不高。 物：物料消耗高，物料摆放不合理，物流规划不完善。 生产线平衡，广义的来说也应该是涵盖组与组之间的平衡。而所谓的生产线平衡就是指工程流动间或工序流动间负荷之差距最小，流动顺畅，减少因时间差所造成之等待或滞留现象。 1.平衡的目的 ●物流快速，减少生产周期。 ●减少或消除物料或半成品周转场所。 ●消除工程“瓶颈”，提高作业效率。 ●稳定产品品质。 ●提升工作士气，改善作业秩序。 2.生产线平衡表示法 生产线平衡，一般使用生产流动平衡表来表示，纵轴表示渐渐，横轴表示工程顺序，并标出其标准时间，画法可使用曲线图或柱状图。 3.现状生产线平衡分析的主要相关要素 （1）工程名：指本工程的名称或代号； （2）标准时间：指作业指导书上所要求的作业时间； （3）实测时间：指作业者完成操作的实际时间； （4）节拍：根据生产计划量所得出的一个工程所需时间； （5）不平衡率：是指生产线各工程工作分割的不均衡度。 4.分析现状生产线不平衡的步骤 （1）作成统计表。 （2）分别测定和统计各工程的标准时间和实测时间，记录到表格内（以1工程=1人记入，当1工程有2人以上时，则将所得时间除以相应人数）。 （3）根据公式计算出不平衡率，并记入表格中。 （4）绘出图表。 （5）根据图表进行分析，注意以下分析要点： ●有无超出节拍的工程？有几个？初步掌握超出的理由。 考点专练24 化学反应的方向、化学平衡常数及转化率的计算 两年高考真题演练 1.(2015·天津理综，6)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋m Y(g) 3 Z(g)平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不．正确 ．．的是( ) A．m＝2 B．两次平衡的平衡常数相同 C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1 D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1 2．(2015·重庆理综，7)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。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物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是( ) A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应 B．通入CO后，正反应速率逐渐增大 C．反应前H2S物质的量为7 mol D．CO的平衡转化率为80% 3．(2015·四川理综，7)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示： 已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是( ) A．550 ℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动 B．650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0 % C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动 D．925 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K p＝24.0p总 4．(2014·上海化学，14)只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是( ) A．K值不变，平衡可能移动 B．K值变化，平衡一定移动 C．平衡移动，K值可能不变 D．平衡移动，K值一定变化 5．(2014·四川理综，7)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)，所得实验数据如下表： 考纲要求 1.了解化学平衡常数(K)的含义。2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 考点一化学平衡常数 1．概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。 2．表达式 对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)， K＝c p?C?·c q?D? c m?A?·c n?B? (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。3．意义及影响因素 (1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4．应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)的任意状态，浓度商：Q c＝c c?C?·c d?D? c a?A?·c b?B? 。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 (3)利用K可判断反应的热效应：若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 深度思考 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度() (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数() (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动() (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化() (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度() (6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热() 2．书写下列化学平衡的平衡常数表达式。 (1)Cl2＋H2O HCl＋HClO (2)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) (3)CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O (4)CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－ (5)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) 3．一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系 ①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1 ②1 2N2(g)＋ 3 2H2(g)NH3(g)K2 ③2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K3 (1)K1和K2，K1＝K22。 (2)K1和K3，K1＝1 K3。 题组一平衡常数的含义 1．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)K1 化学平衡中转化率变化的判断技巧 南昌市洪都中学杨晓云 化学平衡移动的内容抽象、思维能力要求高，而判断转化率的变化对学生来说又是一个难点，他们往往把握不准而丢分。学生在解答化学平衡中转化率的变化得分率底，还有另一个原因是题目给的条件分析不透彻。因此，要在课堂上让学生理解转化率的变化，关键是教师要精选例题，特别要引导学生在审题过程中进行4个关注：一要关注容器是否可变，二要关注化学反应是否可逆，三要关注各物质的状态是否都为气体，四要关注反应两边气体体积是否相等。下面就化学平衡移动导致转化率的变化用具体实例进行分析讨论。 一、增大或减少某反应物浓度判断转化率的变化 对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，若增大某一反应物浓度可使另一反应物转化率增大，而自身转化率下降，学生对转化率的这种变化很难接受，故可以设计以下例题帮助学生理解概念。 例1．在557℃时，密闭容器中进行下列反应CO+H2O CO2+H2。 若CO起始浓度为2mol/L（1），水蒸气浓度为3mol/L（2），达到平衡时，测得CO2的浓度为1.2mol/L。求CO及H2O的转化率。 分析：在掌握起始浓度、转化率、平衡浓度之间的关系和正确理解转化率概念的基础上，抓住转化浓度，利用常规解题方法。 CO + H2O(气) CO2 + H2 起始浓度mol/L2300 转化浓度mol/L 1.2 1.2 1.2 1.2 平衡浓度mol/L0.8 1.8 1.2 1.2 所以，CO的转化率=1.2/2×100%=60% H2O(气)的转化率=1.2/3×100%=40% 例2．若将例1中的划线部分（2）改成水蒸气浓度为6mol/L，而其他条件不变，达到平衡时，测得CO2的浓度为1.5mol/L。同样按上述方法求算，可得CO转化率为75% ，H2O的转化率为25%。 例3．若将例1中的划线部分（1）改成CO起始浓度为1mol/L，而其他条件不变，达到平衡时，测得CO2的浓度为0.75mol/L。同样按上述方法求算，可得CO转化率为75% ，H2O的转化率为25%。 以上三小题转化率可归纳为CO + H2O(气) CO2 + H2转化率CO% H2O% 例1起始浓度mol/L2300 60% 40% 例2起始浓度mol/L2600 75% 25% 例3起始浓度mol/L1300 75% 25% 通过以上三题的计算可得出以下结论： 1、增大某一反应物浓度可使其它反应物转化率增大，自身转化率下降； 2、若容器体积不变，使其它反应物的浓度减小，则自身的转化率也下降。 3、若容器体积不变，对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，达到平衡后，按原比例同倍数的增加反应物A和B的量 若a+b化学平衡常数、平衡转化率的计算及应用
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