2021届高三化学二轮复习——化学平衡常数学案及训练
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2021届高三化学二轮复习——化学平衡常数学案及训练
核心知识梳理 1.影响K 的因素
K 只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。温度升高,吸热反应的K 增大,放热反应的K 减小;温度降低,吸热反应的K 减小,放热反应的K 增大。 2.平衡常数概念辨析
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是吸热反应还是放热反应(√)
3.化学平衡常数表达式的书写 (1)C(s)+H 2O(g)
CO(g)+H 2(g)
(2)CH 3COOH +C 2H 5OH CH 3COOC 2H 5+H 2O
(3)CO 2-
3+H 2O HCO -
3+OH -
(4)CaCO 3(s)
CaO(s)+CO 2(g)
答案 (1)K =c (CO )·c (H 2)c (H 2O )
(2)K =c (CH 3COOC 2H 5)
c (CH 3COOH )·c (C 2H 5OH )
(3)K =c (OH -
)·c (HCO -
3)c (CO 2-
3) (4)K =c (CO 2)
4.“三段式法”计算化学平衡常数 (1)明确三个量:起始量、变化量、平衡量 如m A(g)+n B(g)
p C(g)+q D(g),令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。
m A(g)+n B(g)
p C(g)+q D(g)
起始/mol·L -
1 a b 0 0 变化/mol·L -
1 mx nx px qx
平衡/mol·L -
1 a -mx b -nx px qx K =(px )p ·(qx )q
(a -mx )m ·(b -nx )n
(2)说明
①对于反应物:c (平)=c (始)-c (变); 对于生成物:c (平)=c (始)+c (变)。
②各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。 5.掌握三个“百分数”
(1)转化率=n 转化n 起始×100%=c 转化
c 起始
×100%。
(2)生成物的产率:实际产量占理论产量的百分数。一般来说,转化率越高,原料利用率越高,产率越高。
产率=产物实际质量
理论产量×100%。
(3)混合物中某组分的百分含量=
平衡量
平衡总量
×100%。
6.考查方式:K c 、K p 的分析与计算 强化训练 1.对于下列反应 ①C(s)+H 2O(g) CO(g)+H 2(g) K 1 ΔH 1 ②CO(g)+H 2O(g) CO 2(g)+H 2(g) K 2 ΔH 2 ③C(s)+2H 2O(g) CO 2(g)+2H 2(g) K 3 ΔH 3 ④N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g) K 4 ΔH 4
⑤2NH 3(g) N 2(g)+3H 2(g) K 5 ΔH 5 ⑥NH 3(g)
12N 2(g)+3
2
H 2(g) K 6 ΔH 6 按要求回答下列问题:
(1)K 1、K 2与K 3的关系为________________,ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3的关系为__________________。 (2)K 4、K 5、K 6的关系为________________,ΔH 4、ΔH 5、ΔH 6的关系为______________________。 答案 (1)K 3=K 1·K 2 ΔH 3=ΔH 1+ΔH 2 (2)K 5=1K 4
=K 26 ΔH 5=-ΔH 4=2ΔH 6
解析 反应①②③的平衡常数表达式分别为K 1=
c (CO )·c (H 2)c (H 2O )、K 2=c (CO 2)·c (H 2)
c (CO )·c (H 2O )
、K 3=
c (CO 2)·c 2(H 2)
c 2(H 2O )
;反应③=反应①+反应②,K 3=K 1·K 2,焓变ΔH 3=ΔH 1+ΔH 2。反应④⑤⑥
的平衡常数表达式分别为K 4=c 2(NH 3)c (N 2)·c 3(H 2)、K 5=c (N 2)·c 3(H 2)
c 2(NH 3)、K 6
=1
322
223
(N )(H )(NH )
c c c ⋅ ;K 5=1
K 4
=K 26,焓变ΔH 5=-ΔH 4=2ΔH 6。
2.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H 2S 混合加热并达到下列平衡: CO(g)+H 2S(g)
COS(g)+H 2(g) K =0.1
反应前CO 的物质的量为10 mol ,平衡后CO 的物质的量为8 mol 。则 (1)反应前H 2S 的物质的量为________。 (2)CO 的平衡转化率为________。 答案 (1)7 mol (2)20%
解析 (1)设反应前H 2S 的物质的量为n mol ,容器的容积为V L ,则 CO(g)+H 2S(g)
COS(g)+H 2(g) K =0.1
n (始)/mol 10 n 0 0 n (转)/mol 2 2 2 2 n (平)/mol 8 n -2 2 2
K =
2V ·2
V
8V ·n -2V
=0.1,解得n =7。
(2)2 mol 10 mol
×100%=20%。 3.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
+H 2(g)。维持体系总压p 恒定,在温度T 时,物质的量为n 、体积为V 的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数K c =______,K p =______。(用α等符号表示) 答案 nα2(1-α2)V α2
1-α2
p
解析 从浓度角度求K c :根据阿伏加德罗定律的推论,总压强p 相同时,V 1V 2=n 1
n 2,乙苯的转
化率为α,由此可得:V V 反应后=1
1+α
,V 反应后=(1+α)V ,根据化学方程式及平衡常数的定义: