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化学平衡常数及转化率的计算一、化学平衡常数的计算1.平衡常数的定义对于反应总体方程式：aA+bB⇌cC+dD平衡常数（K）的定义为：K=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b其中，[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的浓度。
需要注意的是，平衡常数只与温度有关，与浓度无关。
它表征了反应体系在平衡状态下反应物和生成物的浓度之间的比例关系。
2.平衡常数的计算方法对于已知的反应总体方程式和已知浓度，可以通过以下方法计算平衡常数：方法一：代入已知浓度直接计算根据反应总体方程式，将已知浓度代入化学平衡常数的定义式中，就可以得到平衡常数的数值。
例如，对于反应总体方程式：2NO2(g)⇌N2O4(g)当反应物NO2和生成物N2O4的浓度已知时，可以将它们的浓度代入平衡常数的定义式中计算平衡常数的数值。
方法二：根据摩尔浓度计算如果已知反应物和生成物的摩尔浓度，可以将摩尔浓度代入平衡常数的定义式中计算平衡常数的数值。
例如，对于反应总体方程式：2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(g)当反应物H2和O2的摩尔浓度已知时，可以将它们的摩尔浓度代入平衡常数的定义式中计算平衡常数的数值。
需要注意的是，在计算平衡常数时需要保证浓度或摩尔浓度的单位一致，以确保计算的准确性。
转化率是指反应物转化成产物的比例或程度，通常用百分比表示。
转化率的计算方法取决于反应物和产物的类型以及实验条件。
下面以摩尔转化率和体积转化率为例介绍其计算方法。
1.摩尔转化率摩尔转化率（X_mol）表示反应物转化成产物的摩尔数与反应物的初始摩尔数之比。
X_mol = (n_0 - n_t) / n_0 * 100%其中，n_0表示反应物的初始摩尔数，n_t表示反应结束时反应物的剩余摩尔数。
例如，对于反应总体方程式：A⇌B+C当反应物A的初始摩尔数已知，并在反应结束时测得反应物A的剩余摩尔数，可以计算摩尔转化率。
2.体积转化率体积转化率（X_vol）表示反应物转化成产物的体积与反应物的初始体积之比。
高考化学—-平衡常数、转化率—-专题讲义组长审核:授课主题化学平衡常数、转化率及反应方向的判断教学目的能够写出化学平衡常数的表达式;能够计算出物质的平衡转化率;教学重难点判断反应是否达到平衡状态;反应物平衡转化率的变化判断;焓变、熵变及化学反应方向的关系教学内容本节知识点讲解１、化学平衡常数(1)定义在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),用K表示。
(2)表达式关于一般的可逆反应:m A(g)+ｎB(g)p C(g)+q D(g),K=、(3)应用①判断反应进行的限度K值大,说明反应进行的程度大,反应物的转化率高、Ｋ值小,说明反应进行的程度小,反应物的转化率低、Ｋ<1０−510−５～105〉105反应程度特别难进行反应可逆反应可接近完全②判断反应是否达到平衡状态化学反应a A(g)＋b B(g)cＣ(g)+ｄD(g)在任意状态时,浓度商均为Ｑc＝。
Qｃ>K时,反应向逆反应方向进行;Q c=K时,反应处于平衡状态;Ｑｃ<K时,反应向正反应方向进行。
③利用平衡常数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。
2、转化率关于一般的化学反应:aＡ+b B c C+dＤ,达到平衡时反应物Ａ的转化率为α(A)=×100%＝×10０%［c0(A)为起始时Ａ的浓度,c(A)为平衡时A的浓度］反应物平衡转化率的变化判断判断反应物转化率的变化时,不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来,要视具体情况而定。
常见有以下几种情形:反应类型条件的改变反应物转化率的变化有多种反应物的可逆反应m A(g)+n B(g)ｐC(g)+qＤ(g) 恒容时只增加反应物A的用量反应物A的转化率减小,反应物B的转化率增大同等倍数地增大(或减小)反应物A、B的量恒温恒压条件下反应物转化率不变恒温恒容条件下m+n〉p+ｑ反应物A和Ｂ的转化率均增大m＋n<ｐ+q反应物Ａ和B的转化率均减小m+n=p+q反应物A和B的转化率均不变只有一种反应物的可逆反应m A(g)ｎB(g)+ｐC(ｇ) 增加反应物A的用量恒温恒压条件下反应物转化率不变恒温恒容条件下m＞n＋p反应物A的转化率增大ｍ〈n+p反应物A的转化率减小m=ｎ＋p反应物A和B的转化率不变3。
【热门思想】1、化学均衡计算2、化学均衡常数【热门释疑】1、怎样运用“三段式”模式进行化学均衡计算?依据反响进行 ( 或均衡挪动 ) 的方向，设某反响物耗费的量，而后列式求解。
例：m A+n B p C+q D开端量：a b00变化量：mx nx px qx平权衡：a-mx b-nx px qx注意：①变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比率。
②这里 a、b 可指：物质的量、浓度、体积等。
③弄清开端量、平权衡、均衡转变率三者之间的交换关系。
④在使用均衡常数时，要注意反响物或生成物的状态。
2、化学均衡常数的意义是什么?使用化学均衡常数应注意哪些问题?（1）化学均衡常数的意义：①化学均衡常数可表示反响进行的程度。
K 越大，反响进行的程度越大， K>105时，能够以为该反响已经进行完整。
固然转变率也能表示反响进行的程度，但转变率不单与温度相关，并且与开端条件相关。
②K的大小只与温度相关，与反响物或生成物的开端浓度没关。
（2）在使用化学均衡常数时应注意：①不要把反响系统中纯固体、纯液体以及稀溶液中水的浓度写进均衡常数表达式中，但非水溶液中，如有水参加或生成，则此时水的浓度不行视为常数，应写进均衡常数表达式中。
②同一化学反响，化学反响方程式写法不一样，其均衡常数表达式及数值亦不一样。
所以书写均衡常数表达式及数值时，要与化学反响方程式相对应，不然就没存心义。
【热门考题】【典例】【 2014 年高考四川卷第7 题】在 10L 恒容密闭容器中充入X(g) 和 Y(g) ，发生反响X(g) ＋ Y(g) M(g) ＋ N(g) ，所得实验数据以下表：开端时物质的量 /mol 均衡时物质的量 /mol实验温度/ ℃编号n(X) n(Y) n(M)①700②800③800 a④900 b以下说法正确的选项是A．实验①中，若 5min 时测得 n(M) ＝，则 0 至 5min 时间内，用 N 表示的均匀反响速率υ(N) ＝× 10 －2mol/(L ·min)B．实验②中，该反响的均衡常数K＝C．实验③中，达到均衡是，X 的转变率为60%D．实验④中，达到均衡时，b＞【答案】 C开端浓度（ mol/L ）0 0转变浓度（ mol/L ）则该温度下均衡常数K＝错误!＝＞1，这说明高升温度均衡常数减小，即均衡向逆反响方向挪动，所以正方应是放热反响。
化学反应的平衡常数与反应物质转化率化学反应是物质转化的过程，而反应的平衡常数以及反应物质的转化率体现了该反应的特性和动力学行为。
本文将就化学反应的平衡常数和反应物质转化率进行探讨。
一、化学反应的平衡常数1. 平衡常数的定义和计算方式平衡常数是指在给定温度下，反应物与生成物的浓度之比，用于表示反应系统达到平衡时不同物质的相对含量。
一般情况下，化学反应可以用一个化学方程式来表示，例如：A +B ⇌C + D其中A和B为反应物，C和D为生成物。
根据质量守恒定律，反应物与生成物的摩尔数之和在反应过程中始终保持不变。
此外，每个参与反应的物质都有其浓度，可以用摩尔浓度或者压力来表示。
对于上述反应，平衡常数K可以用以下方式计算：K = [C][D] / [A][B]其中，[C]、[D]、[A]、[B]分别表示各物质的摩尔浓度。
2. 平衡常数的意义和应用平衡常数K可以用于判断反应的偏向性和速率。
若K > 1，则平衡体系中生成物的浓度较高，反应向生成物的方向偏移；若K < 1，则平衡体系中反应物的浓度较高，反应向反应物的方向偏移；若K ≈ 1，则反应物和生成物的浓度相近，反应达到动态平衡。
除了判断偏向性外，平衡常数还能用于反应的定量计算。
在给定反应物浓度的情况下，可以根据平衡常数计算生成物的浓度，或者根据生成物的浓度推算反应物浓度。
二、反应物质的转化率1. 转化率的定义和计算方式反应物质的转化率表示在反应过程中，反应物转化为生成物的程度。
转化率可以用不同方式进行计算，例如：转化率(%) = (生成物的摩尔数 / 反应物的初始摩尔数) × 100%在实际应用中，转化率还可以用质量、体积等方式进行计算，具体取决于反应物和生成物的性质。
2. 转化率与反应速率的关系转化率与反应速率密切相关。
反应速率是指单位时间内反应物转化为生成物的速率，可以用反应速率方程表示。
根据反应速率方程，可以得出在给定时间内反应物转化为生成物的摩尔数。
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。
化学平衡常数与转化率的计算aA+bB↔cC+dD平衡常数的表达式为：Kc=([C]^c*[D]^d)/([A]^a*[B]^b)其中，[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的平衡态浓度。
a、b、c、d分别为反应物A、B与生成物C、D各自的摩尔系数。
对于气相反应，也可以使用气相的分压来表示平衡常数。
此时平衡常数的表达式为：Kp=(PC^c*PD^d)/(PA^a*PB^b)其中，PA、PB、PC、PD分别表示反应物A、B和生成物C、D的分压。
化学平衡常数的值可以根据实验测得的平衡浓度或分压数据计算得出。
在实验中，通常使用化学平衡常数来确定反应趋势和预测反应结果。
当平衡常数大于1时，表示反应偏向生成物一侧；当平衡常数小于1时，表示反应偏向反应物一侧；当平衡常数接近1时，则表示反应在平衡位置处。
转化率是指一个物质在化学反应中转化为其他物质的程度。
在反应过程中，原始物质转化为产物的比例是反应转化率。
它是反应物的消失与产物的形成之间的关系的一种相对测量。
转化率的计算可以使用消失物或形成物的摩尔数来表示。
对于一般的化学反应的平衡反应式：aA→bB+cC反应转化率的表达式为：转化率=(已转化物质的摩尔数)/(反应物初始摩尔数)*100%其中，已转化物质的摩尔数可以通过实验数据或反应物质的摩尔比来确定。
反应物初始摩尔数可以通过反应物质量和相应的摩尔质量关系来计算得出。
转化率可以用来评估反应的程度和速率，可以帮助确定反应条件和优化反应结果。
高转化率通常表示反应进行充分，而低转化率则表示反应进行不充分。
总结起来，化学平衡常数和转化率是用于描述和计算化学反应的两个重要物理量。
化学平衡常数表示了反应物与生成物浓度或分压之间的关系，可以用于预测反应的平衡位置和判断反应的趋势。
转化率则表示了反应中原始物质向产物转化的程度，可以用于评估反应的程度和速率。
两者的计算方法和应用都可以通过实验数据来确定。
【2019最新】精选高考化学讲与练第7章第3讲化学平衡常数及转化率的计算（含解析）新人教版李仕才考纲要求 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的概念及应用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mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，K＝(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aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Q ＝。
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。
(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( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√书写下列反应的平衡常数表达式。
(1)Cl2＋H2O??HCl ＋HClO(2)C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)(3)CH3COOH ＋C2H5OH??CH3COOC2H5＋H2O(4)CO ＋H2O??HCO ＋OH －(5)CaCO3(s)??CaO(s)＋CO2(g)错误!＝(1)K 答案错误!＝(2)K 错误!＝(3)K 错误!＝(4)K (5)K ＝c(CO2)题组一 化学平衡常数表达式的书写1．写出下列反应的平衡常数表达式：(1)4NO2(g)＋2NaCl(s)??2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)K ＝________________。
(2)人体中肌红蛋白(Mb)与血红蛋白(Hb)的主要功能为运输氧气与二氧化碳，肌红蛋白(Mb)可以与小分子X(如氧气或一氧化碳)结合，反应方程式为Mb(aq)＋X(g)??MbX(aq)，反应的平衡常数表达式K ＝____________________________________________________________。
错误!(2) (1) 答案2．甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。
工业上可利用CO 或CO2来生产燃料甲醇。
已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：(1)用K1、K2表示)。
(2)反应③的ΔH________(填“>”或“＜”)0。
答案 (1)K1·K2 (2)＜ 解析 (1)K1＝，K2＝， K3＝， K3＝K1·K2。
(2)根据K3＝K1·K2,500℃、800℃时，反应③的平衡常数分别为2.5,0.375；升温，K 减小，平衡左移，正反应为放热反应，所以ΔH＜0。
1．化学平衡常数与具体的化学反应方程式有关，同一类型的化学方程式，化学计量数不同，则K 不同。
2．在水溶液中进行的可逆反应，水可视为纯液体，不要写入化学平衡常数表达式中；固体也不能写入化学平衡常数表达式中。
题组二影响化学平衡常数的因素3．(2018·××市铁一中学质检)O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。
O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。
常温常压下发生的反应如下：反应①O3??O2＋[O] ΔH>0 平衡常数为K1；反应②[O]＋O3??2O2 ΔH<0 平衡常数为K2；总反应：2O3??3O2 ΔH<0 平衡常数为K。
下列叙述正确的是( )A．降低温度，总反应K减小B．K＝K1＋K2C．适当升温，可提高消毒效率D．压强增大，K2减小答案C解析降温，总反应平衡向右移动，K增大，A项错误；K1＝、K2＝、K＝＝K1·K2，B项错误；升高温度，反应①平衡向右移动，c([O])增大，可提高消毒效率，C项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D项错误。
4．在一个体积为2L的真空密闭容器中加入0.5molCaCO3，发生反应CaCO3(s)??CaO (s)＋CO2(g)，测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示，图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线，B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。
请按要求回答下列问题：(1)该反应正反应为______(填“吸”或“放”)热反应；温度为T5时，该反应耗时40s达到平衡，则此温度下，该反应的平衡常数数值为________。
(2)如果该反应的平衡常数K值变大，该反应________(填编号)。
a．一定向逆反应方向移动b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小c．一定向正反应方向移动d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大(3)请说明随温度的升高，曲线B向曲线A逼近的原因：______________________________。
(4)保持温度、体积不变，充入CO2气体，则CaCO3的质量________，CaO的质量________，CO2的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案(1)吸0.20 (2)bc (3)随着温度升高，反应速率加快，达到平衡所需要的时间变短(4)增大减小不变解析(1)T5时，c(CO2)＝0.20mol·L－1，K＝c(CO2)＝0.20。
(2)K值增大，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。
(4)体积不变，增大c(CO2)，平衡左移，CaCO3质量增大，CaO质量减小，由于温度不变，K不变，所以c(CO2)不变。
注意浓度、压强引起化学平衡发生移动时，平衡常数不变，只有温度变化引起的化学平衡移动，平衡常数才发生变化。
5．(2017·山西八校联考)将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应，得到如下表中的两组数据：A．x＝2.4B．T1、T2的关系：T1＞T2C．K1、K2的关系：K2＞K1D．实验1在前6min的反应速率v(SO2)＝0.2mol·L－1·min－1答案A解析根据题中信息可列“三段式”：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)n(起始)/mol 4 2n(转化)/mol 4－x 2－0.8n(平衡)/mol x 0.8(4－x)∶(2－0.8)＝2∶1解得：x＝1.6同理，解得y＝0.2，由于2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)是放热反应，温度越高，反应正向进行的程度越小，根据x，y可以判断出T1＞T2，K1＜K2。
实验1在前6 min的反应速率v(SO2)＝＝0.2 mol·L－1·min－1，故本题选A。
题组三化学平衡常数的应用6．(2018·合肥高三模拟)在体积为1L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)，化学平衡常数K与温度T的关系如下表：回答下列问题：(1)升高温度，化学平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(2)若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，此时的温度为________；在此温度下，若该容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O，则此时反应所处的状态为__________(填“向正反应方向进行中”“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。
答案(1)正反应(2)850℃向正反应方向进行中解析(1)由表格数据，可知随着温度升高，平衡常数增大，说明化学平衡向正反应方向移动；(2)c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，则计算出K＝1.0，即此时温度为850℃，此温度下＝<1.0，故反应向正反应方向进行中。
1．温度变化与化学平衡常数变化不一定对应。
若正反应为吸热反应，升温，K增大，降温，K减小；若正反应为放热反应，则相反。
2．Q与K的表达式相同，但代入的浓度不同。
K的表达式中各物质浓度为平衡浓度，而Q中为任意时刻物质的浓度。
考点二有关化学平衡常数的计算1．一个模式——“三段式”如mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为amol·L－1、bmol·L －1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol·L－1。
mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)c始/mol·L－1ab00c转/mol·L－1mxnxpxqxc平/mol·L－1a－mxb－nxpxqxK＝。
2．明确三个量的关系(1)三个量：即起始量、变化量、平衡量。
(2)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各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
3．掌握四个公式(1)反应物的转化率＝×100%＝×100%。
(2)生成物的产率：实际产量(指生成物)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。
产率＝×100%。
(3)平衡时混合物组分的百分含量＝×100%。
(4)某组分的体积分数＝×100%。
将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)??NH3(g)＋HI(g)，②2HI(g)??H2(g)＋I2(g)。
达到平衡时：c(H2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L －1，则此温度下反应①的平衡常数为___________________________________________________________。
答案20解析由平衡时H2的浓度，可求得反应②分解消耗HI的浓度，c分解(HI)＝0.5 mol·L －1×2＝1 mol·L－1，故①式生成c(HI)＝c平衡(HI)＋c分解(HI)＝4 mol·L－1＋1 mol·L－1＝5 mol·L－1，则c平衡(NH3)＝5 mol·L－1，根据平衡常数表达式K＝c平衡(NH3)·c平衡(HI)＝5×4＝20。
