2024年高考化学一轮复习（人教版） 第8章 第47讲　化学平衡常数的计算.docx

第47讲　化学平衡常数的计算
[复****目标]　1.掌握平衡常数和平衡转化率计算的一般方法。2.了解速率常数与化学平衡常数的关系并能进行有关计算。
考点一　化学平衡常数与平衡转化率的计算
1．常用的四个公式
公式
备注
反应物的转化率
×100%＝×100%
①平衡量可以是物质的量、气体的体积；
②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数
生成物的产率
×100%
平衡时混合物组分的百分含量
×100%
某组分的体积分数
×100%
2.平衡常数的计算步骤
(1)写出有关可逆反应的化学方程式，写出平衡常数表达式。
(2)利用“三段式”(见化学反应速率及影响因素)，确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。
(3)将平衡浓度代入平衡常数表达式。
(4)注意单位的统一。
3．压强平衡常数
(1)以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例，
Kp＝[p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。
(2)计算方法
①根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。
②计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。
③根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数
(或物质的量分数)。
④根据平衡常数计算公式代入计算。
例　一定温度和催化剂条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入压强为p0的恒压容器中，测得平衡时N2的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(Kp)。
答案　
解析　　　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
起始/mol　1　　　　3　　　　0
变化/mol　0.5　　　1.5　　　 1
平衡/mol　0.5　　　1.5　　　　1
平衡时p(N2)＝p0、p(H2)＝p0、p(NH3)＝p0。Kp＝＝＝。
一、平衡常数与转化率的相关计算
1．已知在密闭容器中发生可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH>0。某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。
思考并解答下列问题：
(1)若达到平衡后，M的转化率为60%，列出“三段式”，计算此时N的平衡浓度是多少？平衡常数K是多少？
(2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，则M的转化率为____________________________________________，
N的起始浓度为________。
答案　(1)　　　M(g)＋ 　　N(g)P(g)　＋　Q(g)
起始/(mol·L－1)　1　　　　　2.4　　　0　　　　0
转化/(mol·L－1)　1×60%　1×60%　1×60% 1×60%
平衡/(mol·L－1)　0.4　　　　1.8　　　0.6　　　0.6
由三段式得N的平衡浓度为1.8 mol·L－1，K＝＝
(2)50%　6 mol·L－1
解析　(2)　　　　M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)
起始/(mol·L－1)　　4　　　a　　　0　　0
转化/(mol·L－1)　　2　　　2　　　2　　2
平衡/(mol·L－1)　　2　　　a－2　　2　　2
α(M)＝×100%＝50%，温度不变，平衡常数不变，K＝＝，解得a＝6，即反应物N的起始浓度为6 mol·L－1。
2．(2021·重庆1月适应性测试，17)内酯在化工、医药、农林等领域有广泛的应用。内酯可以通过有机羧酸异构化制得。某羧酸A在0.2 mol·L－1盐酸中转化为内酯B的反应可表示为A(aq)B(aq)，忽略反应前后溶液体积变化。一定温度下，当A的起始浓度为a mol·L－1时，A的转化率随时间的变化如下表所示：
t/min
0
21
36
50
65
80
100
∞
A的转化率/%
0
13.3
20.0
27.8
33.3
40.0
45.0
75.0
(1)反应进行到100 min时，B的浓度为________ mol·L－1。
(2)v正(t＝50 min)________(填“>”“<”或“＝”)v逆(t＝∞ min)。
(3)增加A的起始浓度，A在t＝∞ min时转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)该温度下，平衡常数K＝________；在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为a mol·L－1，平衡时B的转化率为________。
(5)研究发现，其他条件不变时，减小盐酸的浓度，