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(共60张PPT)
[学习目标]
1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义。
2.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。
3.掌握几种类型的平衡常数和转化率的简单计算。
浓度幂之积
浓度幂之积
K
3.意义与影响因素
(1)K值越大,说明反应进行的程度_____,反应物的转化率也______。
(2)K只受______的影响,与物质的浓度、压强变化无关;温度升高,吸热方向的反应K增大,放热方向的反应K减小;反之亦然。
越大
越大
温度
4.应用
(1)判断可逆反应进行的程度(即反应限度)。
K <10-5 10-5~105 >105
反应程度 正反应
很难进行 反应可逆 正反应可进
行得较完全
正
平衡
逆
(3)判断可逆反应的热效应。
吸热
放热
放热
吸热
×
√
×
×
×
×
A
B
解析　该反应为放热反应(ΔH<0),升高温度会使平衡逆向移动,平衡常数减小,A错误;反应式中,每消耗2 mol NH3生成2 mol N2,正反应中NH3的消耗速率等于N2的生成速率;逆反应中N2的消耗速率等于NH3的生成速率。平衡时正逆反应速率相等,故单位时间内NH3的消耗量(正反应)与N2的消耗量(逆反应)的比为1∶1,B正确;增加NH3浓度会瞬间增大正反应速率,随后逆反应速率逐渐增大直至新平衡,但平衡常数仅与温度有关,温度不变则平衡常数不变,C错误;催化剂仅加快反应速率,不改变平衡状态,故氮氧化物的平衡转化率不变,D错误。
平衡常数与书写方式的关系
[归纳总结]
二　平衡常数的应用与计算
3.(2025·湖南岳阳一模)在体积分别为V1 L和V2 L的两个恒容密闭容器中,均充入2 mol CHCl3(g)和1 mol O2(g),光照条件下发生反应2CHCl3(g)+O2(g) 2COCl2(g)+2HCl(g),测得CHCl3(g)的平衡转化率随温度(T)的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
C
A.V1B.此反应仅在低温下可自发进行
C.T1 ℃时,若V2=2 L,则反应平衡常数K=4.05
D.其他条件不变,增大投料比[n(CHCl3)/n(O2)]投料,平衡后可提高CHCl3 转化率
4.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:
K1·K2
化学反应 平衡
常数 温度/℃
500 800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) K1 2.5 0.15
②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) K2 1.0 2.50
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g) K3
(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=　　　　(用K1、K2表示)。
(2)反应③的ΔH　　　　(填“>”或“<”)0。
<
(3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v正　　　　(填“>”“=”或“<”)v逆。
>
1.一定条件下在容积为8 L的密闭容器中充入10 mol CO和8 mol NO,发生反应2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)。若反应进行到20 min时达到平衡状态,测得平衡体系压强为8 MPa,NO的体积分数为25%,则该温度下平衡常数Kp=　　　　　　　MPa-1
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
0.11
2.(2025·哈尔滨市六校高三期末联考节选)用惰性气体与C2H6混合作为反应气体时发生反应:C2H6(g) C2H4(g)+H2(g),在923 K、100 kPa恒温恒压条件下,将n(C2H6)∶n(Ar)=1∶a的混合气体进行C2H6脱氢反应,平衡时C2H6的转化率为b,则该反
应平衡常数Kp=　　　 　　kPa(用含a,b的代数式表示)。

计算Kp的答题两个模板
[归纳总结]
1.(2025·安徽卷)恒温恒压密闭容器中,t=0时加入A(g),各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率v=kx,k为反应速率常数)。
C
2.(2025·河北卷节选)煤化工路线中,利用合成气直接合成乙二醇,原子利用率可达100%,具有广阔的发展前景。反应如下:2CO(g)+3H2(g) HOCH2CH2OH(g)　ΔH。按化学计量比进料,固定平衡转化率α,探究温度与压强的关系。α分别为0.4、0.5和0.6时,温度与压强的关系如图:
①代表α=0.6的曲线为　　　　(填“L1”“L2”或“L3”);原因是 　 　
。
②ΔH　　　　0(填“>”“<”或“=”)。
L1
该反应为气体分子数减小的反应,温度相同时,增大压强,平衡正向移动,固定平衡转化率增大
<
=　
12　

解析　①由题目信息知,该反应为气体分子数减小的反应,同一温度下,增大压强,平衡正向移动,则α增大,故L1、L2、L3分别代表α=0.6、0.5、0.4的曲线。②由图可知,压强相等时,温度越高则对应的平衡转化率α越小,即平衡逆向移动,故该反应为放热反应,ΔH<0。③M、N两点对应平衡转化率相等,则平衡时各组分物质的量分数均相等,故Kx(M)=Kx(N);D点对应的平衡转化率为0.5,根据题给信息知,该反应按化学计量比进料,设起始加入2 mol CO、3 mol H2,列三段式:
[夯基固本练]
C
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2.1 000 K时,反应Ni(s)+H2O(g) NiO(s)+H2(g)的平衡常数K=0.005 9。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时,下列说法正确的是(　　)
A.该反应已达到平衡状态
B.该反应未达到平衡状态,反应正向进行
C.该反应未达到平衡状态,反应逆向进行
D.无法确定该反应是否达到平衡状态
C
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4.已知2NO+2H2 ===2H2O+N2的速率方程为v正=k正·cα(NO)·cβ(H2),在800 ℃下测定了不同初始浓度及正反应速率的关系,数据如表,则下列说法中正确的是(　　)
B
实验 c(NO)/(mol·L-1) c(H2)/(mol·L-1) v正
1 1 1 v
2 2 1 4v
3 1 2 2v
4 2 x 16v
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5.(2025·重庆七校联盟联考)将m g CuO固体放入容积为2 L的真空密闭容器中,保持温度不变,发生反应:4CuO(s) 2Cu2O(s)+O2(g)。达到平衡时O2的物质的量为0.1 mol。下列说法正确的是(　　)
A.保持容器容积不变,向平衡体系中通入Ar,平衡正向移动
B.该温度条件下化学平衡常数K=0.05
C.压缩容器容积为原来的一半,达到新平衡后容器中固体质量增加3.2 g
D.向平衡体系再通入0.1 mol O2,达到新平衡:0.05 mol·L-14
B
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解析　保持容器容积不变,向平衡体系中通入Ar,氧气浓度不变,平衡不移动,A错误;该温度条件下的化学平衡常数为K=c(O2)=0.05,B正确;压缩容器容积为原来的一半,新平衡时氧气浓度不变,氧气的物质的量减少0.05 mol·L-1×1 L=0.05 mol,达到新平衡后容器中固体质量增加0.05 mol×32 g·mol-1=1.6 g,C错误;该温度条件下,向平衡体系再通入0.1 mol O2,平衡常数不变,达到新平衡时c(O2)=0.05 mol·L-1,D错误。
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6.(2026·河南名校学术联盟二模)一定温度下,向1 L真空刚性容器中加入1 mol COCl2(g),发生反应:COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)　ΔH,反应达到平衡时,c(CO)=0.6 mol·L-1。下列叙述正确的是(　　)
A.若升高温度,COCl2的平衡转化率增大,则上述反应ΔH<0
B.再充入1 mol N2(不反应),平衡正向移动
C.再充入1 mol COCl2(g),达到新平衡时,c(Cl2)=1.2 mol·L-1
D.再充入1 mol COCl2(g)和1 mol CO(g),此时v正>v逆
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[能力技能练]
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B
8.两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度下平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1:NH4HCO3(s) NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　p1=3.6×104 Pa
反应2:2NaHCO3(s) Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)　p2=4×103 Pa
该温度下,刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体,平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是(　　)
A.反应2的平衡常数为4×106 Pa2
B.通入NH3,再次平衡后总压强增大
C.平衡后总压强为4.36×105 Pa
D.缩小体积,再次平衡后总压强不变
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9.(2025·辽宁省名校联盟一模)在保持T ℃、600 kPa条件下,向密闭容器中充入1 mol NO2气体,存在如下反应:2NO2(g) N2O4(g)。该反应的正、逆反应速率与NO2、N2O4的分压关系为:v正=k正·p2(NO2),v逆=k逆·p(N2O4)(k正、k逆分别是正、逆反应的速率常数)。lgv正~lgp(NO2)与lgv逆~lgp(N2O4)的关系如图所示。结合图像,下列说法正确的是(　　)
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D
A.直线m表示lgv逆~lgp(N2O4)
B.当2v正=v逆时,说明反应达到平衡状态
C.T ℃时,该反应的压强平衡常数Kp=100
D.T ℃、600 kPa时,NO2的平衡转化率为80%
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[素养提升练]
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10.(2026·湖北腾云联盟一模)乙醇被广泛应用于能源、化工、食品等领域,工业上可用以下两种方法制备乙醇。
Ⅰ.工业上采用催化乙烯水合制乙醇(CH2 ==CH2+H2O→CH3CH2OH),该反应过程中能量变化如图所示:
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(1)反应物分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应为
　　 　。
(2)已知:CH2 ==CH2+H2O→CH3CH2OH的反应速率表达式为v正=k正c(CH2 ==CH2)·c(H2O),v逆=k逆·c(CH3CH2OH),其中k正、k逆为速率常数。若其他条件不变时,降低温度,则下列推断合理的是　　　　。
A.k正增大,k逆减小
B.k正减小,k逆增大
C.k正减小的倍数大于k逆
D.k正减小的倍数小于k逆
D
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Ⅱ.乙酸甲酯(CH3COOCH3)催化加氢制取乙醇。包括以下主要反应:
①CH3COOCH3(g)+2H2(g) C2H5OH(g)+CH3OH(g)　ΔH1;
②CH3COOCH3(g)+H2(g) CH3CHO(g)+CH3OH(g)　ΔH2=+13.6 kJ·mol-1。
(3)已知CH3COOCH3、H2、C2H5OH、CH3OH的摩尔燃烧焓燃烧热(ΔH)分别为-1 593.4 kJ·mol-1,-285.8 kJ·mol-1,-1 366.8 kJ·mol-1,-725.8 kJ·mol-1,ΔH1=　　　　 kJ·mol-1。
-72.4　
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氢酯比大于8,大量的H2吸附在催化剂的表面,阻碍了催化剂吸附乙酸甲酯,导致乙酸甲酯的转化率减小
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酸甲酯转化率增大(或增大氢酯比,平衡正向移动,乙酸甲酯转化率增大);氢酯比大于8,大量的H2吸附在催化剂的表面,阻碍了催化剂吸附乙酸甲酯,导致乙酸甲酯的转化率减小。
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