1、【热点思维】1、化学平衡计算2、化学平衡常数 【热点释疑】1、如何运用“三段式”模式进行化学平衡计算?根据反应进行(或平衡移动)的方向,设某反应物消耗的量,然后列式求解。例:mA+nBpC+qD起始量:ab00变化量:mxnxpxqx平衡量:a-mxb-nxpxqx注意:变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。这里a、b可指:物质的量、浓度、体积等。弄清起始量、平衡量、平衡转化率三者之间的互换关系。在使用平衡常数时,要注意反应物或生成物的状态。2、化学平衡常数的意义是什么?使用化学平衡常数应注意哪些问题?(1)化学平衡常数的意义:化学平衡常数可表示反应进行的程度。K越大,反应进行的程度越
2、大,K105时,可以认为该反应已经进行完全。虽然转化率也能表示反应进行的程度,但转化率不仅与温度有关,而且与起始条件有关。K的大小只与温度有关,与反应物或生成物的起始浓度无关。(2)在使用化学平衡常数时应注意:不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀溶液中水的浓度写进平衡常数表达式中,但非水溶液中,若有水参加或生成,则此时水的浓度不可视为常数,应写进平衡常数表达式中。同一化学反应,化学反应方程式写法不同,其平衡常数表达式及数值亦不同。因此书写平衡常数表达式及数值时,要与化学反应方程式相对应,否则就没有意义。【热点考题】【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
3、),发生反应X(g)Y(g)M(g)N(g),所得实验数据如下表:实验编号温度/起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列说法正确的是A实验中,若5min时测得n(M)0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率(N)1.0102mol/(Lmin)B实验中,该反应的平衡常数K2.0C实验中,达到平衡是,X的转化率为60%D实验中,达到平衡时,b0.060【答案】C起始浓度(mol/L) 0.020 0.030 0 0转化浓度(mol/
4、L) 0.012 0.012 0.012 0.012则该温度下平衡常数K2.91,这说明升高温度平衡常数减小,即平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应。若容器中温度也是800,由于反应前后体积不变,则与相比平衡是等效的,因此最终平衡时M的物质的量b0.5a0.06。当温度升高到900时平衡显逆反应方向移动,因此b0. 060,D不正确,答案选C。【热点透析】(1)对于同类型的反应,K值越大,反应物转化率越大,表示反应进行的程度越大;K值越小,反应物转化率越小,表示反应进行的程度越小。(2)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。(3)反应物或生成物中若有固体或纯液体,由于其浓
5、度可以看作为“1”而不代入平衡常数表达式。(4)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若化学方程式中的化学计量数变化,相应地化学平衡常数也要发生变化;当化学反应逆向进行时,平衡常数为原平衡常数的倒数。【对点高考】【2015天津理综化学】某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:X(g)+m Y(g)3Z(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1molZ(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( )Am=2B两次平衡的平衡常数相同CX与Y的平衡转化率之比为1:1D第二次平衡时,Z的浓度为
6、0.4 molL1【答案】D【解析】试题分析:某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:X(g)+m Y(g)3Z(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1molZ(g),则可等效为两等效平衡体系合,在合并瞬间X、Y、Z的体积分数不变,但单位体积内体系分子总数增多,依据勒夏特列原理平衡应朝使单位体积内分子总数减小方向移动,但再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变,则说明m+1=3,故m=2,A项正确;同一化学反应的平衡常数只与温度有关,两次平衡温度不变,故两次平衡的平衡常数相同,B项正确;m=2,则起始量X与Y之
7、比为1:2,则反应过程中由方程式可知反应的X与Y之比为1:2,故X与Y的平衡转化率之比为1:1,C项正确;m=2,则该反应为反应前后气体总量不变的反应,故第二次平衡时Z的物质的量为:410%=0.4mol,故Z的浓度为0.4mol2L=0.2mol/L,故D项错误;本题选D。考点:本题主要考查了化学平衡移动原理及计算。涉及化学计量数的计算、转化率的计算、物质浓度的计算,平衡移动的判断等【热点巩固】1工业上用CO和H2合成CH3OH:CO(g)2H2(g) CH3OH(g)。反应的平衡常数如下表:温度/0100200300400平衡常数667131.910-22.410-4110-5下列说法正确
8、的是A该反应的H 0B加压、增大H2浓度和加入催化剂都能提高CO的转化率C工业上采用5 103 kPa和250的条件,其原因是原料气的转化率高Dt时,向1 L密闭容器中投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,平衡时CO转化率为50%,则该温度时反应的平衡常数的数值为100【答案】D【解析】平衡浓度(mol/L) 0.05 0.1 0.05平衡常数K=100,D正确,答案选D。考点:考查化学平衡影响因素分析判断,平衡常数概念的计算应用2利用催化技术可将汽车尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:2NO + 2CO 2CO2 + N2。某温度下,在容积不变的密闭容器中通入NO
9、和CO,测得不同时间的NO和CO的浓度如下表:时间/s012345c(NO) /10-3 molL-11.000.450.250.150.100.10c(CO) / 10-3 molL-13.603.052.852.752.702.70下列说法中,不正确的是A2s内的平均反应速率(N2)1.87510-4 molL-1s-1B在该温度下,反应的平衡常数K5C若将容积缩小为原来的一半,NO转化率大于90%D使用催化剂可以提高单位时间CO和NO的处理量【答案】B【解析】考点:考查化学平衡的知识。3相同温度下体积均为1.5 L的两个恒容容器中发生可逆反应:X2 (g)+3Y2(g)2XY3(g) H
10、=92.6 kJmol1,实验测得有关数据如下表:容器编号起始时各物质物质的量/mol达平衡时体系能量的变化X2Y2XY3130放热46.3 kJ0.82.40.4Q(Q0)下列叙述不正确的是( )A容器中达到平衡时,Y2的转化率为50%BQ=27.78 kJC容器、中反应的平衡常数相等,K=D相同温度下,起始时向容器中充入1.0 X2 mol 、3.0 mol Y2和2 mol XY3,反应达到平衡前v(正)v(逆)【答案】C【解析】考点:考查化学平衡。4在容积不变的密闭容器中通入一定量的A发生反应:2A(g)B(g)C(g) H0,T1温度下的部分实验数据为:t/s05001 0001 5
11、00c(A)/(molL1)6.003.503.003.00下列说法正确的是( )A500 s内A的分解速率为30103 molL1s1B1 000 s时A的转化率为50%,T1温度下的平衡常数为K10.75CT1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若K1K2,则T1T2D平衡时,其他条件不变,再加入一定量的A,达新平衡后K值增大【答案】C【解析】试题分析:A、根据v=c/t计算500 s内A的分解速率为(6.00-3.50)molL1500s=50103 molL1s1,错误;B、分析题给数据知1 000 s时反应达到平衡,A的转化率为50%,各物质的平衡浓度:c(A)=3.
12、00 molL1,c(B)= c(C)=1.50 molL1,故T1温度下的平衡常数为K1c(B) c(C)/ c2(A)=0.25,错误;C、该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,K增大,若T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若K1K2,则T1T2,正确;D、影响化学平衡常数的外界条件为温度,温度不变,K不变,错误。考点:考查化学反应速率和化学平衡。5将4 mol A和2 mol B放入2 L密闭容器中发生反应:2A(g)B(g)2C(g) H 0。4 s后反应达到平衡状态,此时测得C的浓度为0.6 mol/L。下列说法正确的是A当c(A):c (B):c(C)=2:1:2时,该反应即达到平衡状态B达到平衡状态后,若只升高温度,则C的物质的量浓度增大C4 s内,v(B)=0.075 mol/(Ls)D达到平衡状态后,若温度不变,缩小容器的体积,则A的转化率降低【答案】C【解析】