2020年高考化学微复习《化学平衡常数及其计算》.pdf

2020年高三化学专题复习化学平衡常数相关计算2020.3近年命题主要角度 平衡常数表达式及计算 涉及转化量的计算 利用平衡常数作定性判断近年命题主要角度平衡常数表达式及计算 平衡常数表达式 三段式计算 涉及转化量的计算 利用平衡常数作定性判断平衡常数表达式及计算 （20 16 全国I I）反应C O（g）+2H2（g）CH30 H（g）的化学平衡常数K 的表达式为。c(CH OH3)c(CO)C2(H2)（20 16 全国I I I）反应CIO 2一+2S O 32一 一 2 S O 4 2 一+CI一的平篌亍常数K 表达式为平衡常数表达式及计算C2(SO24-)c(Cl-)c(C10-2)C2(SO32-)(2019海 南)由g-羟基丁酸生成g-丁内酯的反应如下：H、HOCH2cH2cH2coOH +H2O在 298K下，g-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 m ol/L,测得g-丁内酯的浓度随时间变化的数据如表所示Z/min 21 50 80 100 120 160 220 ooc/(mol/L)0.024 0.050 0.071 0.081 0.090 0.104 0.116 0.132298 K 时该反应的平衡常数K=平衡常数表达式及计算_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2019海 南)由 g-羟基丁酸生成g-丁内酯的反应如下：H、HOCH2cH2cH2coOH+H20 始/(mol/L)0.180 0 转/(mol/L)0,132 0.132 平/(mol/L)0.048在 298K下，g-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 m ol/L,测得g-丁内酯的浓度随时间变化的数据如表所示“min 21 50 80 100 120 160 220c/(mol/L)0.024 0.050 0.071 0.081 0.090 0.104 0.116 0.132298 K 时该反应的平衡常数K=c平衡常数表达式及计算K=0.132=2.75 c(HOCH CH CH COO222H)_ 0.180-0.132(2017 全国 III)298 时，将 20 mL 3xmol17Na3AsO3、20 mL 3xm ol,r2和 20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO33-(aq)+l2(aq)+2OH-(aq)AsO(aq)+2|-(aq)+H2O(l)o若 平 衡 时 溶 液 的 则 该 反 应 的 平 衡 常 数K 为 4俨 。(工 广)2ASO33-+I2+2O H-X X A SO 43-+2I-+H2O平衡常数表达式及计算始/(mol/L)0 0 转/(mol/L)y y y 2y 平/(mol/L)x-y x-y2yK=c(AsO)(IC(ASO3-/4.)2 )c 2C(2l(-OH)-)=(xyxy-y)1 2=(xy4-y3)23 平衡常数的表示 浓度平衡常数一Kc适用于气体、溶液平衡 压力平衡常数一Kp适用于气体平衡 Q)广 2)平衡常数表达式及计算加A(g)+B(g)n夕C(g)+D(g)qKQ(C)Cq(D)P pCp Dq Kc =c?(A)O?(B)p p p xm Bnnl 混合气体中某组分的分压=总压x该组分的物质的量分数p p,二 总n总(2014全国D下图为气相直接水合法C2H4(g)+H2O(g户 C2H50H(g)中乙烯的平衡转化率与温度、压 强 的 关 系 其 中2H4尸1：1平衡常数表达式及计算计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K=0.0717MPa-i2H4(g)H2O(g)0.2 C2H50H(g)P转/mol0.2 0.2平/mol 0.8+0.8+0.2=1.8mol物 质 的 0.8 0.8 0.2 分数 1.81.8 1.8压力平衡常数要带、一单位计算!一分式不得分!9-1分压 0.8 7.85Mpa 0.8 7.85Mpa 0.2 7.85Mpa1.8 1.8 1.8平衡常数表达式及计算_ _ _ _ _0.2P 7.85MpaKp=pc H24CHOH25 02=0.8 7.85 8Mpa 0.8=7.85Mpa7.85Mpa=0.0717Mpa1.81.8近年命题主要角度 平衡常数表达式及计算 涉及转化量的计算 利用平衡常数作定性判断近年命题主要角度平衡常数表达式及计算 涉及转化量的计算 三段式 差量法 利用平衡常数作定性判呼_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （20 19 全国I I）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（C5 H8）在刚性容器内涉及转化量的计算C5H6(g)+2HI(g)Dn0 0 x0.4 20.8x0.4 0.8 0 4 x发生反应C5H8（g）+l2（g）C 5 H 6（g）+2HI（g）,起始总压为1（）5 p a,平衡时总压增加了 20%,T戊烯的转化率为一4，该反应的平衡常数 Kp=Pao恰、增加了 200.4%mol C5H8（g）+L（q）始/mol 0 D差量法 x0,4 x0,4转/mol 平 0.6 0.6/mol0.40.4mol(C H5 8)=100%=40%Imol涉及转化量的计算_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _（2019全国II）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（C5H8）在刚性容器内发生反应C5H8（g）+l2（g）5H6（g）+2HI（g）,起始总压为105pa,平衡时总压增加了 2 0%,环戊烯的转化率为_ 4 0,该反应的平衡常数%。=3.610 4Pao注意平衡总压 C5H8（g）+1 2（g）、C5H6（g）+2HI（g）为 分压 3 10 4pa 3 10 4P a 2 10 4Pa4 10 4Pa1.2X105PaKp=pp(C H(C H5 6)以2(IHI)=2 10 3 10 4P a4P a(4 10 3 1044P aP a)2=3.6 104P a涉及转化量的计算始/mol转D000 xO.4x0.4x0.420.8x/mol 平 0 60.60.40.8=2.4mol/mol 11114463物质的分数+Tli,即 p i二 夕 总 夕2Pi 总n总m n总涉及转化量的计算带 入 理 想 气 体 方 程 PT总=总R,得：p V n 7=/R恒 T 尸 恒 时，p,仅 正 比 于 丹 可 以 直 接 用 于 量 的 计 算（2019全国II）某温度下，。物质的量的碘和环戊烯J C 5H8）在刚性容器内发生反应C5H8（g）+3 g）C 5 H 6（g）+2Hl（g）,起 始 总 压 为 平 衡 时总压增加了 20%,环戊烯的转化率为_ 4 0,该反应的平衡常数%。=3.64Pao涉及转化量的计算_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _始/Pa 转 C5H8（g）+h（g）、C5H6（g）+2HI（g）Dp65 8)3.6/Pa 平/Pa 5x104 5X1Q42xx104 2xx1043x104 3xio4002xx1042x1044x210 x4K p 二 夕(C H 5AP(I1 2xX1044x1042x1044Pa101034Pa=4Pa(2018全国I)F.2 10 4Pa(C H58)=4Pa 100%=40%5 10Daniels p(c H)n2(HI)等曾利2 104Pa(4 104Pa)2解反应：）3 10用测压法在刚性反应器中研究了 25时N2O5（g）的分涉及转化量的计算2N 2O 5（9）-4华 +2（9）2N2O4（g）其中N02二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强P随时间f 的变化如下表所示（t=时，N2O5（g）完全分解）r/min 0 40 80 160 260 13001700p/kPa 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1（1）研究表明，N2O5（g）的分解反应速率v=2 10-3 0 2 5(kPa min t=62min时,测得体系中/?O2=2.9kPa,则此时的 J9NO2 5=kPa,v=kPa-min-1涉及转化量的计算（2018全国I）F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25时用彷的分解反应:始/kPa 转/kPa 5.8 62min/kPa 30.0pO2 5 2.9=30.0kPa 2.92N2O5(g)-4NO2(g)+O2(g)研究表明，N2O5(g)的分解反应速率v=2 10 /7 N O 2 5(kPa min-1)t=62min时，测得体系中.(工二2.91成 则v=2 10 一 3PN 0 2 5=2 10 一 330.0=0.06(kPamin 7)涉及转化量的计算此时的 PN O2 5=kPa,v=06kPa-min-1涉及转化量的计算（2018 全国 I）F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 时N2O5（g）的分解反应：（2）25时 N2O，g）2NO2（g）反应的涉及转化量的计算-平衡常数Kp=kPa(计算结果保留1位小数)2N20s(g)-4N0,(g)+02(g)2N2O4(g)其中N 02二聚为N2O4的反应可以速达到平彳,。体系的总压强P随时间t的 变 化 如 下 表 所 示(t=时，用0 5 9)完全分解)Z/min 0 40 80 160 260 13001700p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1涉及转化量的计算（2018 全国 I）F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 时0 5（g）的分解反应:2N2（）5（g）4NC）2（g）+02（g）始/kPa 71.6 17.9转/kPa 35.871.6 17.9/kPa 0p=89.5kPaZ/min 0 40 80 160 260 13001700p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1（2）25（时 N2O4（g）2 N O 2（g）反应的平衡常数 Kp=13.kPa（计算结果保留1位小数）涉及转化量的计算Dp=89.5kPa-63.1 kPa=26.4kPa2NO2(g)=N2O4(g)Dp始/kPa 0转/kPa 52.82x 26.4x 平/kPa 18.8 2 6 4 x26.4 26.4J9NO22(18.8kPa)2 9.4 9.4Kp=kPap N O 2 4 26.4kPa6.6涉及转化量的计算=13.4kPa(2020黄山质检小物质的量的 和,置于预先抽真空的1L密闭容器中，始总压为416k，保持温度为了 K 达平衡，总压为456kPa。体系中存在如下反应：l g g)l2(g)+HgTHI(g)Kp2平衡体系中l(g)、H2(g)分压分别为80 kPa、72 kPa,7 K 下&2二32.1。多重平衡中，平衡常数对应的是所有可逆反应均平衡时的浓度或分压Dp=456kPa-416kPa=40kPa 168kPa-32kPa=136kPa反应消耗的 L(g)涉及转化量的计算l2(g)21(g)Dp 始/kPa 3g)+W 2Hl(g)208208转/kPa 40 x 280 x 40 x$W a 136 136272/kPa 168 80 40 平/kPa 32 72272万2 p h=pn=(80kPa)2=32kPa Kp2=pHl2=(272kPa)2=32.1KP=ph Kpi 200kPa p12 H2 32kPa 72kPa有效数字涉及转化量的计算题目中有要求保留X位有效数字保留X位小数题目中无要求保留三位有效数字保留三位小数12.456712.512.4570.045670.04570.046以题目中有效数字位数最少的为准(一般至少两位)评分标准 计算错误不得分c(H+)=10mol/L错误 四舍五入出错不得分 分数不 得 分c(H+)=0.1x10-6mo|/L错误涉及转化量的计算科学计数法表示错误扣一分 c(H+)=1xio-7mo|/L正确未按照题目中要求的有效数字作答一酊一分近年命题主要角度 平衡常数表达式及计算 涉及转化量的计算 利用平衡常数作定性判断利用平衡常数作定性判断近年命题主要角度平衡常数表达式及计算涉及转化量的计算利用平衡常数作定性判断 Q（浓度商）：将任意状态下的浓度或分压带入平衡常数表达式计算的结果半定量估算（2017江苏节选）温度为T 时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2（g）bx2NO（g）+O2（g）。关于平衡状态，下列说法正确的是（）利用平衡常数作定性判断容器C（C）2）平编号C始/(m o L)NO2 NO O20.60IIIII0.300.50.50.20.35/(mol-L-1)0.2容器 I 2NO2(g)2NO(g)+O2(g)始/(mol L-i)0.6 0 0 转/(mol L-i)0.4 0.4 0.2 平/(mol Lz1)0.2 0.4 0.2K=C2(CNO2(NO)C 2()O2)=0.40.2220.2=0.8A.容器I 与容器II中的总压强之比为4:5B.容器II中C(O2)/C(NO2)比容器I 中的大C.容器山中NO的体积分数小于50%利用平衡常数作定性判断（2017江苏节选）温度为T时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2（g）=2 N O（g）+O2（g）。关于平衡状态，下列说法正确的是（）容器 c 始）。（。2）平编初号kNO2 NOI 0.6 0II 0.3 0.5III 0 0.5O2/（mol 亡）0 0.20.20.35利用平衡常数作定性判断A.容器I与容器II中的总压强之比为4:5 p Vn T总=总R P总心.V 总总浓度之比Pj 匚=RT=cRT容器 I 2NO2(g)2NO(g)+O2(g)始/(m oH _)0.6 0 0 转/(mo卜L，0.4 0.4 0.2 平/(m ol L-1)0.2 0.4 0.2K=C2(CN O2(N O)C()O2)=0.40.22 10.2=0.8利用平衡常数作定性判断2(2017江苏节选)温度为T时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g)-x2NO(g)+O2(g)o关于平衡状态，下列说法正确的是()容器编号cNO20.6II 0.3III 0/(mol-L-1)NO0200.5 0.20.5 0.35c(0)容器 I 2NO2(g)2 N O(g)+O2(g)平/(m。化2 T T T/(mol-L-1)D0.2 0.4 0.20.20.8mol/Lc2(NO)c(O2)0.42 0.2 0.8利用平衡常数作定性判断K 二 C 2(N O 2)=0.22 二容器 II 2NO2(g)-2N O(g)+O2(g)始/何。心)0.3 0.5 0.2A.容器I与容器II中的总压强之比为4:5错误 1.0mol/L总浓度之比Q=C2(CNO2(NO)C2()O2)=0.50.3220.2 0.8利用平衡常数作定性判断容器 c 始/(molL)c(C)2)平编 号 N。0.6I 0.3II 0IIINO00.50.5O2/(m oILl0 020.20.35a平/(mol L)0.2 j0,4(NO)c(O2)0.42 0.2 0.8K=2(NO2)二 0 2 二c容器 II 2NO2(g)2 N O(g)+O2(g)始/(moH_)0.3 0.5 0.2利用平衡常数作定性判断(2017江苏 节 选)温度为T 时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反 应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)o关 于平衡状态，下列说法正确的是()容器I 2NO(g)2NO(g)+O(g)-122B.容器II中C(O2)/C(NO2)比容器I 中的大(2017江苏节选)温度为T 时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g)容器 c 始/(molL”)2NO(g)+O2(g)o 关于平衡状正确的是()态，下列说法编 号NO2 NOo2利用平衡常数作定性判断I 0.6 0 0II 0.3 0.5 0.2，(。2)平容 器 II2NO2(g)2NO(g)+O2(g)0.2C（O2）始/(m olU)转/(m olL)-10.3-2xC(NO2)=l/(mol-L)0.3-2X0.5 0.2+x0.2+x/(mol-L-i)0.1利用平衡常数作定性判断III 0 0.5 0.35 X二3B.容器II中C(O2)/C(NO2)比容器I中的大(2017江苏节选)温度为T时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g)=、2NO(g)+O2(g)。关于平衡状态，下列说法正确的是()利用平衡常数作定性判断容器 c 始/(m o l L)c(0 2)平容器始/(m。卜 山 1 2 NOO3 2(g)2 NO(g)+O0.5 0.2 2(g)编号NO2 NO O 2/(m ol-L-i)转/(moi-J)-0.2+0.2 0.13 3I 0.6 0 0 0.2 C(O 2)=i/(moi-L-i)0.2+0.1.5+0.2I I 0.30.5 0.2 C(N O2)3 3 III0 0.5 0.35 (0.5+0.2)2(0.2+利用平衡常数作定性判断B.容器 I I 中 C(0 2)/C(N 0)比容器 I 中的大。=C2(0 N O 2(N O)。()02)=(0.23+0.12错误(0.5+0.2)2 3=3 1 .JI半定估算13 (20 17江苏节选)温度为T时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2 N O 2(g)k 2 N O(g)+O 2(g)。关于平衡状态，下列说法正确的是()利用平衡常数作定性判断容器 III 2NO2(g)2NQ(g)/O2(g)始/(mo2)00.5 0.35转/(molL)2x2x xi-(NO_2/(moi L-1)20.1x 0.50.4-2 x 0.350.3 12 C.容器川中NO的体积分数小于50%令(NO)=0.5-2x2x+-+0.52x0.35-x解得x=0.05利用平衡常数作定性判断正确(NO尸nrN O)=(NO)Q 二 C2(CNO2(NO)C2()O2)=0.40.12 20.3 10.8总 总平衡常数相关计算平衡常数表达式及计算带单位 KKcp Kc=ccw(CA)ccM(DB)Kp=p pp pc 号 呼DBq”*有效数字 涉及转化量的计算 使用浓度、物质的量计算 使用分压直接计算恒温恒容平衡常数表达式及计算 (20 14全国D下图为气相直接水合法C2H，g)+H2O(g广=C2H5 0 H(g)中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系 其中a(H2O):c(C2H4尸1：1计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数7.85MPaA恒温恒压平衡常数相关计算平衡常数表达式及计算一。带单位 KKcp Kc=ccw(CA)ccM(DB)Kp=p pp pc 号 呼DBq”*有效数字 涉及转化量的计算 使用浓度、物质的量计算使用分压直接计算差量法（差量信息）利用平衡常数作定性判断 Q（浓度商）半定量估算