20192020年高考一轮课程化学全国通用版化学平衡常数和转化率教案

2019年高考一轮复习化学平衡常数和转化率教材版本全国通用课时说明（建议）2课时知识点化学平衡常数（K）的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算，化学反应的转化率。等效平衡，有关平衡图像的分析。复习目标1、了解化学反应速率的概念和定量表示方法。能正确计算化学反应的转化率（α）。2、了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3、了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。4、掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数（K）的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。5、理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。6、了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。复习重点1、有关平衡的三段式计算方法2、化学平衡常数进行相关计算，化学反应的转化率。3、等效平衡的模型4、平衡图像的分类复习难点1、有关平衡的三段式计算方法2、化学平衡常数进行相关计算，化学反应的转化率。3、等效平衡的模型4、平衡图像的分类一、自我诊断知己知彼1、【2017天津卷】常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时，该反应的平衡常数K=2×10−5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。下列判断正确的是（）A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)2、【2018届石家庄市二中第三次模拟】在1.0L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量如图所示。下列说法正确的是（）A．该反应的正反应为吸热反应B．压强大小关系为p1p2p3C．M点对应平衡常数K的值约为1.04×10-2D．在p2及512K时，图中N点v正v逆3、【河南省中原名校2018届高三上学期第五次联考】顺-1,2-二甲基环丙烷(g)和反-1,2-二甲基环丙烧(g)可发生如下转化:该反应的速率方程可表示为:v(正)=k(正)c(順)和v(逆)=k(逆)c(反),k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。1温度下，k(正)=0.006s-1,k(逆)=0.002s-1。下列说法错误的是（）A．t1温度下,反应的平衡常数值K1=3B．该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)C．t2温度下，上图中表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线为B曲线D．由上图信息可以确定温度t2小于t14、【郑州市2017届第三次模拟】汽车尾气脱硝脱碳主要原理为：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H0。在一定条件下的密闭容器中，用传感器测得该反应在不同时间NO和CO浓度如下表：时间/s01234C(NO)/mol•L-19.50×10-34.50×10-32.50×10-51.50×10-31.5×10-3C(CO)/mol•L-19.00×10-34.00×10-32．00×10-31.00×10-31.00×10-3下列说法正确的是（）A．—定温度下，从开始到平衡，该反应的平衡常数逐渐增大B．前2s内的平均反应速率v(N2)=1.75×10-3mol·L-1·s-1C．达到平衡时，CO的转化率为11．11%D．3s时NO和CO的浓度都不再变化，反应停止进行5、【2016年高考新课标Ⅰ卷节选】元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、CrO42−(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：CrO42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0mol·L−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72−)随c(H+)的变化如图所示。①离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。②由图可知，溶液酸性增大，CrO42−的平衡转化率__________(填“增大“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。③升高温度，溶液中CrO42−的平衡转化率减小，则该反应的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等于”)。【参考答案】1、B2、C3、D4、B5、①2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O；②增大；1.0×1014；③小于；【解析】1、A.平衡常数与温度有关,则增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数不变，故A错误；B.Ni(CO)4的沸点为42.2℃,应大于沸点,便于分离出Ni(CO)4，则一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃，故B正确；C.加热至230℃制得高纯镍,可知第二阶段,Ni(CO)4分解率较大，故C错误；D.达到平衡时,不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比,则该反应达到平衡时4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO)，故D错误；故选B.2、A.由图可知，随着温度升高，平衡时甲醇的物质的量在减小，所以升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故A错误；B.由图可知,作一条等温线,因为该反应为气体体积减小的反应,压强越大,平衡时甲醇的物质的量也越大,所以p1p2p3，故B错误；C.由图可知，M点对应的甲醇产量为0.25mol，则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)开始12.7500反应0.250.750.250.25平衡0.7520.250.25又体积为1.0L,所以K=230.250.251.04100.75=2，故C正确；D.由图可知,在p2及512K时,N点甲醇的物质的量还小于平衡时的量,所以应该正向移动,则v(正)v(逆)，故D错误；故选C.3、A项根据v(正)=k(正)c(顺)，k(正)=0.006s-1，以及v(逆)=k(逆)c(反)，k(逆)=0.002s-1，则v(逆)=0.002c(反)，化学平衡状态时正逆反应速率相等，则0.006c(顺)=0.002c(反)，该温度下反应的平衡常数值K1=c(反)c(正)=0.0060.002=3，A项正确；B项该反应为放热反应，则△H小于0，说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，B项正确；C项随着时间的推移，顺式异构体的质量分数不断减少，则符合条件的曲线是B，所以C项正确；D项设顺式异构体的起始浓度为x，则可逆反应左右物质的系数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体为0.3x，反式异构体为0.7x，所以平衡常数20.7x7K0.3x==3，因K1＞K2，放热反应升高温度时平衡逆向移动，所以温度t2＞t1，D项错误。故选D4、A.平衡常数只受温度的影响，温度不变，平衡常数不变，故A错误；B.前2s内△c(CO)=7.00×10−3mol/L,则△c(N2)=3.50×10−3mol/L,，故B正确；C.达到平衡时,CO的浓度为1.00×10−3mol/L,可知△c(CO)=8.00×10−3mol/L,则转化率33810100%88.9%910，故C错误；D.NO和CO的浓度都不再变化，反应达到平衡状态，但反应没有停止，故D错误。故选B.5、①随着H+浓度的增大,CrO42−转化为Cr2O72−的离子反应式为：2CrO42−+2H+Cr2O72−+H2O，②溶液酸性增大,平衡2CrO42−+2H+Cr2O72−+H2O正向进行,CrO42−的平衡转化率增大;A点Cr2O72−的浓度为0.25mol/L,则消耗的CrO42−的浓度为0.5mol/L,则溶液中的c(CrO42−)=1.0mol/L−0.25mol/L×2=0.5mol/L,H+浓度为1×10−7mol/L,此时该转化反应的平衡常数为；③升高温度,溶液中CrO42−的平衡转化率减小，平衡逆向移动，说明正方向放热，则该反应的△H0，二、温故知新夯实基础总体归纳1.平衡常数2.转化率3.等效平衡4.平衡图像三、典例剖析思维拓展考点一平衡常数例1N2O5是一种新型硝化剂，一定温度下发生反应2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH＞0，T1温度下的部分实验数据为t/s050010001500c(N2O5)/(mol·L－1)5.003.522.502.50下列说法不正确的是()A．500s内，N2O5的分解速率为2.96×10－3mol·L－1·s－1B．T1温度下的平衡常数为K1＝125,1000s时N2O5的转化率为50%C．其他条件不变时，T2温度下反应到1000s时测得N2O5(g)浓度为2.98mol·L－1，则有T1＜T2D．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1＞T2，则有K1＞K2【答案】C【解析】500s内c(N2O5)由5.00mol·L－1降低到3.52mol·L－1，则有v(N2O5)＝－－1500s＝2.96×10－3mol·L－1·s－1，A正确。1000s时，c(N2O5)＝2.50mol·L－1，则c(NO2)＝5mol·L－1，c(O2)＝1.25mol·L－1，此时N2O5的转化率为－－15.00mol·L－1＝50%；化学平衡常数K1＝c422c22O5＝5.004×1.252.502＝125，B正确。T2温度下反应到1000s时测得N2O5(g)浓度为2.98mol·L－1＞2.50mol·L－1，说明反应正向进行的程度减小，即反应速率小，故有T1＞T2，C错误。该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，由于T1＞T2，则有K1＞K2，D正确。【易错点】信息提取不到位，温度变化平衡常数的变化规律【方法点拨】掌握平衡常数计算，吸热反应温度升高K值增大，反之减小。例2【乌鲁木齐市2017届三模】900℃时，向2.0L恒容密闭容器中充入0.40mol乙苯，发生反应：.经一段时间后达到平衡，反应过程中测定的部分数据如下表所示：时间/min010203040n(乙苯)/mol0.400.300.24n2n3n(苯乙烯)/mol0.000.10n10.200.20下列说法正确的是（）A．保持其他条件不变，向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂，则乙苯的转化率大于50.0%B．反应在前20分钟的平均速率为v(H2)＝0.008molmol/(L•min)C．若混合气体的平均摩尔质量不再变化，则说明反应已达到平衡状态D．相同温度下，起始时向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和0.30molH2，达到平衡前v正＞v逆【答案】C【解析】A.由表中数据可知，30min时处于平衡状态，平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol，则参加反应的乙苯物质的量为0.2mol，故苯乙烯的转化率为0.2mol100%=50%0.4mol，故A错误；B。由表中数据可知，20min内乙苯的物质的量变化量为0.4mol-0.24mol=0.16mol，故v(乙苯)=0.16220molLmin=0.004mol•L-1•min-1，速率之比等于化学计量数之比，则v(H2)=v(乙苯)=0.004mol•L-1•min-1，故B错误；C．反应中气体的质量不变，但物质的量逐渐增大，若混合气体的平均摩尔质量不再变化，说明气体的物质的量不变，则说明反应已达到平衡状态，故C正确；D．由表中数据可知，30min时处于平衡状态，平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol，平衡时苯乙烯的浓度为0.22molL=0.1mol/L，由方程式可知，氢气的平衡浓度为0.1mol/L，参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol，故平衡时乙苯的浓度为0.1mol/L，故平衡常数k=0.10.10.1=0.1．相