新高考化学二轮复习课件 第1部分 专题突破 专题15　速率常数、平衡常数的分析应用.pptVIP

专题15

速率常数、平衡常数的分析应用

复习目标

1.了解速率常数、平衡常数的关系。

2.掌握化学平衡常数的计算。

1.化学平衡常数

(1)意义：化学平衡常数K表示反应进行的程度，K越大，反应进行的程度

越大。K＞105时，可以认为该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。

(3)依据化学方程式计算平衡常数

①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。

②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与

原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝。

③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于各

分步反应平衡常数之积。

3.常用的气体定律

同温同体积：p(前)∶p(后)＝n(前)∶n(后)

4.速率常数与化学平衡常数关系的应用

温度为T1，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应CH4(g)＋

＋＝＋－1，该反应中，正反应

H2O(g)CO(g)3H2(g)ΔH206.3kJ·mol

3

速率为v正＝k正c(CH4)·c(H2O)，逆反应速率为v逆＝k逆c(CO)·c(H2)，k正、k

逆为速率常数，受温度影响。

已知T1时，k正＝k逆，则该温度下，平衡常数K1＝__1__；当温度改变为T2

时，若k正＝1.5k逆，则T2____(填“”“＝”或“”)T1。

解题步骤及过程：

步骤1带入特殊值

3

平衡时v正＝v逆，即k正c(CH4)·c(H2O)＝k逆c(CO)·c(H2)；

步骤2适当变式求平衡常数

步骤3求其他

k正＝1.5k逆，K2＝1.5；1.51，平衡正向移动，升高温度平衡向吸热方

向移动；则T2T1。

1.[2020·全国卷Ⅰ，28(2)(3)(4)]硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法

制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g)

－1

SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol。回答下列问题：

(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和

82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度

的变化如图1所示。反应在5.0MPa、550℃

时的α＝_0_._9_7_5_，判断的依据是_该__反__应__气__体_

_分__子__数__减__少__，__增__大__压__强__，__α_提__高__，__5_._0_M__P_a_

_＞__2_.5__M__P_a_＝__p_2，__所__以__p_1_＝__5_.0__M__p_a_。

影响α的因素有_反__应__物__(_N_2_和__O_2_)_的__起__始__浓__度__(组__成__)_、__温__度__、__压__强___。

反应SO2(g)＋SO3(g)的正反应是

气体总分子数减少的放热反应，其他条

件相同时，增大压强，平衡正向移动，

SO2平衡转化率增大，则图中p1＝5.0MPa，

p3＝0.5MPa。由图可知，反应在5.0MPa、

550℃时SO2的平衡转化率α＝0.975。温度、压强和反应物的起始浓度

(组成)都会影响SO2的平衡转化率α，温度一定时，压强越大，α越大；

压强一定时，温度越高，α越小。

(3)将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、

m%O2(g)和q%N2(g)的气体通入反应器，

在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，

若SO2转化率为α，则SO3压强为__________，

平衡常数Kp＝___________________(以分

压表示，分压＝总压×物质的量分数)。

假设原气体的物质的量为100mol，则

SO2、O2和N2的物质的量分别为2mmol、

mmol和qmol，2m＋m＋q＝100，利用

三段式法计算：

平衡时混合气体的总物质的量为2m×(1

－α)mol＋m×(1－α)mol＋2mαmol＋qmol

＝(3m－mα＋q)mol，SO3的物质的量分

数为×100%＝

×100%，

0.8

(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v＝k(－1)(1－nα′)。

式中：k为反应速率常