2025年高考化学总复习（人教版）第42讲 化学平衡常数及转化率的计算.docx

第42讲化学平衡常数及转化率的计算

【课程标准】1.提取信息计算化学平衡常数及转化率。2.了解压强平衡常数的含义，并能进行简单计算。

考点一化学平衡常数及转化率的计算方法——“三段式”法

1．分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。

2．明确三个关系

(1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。

(2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。

(3)各变化量之比等于各参加反应的物质的化学计量数之比。

3．计算模型——“三段式”法

(1)步骤：书写(写出有关化学平衡的化学反应方程式)―→列变量(列出各物质的起始、变化、平衡量)―→计算(根据已知条件列方程式计算)。

(2)模式：如反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为1L。

mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

起始/molab00

变化/molmxnxpxqx

平衡/mola－mxb－nxpxqx

(全国卷Ⅰ)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

(1)H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________(保留三位有效数字)。

(2)在620K时重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2______(填“”、“”或“＝”，下同)α1，该反应的ΔH______0。

答案：(1)2.50.00285(2)

解析：设转化的H2S的物质的量为xmol，

H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)

初始/mol0.400.1000

转化/molxxxx

平衡/mol0.40－x0.10－xxx

反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则eq\f(x,0.50)＝0.02，x＝0.01。(1)H2S的平衡转化率α1＝eq\f(0.01mol,0.40mol)×100%＝2.5%。钢瓶的体积为2.5L，则平衡时各物质的浓度分别为c平(H2S)＝0.156mol·L－1，c平(CO2)＝0.036mol·L－1，c平(COS)＝c平(H2O)＝0.004mol·L－1，则K＝eq\f(0.004×0.004,0.156×0.036)≈0.00285。(2)根据题目提供的数据可知温度由610K升高到620K时，化学反应达到平衡后水的物质的量分数由0.02变为0.03，所以H2S的转化率增大，α2α1；根据题意可知，升高温度，化学平衡向正反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故ΔH0。

(2023·全国甲卷)电喷雾电离等方法得到的M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)与O3反应可得MO＋。MO＋与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300K和310K下(其他反应条件相同)进行反应MO＋＋CH4===M＋＋CH3OH，结果如下图所示。图中300K的曲线是_____(填“a”或“b”)。300K、60s时MO＋的转化率为________(列出算式)。

答案：beq\f(1－10－0.1,1)×100%(或eq\f(100.1－1,100.1)×100%)

解析：根据题图信息可知，纵坐标表示－lg[eq\f(c（MO＋）,c（MO＋）＋c（M＋）)]，即与MO＋的微粒分布系数成反比，与M＋的微粒分布系数成正比。则同一时间内，b曲线生成M＋的物质的量浓度比a曲线的小，证明化学反应速率慢，又因同一条件下降低温度化学反应速率减慢，所以曲线b表示的是300K条件下的反应。根据上述分析结合图像可知，300K、60s时－lg[eq\f(c（MO＋）,c（MO＋）＋c（M＋）)]＝0.1，则eq\f(c（MO＋）,c（MO＋）＋c（M＋）)＝10－0.1，利用数学关系式可求出c(M＋)＝(100.1－1)c(MO＋)，根据反应MO＋＋CH4===M＋＋CH3OH可知，MO＋的转化量等于M＋的生成量，则MO＋的转化率为eq\f(c（MO＋）转化,c（MO＋）＋c（M＋）)＝eq\f(c（M＋）,c（MO＋）＋c（M＋）)＝eq\f(1－10－0.1,1)×100%(或eq\f(100.1－1,100.1)×100%)。

考向一化学平衡常数与转化率的计算

1．将