化学平衡常数K （Kp）的计算和应用教学设计广州市第三中学魏勤高考情况分析：在近几年全国卷中，直接计算平衡常数K的题目有8道它们在《题型训练》中的位置 分别是：原理题1 （2013全国甲卷28题）P178原理题3（2014全国甲卷26题）P182原理题4（2014全国乙卷28题）P183原理题5（2015全国甲卷27题）P185 （只写表达式）原理题6（2015全国乙卷28题）P187 （只写计算式）原理题8（2016全国乙卷27题）P191原理题11（2017全国乙卷28题）P196原理题12（2017全国丙卷28题）P198专题目标习惯依赖计算器的学生，对于化学试卷中的计算有一种恐惧，经常是直接放弃，特别是 二卷中的计算平衡常数和压强平衡常数还涉及转化率等有关平衡的相关计算，既是化工生 产中必须关注的，也是高考的必考考点和热点不管是速率、起始（或平衡）浓度（或物质的量）、转化率，还是平衡常数的计算，都 涉及到三段式，这是学生最容易想到的方法通过本训练，希望学生能够熟练应用三段式, 掌握平衡常数和压强平衡常数的计算方法，从而克服对计算的恐惧心理引出问题1—直接利用数据或列三段式计算K或咕例1.题型训练P182 （2014全国甲卷26题）一一直接代数型在容积为的容器中，通入一定量的％04，发生反应駡04@）—= 2N02（g）,随温度升高, 混合气体的颜色变深。
L二03屈旎(1) 反应的平衡常数K为 1(2) 100°C时达到平衡后，改变反应温度为T, c(N204)以mol • L-i • s-i的平均速率降低，经10s又达到平衡……②列式计算温度T是反应的平衡常数K2： 答案：L L【变式训练1】上题⑴中，若起始压强为MPa,则平衡压强p总二 ；分压总p (NO2)= ，p (N2O4)= ，压强平衡常数 Kp= 答案： 方法指导：根据压强平衡常数的公式，分别求出总压强分压Kp例2.题型训练P191 (2016 •新课标全国I, 27)——给出三段式部分数据(2) CrO4-和Cr2O|-在溶液中可相互转化室温下，初始浓度为mol・L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr20|-)随c(H+)的变化如图所示1.0 20 釧 4.() 5.0 611c(H+)/{lQ :mol - L_L)□£ ().3別"(K2 O u'o.l用离子方程式表示Na2CrO溶液中的转化反应2 4②由图可知，溶液酸性增大,CrO2-的平衡转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)4根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为 答案：2CrO 2— + 2H+亍±=CrO2— + HO 增大 X1014方法指导：从图像中正确读取数据，由此确定表达式中的部分数据，再求出其他数据，从而进行计算。
变式训练2】题型训练P198 (2017全国丙卷28题)砷(As)是第四周期VA族元素，可以形成AsS、AOsO、H AsO、H As0等化合物，有着2 3 253334广泛的用途回答下列问题……(4) 298K 时，将 20mL3xmol・L-iNa AsO、20mL3xmol・ Lt| 和 20mLNa0H 溶液混合，发生反3 3 2应：AsO3- (aq) + I (aq) +2OH- (aq) AsO3-(aq)+2l-(aq)+H O(l)溶液中 c(AsO 3 )与反3 2 4 2 4应时间(t)的关系如图所示JosAosvy③ 若平衡时溶液的PH = 14，则该反应的平衡常数K为 3答案：.....:(mol/L) t【跟进训练】2015 •浙江理综，28 (2)——典型的三段式乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：催化剂、「H―:巴趣I维持体系总压P恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应已知乙苯的平衡转化率为a,则在该温度下反应的平衡常数《= (用a等符号表示)，压强平衡常数K = (用a等符号表示)Pr- n - M :: ■'答案：…【变式训练】若起始压强为P0,维持容器体积为V恒定，其他数值不变，则在该温度下反应的平衡常数K= (用a等符号表示),压强平衡常数K =P(用a等符号表示)。
方法指导：一定要看清题目的条件是恒容还是恒压最好用物质的量来列三段式若恒容, 则总压可能发生变化；若恒压，则体积可能发生变化引出问题2——速率 转化率与K的计算例1.题型训练P182 (2014全国甲卷26题) 在容积为的容器中，通入一定量的％04，发生反应N204(g) — 2N02(g),随温度升高，混合气体的颜色变深0.12003 000.0800.0600.0400-0200回答下列问题:⑴反应的AH 0 (填“大于” “小于”)；100°C时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示在0~60s时段，反应速率 v(N2O4)为 mol • L-1 • s-1(2) 100°C时达到平衡后，改变反应温度为T, c(N204)以mol • L-i • s-i的平均速率降低，经 10s又达到平衡①T 100°C(填“大于”“小于”)，判断理由 答案：小于 大于 反应正向吸热，平衡向正反应方向移动，故温度升高方法指导：根据计算公式，从图像中提取有关信息，然后代入公式进行计算变式训练1】 题型训练P196 (2017全国乙卷28题)(3) H2S 与 叫在高温下发生反应：H2S(g)+C02(g) —C0S(g)+H20(g)。
在 610K 时，将 与充入的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为®H2S的平衡转化率a1= %，反应平衡常数|<= ②在620K重复实验，平衡后水的物质的量分数为，H2S的平衡转化率a2 _ a^该反应的 △H 0 (填 “>”、“<”或“二”)答案： X10-3【变式训练2】(大连双基测试)在密闭容器中发生反应C0(g)+H20(g) =C02(g)+H2(g) △ H<0,该反应达到平衡后，测得如下数据实验序号温度(°C)初始CO浓 度(mol・L-1)初始h2o浓度(mol・L-1)CO的平衡转化率11101150%210011x3110y60%（1） 实验1中，10 h后达到平衡，H2的平均反应速率为 mol・L-i ・h-i在此实验的平衡体系中，再加入mol CO和molH2,平衡将 移动（“向左”、“向右”、“不”或“无法确定”）2） 实验2中，x的值 （填序号）A. 等于50% B.大于50%C.小于50%D.无法确定（3）实验3中的y值为 答案：不 B【变式训练3】（2016 •海南化学，16）顺一1,2 —二甲基环丙烷和反一1,2 —二甲基环丙烷可发生如下转化:该反应的速率方程可表示为：（正）=k（正）c（顺）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。
回答下列问题:（1）已知：t1温度下，k（正）=s-1,k（逆）=s-1,该温度下反应的平衡常数值K1= 该反应的活化能E （正）小于E （逆）,则AH 0（填“小于”“等于”或“大于”）a a⑵t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_ （填曲线编号），平衡常数值K2二 ；温度9__t2（填“小于”“等于”或“大于”），判断理由是答案：（1） 3小于（2） B 3小于放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动【跟进训练】题型训练P178 （2013全国甲卷28题）在1.0L密闭容器中放入（g）,在一定温度进行如下反应:A(g) f ° B(g) + C(g )△H 二+・mol-1反应时间(t)与容器内气体总压强(P)的数据见下表:时间t/h0124816202530总压强p/100kPa回合下列问题：(1) 欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为 2) 由总压强p和起始压强P计算反应物A的转化率a (A)的表达式为 平衡时A的转化率为 ，列式并计算反应的平衡常数K 答案：(1)升高温度 降低压强(^--1)x100^(2) %A(s) H 说丰 血0J0 0 0Q. 10x94.1^ 0.10 m 944^/叽嗣町也嗣七0.0059 mol - L1引出问题3——与K或K有关的选择题P例1. (2015四川)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s) +C02(g) =2C0(g),平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：A. 550 °。
时，若充入惰性气体,v正、v逆均减小，平衡不移动正 逆B. 650❻时，反应达平衡后CO2的转化率为%C. T °C时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D. 925 C时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数《=总总答案：B【变式训练1】(题型训练P53第4题，2009海南)在25°C时，密闭容器中X、Y、Z三种气 体的初始浓度和平衡浓度如下表:物质XYZ初始浓度(mol/L)0平衡浓度(mol/L)下列说法错误的是：A. 反应达到平衡时，X的转化率为50%B. 反应可表示为X+3Y斗』2Z,其平衡常数为1600C. 增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大D. 改变温度可以改变此反应的平衡常数答案：C【变式训练2】(题型训练P53第5题，2015天津)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)+mY(g)p ~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A. m=2 B.两次平衡的平衡常数相同C. X与Y的平衡转化率之比为1：1 D.第二次平衡时，Z的浓度为mol・L 1答案：D【变式训练3】(题型训练P55第10题,2014四川)在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g), 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/°C起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)①700②800③800a④900bF列说法正确的是()A.实验①中，若5 min时测得n(M)= mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反 应速率 v(N) = X10-2mol/(L・min)B. 实验②中，该反应的平衡常数K=C. 实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%D. 实验④中，达到平衡时，b>答案：C【备注】三段式是解平衡计算题的万能钥匙，学生必须明白：一、K或K利用的是平衡浓度和平P衡时的物质的量分数；二、一定看清题目是恒容还是恒压（例如前面提到的2015 •浙江理 综，28（2），列三段式时只能是用物质的量，因为题目是恒压，容。