1、知知 识识 点点 一一 知知 识识 点点 二二 学学 业业 分分 层层 测测 评评 第第 3 课时课时 化学平衡常数化学平衡常数 1理解化学平衡常数的概念。(重点) 2理解化学平衡常数对化学反应进行的程度判断。(重、难点) 3掌握有关化学平衡常数的计算。(难点) 化化 学学 平平 衡衡 常常 数数 基础 初探 教材整理 1定义 在一定 下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物 与 的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数， 通常用符号 表示。 温度 浓度幂之积 反应物浓度幂之积 K 2表达式 对于一般的可逆反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，平衡常数的表达式为 K 。 3
2、特点 K 值只受 影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 4意义 K 值越大平衡体系中生成物所占的比例 正向反应进行的程度 反应进行得越 反应物的转化率 ；反之，就越 ，转 化率就越小。当 时，该反应进行得就基本完全了。 cpC cqD cmA cnB 温度 越大 越大 完全 越大 不完全 K105 (1)平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度。 ( ) (2)升高温度，K 值增大，则正反应为放热反应。( ) (3)增大反应物浓度，平衡正向移动，K 值增大。( ) (4)减小压强，平衡逆向移动，K 值减小。( ) (5)温度不变，平衡常数 K 不变。( ) 【答案】 (1
3、) (2) (3) (4) (5) 合作 探究 化学平衡常数的应用 探究背景 在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g) H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示： t/ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 探究问题 1该反应的化学平衡常数 K 的表示式是什么？ 【提示】 KcCO cH2O cCO2 cH2 2该反应 H0 还是 H0。该反应为吸热反应(因 K随温度升高而增大)。 3700 ，CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数 K 是多少？ 【提示】 K 1 0.6
4、 5 3。 该反应平衡常数与题目中反应的平衡常数互为倒数。 4在 800 时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为 c(CO2)为 2 mol L 1，c(H 2)为 1.5 mol L 1，c(CO)为 1 mol L1，c(H 2O)为 3 mol L 1，则下一时刻，反应向哪个方向进行？ 【提示】 逆向。判断反应进行的方向时，可根据 Q 与 K 的大小关系判断， 此时刻下，QcCO cH2O cCO2 cH2 1 mol L 13 mol L1 2 mol L 11.5 mol L110.9，所以反应向逆反 应方向进行。 核心 突破 1使用化学平衡常数应注意的问题 (1)化
5、学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 (2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代 入公式。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，由于化学方程式的书写不 同，平衡常数的表达式不同，如 N23H22NH3，Ka 则有： 2NH3N23H2，K1/a。 1 2N2 3 2H2 NH3，K a。 2化学平衡常数的应用 (1)判断反应进行的程度 K 值越大， 说明平衡体系中生成物所占的比例越大， 正向反应进行的程度越 大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率 就越小。 (2)判断反应的热效应 若升高温度，K 值增大，则正
6、反应为吸热反应；若升高温度，K 值减小，则 正反应为放热反应。 (3)判断平衡移动方向 利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影 响。 对于可逆反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)在任意状态下，生成物的浓度 和反应物的浓度之间的关系用 Q cpC cqD cmA cnB表示，则： 当 QK 时，反应处于平衡状态，v正v逆； 当 Qv逆； 当 QK 时，反应向逆反应方向进行，v正0，下列有关说法正确的 是( ) A平衡常数表达式为 KcCO cH2 cC cH2O B增大体系压强，平衡常数 K 不发生变化 C升高体系温度，平衡常数 K 减小 D增加 C(s)的量
7、，平衡正向移动 【解析】 固态浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式，A 项错误；K 只与温度有关，因此增大体系压强，平衡常数 K 不发生变化，B 项 正确；升温该反应正向进行，K 增大，C 项错误；增加 C(s)的量，平衡不移动， D 项错误。 【答案】 B 2对于反应 3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)的平衡常数，下列说法正 确的是( ) AKc 4H 2 cFe3O4 c3Fe c4H2O BK c4H2 c4H2O C增大 c(H2O)或减小 c(H2)，会使该反应平衡常数减小 D改变反应的温度，平衡常数不一定变化 【解析】 固体反应物或生成物，其浓度可
8、视为常数，在平衡常数表达式 中不写，故 A 错误，B 正确；化学平衡常数只与温度有关，而与反应物、生成 物的浓度变化无关，故增大 c(H2O)或减小 c(H2)，该反应的平衡常数不变，但温 度改变，平衡常数一定改变，故 C、D 错误。 【答案】 B 3已知在 448 时，反应 H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常数 K1为 49，则该 温度下反应 2HI(g)H2(g)I2(g)的平衡常数 K2为_；反应 1 2H2(g) 1 2 I2(g)HI(g)的平衡常数 K3为_。 【导学号：29910027】 【解析】 K1 c2HI cH2 cI2 49，则该温度下 K2cH2 cI2 c2H
9、I 1 K1 1 49；K3 cHI c1 2H2 c 1 2I2 K17。 【答案】 1 49 7 题组 2 化学平衡常数的应用 4下表为 N2(g)3H2(g)2NH3(g) H 的平衡常数与温度的关系： T/K 373 473 573 673 773 K 3.35109 1.00107 2.45105 1.88104 2.99103 由上表数据分析可知： (1)温度升高， K 值减小， 则正反应为_反应(填“吸热”或“放热”)， H_0(填“”或“”或“”或“”、“”或“(4) 化化 学学 平平 衡衡 常常 数数 的的 有有 关关 计计 算算 基础 初探 教材整理 1平衡转化率 某指定反
10、应物的转化率n n始 100%c c始 100%。 其中 n 表示已转化的物质的量， n始表示该物质起始时的物质的量， c 表示消耗的该物质的浓度， c始表示起始时该物质的浓度。 2计算方法(三段式法) (1)对于反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，初始时 A、B 的物质的量分别 为 a mol、b mol，达到平衡后，有 mx mol 的 A 发生反应，则计算模式为 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g) 起始量/mol a b 0 0 变化量/mol mx nx px qx 平衡量/mol amx bnx px qx (2)分析三个量 起始量、变化量、平衡量。 (3)明确三个
11、关系 对于同一反应物，起始量变化量 。 对于同一生成物，起始量变化量 。 各转化量之比等于各反应物的 之比。 平衡量 化学计量数 平衡量 (1)反应物起始量之比等于其化学计量数之比。( ) (2)反应物变化量之比等于其化学计量数之比。( ) (3)反应物平衡量之比等于其化学计量数之比。( ) (4)反应物的转化率该反应物平衡浓度 该反应物起始浓度100%。( ) 【提示】 (1) (2) (3) (4) 核心 突破 1温度和压强对转化率()的影响 温度或压强改变后，若引起平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率一 定增大。 2改变反应物用量对转化率()的影响 (1)反应物不止一种时，如 mA(g
12、)nB(g)pC(g)qD(g) 只增大一种反应物的浓度，该物质本身转化率减小，其他反应物转化率 增大。如增大 c(A)，则平衡正向移动，(A)减小，(B)增大。 若同等比例同倍数增大 c(A)、c(B)，其影响结果相当于增大压强， 当 mnpq 时，(A)、(B)不变 当 mnpq 时，(A)、(B)增大 当 mnbc 时，(A)增大 当 abc 时，(A)减小 题组 冲关 1 将 4 mol SO2与 2 mol O2放入 4 L 的密闭容器中， 在一定条件下反应达到 平衡：2SO2O22SO3，测得平衡时 SO3的浓度为 0.5 mol L 1。则此条件下的 平衡常数 K 为 ( ) A
13、4 B0.25 C0.4 D0.2 【解析】 2SO2 O2 2SO3 初(mol L 1)： 1 0.5 0 转(mol L 1)： 0.5 0.25 0.5 平(mol L 1)： 0.5 0.25 0.5 K c2SO3 c2SO2 cO2 0.52 0.520.254。 【答案】 A 【解析】 设达到平衡时，反应掉 CO 的体积为 x。 CO(g) H2O(g) CO2(g) H2(g) 起始： 30 mL 20 mL 0 0 变化： x x x x 平衡： 30 mLx 20 mLx x x 由题意知：20 mLxx，故 x10 mL 故平衡后 CO 的体积分数为30 mL10 mL
14、 50 mL 100%40%，CO 的转化率为 10 mL 30 mL100%33.3%，H2O 的转化率为 10 mL 20 mL100%50%，平衡后混合气体 的平均相对分子质量不变，仍为30282018 50 24。 【答案】 B 3(2015 重庆高考)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、 线虫和真菌的危害。 在恒容密闭容器中， 将 CO 和 H2S 混合加热并达到下列平衡： CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g) K0.1 反应前 CO 物质的量为 10 mol，平衡后 CO 物质的量为 8 mol。下列说法正 确的是( ) A升高温度，H2S 浓度增加，表明
15、该反应是吸热反应 B通入 CO 后，正反应速率逐渐增大 C反应前 H2S 物质的量为 7 mol DCO 的平衡转化率为 80% 【解析】 A升高温度，H2S 浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆 反应为吸热反应，则正反应为放热反应，故不正确。B.通入 CO 后，正反应速率 瞬间增大，之后化学平衡发生移动，正反应速率逐渐减少，逆反应速率逐渐增 大，当正反应速率和逆反应速率相等时，反应达到新的化学平衡状态，故不正 确。C.设反应前 H2S 的物质的量为 a mol，容器的容积为 1 L，列“三段式”进 行解题： CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g) 起始物质的量 浓度mol L 1 1
16、0 a 转化物质的量 浓度mol L 1 2 2 2 2 平衡物质的量 浓度mol L 1 8 a2 2 2 CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g) 起始物质的量 浓度mol L 1 10 a 转化物质的量 浓度mol L 1 2 2 2 2 平衡物质的量 浓度mol L 1 8 a2 2 2 【答案】 C 4已知可逆反应：M(g)N(g)P(g)Q(g) H0，请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)1 mol L 1，c(N)2.4 mol L1。 达到平衡后，M 的转化率为 60%，此时 N 的转化率为_； (2)若反应温度升高，M 的转化率_(填“增大
17、”、“减小”或“不 变”)； (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为 c(M)4 mol L 1，c(N)a mol L 1；达到平衡后，c(P)2 mol L1，a_。 【解析】 (1)M(g) N(g)P(g) Q(g) 起始浓度 mol/L 1 2.4 0 0 转化浓度 mol/L 160% 160% 160% 160% 平衡浓度 mol/L 0.4 1.8 0.6 0.6 N 的转化率为0.6 mol/L 2.4 mol/L100%25%。 (2)由于该反应正反应吸热，温度升高，K 增大，平衡右移，则 M 的转化率 增大。 (3)温度不变，平衡常数不变，K0.60.6 0.41.8 22 42a2 1 2，a6。 【答案】 (1)25% (2)增大 (3)6 学业分层测评（九）学业分层测评（九） 点击图标进入点击图标进入
