1、专题五 化学反应速率与化学平衡专题复习一、考纲要求（1）了解化学反应速率的概念及反应速率的表示方法。理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率的影响。（2）了解化学反应的可逆性。理解化学平衡的含义及其与反应速率之间的联系。（3）理解勒夏特列原理的含义。理解浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。（4）以合成氨工业生产为例，用化学反应速率和化学平衡的观点理解工业生产的条件。复习指导：（1）准确了解、掌握有关概念，学会从概念相关的定义出发思考、分析问题。如气体压强对平衡移动的影响，必须通过浓度的变化来分析、思考，即只有浓度变化时，压强变化才对平衡移动有效。（2）要准确理解图表所表示的
2、含义，也能通过图表获取关键信息，并用于分析与解决问题。同时，要会用文字、图表等方式进行清晰、准确地表述。（3）要善于归纳、整理影响物质变化的关键变量，并能运用这些变量找出其变化规律，然后再用图、表或文字的方式将这些规律进行准确表达。（4）学会一些常规的方法，对反应体系进行分析、判断，如典型的三步计算分析法、等效平衡分析法、平衡常数计算法等，这些都是解决化学反应速率与化学平衡相关问题的重要方法。二、化学反应速率1、概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量，通常用 2、表示方法： 3、单位：mol/(Ls)；mol/(Lmin) 4、同一化学反应用不同的物质表示时，该反应的化学反应速率可能不同。不同
3、物质表示反应速率的规律是 。4、注意事项：（1）浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。一般我们把固体和纯液体的浓度视为常数“1”。（2）化学反应速率是某段时间内的平均速率，而不是即时速率，且计算时取正值。（3）同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比。例1容积固定的2 L密闭容器中进行的某一可逆反应：A(s)2B(g)C(g)，以B的浓度改变表示的反应速率v(正)、v(逆)与时间的关系如图表示，已知v的单位为mol/(Ls)，则图中阴影部分的面积可表示为( ) A. A浓度的减少量 B. B浓度的减少量C.
4、C物质的量的增加量 D. B物质的量的减少量例2在2AB 3C4D反应中，表示该反应速率最快的是 （ ） Av（A）0.5 mol11 Bv（B）0.3 mol11 Cv（C）0.8 mol11 Dv（D）1 mol11例3一定温度下，固定体积的容器中发生下列反应，2HI H2+I2，若HI的浓度由0.1mol/L降到0.07mol/L时，需要15s，那么HI的浓度由0.07mol/L降到0.05mol/L时，所需反应的时间是 （ ） A、等于5s B、等于10s C、大于10s D、小于10s5、测量方法（1）基本思路 因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物)，所以与
5、其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以可以加以利用。（2）基本性质 直接可观察的性质，如释放气体的体积和体系的压强 依靠科学仪器才能测量的性质，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等 在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率 （3）化学方法 实验用品：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol/L的硫酸、4mol/L的硫酸 实验装置图：实验步骤：取一套装置，加入40 mL 1 mol/L的的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。 取
6、另一套装置，加入40 mL 4 mol/L的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。 实验现象：锌跟硫酸反应产生气泡，收集10 mL气体。所用的时间比1所用的时间短。实验成功关键： 、 、 。思考：还可根据反应速率相关量的哪些变化来测定该反应速率？ （4）知识拓展物理方法 量气法。对于反应 2H2O2 = 2H2O +O2 ，可测量反应中惟一的气体产物氧气在温度压强一定时的体积变化。比色法。由于物质对特定波长的光的吸收性能不同，因此可以通过吸光度来测定反应物浓度。例如，在丙酮的溴化反应过程中：CH3COOH+Br2 CH3COCH2Br +HBr 有色反应物Br2吸收波长为450nm的光波，
7、因此可用分光光度计测量溶液对该波长的吸光度，据此计算化学反应速率。电导法。根据离子导电能力的差异，通过电导率的变化测定反应物中离子浓度变化，从而计算化学反应速率。例如，在乙酸乙酯皂化反应中： CH3COOC2H5 + OH CH3COO +C2H5OH 由于OH的电导远大于CH3COO 的电导，可以利用电导仪测量出溶液电导的变化，据此求得OH浓度的变化，从而求得化学反应速率。此外，激光技术也已广泛应用于化学反应速率的测定。 例4、“碘钟”实验中，3IS2O82- I3 2SO42的反应速率可以用I3 与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 进行实验，
8、得到的数据如下表： 实验编号c(I)/ molL10.0400.0800.0800.1600.120c(S2O82-)/molL10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1回答下列问题： (1) 该实验的目的是_。 (2) 显色时间t1_。 (3) 温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40 下进行编号对应浓度的实验，显色时间t2的范围为_ _(填字母)。 (A)22.0 s (B)22.0 s44.0 s (C)44.0 s (D)数据不足，无法判断 (4) 通过分析比较上表数据，得到的结论是_。三、影响反应速率的因素1、内因 2、影
9、响反应速率的外因主要有 3、化学动力学基础有效碰撞、活化能、过渡态理论（1）有效碰撞：能发生化学反应的碰撞。有效碰撞发生的条件是发生碰撞的分子具有较高的能量和分子在一定的方向上发生碰撞。（2）活化分子：在化学反应中，能量较高、可能发生有效碰撞的分子。（3）活化能：活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差。右图中各数据的含义：E1 E2 E1E2： 4、外界条件对反应速率的影响活化能单位体积内有效碰撞反应速率活化分子数活化分子百分数增大浓度增大压强升高温度加催化剂注意事项：（1）一般的，化学上讲增大压强，是指 体积，此时反应速率一定改变吗？对于合成氨反应，如果固定体积，向体系中充入稀有气体（不
10、参加反应），此时反应速率 ；如果恒定压强，向体系中充入稀有气体（不参加反应），此时反应速率 。（2）增加反应物的量，此时反应速率一定改变吗？5、写出下列反应的化学方程式酸性高锰酸钾氧化草酸 向硫代硫酸钠溶液中滴加硫酸 向过氧化氢溶液中加入二氧化锰 6、试画出下列反应的化学反应速率与时间的变化关系曲线（1）将铝片投入盛有稀盐酸的试管中，产生氢气的速率随时间的变化关系（2）过氧化氢在酶催化作用下的分解反应速率随温度的变化关系四、可逆反应1、定义： 。2、实例： 3、如何证明一个反应是可逆反应呢？五、化学平衡1、定义：一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的
11、状态叫做化学平衡状态。2、化学平衡的特征 （1）逆：研究对象必须是 反应 （2）动：化学平衡是 平衡，即当反应达到平衡时，正反应和逆反应仍都在进行。 （3）等：正反应速率等于逆反应速率0 （4）定：反应混合物中，各组分的 、 、 、 等保持一定。 （5）变：化学平衡状态是有条件的、相对的、暂时的，改变影响平衡的条件，平衡会被破坏，直至达到新的平衡。 （6）同：在恒温恒容时，根据化学方程式的化学计量关系，采用极限思维的方法，换算成反应物或生成物后，若对应各物质的物质的量相同时，达到平衡后平衡状态相同。无论投料从反应物开始、从生成物开始、还是从反应物和生成物同时开始。注意：什么叫体积分数？如何计算
12、？体积分数和物质的量浓度有何不同？六、等效平衡1、等效平衡原理：在一定条件(定温、定压或定温、定容)下，对于同一可逆应，只要起始时加入物质的物质的量不同，而达到平衡时，同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同，这样的平衡称为等效平衡。2SO2 + O2 2SO2 2SO2 + O2 2SO2 2mol 1mol 0mol 0mol 0mol 2mol 0.5mol 0.25mol 1.5mol a b c从正反应开始，从逆反应开始，从正逆反应同时开始，由于、三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将、折算为)，因此三者为等效平衡。如果第种情
13、况也是等效的，请问a、b、c应满足什么关系 、 。2、等效平衡规律 根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等)，可将等效平衡问题分成三类：I.在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。例5在一固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B发生反应：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，达到平衡，c的浓度为w mol/L。若维持容器体积和温度不变，下列四种配比作为起始物质，达平衡后，c的浓度仍为w mol/
14、L的是（ ）A.4mol A + 2mol B B.1mol A + 0.5molB + 1.5mol C + 0.5mol D C.3mol C + 1mol D + 1mol B D.3mol C + 1mol D II.在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。 例6恒温恒容下，可逆反应2HI H2+I2（气）达平衡。下列四种投料量均能达到同一平衡，请填写： 起始状态物质的量 n （mol）平衡时HI的量（mol）H2I2HI120a24010.5amg（g2m）III.在恒温、恒压下，改变起始时加入物质的物
15、质的量，只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。例7恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应： （气）（气） （气） （）若开始时放入1molA和1molB，平衡后，生成amolC，这时的物质的量为_mol。（）若开始时放入3mol A和3mol B，到达平衡后，生成的物质的量为_mol；（）若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C，到达平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，则x= mol，y= mol。平衡时，B的物质的量 （甲）大于2 mol （乙）等于2 mol （丙）小于2 mol （丁）可能大
16、于、等于或小于2 mol 作出此判断的理由是_。 （）若在（）的平衡混合物中再加入3 molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是_ 。II若维持温度不变，在一个与（）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应 （）开始时放入1 mol A和1 mol B到达平衡后生成b mol C。将b与（）小题中的a进行比较_ （甲）ab （丙）a=b （丁）不能比较a和b的大小 作出此判断的理由是_例8、某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时,A、B、C的物质的量分别为4mol、2mol、4mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调
17、整,可使平衡右移的是( )A.均减半 B.均加倍 C.均增加1mol D.均减少1mol例9、在等温、等容条件下，有下列气体反应：2A(g)+2B(g) C(g)+3D(g)。现分别从两条途径建立平衡：、A和B的起始浓度均为2 mol/L；、C和D的起始浓度分别为2 mol/L和6 mol/L。下列叙述正确的是 （ ）A、和两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数相同B、和两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数不同C、达平衡时， 、两途径的反应速率相等D、达平衡时， 途径的混合气体密度等于途径混合气体密度的1/23、三类等效平衡的比较：等效类型IIIIII条件恒温、恒容恒温、恒容
18、恒温、恒压起始投料换算为方程式同一边物质，其“量”相同换算为方程式同一边物质，其“量”符合同一比例换算为方程式同一边物质，其“量”符合同一比例对反应的要求任何可逆反应反应前、后气体体积相等任何可逆反应平衡特点气体的物质的量分数相同相同相同浓度c相同成比例相同物质的量n相同成比例成比例七、化学平衡标志例举反应m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的质量分数一定各物质的质量或物质的质量分数一定各气体的体积或体积分数一定总体积、总压强、总物质的量一定正、逆反应速率相等在单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A，
19、即v(正)=v(逆)在单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C，即v(正)=v(逆)v(A)： v(B)： v(C)： v(D)=m：n：p：q，v(正)不一定等于v(逆)在单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了p mol C，因均指v(逆)压强m + n p + q 时，总压强一定（其他条件一定）m + n = p + q 时，总压强一定（其他条件一定）混合气体的平均相对分子质量MrMr一定时，且m + n p + q时（非气体的不算）Mr一定时，且m + n = p + q时（非气体的不算）温度任何化学反应都伴有能量的变化，当体系温度一定时（其他不变）气体的密度密度
20、一定颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变八. 化学平衡的影响因素及勒夏特列原理1、化学平衡的移动：已达平衡状态的可逆反应，当外界条件(浓度、温度、压强)改变时，由于对正、逆反应速率的影响不同，致使正逆，则原有的化学平衡被破坏，各组分的质量(或体积)分数发生变化，直至在新条件一定的情况下正逆，建立新的平衡状态，这种可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立，由原平衡状态向新化学平衡状态的转化过程，称为化学平衡的移动。说明：(1)若条件的改变使正逆，则平衡向正反应方向移动；若条件的改变使正逆，则平衡向逆反应方向移动但若条件改变时，正仍然等于逆，则平衡没有发生移动。(2)化学平衡能够发生移动，充分
21、说明了化学平衡是一定条件下的平衡状态，是一种动态平衡(3)化学平衡发生移动而达到新的平衡状态时，新的平衡状态与原平衡状态主要的不同点是：新的平衡状态的正或逆与原平衡状态的正或逆不同；平衡混合物里各组分的质量(或体积)分数不同。2、影响化学平衡的因素（1）浓度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下，增大反应物的浓度，或减小生成物的浓度，都可以使平衡向着正反应方向移动；增大生成物的浓度，或减小反应物的浓度，都可以使平衡向着逆反应方向移动 （2）压强对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。应特别注意，
22、在有些可逆反应里，反应前后气态物质的总体积没有变化，如：H2（g） + I2（g） 2HI（g） 1体积 1体积 2体积在这种情况下，增大或减小压强都不能使化学平衡移动。还应注意，改变压强对固态物质或液态物质的体积几乎不影响。因此平衡混合物都是固体或液体时，改变压强不能使化学平衡移动。若保持容器体积不变，充入稀有气体，速率如何变，平衡如何移动？（3）温度对于化学平衡的影响在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。（4）催化剂对化学平衡的影响使用催化剂不影响化学平衡的移动。由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是
23、等同的，所以平衡不移动。但应注意，虽然催化剂不使化学平衡移动，但使用催化剂可影响可逆反应达平衡的时间。3、勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。勒夏特列原理适用的范围：已达平衡的体系(如溶解平衡、化学平衡、电离平衡、水解平衡等)。勒夏特列原理不适用于未达平衡的体系，如对于一个刚从反应物开始进行的气相可逆反应来说，增大压强，反应总是朝着正反应方向进行的，由于未达平衡，也就无所谓平衡移动，因而不服从勒夏特列原理。例10、在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) ；H0。600时，在某密闭容器中
24、，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中 SO2、O2、SO3物质的量有如图所示的变化。其中10min到15min时，与图像不相符的变化是（ ）A加了催化剂 B增加SO3的物质的量C升高温度 D缩小容器体积例11、如下左图表示反应mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g) H在不同温度下经过一定时间混合体系中C的质量分数与温度T的关系；下右图表示在一定条件下达到平衡（）后于t时刻改变影响平衡的另一个条件重新建立新平衡的反应过程，判断该反应中（ ）Am + np + q；Q0Bm + np + q；Q0Cm + np + q；Q0Dm + np + q；Q0勒夏特列原理适用的条件：只限于改变
25、影响平衡的一个条件。当有两个或两个以上的条件同时改变时，如果这些条件对平衡移动的方向是一致的，则可增强平衡移动。但如果这些条件对平衡移动的方向影响不一致，则需分析哪一个条件变化是影响平衡移动的决定因素。例12：在恒温时，一固定容器内发生如下反应2NO2（g） N2O4（g）（正反应放热），达到平衡后，若分别单独改变下列条件，重新达到平衡后，能使平衡混合气体的相对分子质量减小的是（ ） A通入Ne B通入NO2 C通入N2O4 D降低温度易错选：B错选原因：通入NO2 后，NO2的体积分数增大，由勒夏特列原理可知，平衡向减弱这种改变的方向进行，但是不能消除这种改变，故NO2的体积分数最终还是增大
26、的，所以混合气体的平均相对分子质量变小。错误分析：在2NO2（g） N2O4（g）的反应中，反应物只有一种，即：NO2再通入NO2后，相当于压强变大，平衡向右移动，NO2的体积分数最终会变小，其混合气体的平均相对分子质量变大。总结：在多种反应物的可逆反应达到平衡之后，加入其中的一种反应物，重新达到平衡后，可以使得其他反应物的转化率升高，而本身的转化率降低，本身的体积分数变大。但是只有一种反应物的平衡要区别对待。练习：反应PCl5（气）PCl 3（气）Cl2（气），在一定条件下，b mol PCl5达到化学平衡时，反应物的转化率均是a。若保持温度不变、体积不变，再加入b mol PCl5，则转化
27、率 。例13：浅绿色Fe(NO3 )2溶液中存在如下平衡：Fe2+2H2O Fe(OH)2+2H+，若向该溶液中滴加足量的盐酸，则溶液的颜色（ ） A变黄 B变深 C变浅 D无变化易错选：B错选原因：加入盐酸后，溶液中的H+的浓度增大，由勒夏特列原理可知，平衡向逆反应方向移动，Fe2+的浓度增大，所以溶液的颜色要变深。错误分析：Fe(NO3)2溶液中存在大量的Fe2+和NO3，加入盐酸后，NO3在大量H+的作用下具有很强的氧化性，可以将Fe2+氧化为Fe3+，因为Fe3+在溶液中显黄色，所以溶液要变黄。勒夏特列原理中“减弱这种改变”的解释：外界条件改变使平衡发生移动的结果，是减弱对这种条件的改
28、变，而不是抵消这种改变。也就是说：外界因素对平衡体系的影响占主要方面。例14、在密闭容中发生下列反应aA(气) cC(气)dD(气)，反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，下列叙述正确的是 （ ） AA的转化率变小 B平衡向正反应方向移动 CD的体积分数变大 Da cd例15：已知：草酸（H2C2O4）是二元弱酸，0.1molL1的KHC2O4溶液中存在如下的平衡：HC2O4H2OH2C2O4+OH，若向该溶液中加水，则下列说法正确的是( )A溶液中c(HC2O4)和c(OH) 都减小 B溶液中c(OH)增大CHC2O4的水解平衡逆向移动 D
29、溶液的pH增大易错选：B、D错选原因：加入水后，由勒夏特列原理可知，水的参与使得平衡向正反应方向移动，所以c(OH)增大。错误分析：加入水后，造成了溶液的稀释，而溶液稀释的话，平衡就向溶液中粒子数量增多的方向移动，因而平衡是向正反应方向移动。但是整个溶液中离子的浓度是减小的，因为溶液增加的倍数大于溶液中离子浓度增加的倍数。正确选项：A练习：在密闭容器中存在下列平衡： CaCO3(s) CO2 (g)CaO(s)，CO2的平衡浓度为C1 mol/L，现再充入CO2使其浓度达到2C1 mol/L，重新达到平衡后， CO2的浓度为C2 mol/L (设温度不变)，则C1和C2的关系是 （ ） A、
30、C1 C2D、 2C1 =C2勒夏特列原理解释实际现象举例Na+KCl =K + Na 饱和食盐水收集氯气 制取乙酸乙酯 氯水见光受热分解 6合成氨条件的选择(1)合成氨反应的特点：反应物、生成物均为气体且正反应是气体体积减小、放热的可逆反应。 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H 0(2)选择适宜条件的目的：尽可能增大合成氨的反应速率，缩短到达平衡的时间，提高氨的产率。(3)选择适宜条件的依据：外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律。(4)选择适宜条件的原则：既要注意外界条件对二者(合成氨的反应速率和氨的产率)影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性；既要注意温度、催化剂对反
31、应速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的限制；既要注意理论上生产的要求，又要注意实际操作的可能性。(5)合成氨的适宜条件：温度为500左右；压强为20Mpa50MPa；使用以铁为主体的多成分催化剂(称为铁触媒)。7.化学平衡图像对于化学平衡的有关图像问题，可按以下的方法进行分析：（1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒沙特列原理挂钩。（2）紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。（3）看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。（4）看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。（5）先拐先平，数值大。
32、例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。（6）定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。解题一般方法：牢固掌握有关的概念与原理，尤其要注意外界条件的改变对一个可逆反应来讲，正逆反应速率如何变化，化学平衡如何移动，在速度-时间图像、转化率-时间图像、反应物的含量-浓度图像等上如何体现。要能够画出有关的变化图像。化学平衡图像的常见类型：对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) H1.转化率时间关系图： P一定时，H 0 T一定时，m+n p+q T一定时，m+n p+q T一定时，m+n p+q
33、2.含量时间关系图： P一定时，H 0 P一定时，H 0 T一定时，m+n p+q T一定时，m+n p+q 3.转化率温度压强关系图： m+np+q 时，H 0 m+np+q 时，H 0 4.含量温度压强关系图： m+np+q 时,H 0 m+np+q 时,H 0 m+np+q 时,H 0 m+np+q 时,H 0【总结】解化学平衡图像问题题要注意识图的方法，总的来说有以下几点：一看面（即横坐标和纵坐标）；二看线（即看线的走向、变化的趋势）；三看点（看线是否通过原点，两条线的交点及线的拐点）（重点理解）；四看辅（要不要作辅助线，如等温线、等压线）；五看数（定量图像中有关数值的多少大小）。8.
34、化学平衡常数（1）化学平衡常数定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度冪之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号K表示。（2）平衡常数的数学表达式：如对于达到平衡的一般可逆反应：mA+nBpC+qD反应物和生成物平衡浓度表示为c(A)、c(B)、c(C)、c(D) 在一定温度下达到化学平衡时，其平衡常数表达式为： K=cp(C)cq(D)/cm(A)cn(B)说明：在书写平衡常数表达式时，要注意以下问题： 在应用平衡常数表达时，稀溶液中的水分子浓度可以不写。因为稀溶液的密度接近于1g/mL。水的物质的量浓度为55.6
35、mol/L。在化学变化过程中，水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去。对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度同样是常数。当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响，因此，固体的“浓度”作为常数“1”，在平衡常数表达式中，就不写固体的浓度。例如，反应在高温下反应Fe3O4(s) +4H23Fe(s) + H2O(g)的平衡常数表达式为：又如，在密闭容器中进行的可逆反应CaCO3(s)CaO(s) +CO2的平衡常数表达式为：Kc(CO2)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，
36、由于书写的方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数就不同，但是这些平衡常数可以相互换算。例如：N2 + 3H22NH3 2NH3N2 + 3H2 N2 +H2NH3 显然，K1、K2、K3具有如下关系：，.不同的化学平衡体系，其平衡常数不一样。平衡常数大，说明生成物的平衡浓度较大，反应物的平衡浓度相对较小，即表明反应进行得较完全。因此，平衡常数的大小可以表示反应进行的程度。一般地说，K105时，该反应进行得就基本完全了（3）影响化学平衡常数的因素：K只受温度影响， K值的大小与浓度、压强和是否使用催化剂无关。即对于一个给定的反应，在一定温度下，不论起始浓度(或压强)和平衡浓度(或压
37、强)如何，也不论是否使用催化剂，达平衡时，平衡常数均相同。K值随温度的变化而变化。对于一个给定的可逆反应，温度不变时，K值不变(而不论反应体系的浓度或压强如何变化)；温度不同时，K值不同。因此，在使用平衡常数K值时，必须指明反应温度。（4）化学平衡常数的应用：利用平衡常数解释浓度改变对化学平衡的影响；. 利用平衡常数解释压强改变对化学平衡的影响； . 利用平衡常数判断反应的热效应和比较反应速率及求解转化率：若升高温度，值增大，则正反应为 热反应；若升高温度，值减小，则正反应为 热反应。.判断可逆反应进行的方向。对于可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，如果知道在一定温度下的平
38、衡常数，并且知道某个时刻时反应物和生成物的浓度，就可以判断该反应是否达到平衡状态，如果没有达到平衡状态，则可判断反应进行的方向。 将某一时刻时的生成物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积，与某一时刻时的反应物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积之比值，叫做浓度商，用Qc表示。即：c 当QcK时，体系达平衡状态；当QcK，为使Qc等于K，则分子(生成物浓度的乘积)应增大，分母(反应物浓度的乘积)应减小，因此反应自左向右(正反应方向)进行，直至到达平衡状态；同理，当QcK时，则反应自右向左(逆反应方向)进行，直至到达平衡状态。9、化学平衡的计算“起”、“转”、“平”三步骤计
39、算的技巧（一般表示如下）： mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) “起”始浓度： a b c d “转”化浓度： mx nx px qx“平”衡浓度： amx bnx c+px d+qx此三种浓度中，只有“转”化浓度之比等于计量数之比，常常要用平衡时候的数据求其他的值：（1）如求A物质的平衡转化率(A) ， (A)（2）A物质的体积分数：V% = （3）在恒温、恒容的条件下，反应前后的压强比等于物质的量之比：（4） 求B物质平衡时的体积分数(B)：(B)（5）求平衡常数：K= （6）求混合气体的平均相对分子质量：M=（7）利用此时的平衡常数，计算另外一种投料情况下各物质的浓度：再列一次三段式，列出平衡常数表达式，温度不变，平衡常数不变，与前面的计算结果相等。10、化学反应方向（1）自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。举例：
