PAGEPAGE5化學(xué)平衡常數(shù)李仕才【考綱要求】1.了解化學(xué)平衡常數(shù)的含義并能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。2.能正確計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(α)。3．了解化學(xué)反應(yīng)的方向與化學(xué)反應(yīng)的焓變與熵變的關(guān)系。考點(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用[核心知識大通關(guān)]1．概念：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號K表示。2．表達(dá)式：化學(xué)方程式平衡常數(shù)與K1的關(guān)系N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)K1＝eq\f(c2?NH3?,c?N2?·c3?H2?)K2＝eq\r(K1)(或Keq\f(1,2)1)K3＝eq\f(1,K1)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)??NH3(g)K2＝eq\f(c?NH3?,c\f(1,2)N2?·c\f(3,2)H2?)2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)K3＝eq\f(c?N2?·c3?H2?,c2?NH3?)3.意義：(1)K值越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大。(2)K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。?小題熱身正誤判斷，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。(1)平衡常數(shù)表達(dá)式中，可以是物質(zhì)的任一濃度。()(2)溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑均能改變平衡常數(shù)。()(3)升高溫度，平衡常數(shù)一定增大。()(4)平衡常數(shù)變化，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動。()(5)化學(xué)平衡發(fā)生移動，平衡常數(shù)一定改變。()(6)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率都能體現(xiàn)可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。()(7)反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)，達(dá)平衡后，溫度不變，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，平衡常數(shù)K值增大。()(8)對于反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，升高溫度，K值減小，則ΔH>0。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×(8)×[考向精練提考能]考向一多個(gè)反應(yīng)中平衡常數(shù)關(guān)系判斷1．已知下列反應(yīng)在某溫度下的平衡常數(shù)：H2(g)＋S(s)??H2S(g)K1S(s)＋O2(g)SO2(g)K2則在該溫度下反應(yīng)H2(g)＋SO2(g)?O2(g)＋H2S(g)的平衡常數(shù)為()A．K1＋K2 B．K1－K2C．K1·K2 D.eq\f(K1,K2)解析：由平衡常數(shù)的定義可知，K1＝eq\f(c?H2S?,c?H2?)，K2＝eq\f(c?SO2?,c?O2?)，反應(yīng)H2(g)＋SO2(g)??O2(g)＋H2S(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c?O2?·c?H2S?,c?H2?·c?SO2?)，可知K＝eq\f(K1,K2)。答案：D2．已知：①CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)②2CH3OH(g)??CH3OCH3(g)＋H2O(g)③CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)某溫度下三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)的值依次為K1、K2、K3，則該溫度下反應(yīng)3CO(g)＋3H2(g)??CH3OCH3(g)＋CO2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K為____(用K1、K2、K3表示)。解析：K1＝eq\f(c?CH3OH?,c?CO?·c2?H2?)K2＝eq\f(c?CH3OCH3?·c?H2O?,c2?CH3OH?)K3＝eq\f(c?H2?·c?CO2?,c?CO?·c?H2O?)K＝eq\f(c?CO2?·c?CH3OCH3?,c3?CO?·c3?H2?)K2·K3＝eq\f(c?CH3OCH3?·c?H2O?·c?H2?·c?CO2?,c2?CH3OH?·c?CO?·c?H2O?)Keq\o\al(2,1)＝eq\f(c2?CH3OH?,c2?CO?·c4?H2?)Keq\o\al(2,1)·K2·K3＝eq\f(c?CO2?·c?CH3OCH3?,c3?CO?·c3?H2?)＝K答案：Keq\o\al(2,1)·K2·K3考向二平衡常數(shù)的影響因素及其應(yīng)用利用K與Qc的關(guān)系判斷可逆反應(yīng)所處狀態(tài)對于可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Qc＝eq\f(cp?C?·cq?D?,cm?A?·cn?B?)(式中濃度是任意時(shí)刻的濃度)。根據(jù)Qc與K的關(guān)系可以判斷可逆反應(yīng)所處的狀態(tài)：考向二轉(zhuǎn)化率的計(jì)算3．已知可逆反應(yīng)：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH＞0，請回答下列問題：(1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1；達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為________。(2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；達(dá)到平衡后，c(P)＝2mol·L－1，a＝________。(4)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為c(M)＝c(N)＝bmol·L－1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為________。解析：(1)M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)始態(tài)1mol/L2.4mol/L00變化量1mol/L×60%1mol/L×60%因此N的轉(zhuǎn)化率為eq\f(1mol/L×60%,2.4mol/L)×100%＝25%。(2)由于該反應(yīng)的ΔH＞0，即該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因此升高溫度，平衡右移，M的轉(zhuǎn)化率增大。(3)根據(jù)(1)可求出各平衡濃度：c(M)＝0.4mol/L，c(N)＝1.8mol/L，c(P)＝0.6mol/L，c(Q)＝0.6mol/L。因此化學(xué)平衡常數(shù)K＝eq\f(c?P?·c?Q?,c?M?·c?N?)＝eq\f(0.6×0.6,0.4×1.8)＝eq\f(1,2)。由于溫度不變，因此K不變，達(dá)到平衡后c(P)＝2mol/L，c(Q)＝2mol/L，c(M)＝2mol/Lc(N)＝(a－2)mol·L－1K＝eq\f(c?P?·c?Q?,c?M?·c?N?)＝eq\f(2×2,2×a－2)＝eq\f(1,2)解得a＝6。(4)設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x，則達(dá)到平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為c(M)＝b(1－x)mol/Lc(N)＝b(1－x)mol/Lc(P)＝bxmol/Lc(Q)＝bxmol/LK＝eq\f(c?P?·c?Q?,c?M?·c?N?)＝eq\f(bx·bx,b?1-x?·b?1-x?)＝eq\f(1,2)，解得x＝41%。答案：(1)25%(2)增大(3)6(4)41%考向三化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的換算4．SO2常用于制硫酸，其中一步重要的反應(yīng)為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0。若向一個(gè)2L的密閉容器中充入0.4molSO2、0.2molO2和0.4molSO3，發(fā)生上述反應(yīng)。請回答下列問題：(1)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度可能是________(填字母)。a．c(SO2)＝0.3mol·L－1、c(O2)＝0.15mol·L－1b．c(SO3)＝0.4mol·L－1c．c(O2)＝0.2mol·L－1、c(SO2)＝0.4mol·L－1d．c(SO3)＝0.3mol·L－1(2)任選上述一種可能的情況，計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)的平衡常數(shù)為________。(3)某溫度時(shí)，將4molSO2和2molO2通入2L密