1、第二講 化學平衡常數(shù)解題策略 化學平衡常數(shù)與化學平衡及其影響因素的關系是高考命題的趨勢之一?；瘜W平衡常數(shù)的引入，對判斷化學平衡移動方向帶來了科學的依據(jù)。平衡常數(shù)是表征反應限度的一個確定的定量關系，是反應限度的最根本的表現(xiàn)。平衡常數(shù)的使用，從定量的角度解決了平衡的移動。一、化學平衡常數(shù)在一定溫度下，可逆反應無論從正反應開始還是從逆反應開始，無論反應混合物的起始濃度是多少，當反應達到平衡狀態(tài)時，正反應速率等于逆反應速率，反應混合物中各組成成分的含量保持不變，即各物質(zhì)的濃度保持不變。生成物濃度的冪次方乘積與反應物濃度的冪次方乘積之比是常數(shù)，這個常數(shù)叫化學平衡常數(shù)，用K表示?；瘜W平衡常數(shù)的計算公式為：

2、對于可逆反應：mA（g） nB（g）pC（g） qD（g）二、化學平衡常數(shù)意義1、化學平衡常數(shù)K表示可逆反應進行的程度。（1）化學平衡常數(shù)K只針對達到平衡狀態(tài)的可逆反應適用，非平衡狀態(tài)不適用。（2）化學平衡常數(shù)K的表達式與可逆反應的方程式書寫形式有關。對于同一可逆反應，正反應的平衡常數(shù)等于逆反應的平衡常數(shù)的倒數(shù)，即：K正1/K逆。（3）K值越大，表示反應進行的程度越大，反應物轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率也越大。（4）K值不隨濃度或壓強的改變而改變，但隨著溫度的改變而改變。（5）一般情況下，對于正反應是吸熱反應的可逆反應，升高溫度，K值增大；而對于正反應為放熱反應的可逆反應，升高溫度，K值減少。2、由于固體濃度

3、為一常數(shù)，所以在平衡常數(shù)表達式中不再寫出。 3、由于水的物質(zhì)的量濃度為一常數(shù)（55.6 molL1），因平衡常數(shù)已歸并，書寫時不必寫出。三、平衡常數(shù)與平衡移動的關系1、平衡常數(shù)是反應進行程度的標志一般認為K 105反應較完全，K105反應很難進行。平衡常數(shù)的數(shù)值大小可以判斷反應進行的程度，估計反應的可能性。因為平衡狀態(tài)是反應進行的最大限度。如：N2(g) + O2(g)2NO(g) K = 110 - 30(298K)這意味著298K時，N2和O2基本上沒有進行反應，反之NO分解的逆反應在該溫度下將幾乎完全進行，平衡時NO實際上全部分解為N2和O2。另外還有兩點必須指出：（1）平衡常數(shù)數(shù)值的大

4、小，只能大致告訴我們一個可逆反應的正向反應所進行的最大程度，并不能預示反應達到平衡所需要的時間。如：2SO2(g) + O2=2SO3(g) 298K時k很大，但由于速度太慢，常溫時，幾乎不發(fā)生反應。（2）平衡常數(shù)數(shù)值極小的反應，說明正反應在該條件下不可能進行，如:N2 + O22NOK = 10-30(298K)所以常溫下用此反應固定氮氣是不可能的。2、平衡常數(shù)表達式表明在一定溫度條件下達成平衡的條件。 一個化學反應是否達到平衡狀態(tài)，它的標志就是各物質(zhì)的濃度將不隨時間改變，而且產(chǎn)物濃度系數(shù)次方的乘積與反應物濃度系數(shù)次方的乘積之比是一個常數(shù)。如:對任意一個可逆反應：mA+nB pC+qD,其平

5、衡濃度的比值,總是符合下列關系 = （是一個定值，稱為化學平衡常數(shù)。） 若用Qc表示任意狀態(tài)下，可逆反應中產(chǎn)物的濃度以其化學計量系數(shù)為指數(shù)的乘積與反應物的濃度以其化學計量系數(shù)為指數(shù)的乘積之比，則這個比值稱為濃度商。將濃度商和平衡常數(shù)作比較可得可逆反應所處的狀態(tài)。即 Qc = Kc 體系處于化學平衡QcKc 反應正向進行 QcKc 反應逆向進行可見只要知道一定溫度下，某一反應的平衡常數(shù)，并且知道反應物及產(chǎn)物的濃度，就能判斷該反應是平衡狀態(tài)還是向某一方向進行?！究键c再現(xiàn)】一、考查化學平衡常數(shù)表達式的書寫在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，體系內(nèi)所有反應物和生成物的濃度保持不變，所以生成物濃

6、度冪（以其化學計量數(shù)為冪）之積與反應物濃度冪之積的比值就是一個常數(shù)，叫做該反應的化學平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號K表示。以反應：mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）為例，K =。1由于固體或純液體的濃度是一常數(shù)，如果有固體或純液體參加或生成，則表達式中不能出現(xiàn)固體或純液體；稀溶液中進行的反應，如有水參加反應，由于水的濃度是常數(shù)而不必出現(xiàn)在表達式中；非水溶液中進行的反應，若有水參加或生成，則應出現(xiàn)在表達式中。例如：（1）CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g） K =c（CO2）（2）3Fe（s）+4H2O（g）Fe3O4（s）+4H2（g） K =/（3）Cr2O72（l）+H2O

7、（l）2CrO42（l）+2H+（l） K =（4）CH3COOH（l）+HOCH2CH3（l）CH3COOCH2CH3（l）+H2O（l） K =2表達式與化學計量數(shù)一一對應，方程式中化學計量數(shù)不同，表達式就不同；可逆反應中，正反應的表達式與逆反應的表達式互為倒數(shù)。例如：（1）N2（g）+3H2（g）2NH3（g） K1 =（2）2NH3（g） N2（g）+3H2（g） K 2=（3）1/2N2（g）+3/2H2（g）NH3（g） K 3=同一溫度下，K1、K 2、K 3的數(shù)值都固定但相互之間不相等，顯然，K1 =，K 3=。二、考查化學平衡常數(shù)的意義1在一定條件下，某可逆反應的K值越大，說

8、明平衡體系中生成物所占的比例越大，它的正反應進行的程度越大，即該反應進行得越完全，反應物轉(zhuǎn)化率越大；反之，就越不完全，轉(zhuǎn)化率就越小。2當K105或K105時，該反應就基本進行完全，一般當成非可逆反應；而K在105105之間的反應被認為是典型的可逆反應。3K值大小只能預示某可逆反應向某方向進行的最大限度，但不能預示反應達到平衡所需要的時間。三、考查化學平衡常數(shù)的影響因素1平衡常數(shù)K只受溫度影響，既與任何一種反應物或生成物的濃度變化無關，也與壓強的改變無關；由于催化劑同等程度地改變正逆反應速率，故平衡常數(shù)不受催化劑影響。2任何可逆反應，當溫度保持不變，改變影響化學平衡的其它條件時，即使平衡發(fā)生移動

9、，K值不變。3其它條件不變時，若正反應是吸熱反應，由于升高（或降低）溫度時平衡向正（或逆）反應方向移動，K增大（或減?。?；若正反應是放熱反應，由于升高（或降低）溫度時平衡向逆（或正）反應方向移動，K減?。ɑ蛟黾樱?；所以溫度升高時平衡常數(shù)可能增大，也可能減小，但不會不變。四、考查化學平衡常數(shù)的簡單計算例1已知在800K時，反應：CO（g）H2O（g） CO2（g）H2（g），若起始濃度c（CO）=2mol/L，c（H2O）=3mol/L，反應達到平衡時，CO轉(zhuǎn)化成CO2的轉(zhuǎn)化率為60%。若將H2O的起始濃度加大為6mol/L，試求CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率。解析：本題考查平衡常數(shù)表達式、有關計算及

10、應用。先由第一次平衡時CO的轉(zhuǎn)化率可求平衡時各物質(zhì)的濃度：c（CO）=0.8mol/L，c（H2O）例2、 現(xiàn)有反應：CO（氣） H2O（氣）CO2（氣） H2（氣）放熱反應；在850時，K1。（1）若升高溫度到950時，達到平衡時K_ _l （填“大于”、“小于”、或“等于”）（2）850時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0molCO，3.0molH2O，1.0molCO2和xmolH2，則：當x5.0時，上述反應向_（填“正反應”或“逆反應”）方向進行。若要使上述反應開始時向正反應方向進行，則x應滿足的條件是_ _。 解析：化學平衡常數(shù)不隨濃度或壓強的改變而改變，只隨溫度的改變而改

11、變。（1）對于CO（氣） H2O（氣）CO2（氣） H2（氣），正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，生成物的濃度減小，反應物的濃度增大，根據(jù)平衡常數(shù)的計算公式可知，K變小，即小于1。（2）在一容積可變的密閉容器中同時充入1.0molCO，3.0molH2O，1.0molCO2和xmolH2，當x5.0時，則有：K51/311，此時生成的濃度偏大，而在同一溫度下平衡常數(shù)保持不變，則必然隨著反應的進行，生成物的濃度降低，平衡逆向移動。 若要使平衡正向移動，則有：Kx1/311，即x3時，可使平衡正向移動。測得吸入肺部的空氣中CO和O2的濃度分別為106molL1和102molL1，并已知37時

12、上述反應的平衡常數(shù)K220，那么，此時HbCO的濃度是HbO2的濃度的多少倍？解析：根據(jù)平衡常數(shù)的概念和計算公式：生成物濃度的冪次方乘積與反應物濃度的冪次方乘積之比是常數(shù)，可得：又因為：肺部的空氣CO和O2的濃度分別為106molL1和102molL1，則：則有：2.2%答案：HbCO的濃度是HbO2的濃度的0.022倍例4. 在合成氨過程中，進入合成塔的氮氣和氫氣的體積比為1：3，壓強為160atm，從合成塔出來的混合氣體中氨的體積分數(shù)為25%。求： （1）從合成塔出來的氣體中氮氣和氫氣的體積比是多少？ （2）從合成塔出來的氣體的壓強是多少？解析：同溫同壓下，任何氣體的體積比等于物質(zhì)的量之比

13、，則根據(jù)平衡常數(shù)的計算公式：從合成塔出來的氣體的壓強是128atm。例5. 在一定溫度下，將100mL氫氣和氮氣的混合氣體充入密閉容器中進行反應，達到平衡時維持溫度不變，測得混合氣體的密度是反應前的1.25倍，平均分子量為15.5，則達到平衡時氮氣的轉(zhuǎn)化率為多少？解析：在同溫同壓下，反應前后的氣體的總質(zhì)量保持不變，則混合氣體的密度與體積成反比。設混合氣體中氮氣的體積為a，則氫氣的體積為：100a，則有：N23H2 2NH3起始（L） a100a 0轉(zhuǎn)化（L） x 3x 2x平衡（L） ax 100a3x 2x則有：前/后V前/V后；100/（1002x）1.25，x10mL。又同溫同壓下，氣體

14、的體積比等于物質(zhì)的量之比，則有： 混合氣體的相對分子質(zhì)量等于混合氣體的總質(zhì)量與混合氣體的總物質(zhì)的量之比，則有：混合氣體的總質(zhì)量28a2（100a），則有：28a2（100a）/1002x15.5，可得：a40 mL則：氮氣的轉(zhuǎn)化率為：10/4025%答案：氮氣的轉(zhuǎn)化率為25%【專題測試】1、在某溫度下，可逆反應mA（g）nB（g）pC（g）qD（g）的平衡常數(shù)為K，下列說法正確的是（ ）A. K越大，達到平衡時，反應進行的程度越大B. K越小，達到平衡時，反應物的轉(zhuǎn)化率增大C. K隨反應物濃度的改變而改變D. K隨溫度的改變而改變2、在一密閉容器中，aA（g）bB（g）達平衡后溫度保持不變，將

15、容器體積增加一倍，當達到新的平衡時，B的濃度是原來平衡時濃度的60%，則：（ ） A. 平衡向正反應方向移動了 B. 物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減少了 C. 物質(zhì)B的質(zhì)量分數(shù)增加了 D. ab3、在373K時，把0.5molN2O4氣體通入體積為5L的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)棕色，反應進行到2s時，濃度為0.02mol/L，在60s時，體系已達到平衡，此時容器內(nèi)壓強為開始時的1.6倍，下列說法正確的是（ ）A. 前2s，以N2O4的濃度變化表示的平均反應速度為0.01mol/（Ls）B. 在2s時容器內(nèi)壓強為開始時壓強的1.1倍C. 在平衡體系內(nèi)含N2O40.25molD. 平衡時，如果壓縮容器體積，則可

16、提高N2O4的轉(zhuǎn)化率4、在一密閉容器中，等物質(zhì)的量的X和Y發(fā)生如下反應：X（g）+2Y（g） 2Z（g），反應達到平衡時，若混合氣體中X和Y的物質(zhì)的量之和與Z的物質(zhì)的量相等，則X的轉(zhuǎn)化率為（）A. 10%B、50%C、60%D、70%5、在一密閉的容器中，將一定量的NH3加熱使其發(fā)生分解反應：2NH3（g） N2（g）3H2（g），當達到平衡時，測得25%的NH3分解，此時容器內(nèi)的壓強是原來的（ ）A、1.125倍B、1.25倍C、1.375倍D、1.50倍6、在一定溫度下，將1molCO和1mol水蒸氣放入一固定容積的密閉容器中，發(fā)生反應CO（g）H2O （g） CO2（g）H2（g），達平

17、衡狀態(tài)后，得到CO20.6mol；再通入0.3mol水蒸氣，達到新的平衡狀態(tài)后，CO2的物質(zhì)的量可能是（）A、0.9mol B、0.8mol C、0.7molD、0.6mol7、將0.4molA氣體和2molB氣體在2L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應：2A（g）B（g） 2C（g），若經(jīng)2s后測得C的濃度為0.6molL1，現(xiàn)有下列幾種說法：用物質(zhì)A表示的反應的平均速率為0.3mol（Ls）1用物質(zhì)B表示的反應的平均速率為0.6mol（Ls）12s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%2s時物質(zhì)B的濃度為0.7molL1其中正確的是（）A、B、C、D、8、在一定體積的密閉容器中放入3L氣體R和5L氣

18、體Q，在一定條件下發(fā)生反應：2R（g）5Q（g） 4X（g）nY（g），反應完全后，容器溫度不變，混合氣體的壓強是原來的87.5%，則化學方程式中的n值是（）A、2B、3C、4D、5 9、某容器中加入N2和H2，在一定條件下，N23H22NH3，達到平衡時N2、H2、NH3的濃度分別是3mol/L、4mol/L、4mol/L，則反應開始時H2的濃度是 （）A、5mol/LB、10mol/LC、8mol/LD、6.7mol/L10、已知下列反應的平衡常數(shù)：H2（g）S（s）H2S（g）K1S（s）O2（g） SO2（g）K2則反應H2（g）SO2（g） O2（g）H2S（g）的平衡常數(shù)是（）A、

19、K1 K2B、K1 K2 C、K1 K2 D、K1K211、有可逆反應2A（g）2B（g） 2C（g）D（g）（1）該反應的化學平衡常數(shù)的表達式可表示為：。（2）該反應選用了一種合適的催化劑，發(fā)現(xiàn)反應溫度在100400的范圍內(nèi)，每高10，反應速度為原來的3倍，在400450時，每高10，反應速度卻約為原來的10倍，而溫度高于450時，反應速度卻約為原來的3倍，若其它反應條件不變，試分析造成這種現(xiàn)象的原因。（3）若該反應在固定容積的密閉容器中進行，并保持溫度不變。往容器里充入等物質(zhì)的量的A、B兩種氣體物質(zhì)，反應進行5min后，試推測容器內(nèi)的壓強可能發(fā)生的變化。（填正確的字母編號）A、增大B、減小

20、C、不變其理由是。（4）若該反應在恒溫下進行并已達平衡，再維持溫度不變，將壓強由100kPa增大到500kPa平衡發(fā)生了移動，但卻發(fā)現(xiàn)平衡向左移動，你是否懷疑勒夏特列原理對平衡系統(tǒng)的普遍適用性？；試寫出你的分析理由。12、平衡常數(shù)K的數(shù)值大小是衡量化學反應進行程度的標志，在25時，下列反應式及其平衡常數(shù)：2NO（g） N2（g）O2（g） K1110302H2（g） O2（g） 2H2O（g） K2210812CO2（g） 2CO（g）O2（g） K341092（1）常溫下NO分解產(chǎn)生O2的反應的平衡常數(shù)表達式為。（2）常溫下水分解產(chǎn)生O2，此時平衡常數(shù)值約為。（3）常溫下NO、H2O、CO2三種化合物分解放出氧氣的大小順序為：。（4）隨著轎車進入家庭，汽車尾氣污染成為備受關注的環(huán)境問題