高中化学 专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度 5 化学平衡常数学案 苏教版选修4.doc

化学平衡常数【考点精讲】1. 概念：在一定温度下，达到平衡的可逆反应，其生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值是一个常数，该常数即为平衡常数，用K表示。2. 表达式：aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g）对于给定反应，正逆反应的化学平衡常数不一样。例如：aA（g）bB（g）cC（g）正逆反应的化学平衡常数互为倒数关系对于一个可逆反应，化学计量数扩大或缩小，化学平衡常数不一样。例如：a A（g）b B（g）c C（g）naA（g）nbB（g）ncC（g）或K13. 特点：平衡常数K与温度有关，与浓度和压强无关。4. 意义：K的大小，可推断反应进行的程度。K越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。平衡常数表达式表明在一定温度条件下达成平衡的条件。在某温度下，某时刻反应是否达到平衡，可用该时刻产物的浓度商Qc与Kc比较大小来判断。当QcKc，（正）（逆），未达平衡，反应逆向进行；当Qc（逆），未达平衡，反应正向进行；当Qc=Kc，（正）=（逆），达到平衡，平衡不移动。平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。如2SO2（g）+O22SO3（g）298K时，Kp3.61024很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反应。注意：（1）平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关；（2）对于给定的化学方程式，正逆反应的平衡常数互为倒数；（3）平衡常数的单位与化学方程式的表示形式一一对应；（4）固体或纯液体或液态水不列入平衡常数的表达式中（因其浓度为常数，可认为为“1”，代入表达式中，可消去）。【典例精析】例题1已知反应：CO（g）CuO（s）CO2（g）Cu（s）在某温度下的平衡常数为K1；反应：H2（g）CuO（s）Cu（s）H2O（g）在相同的某温度下的平衡常数为K2；反应：CO（g）H2O（g）CO2（g）H2（g）在相同的某温度下的平衡常数为K。则下列说法正确的是（）A. 反应的平衡常数B. 反应的平衡常数KC. 对于反应，恒温时，增大压强，平衡常数一定增大D. 对于反应，恒容下，升高温度，平衡常数一定不变思路导航：在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反应反应反应，因此平衡常数K，B正确；反应中，温度不变平衡常数不变，温度升高，温度改变平衡常数一定改变，所以C、D错误。答案：B例题2已知可逆反应：M（g）N（g）P（g）Q（g），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 molL1，c（N）2.4 molL1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_；（2）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c（M）4 molL1，c（N）amolL1；达到平衡后，c（P）2 molL1，a_；（3）若反应温度不变，反应物的起始浓度为c（M）c（N）bmolL1，达到平衡后，M的转化率为_。思路导航：（1）M（g）N（g）P（g） Q（g）始态（molL1） 1 2.4 0 0变化量（molL1）160% 160%因此N的转化率为100%25%。（2）根据（1）可求出各平衡浓度：c（M）0.4 molL1c（N）1.8 molL1 c（P）0.6 molL1c（Q）0.6 molL1因此化学平衡常数K由于温度不变，因此K不变，达到平衡后c（P）2 molL1c（Q）2 molL1 c（M）2 molL1c（N）（a2）molL1K解得a6。（3）设M的转化率为x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c（M）b（1x）molL1c（N）b（1x）molL1 c（P）bxmolL1c（Q）bxmolL1K解得x41%。答案：（1）25% （2）6 （3）41%例题3在体积为1 L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）H2（g）CO（g）H2O（g），化学平衡常数K与温度T的关系如下表：T/7008008501 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：（1）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_。（填序号）A. c（CO2）c（CO）B. K不变C. 容器中的压强不变D. v正（H2）v正（CO2）E. c（H2）保持不变（2）若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c（CO2）c（H2）c（CO）c（H2O），此时的温度为_；在此温度下，若该容器中含有1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol CO、1.5 mol H2O，则此时反应所处的状态为_（填“向正反应方向进行中”、“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”）。思路导航：（1）A项，达到平衡时c（CO2）不一定等于c（CO），反之相等时也不一定处于平衡状态；B项，温度不变K不变，不正确；C项，此反应不论是否平衡，压强均不改变，故不正确；D项，v正（CO2）与v正（H2）表示的反应方向一致，故不能判断是否达到平衡；E项，达到平衡时，各种反应物、生成物的浓度保持不变，正确。（2）由c（CO2）c（H2）c（CO）c（H2O），则计算出K1.0，即此时温度为850，此温度下0.941.0，故反应向正反应方向进行中。答案：（1）E （2）850 向正反应方向进行中【总结提升】化学平衡相关计算的思路整理1. 分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。2. 明确三个关系：（1）对于同一反应物，起始量变化量平衡量。（2）对于同一生成物，起始量变化量平衡量。（3）各变化量之比等于各反应物的化学计量数之比。3. 计算方法：三段式法化学平衡计算模式：对以下反应：mA（g）nB（g）pC（g）qD（g），令A、B起始物质的量（mol）分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。mA（g）nB（g）pC（g）qD（g）起始（mol）ab 0 0变化（mol）mxnxpxqx平衡（mol）amxbnxpxqx则有：（1）K（2）c（A）平（molL1）（3）（A）平100%，（A）（B）（4）（A）100%（5）（6）（7）