18 化学平衡常数.doc

化学平衡常数教学目标：1理解化学平衡常数的表达式，了解影响化学平衡常数的外界因素。2利用化学平衡常数判断反应进行方向和程度等。知识梳理一、化学平衡常数1概念：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幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。2表达式对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)K(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。3意义及影响因素（1）K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。（2）K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。（3）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。例如：N2(g)3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1N2(g)H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2NH3(g)N2(g)H2(g)的平衡常数为K3因为2，则K1和K2的关系式：K1K2·K2K22因为，则K1、K2和K3的关系式：K3因为，则K1、K2和K3的关系式：K2·K314应用（1）判断可逆反应进行的程度。（2）利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。对于化学反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)的任意状态，浓度商：Q。QK，反应向_方向进行；QK，反应处于_状态；QK，反应向_方向进行。（3）利用K可判断反应的热效应：若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。知识理解-重难点突破知识理解一、化学平衡常数的形式与意义 例题1（1）下列关于化学平衡常数的叙述正确的是（ ）A化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关B两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变C化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值D温度一定，对于给定的化学反应，正逆反应的平衡常数互为倒数（2）某温度时，反应SO2(g)O2(g)SO3(g)的平衡常数K50。同一温度下，反应2SO3(g)2SO2(g)O2(g)的平衡常数K1应为（ ）A2500 B100 C4×104 D2×102（3）某温度下，2A(g)B(g)3C(g)的平衡常数K1.0，下列说法正确的是（ ）AK随温度的改变而改变，K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大BK越小，达到平衡时，反应物的转化率越大C对于某一可逆反应，在任何条件下K均为一定值DK越大，化学反应的速率越大知识理解二、化学平衡常数的影响因素及应用例题2（1）只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是（）AK值不变，平衡可能移动BK值变化，平衡一定移动C平衡移动，K值可能不变D平衡移动，K值一定变化（2）下列数据不一定随着温度升高而增大的是（）A化学反应速率vB化学平衡常数KC弱电解质的电离程度D反应物中的活化分子数（3）对于反应N2O4(g)2NO2(g) H0，要使该反应的平衡常数值增大，可以采取的措施有（）A增大N2O4的浓度 B增大NO2的浓度 C升高体系的温度 D减小压强知识理解三、用浓度商与K判断反应是否处于平衡状态及反应进行的方向例题3-1已知A(g)B(g)C(g)D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：温度/70090083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题：（1）该反应的平衡常数表达式K_，H_0(填“”“”或“”)；（2）830时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)0.003mol·L1·s1，则6s时c(A)_mol·L1，C的物质的量为_mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为_，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为_；（3）判断该反应是否达到平衡的依据为_(填正确选项前的字母)；a压强不随时间改变b气体的密度不随时间改变cc(A)不随时间改变d单位时间里生成C和D的物质的量相等（4）1200时反应C(g)D(g)A(g)B(g)的平衡常数的值为_。例题3-2恒温(T1)下，在容积为2L的恒容密闭容器A中通入1mol N2与1mol H2的混合气体，发生如下反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0，一段时间后，达到平衡，若平衡时氢气的物质的量为0.4mol。（1）计此温度时该反应的平衡常数计算式为_。（2）若在此温度下，向另一容积为1L的恒容密闭容器B中按物质的量分别为2mol、1mol、1mol充入N2、H2、NH3，此时，该反应是否处于平衡状态_(填“是”或“否”)，此时若没有达到平衡，反应应向_(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。（3）T2时，可计算出该反应K3，则T2_(填“高于”或“低于”)T1。知识理解四、平衡常数的有关计算例题4-1某温度下在2L密闭容器中加入一定量A，发生以下化学反应：2A(g)B(g)C(g) H-48.25kJ·mol-1反应过程中B、A的浓度比与时间t有如图所示关系，若测得第15min时c(B)1.6mol·L-1，下列结论正确的是（）A该温度下此反应的平衡常数为3.2BA的初始物质的量为4molC反应到达平衡时，放出的热量是193kJD反应达平衡时，A的转化率为80%例题4-2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)1mol·L-1，c(N)2.4mol·L-1，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”、“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)4mol·L-1，c(N)a mol·L-1；达到平衡后，c(P)2mol·L-1，a_。（4）若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)c(N)b mol·L-1，达到平衡后，M的转化率为_。【变式迁移】1在一定条件下，某些分子数相同的可逆反应及其平衡常数K值分别是：H2F22HFK1×1047；H2Cl22HClK1×1017H2Br22HBrK1×109；H2I22HIK1比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是（ ）A B C D无法确定2已知下列反应的平衡常数：H2(g)S(s)H2S(g) K1；S(s)O2(g)SO2(g) K2则反应H2(g)SO2(g)O2(g)H2S(g)的平衡常数是（ ）AK1K2 BK1K2 CK1×K2 DK1/K23下列关于某一化学反应的平衡常数的说法中，正确的是（ ）A与该反应的压强有关B与反应的温度有关，还与反应本身有关C与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响D只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数4汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致：N2(g)O2(g)2NO(g) H0；已知该反应在2404时，平衡常数K6.4×103。请回答下列问题。（1）该反应的平衡常数表达式为_；若升高温度K将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。（2）该温度下，某时刻测得容器内 N2、O2、NO的浓度分别为2.5×101mol·L1、4.0×102mol·L1和3.0×103mol·L1，此时反应_(填“处于化学平衡状态”“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是_。5高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g) H0，已知1373K时，K0.263。（1）该反应的平衡常数表达式为_。（2）1373K时测得高炉中c(CO2)0.025mol·L1，c(CO)0.1mol·L1，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态_(填“是”或“否”)。此时，化学反应速率v(正)_v(逆)(填“大于”、“等于”或“小于”)，其原因是_。6一定温度下在体积为5 L的密闭容器中发生可逆反应。（1）若某可逆反应的化学平衡常数表达式为K写出该反应的化学方程式：_。（2）CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H0在427时将CO和H2O(g)各0.01mol通入体积为2升的密闭容器中反应，5分钟时达到平衡状态，该反应的平衡常数是9，则CO的转化率为_。化学平衡常数·课堂验收1某温度时，N23H22NH3的平衡常数Ka，则此温度下，NH3H2N2的平衡常数为（ ）A B Ca Da22在一定条件下，已达平衡的可逆反应：2A(g)B(g)2C(g)，下列说法中正确的是（ ）A改变条件后，该反应的平衡常数K一定不变B如果改变压强并加入催化剂，平衡常数随之变化C若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小D平衡时，此反应的平衡常数K与各物质的浓度有如下关系：K3在体积为1L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）升高温度，化学平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。（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1mol CO2、1.2mol H2、0.75mol CO、1.5mol H2O，则此时反应所处的状态为_。4在两个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比n(H2)/n(CO2)充入H2和CO2，在一定条件下发生反应：2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g) H。CO2的平衡转化率(CO2)与温度的关系如下图所示。（1）此反应的平衡常数表达式K_，P点对应温度下，K的值为_。（2）该反应的H_0(填“”“”或“”)，判断的理由是_。（3）氢碳比：X_2.0(填“”“”或“”)。（4）在氢碳比为2.0时，Q点v(逆)_P点的v(逆)(填“”“”或“”)。