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化學平衡常數(shù)
【考點精講】
1. 概念：在一定溫度下，達到平衡的可逆反應，其生成物平衡濃度冪之積與反應物平衡濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，該常數(shù)即為平衡常數(shù)，用K表示。
2. 表達式：aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g）
①對于給定反應，正逆反應的化學平衡常數(shù)不一樣。
例如：aA（g）＋bB（g）cC（g）
正逆反應的化學平衡常數(shù)互為倒數(shù)關系
②對于一個可逆反應，化學計量數(shù)擴大或縮小，化學平衡常數(shù)不一樣。
例如：a A（g）＋b B（g）c C（g）
naA（g）＋nbB（g）ncC（g）＝或K1＝
3. 特點：平衡常數(shù)K與溫度有關，與濃度和壓強無關。
4. 意義：
①K的大小，可推斷反應進行的程度。K越大，表示反應進行的程度越大，反應物的轉(zhuǎn)化率越大；K越小，表示反應進行的程度越小，反應物的轉(zhuǎn)化率越小。
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。在某溫度下，某時刻反應是否達到平衡，可用該時刻產(chǎn)物的濃度商Qc與Kc比較大小來判斷。
當Qc>Kc，υ（正）<υ（逆），未達平衡，反應逆向進行；
當Qc
υ（逆），未達平衡，反應正向進行；
當Qc=Kc，υ（正）=υ（逆），達到平衡，平衡不移動。
③平衡常數(shù)數(shù)值的大小，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）+O22SO3（g）298K時，Kp＝3.61024很大，但由于速度太慢，常溫時，幾乎不發(fā)生反應。
注意：（1）平衡常數(shù)的表達式與化學方程式的書寫方式有關；
（2）對于給定的化學方程式，正逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)；
（3）平衡常數(shù)的單位與化學方程式的表示形式一一對應；
（4）固體或純液體或液態(tài)水不列入平衡常數(shù)的表達式中（因其濃度為常數(shù)，可認為為“1”，代入表達式中，可消去）。
【典例精析】
例題1已知反應①：CO（g）＋CuO（s）CO2（g）＋Cu（s）在某溫度下的平衡常數(shù)為K1；
反應②：H2（g）＋CuO（s）Cu（s）＋H2O（g）在相同的某溫度下的平衡常數(shù)為K2；
反應③：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）在相同的某溫度下的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是（）
A. 反應①的平衡常數(shù)
B. 反應③的平衡常數(shù)K＝
C. 對于反應③，恒溫時，增大壓強，平衡常數(shù)一定增大
D. 對于反應③，恒容下，升高溫度，平衡常數(shù)一定不變
思路導航：在書寫平衡常數(shù)表達式時，純固體不能表示在平衡常數(shù)表達式中，A錯誤；由于反應③＝反應①－反應②，因此平衡常數(shù)K＝，B正確；反應③中，溫度不變平衡常數(shù)不變，溫度升高，溫度改變平衡常數(shù)一定改變，所以C、D錯誤。
答案：B
例題2已知可逆反應：M（g）＋N（g）P（g）＋Q（g），請回答下列問題：
（1）在某溫度下，反應物的起始濃度分別為c（M）＝1 molL－1，c（N）＝2.4 molL－1；達到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時N的轉(zhuǎn)化率為________；
（2）若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為c（M）＝4 molL－1，c（N）＝amolL－1；達到平衡后，c（P）＝2 molL－1，a＝________；
（3）若反應溫度不變，反應物的起始濃度為c（M）＝c（N）＝bmolL－1，達到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為________。
思路導航：（1）M（g）＋N（g）P（g）＋ Q（g）
始態(tài)（molL－1） 1 2.4 0 0
變化量（molL－1）160% 160%
因此N的轉(zhuǎn)化率為100%＝25%。
（2）根據(jù)（1）可求出各平衡濃度：
c（M）＝0.4 molL－1c（N）＝1.8 molL－1 c（P）＝0.6 molL－1c（Q）＝0.6 molL－1
因此化學平衡常數(shù)K＝＝＝
由于溫度不變，因此K不變，達到平衡后
c（P）＝2 molL－1c（Q）＝2 molL－1 c（M）＝2 molL－1c（N）＝（a－2）molL－1
K＝＝＝
解得a＝6。
（3）設M的轉(zhuǎn)化率為x，則達到平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為
c（M）＝b（1－x）molL－1c（N）＝b（1－x）molL－1 c（P）＝bxmolL－1c（Q）＝bxmolL－1
K＝＝＝
解得x≈41%。
答案：（1）25% （2）6 （3）41%
例題3在體積為1 L的密閉容器中，進行如下化學反應：CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g），化學平衡常數(shù)K與溫度T的關系如下表：
T/℃
700
800
850
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列問題：
（1）能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。（填序號）
A. c（CO2）＝c（CO）
B. K不變
C. 容器中的壓強不變
D. v正（H2）＝v正（CO2）
E. c（H2）保持不變
（2）若某溫度下，平衡濃度符合下列關系：c（CO2）c（H2）＝c（CO）c（H2O），此時的溫度為__________；在此溫度下，若該容器中含有1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol CO、1.5 mol H2O，則此時反應所處的狀態(tài)為____________（填“向正反應方向進行中”、“向逆反應方向進行中”或“平衡狀態(tài)”）。
思路導航：（1）A項，達到平衡時c（CO2）不一定等于c（CO），反之相等時也不一定處于平衡狀態(tài)；B項，溫度不變K不變，不正確；C項，此反應不論是否平衡，壓強均不改變，故不正確；D項，v正（CO2）與v正（H2）表示的反應方向一致，故不能判斷是否達到平衡；E項，達到平衡時，各種反應物、生成物的濃度保持不變，正確。（2）由c（CO2）c（H2）＝c（CO）c（H2O），則計算出K＝1.0，即此時溫度為850℃，此溫度下＝＝0.94<1.0，故反應向正反應方向進行中。
答案：（1）E （2）850 ℃向正反應方向進行中
【總結提升】
化學平衡相關計算的思路整理
1. 分析三個量：即起始量、變化量、平衡量。
2. 明確三個關系：
（1）對于同一反應物，起始量－變化量＝平衡量。
（2）對于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。
（3）各變化量之比等于各反應物的化學計量數(shù)之比。
3. 計算方法：三段式法
化學平衡計算模式：對以下反應：mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），令A、B起始物質(zhì)的量（mol）分別為a、b，達到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為V L。
mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）
起始（mol）a b 0 0
變化（mol）mx nx px qx
平衡（mol）a－mx b－nx px qx
則有：（1）K＝
（2）c（A）平＝（molL－1）
（3）α（A）平＝100%，α（A）∶α（B）＝∶＝
（4）φ（A）＝100%
（5）＝
（6）
（7）
高中化學 專題2 化學反應速率與化學平衡 第二單元 化學反應的方向和限度 5 化學平衡常數(shù)學案 蘇教版選修4.doc
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