C3H3化学微专题—化学平衡常数

g·L－1
。
(7)平衡时混合气体的平均摩尔质量：
M＝
a·MA＋b·MB a＋b＋p＋q－m－nx
g·mol－1
。
对点训练
7．在 25 ℃时，密闭容器中 X、Y、Z 三种气体的初始浓度
和平衡浓度如下表：
物质 初始浓度/(mol·L－1) 平衡浓度/(mol·L－1)
X
YZ
0.1 0.2 0
起始(mol)
ab
00
变化(mol) mx nx
px qx
平衡(mol) a－mx b－nx
px qx
对于反应物：n(平)＝n(始)－n(变)
对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(变)
则有：(1)平衡常数：K＝
pVxp·qVxq a－Vmxm·b－Vnxn
数，称为化学平衡常数，用符号 K 表示。
2．表达式
(1)对于反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
K＝
cpC·cqD cmA·cnB
(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)。
(2)K 值越大，反应物的转化率 越大 ，正反应进行的程
度 越大 。
3．实例
0.40 mol H2(g)，则 v 正>v 逆 D．保持其他条件不变，起始时向容器中充入 0.60 mol CO(g)和
1.20 mol H2O(g)，达到平衡时 n(CO2)＝0.40 mol
H解2(析g)：，0c～(Ht21Om)＝in 0内.42，0 Lmv(oHl＝2)＝0.2v0(CmOo)l＝·L－11，.220Lc－(×H02t.)18＝m0i0nm.8o20l＝Lmol＝ 00..4t2100mmool·lL·L－－1，1·mQicn＝－100，..24A00× ×项00错..4200误＝；1＝70K0 ，℃平，衡t1不m移in动时，反则应v已正达＝ v到逆平，C衡项状错态误，；此C时O(gc()C与OH)＝2O0(.g82)0按Lm物ol质＝的0.4量0 之m比ol·为L－11，∶c1(H反2应O)， 充＝入0.2020.6Lm0oml＝ol0C.1O0 (mg)o和l·L1－.12，0 cm(ColOH2)2＝O(cg(H)与2)充＝入0.4210.L2m0oml＝ol CO(g) 和 ＝0.2000..86m00moml·oLol，l－n1H，(2HO则2(OgK))＝对＝0平00...642衡000××m状o00态l..－12的00＝0影.410响>m0相.6o4l同＝，，0说.2t1明0mm温ion度l，时升t2，m高ni，n(C时平O，)
对点训练
1．反应 H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的平衡常数为 K1；反应 HI(g)
12H2(g)＋12I2(g)的平衡常数为 K2，则 K1、K2 的关系式为(平衡
常数为同温度下的测定值)
()
A．K1＝2K2
பைடு நூலகம்
B．K1＝K22
C．K1＝K122
D．K1＝21K2
解析：由反应 H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的平衡常数 K1，则相同
0
1.20
0.60
t1
0.80
t2
下列说法正确的是
0.20
()
A．反应在 0～t1 min 内的平均速率为 v(H2)＝0.t410 mol·L－1·min－1 B．若 800 ℃时该反应的平衡常数为 0.64，则正反应为吸热反应 C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入 0.20 mol H2O(g)和
温度下，反应 2HI(g) H2(g)＋I2(g)的平衡常数为K11，故反应
HI(g) 12H2(g)＋12I2(g)的平衡常数 K2＝
K11，故 K1＝K122。
2．某温度下 2 L 密闭容器中 3 种气体起始状态和平衡状态时 的物质的量(n)如表所示，下列说法正确的是 ( )
n(起始状态)/mol n(平衡状态)/mol
n衡(H常2O数)＝减0小.2，0 故mo正l，反说应明为放t1 m热i反n 时应反，B应项已错经误达；到保平持衡其状他态条，件根
据不化变学，方向程平式衡可体知系，中达再到通平入衡0时.20nm(CoOl H2)2＝O0(g.4)和0 m0o.4l，0 Dmo项l 正确。
6．在一定温度下，1 L 的密闭容器中发生反应：C(s)＋H2O(g) CO(g) ＋H2(g)，平衡时测得 C、H2O、CO、H2 的物质的量都为 0.1 mol。 (1)该反应的平衡常数 K＝___0_._1___。 (2)若升高平衡体系的温度，该反应的平衡常数会增大， 则该反应的 ΔH____>____0(填“>”或“<”)。 (3)相同条件下，向该密闭容器中充入各物质的起始量如下： ①均为 0.2 mol ②C(s)、H2O 为 0.2 mol，CO、H2 为 0.1 mol，判断该反应进行的方向：①_向__逆__反__应__方__向_____， ②_向__正__反__应__方__向_____。
NH3 的平衡常数 K＝5×1104＝2×10－5，B 项正确；
5．700 ℃时，向容积为 2 L 的密闭容器中充入一定量的 CO(g)
和 H2O(g)，发生反应 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，
反应过程中测定的部分数据见下表(表中 t2>t1)：
反应时间/min n(CO)/mol n(H2O)/mol
产物实际产量 产率＝ 理论产量 ×100%
平衡量 (3)混合物中某组分的百分含量＝平衡总量×100%。
3．谨记答题模板
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)
3．某温度下气体反应达到化学平衡，平衡常数 K＝cc2AE·c·c2BF，恒容 时，若温度适当降低，F 的浓度增加，下列说法正确的是( ) A．增大 c(A)、c(B)，K 增大 B．降低温度，正反应速率增大 C．该反应的焓变为负值 D．该反应的化学方程式为 2E(g)＋F(g) A(g)＋2B(g)
0.05 0.05 0.1
下列说法错误的是
()
平 动A衡 ，．平常反衡数应常只达数与平不温衡变度时，有，C关X错，的误增转；大化平压率衡强为常平5数0衡%只向受生温成度Z的的影方响向，温移
平利衡于向NCH正O3反的应吸平方收衡向，常移D数项动为错，2×误则1。正0－反5 应为放热反应，A 项错误； [C．u(N保H持3)其3]A他c·条CO件不变Cu，(N减H小3)2压A强c＋，CCOO＋的NH转3化为率C升u(N高H3)2Ac ＋D．C醋O＋酸N二H氨3 合铜[C溶u(液NH的3浓)3]度Ac大·C小O对的C逆O反的应吸，收两多反少应没的有平影衡响 常数互为倒数，则[Cu(NH3)3]Ac·CO Cu(NH3)2Ac＋CO＋
温度/℃
15
50
100
化学平衡常数 5×104 2 1.9×10－5
下列说法正确的是
()
减A．小上压述强正，反平应衡为逆吸向热移反动应，CO 的转化率降低，C 项错误； 根增B．据大1提醋5 ℃供酸时数二，氨据反合，应铜温[溶度Cu液降(N的低H浓，3)3度平]A，衡c·平C常O衡数向增正C大u反，(N应说H方3明)2向A降移c＋低动C温，O度有＋，
解析：某温度下气体反应达到化学平衡，平衡常数 K＝ cc2AEcc2BF，则该反应为 2E(g)＋F(g) A(g)＋2B(g)，恒容时， 若温度适当降低，F 的浓度增加，平衡向逆反应方向移动， 正反应为吸热反应，故 C 错误，D 正确；平衡常数只受温 度影响，与浓度无关，温度不变，平衡常数不变，故 A 错 误；降低温度，正、逆反应速率都降低，正反应速率降低更
>K 反应向逆反应方向进行，v正<v逆
2．判断可逆反应的热效应
对点训练
4．利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收 CO，能达到保 护环境和能源再利用的目的，反应方程式为 Cu(NH3)2Ac ＋CO＋NH3 [Cu(NH3)3]Ac·CO。已知该反应的化学平 衡常数与温度的关系如表所示：
解析：(1)容积为 1 L，则 H2O、CO、H2 的浓度均为 0.1 mol·L－1， K＝cCcOH2·cOH 2＝0.10×.10.1＝0.1。(2)升高温度平衡常数增大，说 明平衡向右移动，正反应为吸热反应，ΔH>0。(3)①Qc＝0.20×.20.2 ＝0.2>K＝0.1，反应向逆反应方向进行；②Qc＝0.10×.20.1＝0.05<K ＝0.1，反应向正反应方向进行。
突破点
三
化学平衡常数与 转化率的计算
“三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥 匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、变化量、平 衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。
1．明确三个量——起始量、变化量、平衡量
N2
＋
催化剂 3H2 高温、高压 2NH3
起始量 1
3
0
变化量 a
X
Y
W
2
1
0
1 0.5 1.5
使A．用该催温化度剂下，平，衡此常反数应不的变平，衡C常错数误表；达混式合是气K体＝密c2度cX3一W·c直Y不
B．其他条件不变，升高温度，若 W 的体积分数减小， 变，则不此能反说应明反ΔH应<已0 达到平衡，D 错误。 由C表．知其，他X条、Y件是不反变应，物使，W用是催生化成剂物，，正且、Δn逆(X反)∶应Δ速n(Y率)∶和Δ平n(衡W) ＝2∶常1∶数3均，增化学 大方，程平式衡为不2移X＋动Y 3W，反应的平衡常数表达 式D是．其K＝他c条 2cX3件W·c不Y变，，A当错密误闭；升容高器温中度混，合若气W体的密体度积不分变数时减， 小， 说明表平衡明向反逆应反已应达方到向平移衡动，则此反应的 ΔH<0，B 正确；
b
c
平衡量 1－a 3－b
c
(1)反应物的平衡量＝起始量－变化量。
(2)生成物的平衡量＝起始量＋变化量。
(3)各物质变化浓度之比等于它们在化学方程式中化学
计量数之比。变化浓度是联系化学方程式、平衡浓度、起始
浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。因此，抓变化浓度是
解题的关键。
2．掌握三个百分数 (1)转化率＝nn转起化始×100%＝cc转起化始×100%。 (2)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一 般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。
。
(2)A 的平衡浓度：c(A)平＝
a－mx V
mol·L－1
。
(3)A 的转化率：α(A)平＝ max×100% 。
(4)A 的体积分数：φ(A)＝ a＋b＋pa＋－qm－x m－nx×100%。
(5)平衡与起始压强之比：pp平 始＝
a＋b＋p＋q－m－nx a＋b
。
(6)混合气体的平均密度：ρ 混＝ a·MA＋b·MB V
C3H3化学微专题—化学平衡常数
福建省长乐华侨中学 张劲辉
考纲要求
1.了解化学平衡常数(K)的含义。 2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 3.能正确计算化学反应的转化率(α)。
思维流程
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
多，平衡向逆反应方向移动，故 B 错误。
突破点
二
化学平衡常数的 两大应用
1．判断化学反应进行的方向 对于可逆反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，在一定 温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系： Q＝cccaCA··ccdbDB，称为浓度商。
<K 反应向正反应方向进行，v正>v逆 Q＝K 反应处于化学平衡状态，v正＝v逆
1
K12
)
K3＝
1 K1
4．注意事项
(1)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (2)计算化学平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是 任意时刻浓度，也不能用物质的量。 (3)催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响， 也不会改变平衡常数的大小。 (4)化学反应方向改变或化学计量数改变，化学平衡常数 均发生改变。
化学方程式
平衡常数
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
K1＝
c2NH3 cN2·c3H2
12N2(g)＋32H2(g) NH3(g)
K2＝
cNH3
1
3
c 2 N2·c 2 H2
2NH3(g) 3H2(g)
N2(g)＋
K3＝
cN2·c3H2 c2NH3
关系式
K2 ＝ K1 ( 或