化学平衡常数基础知识讲义

化学平衡二

教学目标

1.知道化学平衡常数的含义；

2.能运用化学平衡常数对化学反应进行的程度做出判断；

3.能利用化学平衡常数用三段式计算反应物的转化率； 教学重点、难点

教学重点： 平衡常数的应用 教学难点： 平衡常数的理解 知识点详解：

知识点一 化学平衡常数的含义及表达式 1．含义

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(简称平衡常数)，用符号“K”表示。

2．对于一般的可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，当在一定温度下达到化学平

衡状态时，平衡常数的表达式为：K ＝cp C ·cq D

cm

A ·cn

B 。

例1．对于3Fe ＋4H 2O(g)Fe 3O 4＋4H 2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为( )

A ．K ＝

c Fe3O4·c H2c Fe ·c H2O B ．K ＝c Fe3O4·c4H2

c Fe ·c4H2O

C ．K ＝c4H2O c4H2

D ．K ＝c4H2

c4H2O

知识点二 意义

(1)K 值越大，说明正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；反之进行的程度就越小，转化率就越小。

(2)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 例2．关于化学平衡常数的叙述，正确的是( ) A ．只与化学反应方程式本身和温度有关 B ．只与反应的温度有关

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

高温

例3．在密闭容器中进行下列反应)()(2g CO s C +)(2g CO ；0>∆H 达到平衡后，改变

下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：

（1）增加少量碳，平衡 ，)(CO c ；

（2）减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡 ，)(2CO c ，K ； （3）通入2N ，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡 ，)(2CO c ，K ； （4）保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡 ，)(CO c ，K ； 迁移1．在某温度下，将2H 和2I 各mol 10.0的气态混合物充入L 10的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得L mol H c /0080.0)(2=。 （1）求该反应的平衡常数。

（2）在上述温度下，该容器中若通入2H 和2I 蒸气的浓度各为L mol /020.0，试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。

知识点三 化学平衡常数的应用

（1）K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。

（2）若用任意状态的浓度幂之积的比值（称为浓度商，用c Q 表示）与K 比较，可判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向。即：

K Q c < 反应向正反应方向进行

K Q c = 反应达到平衡状态

K Q c > 反应向逆反应方向进行

例4．1 000 K 时反应C(s)＋2H 2

(g)

CH 4(g)的K ＝8.28×107

，当各气体物质的量浓度

分别为H 2 0.7 mol·L －1、CH 4 0.2 mol·L －1时，上述反应( )

A ．正向移动

B ．逆向移动

C ．达到平衡

D ．不一定

例5．850K 时，)

()(222g O g SO +)(23g SO 的平衡常数L mol K ·107.613-⨯=。在

850K 时，向一密闭容器中同时加L mol /050.0的2SO 、L mol /030.0的2O 和L mol /090.0的3SO ，试判断该反应进行的方向。

迁移2.已知可逆反应)

()(22g I g H +)(2g HI ，在793K 时，016.0=K 。当在该温

度下反应进行到某一时刻时，混合物中各组分的浓度分别是：L mol H c /0.1)(2=，

L mol I c /0.2)(2=，L mol HI c /12.0)(=，该反应此时是否达到了平衡状态？

（3）计算转化率

平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比，用来表示反应限度。对于反)()(g bB g aA +

)()(g dD g cC +反应物A 的转化率可以表示为：

[]％）

（）－（％＝的初始浓度的平衡浓度

的初始浓度－100A c A A c 100A A )(00⨯⨯=

A A a

例6. 在密闭容器中，将mol

0.2CO 与mol 0.1O H 2混合加热到C 0800，达到下列平衡：

)

()(2g O H g CO

+)()(22g H g CO + 0.1=K 。求CO 转化为2CO 的转化率。

课后提升

※必做题

1．2 000 K 时，反应CO(g)＋12O 2(g)2(g)的平衡常数为K ，则相同温度下反应

2CO 2(g)

2CO(g)＋O 2(g)的平衡常数K ′为( )

A.1K B ．K 2

C.1K2

D.1K 1

2 2．下列对化学平衡常数K 的描述中，正确的是( ) A ．K 越大，正反应进行的程度越大 B ．温度升高，K 值增大

C ．反应物的转化率增大时，K 值一定增大

D ．平衡向逆反应方向移动时，K 值减小 3．在密闭容器中发生如下反应m A(g)＋n B(g)

p C(g)，达到平衡后，保持温度不变，

将气体体积缩小到原来的1

2，当达到新平衡时，C 的浓度为原来的1.9倍，下列说法正确的是( )

A ．m ＋n >p

B ．平衡向逆反应方向移动

C ．A 的转化率提高

D ．C 的体积分数增加 4．298 K 时，各反应的平衡常数如下： ①N 2(g)＋O 2(g)2NO(g)，K ＝1×10

－30

；

②2H 2(g)＋O 2(g)2H 2O(g)，K ＝2×1081；

③2CO 2(g)

＋O 2(g)，K ＝4×10－92

则常温下，NO 、H 2O 、CO 2这三个化合物分解放氧的倾向最大的是( ) A ．① B ．② C ．③ D ．无法判断