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

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 （g ）+dD （g ）()()

()()

c d a b c C c D K c A c B ⨯=⨯

①对于给定反应，正逆反应的化学平衡常数不一样。 例如：a A （g ）＋b B （g C （g ）

=·c a b c C K c A c B ()()()正·=a b c c A c B K c C ()()

()

逆正逆反应的化学平衡常数互为倒数关系

②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 （g ）()

()()

1 K ·c a b

c C c A c B = na A （g ）＋nb B （g C （g ）()()()

2 K ·nc na nb

c C c A c B =＝n

1K 或K 1＝n K 2 3. 特点：平衡常数K 与温度有关，与浓度和压强无关。 4. 意义：

①K 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。

②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Q c 与K c 比较大小来判断。

当Q c >Kc ，υ（正）<υ（逆），未达平衡，反应逆向进行； 当Q c υ（逆），未达平衡，反应正向进行； 当Q c =Kc ，υ（正）=υ（逆），达到平衡，平衡不移动。

③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2SO 2（g ）+O 23（g ）298K 时，K p ＝3.6×1024

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①：CO （g ）＋CuO （s ）2（g ）＋Cu （s ）在某温度下的平衡常

数为K 1；

反应②：H 2（g ）＋CuO （s ）

（s ）＋H 2O （g ）在相同的某温度下的平衡常数为K 2；

反应③：CO （g ）＋H 2O （g 2（g ）＋H 2（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①的平衡常数()()

()()

21·K =

·c CO c Cu c CO c CuO

B. 反应③的平衡常数K ＝K 1

K 2

C. 对于反应③，恒温时，增大压强，平衡常数一定增大

D. 对于反应③，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③＝反应①－反应②，因此平衡常数K ＝K 1

K 2

，B 正确；反应③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 mol·L －1，c （N ）＝2.4 mol·L －1

；达到平衡后，M 的转化率为60%，此时N 的转化率为________；

（2）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c （M ）＝4 mol·L －1，c （N ）＝a mol·L

－1

；达到平衡后，c （P ）＝2 mol·L －1，a ＝________；

（3）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________。

思路导航：（1）M （g ）＋N （g ）

P （g ）＋ Q （g ）

始态（mol·L －1） 1 2.4 0 0 变化量（mol·L －1）1×60% 1×60%

因此N 的转化率为1 mol·L －1×60%

2.4 mol·L －1×100%＝25%。

（2）根据（1）可求出各平衡浓度：

c （M ）＝0.4 mol·L －1c （N ）＝1.8 mol·L －1 c （P ）＝0.6 mol·L －1c （Q ）＝0.6 mol·L －

1

因此化学平衡常数K ＝()()()()··c P c Q c M c N ＝0.6×0.60.4×1.8＝1

2

由于温度不变，因此K 不变，达到平衡后

c （P ）＝2 mol·L －1c （Q ）＝2 mo l·L －1 c （M ）＝2 mol·L －1c （N ）＝（a －2）mol·L

－1

K ＝()()()()··c P c Q c M c N ＝()22

22a ⨯⨯-＝12

解得a ＝6。

（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 （1－x ）mol·L －1c （N ）＝b （1－x ）mol·L －1 c （P ）＝bx mol·L －1c （Q ）

＝bx mol·L －1

K ＝()()()()··c P c Q c M c N ＝()()2

2(1)bx b x －＝12

解得x ≈41%。