2020届高考化学一轮复习化学平衡常数化学反应进行的方向学案

化学平衡常数化学反应进行的方向

考纲要求掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数(K)的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算。

考点一化学平衡常数

1.概念

在一定温度下,一个可逆反应达到化学平衡时,生成物与反应物的比值是一个常数,用符号表示。

2.表达式

对于一般的可逆反应m A(g)+n B(g)⇌p C(g)+q D(g),在一定温度下达到平衡时:

浓度平衡常数K c=;压强平衡常数K p= (固体和纯液体的浓度视为常数,不用注明)。

3.意义

(1)K值的大小反映了化学反应进行的程度。K值越大,反应物的转化率越,正反应进行的程度越。当K≥105时,认为反应进行得较完全。

(2)K值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度,不能预示反应达到平衡所需要的时间。

(3)K只受影响,与反应物或生成物的浓度变化无关,与压强变化无关。

4.应用

(1)利用化学平衡常数,判断反应是否达到平衡或非平衡状态时向何方向进行。

对于化学反应a A(g)+b B(g)⇌c C(g)+d D(g)的任意状态,浓度商Q c=。

Q cv逆。

Q c=K,反应处于状态。即此时:v正=v逆。

Q c>K,反应向反应方向进行。即此时:v正

(2)利用K可判断反应的热效应:若升高温度,K值增大,则正反应为热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为热反应。

(3)计算转化率:利用平衡常数计算转化率的主要途径是利用温度不变时,平衡常数不变列方程求解。

(4)计算相关反应的平衡常数。

若反应方向改变,则平衡常数变为其倒数;若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变同次幂,但意义不变。

对点自测

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)合成氨的反应达平衡后,保持其他条件不变,将各物质浓度增大一倍,K不变,平衡正向移动()

(2)对某一可逆反应,升高温度则化学平衡常数一定变大()

(3)可逆反应若有水反应或生成,平衡常数表达式中均不写水的浓度()

(4)平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动()

(5)化学平衡发生移动,其平衡常数一定随之改变()

(6)改变条件,使反应物的平衡转化率都增大,该可逆反应的平衡常数一定增大()

(7)一个可逆反应的正反应K正与逆反应K逆相等()

2.在密闭容器中进行反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)(正反应为放热反应),请按下表所示回答:

温度/℃200300400

平衡常数K1K2K3

(1)此反应的平衡常数表达式为K=。

(2)表中最大的平衡常数是。

(3)当反应在200 ℃达到平衡时,如增加氧气的量,则平衡(填“正向”“逆向”或“不”)移动,K1值(填“增大”“减小”或“不变”)。

题组一化学平衡常数表达式及其影响因素

1.[2018·重庆联考]放热反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)在温度T1时达到平

衡,c1(CO)=c1(H2O)=1.0 mol·L-1,其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至T2时,反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O),平衡常数为K2,则()

A.K2和K1的单位均为mol·L-1

B.K2>K1

C.c2(CO)=c2(H2O)

D.c1(CO)>c2(CO)

2.工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=-92.44 kJ·mol-1。回答下列问题:

(1)写出该反应的化学平衡常数表达式:,随着温度的升高,K值

(填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)平衡常数K值越大,表明(填字母)。

A.N2的转化率越高

B.NH3的产率越大

C.原料中N2的含量越高

D.化学反应速率越快

(3)对于合成氨反应而言,图7-27-1中有关图像一定正确的是(填字母)。

图7-27-1

规律小结平衡常数表达式书写注意事项

1.不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀溶液中水的浓度写进平衡常数的表达式中。

2.非水溶液中发生的反应,若有水参加或生成,则此时水的浓度不可视为常数,应写进平衡常数的表达式中。

3.若化学反应为离子反应时,书写其化学平衡常数时应先改写成离子反应再进行书写。如Cl 2+H 2O H ++Cl -+HClO 的化学平衡常数为K =c (H +)·c (Cl -)·c (HClO )

c (Cl 2)。

4.同一化学反应,化学方程式写法不同,其平衡常数表达式及数值亦不同。如: N 2O 4(g) ⇌2NO 2(g) K =

c 2(NO 2)c (N 2O 4) 1

2N 2O 4(g) ⇌NO 2(g) K '=c (NO 2)

c 12(N 2O 4)=√K 2NO 2(g) ⇌N 2O 4(g) K ″=c (N 2O 4)c 2(NO 2)=1

K

5.有气体参与的反应,用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。 如:2A(g)+B(s) ⇌C(g)。若达到平衡时,n (A)=n 1,n (C)=n 2,密闭体系的压强为p ,则K =p ·p

2

p 1+p 2(p ·p 1p 1+p 2)2=p 2(p 1+p 2)pp 1

2。

题组二 利用平衡常数判断反应状态及其热效应

1.[2018·云南大理州统测] 某温度下气体反应达到化学平衡状态,平衡常数K =

,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