化学平衡计算题

一、授课目的与考点分析：

化学平衡常数及计算题

二、授课内容:

[化学平衡常数] 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积与反应物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积的比值是一个常数，这个常数叫做化学平衡常数，简称平衡常数．用符号K 表示．

(1)平衡常数K 的表达式：对于一般的可逆反应：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)

当在一定温度下达到化学平衡时，该反应的平衡常数为：

n

m q

p B c A c D c C c K )]([)]([)]([)]([⋅⋅= 注意：a ．在平衡常数表达式中，反应物A 、B 和生成物C 、D 的状态全是气态，c(A)、c(B)、c(C)、c(D)均为平衡时的浓度．b ．当反应混合物中有固体或纯液体时，他们的浓度看做是一个常数，不写入平衡常数的表达式中．例如，反应在高温下 Fe 3O 4(s) + 4H 2

3Fe(s) +4 H 2O(g)

的平衡常数表达式为：4242)]([)]([H c O H c K = 又如，在密闭容器中进行的可逆反应CaCO 3(s) CaO(s) + CO 2↑的平衡常数表达式为：

K ＝c(CO 2)

c ．平衡常数K 的表达式与化学方程式的书写方式有关．例如：

N 2 + 3H 2

2NH 3 )]([)]([)]([232231N c H c NH c K ⋅= 2NH 3

N 2 + 3H 2 233222)]([)]([)]([NH c H c N c K ⋅= 21N 2 +23H 2NH 3 2

/322/1233)]([)]([)]([N c H c NH c K ⋅= 显然，K 1、K 2、K 3具有如下关系：1

21K K =，2/113)(K K = (2)平衡常数K 值的特征：

①K 值的大小与浓度、压强和是否使用催化剂无关．即对于一个给定的反应，在一定温度下，不论起始浓度(或压强)和平衡浓度(或压强)如何，也不论是否使用催化剂，达平衡时，平衡常数均相同．

②K 值随温度的变化而变化．对于一个给定的可逆反应，温度不变时，K 值不变(而不论反应体系的浓度或压强如何变化)；温度不同时，K 值不同．因此，在使用平衡常数K 值时，必须指明反应温度．

(3)平衡表达式K 值的意义：

①判断可逆反应进行的方向．对于可逆反应：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)，如果知道在一定温度下的平衡常数，并且知道某个时刻时反应物和生成物的浓度，就可以判断该反应是否达到平衡状态，如果没有达到平衡状态，则可判断反应进行的方向．

将某一时刻时的生成物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积，与某一时刻时的反应物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积之比值，叫做浓度商，用Q 表示．即：

Q B c A c D c C c n

m q

p =⋅⋅)]([)]([)]([)]([ 当Q ＝K 时，体系达平衡状态；当Q ＜K ，为使Q 等于K ，则分子(生成物浓度的乘积)应增大，分母(反应物浓度的乘积)应减小，因此反应自左向右(正反应方向)进行，直至到达平衡状态；同理，当Q ＞K 时，

①Mr ＝M(A)·a ％ + M(B)·b ％ + …

其中M(A)、M(B)…分别是气体A 、B …的相对分子质量；a ％、b ％…分别是气体A 、B …的体积(或摩尔)分数．

②）

混合气体总物质的量（）混合气体的总质量（mol g Mr = 配套练习：例1：在容积为2 L 的恒容密闭容器中充入4 mol N 2O 3，恒温t ℃时发生反应：N 2O 3(g) N 2O(g)＋O 2(g)、N 2O 3(g)＋O 2(g) N 2O 5(g)，达平衡时，测得c (N 2O 5)为0.7 mol / L ，c (O 2)为0.5 mol / L ，则 ( BD )

A. c (N 2O 3)＝0.8 mol / L

B. c (N 2O 3)＝0.1 mol / L

C. c (N 2O)＝0.5 mol / L

D. c (N 2O)＝1.2 mol / L

解析： N 2O 3(g) N 2O(g)＋O 2(g) N 2O 3(g) ＋ O 2(g) N 2O 5(g)

0 0 1.2 0

1.2 1.2 1.2 0.7 0.7 0.7

1.2 1.2 0.5 0.7

c (N 2O 3)＝(42

－1.2－0.7) mol / L ＝0.1 mol / L 例2：一定条件下，在一密闭容器中通入一定量SO 2和O 2的混合气体，发生如下反应：

。反应达平衡后SO 2、O 2和SO 3的物质的量之比为3∶4∶6，保

持其它条件不变，降低温度后达到新的平衡时，O 2和SO 3的物质的量分别是1.1 mol 和2.0 mol ，此时容器内SO 2的物质的量应是 ( A )

A . 0.7 mol

B . 0.9 mol

C . 1.1 mol

D . 1.3 mol 解析：一法：设第一种平衡状态下O 2为x ，则SO 3为

23，变成第二种平衡时O 2变化量为y ， 2SO 2(g )＋O 2(g ) 2SO 3(g )＋Q

x 23x 2

3x ＋2y ＝2.0 解得： x ＝1.2 mol y 2y x －y ＝1.1 y ＝0.1 mol

1.1

2.0

可得：2SO 2(g )＋O 2(g ) 2SO 3(g )＋Q

0.9 1.2 1.8

0.2 0.1 0.2

0.7 1.1 2.0

二法：用等效平衡办法，将SO 3转变为SO 2和O 2，使原初始量比相同。

2SO 2(g )＋O 2(g ) 2SO 3(g ) 2SO 2(g )＋O 2(g ) 2SO 3(g )

3 4 6 x 1.1 2.0

( 5 3 0 ) ( 2.0 1 0 )

4336++＝11.10.2++x 79＝1.20.2x + x ＝0.7 mol

三法：2SO 2(g )＋O 2(g ) 2SO 3(g ) 2SO 2(g )＋O 2(g ) 2SO 3( g )

2.1 0 2.1 0

1 2 2.1－4a 6a

1.1 2 4a 6a a a 641.2-＝2

1，a ＝0.3