化学选修四第二章知识点

六、平衡常数

【知识点】

●定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以系数为指数

的幂的乘积与反应物浓度以系数为指数的幂的乘积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）

●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平衡时，K==

注意：化学平衡常数只与有关；

在平衡常数表达式中：水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写

互为可逆反应的K值互为倒数。

●平衡常数的意义：

（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度（也叫反应的限度）。

K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；

K值越小，表示反应进行得越不完全，反应物转化率越小。

注意：反应物转化率增大，K值不一定增大。因为K只与温度有关。

（2）判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行：

对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Q

c

=C p(C)·C q(D)/C m(A)·C n(B)，叫该反应的浓度商。

Q

c

＜K ，反应向正反应方向进行

Q

c

＝K ，反应处于平衡状态

Q

c

＞K ，反应向逆反应方向进行

（3）利用Ｋ可判断反应的热效应

若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为吸热反应，?H ＞ 0。

若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为放热反应，?H ＜ 0。【典型例题】

1.下列关于化学平衡常数的说法中错误的是( )

A.某特定反应的平衡常数仅是温度的函数

B.催化剂不能改变平衡常数的大小

C.平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动

D.化学平衡发生移动，平衡常数必发生改变

2.已知450℃时，反应2SO

2

(g)＋O

2(

g)2SO

3

(g) 的K＝50，由此推测在450℃时，

反应2 SO

3

(g) 2SO

2

(g)＋O

2(

g) 的化学平衡常数为

A．50 B．0.02 C．100 D．无法确定

3.C(s)+H

2

O(g)CO(g)+H

2

(g)，K=

4.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO

2

(g)+H

2

(g)CO(g)+H

2

O(g),其化学平衡常数K与温度t的关系如下：

t℃700 800 830 1000 1200

K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6

请回答下列问题：

（1）该反应的化学平衡常数K表达式为。

（2）该反应为反应。（填“吸热”或“放热”）

（3）800℃，固定容积的密闭容器中，放入混合物，起始浓度为c(CO)=0.01 mol/L,

c(H

2

O)=0.03 mol/L, c(CO2)=0.01 mol/L, c(H2)=0.05 mol/L ,则反应开始时,H2O的消

耗速率比生成速率 (填大、小或不能确定)平衡移动（填正、逆、

不）

(4) 某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：c(CO

2

)×c(H

2

)=c(CO)×c(H

2

O)，试判此时

的温度为℃。

【常见错误及注意事项】

七、综合计算（v、c、k、转化率等）

【知识点】

●速率表达式

●浓度表达式

●平衡常数表达式

●转化率表达式

●气体体积分数表达式

【典型例题】

1.在一定温度下，将2molA和2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中，

发生如下反应3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g) △H<0，2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，请填写下列空白：

（1）x值等于________________ （2）A的转化率为_________________

（3）生成D的反应速率为_____ （4）该温度下反应的平衡常数为

（5）平衡体系中C的体积分数为_________

（6）如果增大反应体系的压强，则平衡体系中C的体积分数_________

2.在10L容器中，加入2mol的SO

2(g)和2mol的NO

2

(g)，保持温度恒定，发生反应：

SO

2(g)+ NO

2

(g) SO

3

(g)+NO(g)。当达到平衡状态时，测得容器中SO

2

(g)的转化

率为50% 试求：该温度下、该容器中，再继续加入1mol的SO

2

(g)，则：

（1）化学平衡将向____ ____方向移动，NO

2

的转化率将_______ _____；

（2）经计算，当达到新的平衡状态时，容器中SO

2

(g)的浓度是___ ____mol/L；

（3）整个过程中，SO

2的转化率由50%变为_______%，NO

2

的转化率由__________%变为

_______%。

（4）计算结果给我们的启示是：增大一种反应物物的用量，其转化率将________________（填“增大” 、“不变”或“减小”）另一反应物的转化率将____________（填“增大” 、“不变”或“减小”）。现实生产中的意义是：可以通过增大________的用量，来提高成本高的反应物的利用率。

3.恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发

生如下反应：N

2

(g) + 3 H

2

(g)2NH

3

(g)

（1）若反应到达某时刻t时，n t (N2) = 13mol，n t (NH3) = 6mol，计算a的值

（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L(标准状况下)，其中NH

3

的含量(体积

分数)为25%。计算平衡时NH

3

的物质的量。

4.恒温下，向一个2L的密闭容器中充入1 mol N

2

和2.6 mol H

2

，反应过程中对NH

3的浓度进行检测，得到的数据如下表所示：

时间/min 5 10 15 20 25 30

c(NH

3

)/(mol/L) 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20

5min内，用N

2

浓度的变化表示的反应速率为，此条件下该反应的化学平衡常数K= ；反应达到平衡后，保持温度、容积不变，若向平衡体系中加入

0.4 mol N

2

、 1 mol H

2

和0.2 mol NH

3

，化学平衡将向方向移动

【常见错误及注意事项】

八、平衡图像 【知识点】

● 要观察图像的：面：横、纵坐标的含义即函数关系。

线：坐标中曲线的变化即函数的增减性、斜率等。 点：曲线上的原点、交点、拐点、等特殊点的含义。

● 实用口诀：

时间——平衡图象：“先拐先平，条件高”即 遇多个变量时： “定一议二”，即 【典型例题】 1. 反应2Ｘ（ｇ）＋Ｙ（ｇ）

2Ｚ（ｇ）?H ＜0在不同温度及压强

下，产物Ｚ的物质的量与反应时间的关系如图所示。 则：Ｔ１ Ｔ２，p １ p ２ 2. 对于可逆反应ｍＡ（ｇ）＋ｎＢ（ｓ）

ｐＣ（ｇ）＋ｑＤ（ｇ）反应过程中，其他条件不变

时，产物Ｄ的质量分数Ｄ％与温度Ｔ或压强p 的关系如图 请判断下列说法正确的是（ ）。 Ａ．降温，化学平衡向正反应方向移动 Ｂ．使用催化剂可使D%有所增加 Ｃ．化学方程式中化学计量数ｍ＜ｐ＋ｑ

Ｄ．B 的颗粒越小，正反应速率越快，有利于平衡向正反应方向移动 3. 化学平衡ｍＡ（ｇ）＋ｎＢ（ｇ）

p Ｃ（ｇ）＋ｑＤ（ｇ），

如图所示是A 的转化率同压强、温度的关系， 分析可知：此反应正反应 热，

ｍ＋ｎ ｐ＋ｑ

4. 下图是温度和压强对X+Y 2Z 反应影响的示意图。 下列叙述正确的是

A ．上述反应的正反应为放热反应

B ．上述反应的逆反应的△H ＞0

C ． X 、Y 、Z 均为气态

D ．Z 为气态，X 和Y 中只有一种为气态，

5. 符合右侧图象的反应为（ ）。

Ａ．Ｎ２Ｏ３（ｇ）

ＮＯ２（ｇ）＋ＮＯ（ｇ）

Ｂ．3ＮＯ２（ｇ）＋Ｈ２Ｏ（l ）2ＨＮＯ３（l ）＋ＮＯ（ｇ） Ｃ．4ＮＨ３（ｇ）＋5Ｏ２（ｇ）4ＮＯ（ｇ）＋6Ｈ２Ｏ（ｇ）

Ｄ．ＣＯ２（ｇ）＋Ｃ（ｓ）

2ＣＯ（ｇ）

6. ｍＡ（ｓ）＋ｎＢ（ｇ）

ｑＣ（ｇ）△H ＞0的可逆反应中，在恒温条件下，B 的体积分

数与压强的关系如图所示，有关叙述正确的是 Ａ．ｎ＜ｑ Ｂ．ｎ＞ｑ

Ｃ．Ｘ点，ｖ正＞ｖ逆；Ｙ点，ｖ正＜ｖ逆

Ｄ．Ｘ点比Ｙ点反应速率快 7、对于反应N 2(g)＋3H 2(g)

2NH 3(g) ΔH ＜0，下列研究目的和示意图相符的是 A

B

研究目的

压强对反应的影响(p 2＞p 1)

温度对反应的影响

图示

C

D

研究目的

平衡体系增加N 2对反应的影响

催化剂对反应的影响

4

3 2

正 逆

温度

的

体

积分

数

Z 1000kPa

100kPa 10kPa C%

t

T 2 P 2

T 1 P 1

T 1 P 2

图示

8、如图所示，可逆反应：2A(g)+B(g) 2C(g) △H<0的图像正确的是（）

8、【常见错误及注意事项】

九、化学反应方向

【知识点】

●熵：描述体系混乱度的物理量。

同一物质的熵与其聚集状态有关：S（g） S（l） S（s）

●判断反应进行方向的方法：

?H—T?S <0 能自发进行；>0 不能自发进行；=0 反应处于平衡状态

即当△H 0 ，△S 0时，反应一定能自发进行

当△H 0 ，△S 0时，反应一定不能自发进行

当△H 0 ，△S 0时反应不一定能自发进行，温可使反应自发进行当△H 0 ，△S 0时反应不一定能自发进行，温可使反应自发进行

●注意：

a)焓判据和熵判据共同决定一个化学反应的方向，不能独立使用。

b)当外界条件发生改变时，化学反应进行的方向可能改变。

c)过程的自发性只能用于判断化学反应进行的方向，不能确定反应是否一定发生【典型例题】

1.下列物质中，熵值(S)最大的是

A．金刚石 B．Cl

2

(1) C．I

2

(g) D．Cu(s)

2、下列说法正确的是

A.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的

B.自发反应熵一定增大，非自发反应熵减少或不变

C熵增加的放热反应一定自发进行 D.自发反应在任何条件下都能实现3、已知：298 K、1．01×105Pa下：石墨：△H===0．0 kJ·mol-1、S== 5．74 J·mol-1·K-1；

金刚石：△H== 1．88 kJ·mol-1、S== 2．39 J·mol-1·K-1。

根据焓判据可知，稳定性：石墨金刚石，

根据熵判据可知，稳定性：石墨金刚石，

【常见错误及注意事项】

十、速率、平衡实验

【知识点】

●影响速率的因素及结果：

●影响平衡的因素及结果：

●空白实验；对比实验。【典型例题】

1、4mL 0.01mol/L KMnO

4和2mL 0.1mol/L H

2

C

2

O

4

混合反应，反应方程式为：

２KMnO 4 ＋５H 2C 2O 4＋3H 2SO 4=K 2SO 4＋2MnSO 4＋10CO 2↑＋ 。 用仪器测得反应过程混合溶液中的Ｃ（MnO 4－）与随时间变化关系如右图

①t 1~t 2时间段的实验现象是

②分析t 1~t 2时间段反应速率明显加快可能的原因是： ③设计简单实验验证②的分析

可供选择的试剂：0.01mol/L KMnO 4、0.1mol/L H 2C 2O 4、0.2mol/L H 2C 2O 4、 MnSO 4(s) 反应温度：25℃、50℃

实验１

实验２

加入试剂

4mL 0.01mol/L KMnO 4

2mL 0.1mol/L H 2C 2O 4 ①

反应温度

②

③

现象记录 记录溶液颜色开始变浅和完全褪色的时间

2、某实验小组以H 2O 2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。

在常温下按照如下方案完成实验。

实验编号 反应物 催化剂

① 10mL2% H 2O 2溶液 无

② 10mL5% H 2O 2溶液 无

③ 10mL5% H 2O 2溶液

1mL0.1mol·L －1FeCl 3溶液 ④ 10mL5% H 2O 2溶液＋少量HCl 溶液 1mL0.1mol·L －1FeCl 3溶液

⑤ 10mL5% H 2O 2溶液＋少量NaOH 溶液 1mL0.1mol·L －1FeCl 3溶液 （

1

）

催

化

剂

能

加

快

化

学

反

应

速

率

的

原

因

是

_ 。

（2）实验①和②的目的是_____________________________________ _____。 实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料

显示，通常条件下H 2O 2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是 。 （4）实验③、④、⑤中，

测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。

分析上图能够得出的实验结论 是 。

3、在CuCl 2水溶液中存在如下平衡： [Cu(H 2O)4]2++4Cl -

[CuCl 4]2-+4H 2O 能使黄绿色CuCl 2溶液向蓝色转化的操作是

（蓝色） （绿色）

A 、蒸发浓缩

B 、加水稀释

C 、加入AgNO 3

D 、加入食盐晶体 4、如图所示,烧瓶A 、B 中装有相同浓度的NO 2和N 2O 4

的混合气体,中间用止水夹K 夹紧,烧杯甲中盛放

100mL6mol/L 的HCl 溶液,烧杯乙中盛放100mL 冷水。

(1)现向烧杯甲的溶液中放入25gNaOH 固体,

则A 烧瓶中气体的颜色 ,

理由是 。

(2)向烧杯乙中放入25gNH 4NO 3固体,搅拌使之溶解。B 烧瓶中气体的颜色 , 理由是 。 (3)相关方程式（注明反应热±） 【常见错误及注意事项】