化学平衡常数学案

化学平衡常数学案

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化学平衡常数

适用学科化学适用年级高二

适用区域天津课时时长(分钟) ６0

知识点化学平衡常数的定义

影响平衡常数的因素

学习目标1、化学平衡常数的概念

2、化学平衡常数表达式

3、影响化学平衡常数的因素

学习重点1、化学平衡常数的概念

2、化学平衡常数的表达式

学习难点1、化学平衡常数表达式

学习过程

一、复习预习

平衡常数表达式及其意义

对于化学反应ｍA+nB pC+qD

在一定温度下达到化学平衡时,其平衡常数表达式为:

二、知识讲解

考点１、平衡常数的书写

在应用平衡常数表达式时,稀溶液中的水分子浓度可不写。因为稀溶液的密度接近于1 g/mL。水的物质的量浓度为５5.6 ｍol/Ｌ。在化学变化过程中,水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度是一个常数,此常数可归并到平衡常数中去。例如:

平衡常数表达式为:

对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度同样是常数。

考点２、含有固体物质的平衡常数书写

当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行,固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响，因此，固体的“浓度”作为常数，在平衡常数表达式中,就不写固体的浓度。例如,赤热的四氧化三铁与氢气的反应:

平衡常数Ｋ=c(CO2)

考点3、系数为分数的平衡常数书写

化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，由于书写的方式不同,各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数就不同。但是这些平衡常数可以相互换算。例如:氨的合成反应,如写成

三、例题精析

【例题１】

【题干】下列说法正确的是ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ()

A．凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的

B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小

C．常温下,反应Ｃ(s）＋CO2（ｇ)2CＯ(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0

Ｄ．反应2Ｍg(s)+CO2(g)==＝C(ｓ)＋２MｇO(s)能自发进行,则该反应的ΔH＞０

【答案】C

【解析】反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的。若ΔH<0,ΔS＞０，则一定自发,若ΔH>0，ΔS<0，则一定不能自发,若ΔH<０，ΔＳ<０或ΔＨ>0,ΔS>0，反应能否自发,和温度有关,A、Ｂ错误;C项中反应的ΔS>0，若ΔH<0，则一定自发，现常温下不自发,说明ΔH>0,正确；D 项中反应的ΔS<0，能自发,说明ΔH<0，错误。

【例题２】

【题干】反应Fe(s）+ＣO２(g)=FｅO(s)+CO(ｇ),700 ℃时平衡常数为1.47,900 ℃时平衡常数为2.１5。下列说法正确的是ﻩﻩﻩﻩﻩ()

A．升高温度该反应的正反应速率增大,逆反应速率减小

B．该反应的化学平衡常数表达式为K=错误!未定义书签。

C．该反应的正反应是吸热反应

D.增大CO2浓度，平衡常数增大

【答案】Ｃ。

【解析】

A项,升温,正、逆反应速率均增大，不正确;B项,该化学平衡常数表达式为错误!未定义书签。;C

项,升温，平衡常数增大，表明平衡向正反应方向移动,即正反应为吸热反应，故正确；D项,增大反应物浓度，平衡常数不变，故不正确。

【例题3】

【题干】加热N2O5，依次发生的分解反应为①Ｎ2O5(g）＝Ｎ2Ｏ3(g）＋O２(g)，②N２O3(g)＝N2Ｏ(ｇ)+O2(g)。在容积为2L的密闭容器中充入８mol N２O5，加热到t ℃,达到平衡状态后O２为9 moｌ,N2O3为3．４mｏl,则t ℃时反应①的平衡常数为ﻩ( ）

Ａ．1０．7 B．８.5 ﻩﻩC．9.6 D.10．2

【答案】B

【解析】N2O５=N２O3+O2

0ﻩ０

起始／mol ﻩ 8 ﻩﻩ

平衡／mｏl ﻩ8-x x ﻩｘﻩ

00

起始／moｌﻩxﻩﻩ

平衡/mol x-y y ﻩｙ

错误!未定义书签。,则错误!

所以K（①)=＼f(ｃＯ２·cＮ2O3,c N2O5）=错误!未定义书签。=8.5,B正确。【例题４】

【题干】某温度下,将2 mol A和３mol B充入一密闭容器中,发生反应:a A(g）+B（g）C(ｇ)＋D(g)，5 miｎ后达到平衡，已知该温度下其平衡常数Ｋ＝1，若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则()

Ａ.a=3B．a=2

Ｃ.B的转化率为40％ D.Ｂ的转化率为60%

【答案】C

【解析】

选C 温度不变,扩大容器体积(相当于减小压强）时,Ａ的转化率不变,说明反应前后气体的体积不变,即a ＝1,A 、B 错误;设达到平衡时，B 的转化量为x mol ，则Ａ、Ｂ、C 、Ｄ的平衡量分别为(２－x ) mol 、(３-x ) mol 、ｘ ｍol 、x mol ，设容器体积为1 L ，则平衡常数K ＝１＝错误!未定义书签。，解得x ＝1.2,B 的转化率=1.２÷３×100％=40%，所以C 正确,D 错误。

【例题5】

【题干】一定温度下 ，在容积为２ L 的密闭容器中发生反应CO(g ）+Ｈ

2O(g)

CO 2（g)+H 2（ｇ)，部分数据如表所示（表中t ２>t 1）。

反应时间 (m ｉｎ)

n (ＣO)

(mol) n (H 2O ） (ｍo ｌ) n (CO 2) （ｍol) n (H 2) (mol) 0 1.20 0.60 ０ 0 t １ ０.80 t 2

０．20

下列说法正确的是（ )

Ａ.反应在ｔ1 min 内的反应速率为v (H ２)=错误! mo ｌ/（L·ｍｉn)

Ｂ．平衡时CO 的转化率为6６.6７％ C ．该温度下反应的平衡常数为1

D.其他条件不变,若起始时n （ＣO)=0.6０ ｍol,ｎ（H ２Ｏ)=1.20 mo ｌ，则平衡时n (ＣO

２

)＝0．20 m ｏl

【答案】C 【解析】

选C 根据化学方程式可知在t 1 mi ｎ内生成0．４0 m ｏl H ２，因此在t １ m ｉn 内的反应速率为v (Ｈ２)=＼f(0.40 mol,2 L×t 1 m ｉｎ)＝0.20

t 1 ｍol/（Ｌ·mi ｎ)，A 错误;根据化学方程

式可知t 1、ｔ２时刻均有n （C Ｏ)＝0.８0 mol ，n (Ｈ2Ｏ)=0.２0 ｍol ，n (ＣO 2）＝ｎ(H 2)＝０．40 mo ｌ,故表格中t １、t 2时的数据均为平衡时的物质的量。据此可求出C Ｏ的平衡转化率为0.40 ｍol

１.2 mol

×１00%＝3３.33%,B 错误；由于该反应是一个气体体积不变的反应，将平衡时的物

质的量代入平衡常数表达式,可计算出反应的平衡常数为１，Ｃ正确；根据平衡常数值可计