平衡常数专题复习

平衡常数专题复习

一、形式多变的平衡常数

化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不管反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数，用K表示。近年来，针对化学平衡常数，高中教学中又出现了多种表示形式。

实例1：请按要求书写下列反应的平衡常数表达式：

(1)肌红蛋白（Mb）与血红蛋白（Hb）的主要功能为输送氧气与排出二氧化碳肌红蛋白（Mb）可以与小分子X（如氧气或一氧化碳）结合。反应方程式为Mb(aq)+ X(g) MbX(aq)，写出此反应的平衡常数表达式K= 。

(2)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(P B)代替物质的量浓度(c B)也可以表示平衡常数（记作K P），则反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)的K P＝。

(3)对于液相反应，表示平衡常数Kx时常用某组分B达到平衡时的物质的量分数x（B）代替组分B平衡时的物质的量浓度c(B),则反应2NH3(1)+CO2(1)

CO(NH2)2(1)+H2O(1)的平衡常数表达式Kx= 。

(4)对于反应2HI(g) H 2(g)+I2(g), 平衡时用气体混合物中某组分B的物质的量来表示该反应的平衡常数Kn= 。

二、多角度利用平衡常数

1、平衡常数与焓变

实例2：一定条件下，由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应：

反应Ⅰ：CO 2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ⊿H1

反应Ⅱ：CO(g)+2H 2(g)CH3OH(g) ⊿H2

反应Ⅲ：CO 2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ⊿H3

各反应对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，它们随温度变化的曲线如下左图所示。则△H2△H3（填“大于”、“小于”或“等于”），结合两反应的⊿H关系，归纳

K～T曲线变化规律。

2、平衡常数与容器体积

实例3：在容积可变的密闭容器中充入1molCO(g)和2molH2(g)生成CH3OH(g)，H2的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如上右图所示。当达到平衡状态A时，容器的体积为2L，若达到平衡状态B时，则容器的体积V（B）= L。

3、平衡常数与平衡浓度

实例4：某温度下，向2L密闭容器中加入2molCO2、6molH2，在适当的催化剂作用下，发生：CO 2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)，达到平衡后c(CO2)的浓度为0.5mol·L-1，现将容器容积缩小一倍，再次达到平衡时c(CO2)的浓度为？

4、平衡常数与平衡移动

实例5：某温度下，现将3mol NH3和2mol CO2放入恒压容器中发生CO2(g)+2NH3(g) CO(NH 2)2(s)+H2O(g)反应,达到平衡时容器的体积为3L，CO2的转化率为50%。再瞬间向容器中通入3molCO2，此时v正v逆。(填“＞”、“=”或“＜”)

5、平衡常数与溶液中的微粒

实例6：已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数：

A．将少量CO2通入到0.1mol·L－1的NaCN溶液中，发生反应的化学方程式为NaCN+CO2+H2O=HCN+NaHCO3

B．25 ℃时，0.5mol·L－1的醋酸溶液中由醋酸电离出的c(H＋)约是由水电离出的c(H＋)的9×108倍。

C．由H2CO3的电离平衡常数，可推知NaHCO3溶液中c(Na+)> c(HCO3-)> c(H2CO3)> c(CO32-)

D．25℃时，HCN溶液的电离度一定小于CH3COOH溶液的电离度

练1：25 ℃时,将a mol·L-1的氨水与b mol·L-1盐酸等体积混合(体积变化忽略不计),反应后溶液恰好显中性,用a、b表示NH3·H2O的电离平衡常数为。

2、N2H4的水溶液呈弱碱性，室温下其电离常数K1≈1.0×10ˉ6，则0.01 mol·Lˉ1 N2H4水溶液的pH等于________(忽略N2H4的二级电离和H2O的电离)。

化学反应原理填空题

1、NH4Cl(s)+CH3OH(g)NH3(g)+CH3Cl(g)+H2O(g) 该反应在条件下能自发反应(填“较高温度”“较低温度”或“任何温度”),理由是。

②图1是反应使用三种不同催化剂时得到的CH3Cl产率与温度关系的变化图。

己知:催化剂用量、催化剂粒数、的值、甲醇进料速度、反应时间等测试条件都相同。

图1中a曲线CH3Cl产率先增大后减小的原因是。

请在图2中画出其他条件都相同时,在370 ℃下使用三种不同催化剂至反应平衡时,CH3Cl的产率与时间关系的变化曲线,并用a、b、c标出对应的曲线。

2、纳米铁粉处理污水中NO3−的离子方程式为：4Fe+NO3–+10H+===4Fe2++NH4++3H2O。实验证实，pH偏低将会导致NO3−的去除率下降，其原因是________________。相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中NO3−的速率有较大差异（见下图），产生该差异的可能原因是________________________。

3、反应(NH4)2CO3(aq)+ H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq) △H

为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，在某温度T1下，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体（用氮气作稀释剂），在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图（见图1）。

（1）则：①△H 0（填“>”、“=”或“<“）

②在T1~T2及T4~T5两个温度区间，容器中CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，

其原因。（2）反应在温度为T1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时，

将该反应体系温度迅速上升到T2，并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变

化总趋势曲线。

4、乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

（g）

（1）维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反

应的平衡常数K＝____________ (用α等符号表示)。

（2）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙

苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9)，控制反应温度

600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不

同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙

烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分

数)示意图如下：

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事

实。

②控制反应温度为600℃的理由是____________。

5、4NH3(g) + 6NO(g) 5N2(g) + 6H2O(l)为探究温度及不同

催化剂对反应①的影响，分别在不同温度、不同催化剂下，保持

其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得N2浓度变化情

况如下图所示。

①催化剂效果好；

②M点后N2浓度减小的原因可能是