平衡常数K专题解析

平衡常数K 专题 化学平衡常数统领化学平衡移动的结果分析，堪称化学平衡的精灵，是高考试题的宠儿。

纵观各地高考试题，放在一起，经过排序之后，发现很美妙的一件事情，平衡常数的不同层面像一首美妙的歌曲呈现在考试题中。

一、序曲----化学平衡常数的常规考查1、前奏---化学平衡常数的常规计算例1．（2014·重庆理综化学卷，T11节选）氢能是最重要的新能源。

储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。

储氢可借助有机物，如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。

(g) ＋3H 2(g)在某温度下，向恒容容器中加入环己烷，其起始浓度为amol ·L －1，平衡时苯的浓度为bmol ·L －1，该反应的平衡常数K ＝解析：利用三段式解题(g) ＋3H 2(g)起始（mol/L ） a 0 0转化（mol/L ） b b 3b平衡（mol/L ） a-b b 3b化学平衡常数K= =mol 3/L 3；2、小插曲---固体物质在平衡常数表达式中处理的技巧例2．（2014·福建理综化学卷，T24节选）铁及其化合物与生产、生活关系密切。

已知t ℃时，反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO 2(g)的平衡常数K ＝0.25。

①t ℃时，反应达到平衡时n (CO)：n (CO 2)＝ 。

②若在1 L 密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入xmolCO ，t ℃时反应达到平衡。

此时FeO(s)转化率为50%，则x ＝ 。

高温 FeSO 4/Al 2O 3高温 FeSO 4/Al 2O 3解析：根据反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)，平衡常数K为0.25，因为固体的浓度为1，则k=c(CO2)/c(CO)=0.25，体积相同，所以反应达到平衡时n(CO)：n(CO2)=4:1，若在1 L 密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入xmolCO，t℃时反应达到平衡。

此时FeO(s)转化率为率为50%，FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)起始0.02 x 0 0变化0.01 0.01 0.01 0.01平衡时0.01 x-0.01 0.01 0.01因为温度不变，所以平衡常数K=0.25得：0.0.1/(x-0.01)=0.25 解得x=0.05。

二、深入考查-----化学平衡常数与平衡移动因素的辩证思维1、平衡移动因素与化学平衡常数的辩证关系例3．（2014·上海单科化学卷，T14）只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是A．K值不变，平衡可能移动B．K值变化，平衡一定移动C．平衡移动，K值可能不变D．平衡移动，K值一定变化解析:A、K值代表化学平衡常数，平衡常数只与温度有关系，K值不变只能说明温度不改变，但是其他条件也可能发生改变，平衡也可能发生移动，A正确；B、K值变化，说明反应的温度一定发生了变化，因此平衡一定移动，B正确；C、平衡移动，温度可能不变，因此K值可能不变，C正确；D、平衡移动，温度可能不变，因此K值不一定变化，D错误。

所以，答案为D2、再强调----温度与化学平衡常数的关系例4．（2014·北京理综化学卷，T26节选）NH3经一系列反应可以得到HNO3，2NO（g）+O 22NO2(g)。

在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P1、P2）下温度变化的曲线（如图）。

１、比较P1、P2的大小关系：________________。

２、随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是________________。

解析：１、控制单一变量，可以选取600℃，看纵坐标，Ｐ２对应的纵坐标大于Ｐ１对应的纵坐标，纵坐标为NO的平衡转化率，即Ｐ２时NO的平衡转化率大于Ｐ１时NO的平衡转化率。

分析反应的特点由2NO(g)＋O 2(g) 2NO2(g)可知该反应为气体体积减小的反应，温度相同，增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，所以，p1<p2。

２、再看同一压强线，温度升高，NO的平衡转化率降低，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，温度升高，平衡常数减小。

3、当用平衡移动原理解释相互矛盾时，平衡常数的妙用例5（2014·海南单科化学卷，T12）将BaO2放入密闭真空容器中，反应2BaO2(s)2BaO(s)+O 2(g)达到平衡，保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法正确的是（）A、平衡常数减小B、BaO量不变C、氧气压强不变D、BaO2量增加解析：A、化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不改变，A错误；B、由于该反应2BaO 2(s) 2BaO(s)+O2(g)的正反应是气体体积增大的反应，当温度保持不变时，缩小容器体积（相当于加压），平衡会向体积减小的方向即逆方向移动，所以BaO量减小，B 错误；C 、缩小容器的体积，氧气的压强增大，平衡逆向移动，氧气的压强减小，到底增大的多，还是减少得多？用平衡移动原理无法判断，可借助平衡常数。

温度不变，则化学平衡常数（k=()c 2O ）不变，所以()c 2O 不变，所以氧气压强不变，C 正确；D 、由于该反应2BaO 2(s) 2BaO(s)+O 2(g)的正反应是体积增大的反应，当温度保持不变时，缩小容器体积（相当于加压），平衡会向体积减小的方向即逆方向移动，所以BaO 2量增加，D 正确。

【答案】CD三、平衡常数在盖斯定律运用中的华丽变形例6．（2014·山东理综化学卷，T29节选）研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO 2（g ）+NaCl （s ）NaNO 3（s ）+ClNO （g ） K 1 ∆H < 0 ① 2NO （g ）+Cl 2（g ）2ClNO （g ） K 2 ∆H < 0 ② （1）4NO 2（g ）+2NaCl （s ）2NaNO 3（s ）+2NO （g ）+Cl 2（g ）的平衡常数K= （用K 1、K 2表示）。

解析：（1）①×2－②即可得到4NO 2（g ）+2NaCl （s ）2NaNO 3（s ）+2NO （g ）+Cl 2（g ）。

此方程式的平衡常数表达式为k 总=c(Cl)·c(NO)2/c(NO 2)4 请看平衡常数的变形过程：如果①×2 ，则方程式变为4NO 2（g ）+2NaCl （s ）2NaNO 3（s ）+2ClNO （g ），此时的平衡常数变为，方程式② 2NO （g ）+Cl 2（g ）2ClNO （g ）的K 2＝c(ClNO)2/c(NO)2。

C(Cl 2)，由K 和K2相比，可得到K 总，所以平衡常数K=212K K ； 四、高潮-----丰富多彩的化学平衡常数表达方式变形例7．（2014·全国理综I 化学卷，T28节选）乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。

回答下列问题：下图为气相直接水合法乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中224(H O)(C H ):n n =1:1）①列式计算乙烯水合制乙醇反应（CH2＝CH2＋H2O 催化剂C2H5OH）在图中A点（对应的转化率为20%）的平衡常数Kp=_______（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

解析：A点乙烯的平衡转化率是20%。

根据反应：CH2＝CH2＋H2O催化剂C2H5OH起始1mol 1mol 0转化0.2mol 0.2mol 0.2mol平衡0.8mol 0.8mol 0.2mol则平衡时乙烯的分压：P(C2H4)＝7.85Mpa×0.8mol/1.8mol=7.85Mpa×4/9水蒸气的分压：P(H2O)＝7.85Mpa×0.8mol/1.8mol=7.85Mpa×4/9乙醇的分压：P(C2H5OH)＝7.85Mpa×0.2mol/1.8mol=7.85Mpa×1/9则平衡常数例8．（2014·浙江理综化学卷，T27节选）煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。

采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。

但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。

相关反应的热化学方程式如下：CaSO 4(s)+CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)CaSO 4(s)+4CO(g) CaS(s) + 4CO 2(g) ΔH 2= -175.6kJ·mol －1(反应Ⅱ)请回答下列问题：对于气体参与的反应，表示平衡常数K p 时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c (B)，则反应Ⅱ的K p = (用表达式表示)。

解析：根据固体的浓度为常数，则反应的平衡常数为Kp=44p p 2CO CO ()()； 练习：1．（2014·广东理综化学卷，T31）（16分）用CaSO 4代替O 2与燃料CO 反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO 2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。

①14CaSO 4(s)+CO(g) 14CaS(s)+CO 2(g) ∆H 1= —47.3kJ∙mol -1 ② CaSO 4(s)+CO(g)CaO(s)+CO 2(g) +SO 2(g) ∆H 2= +210.5kJ∙mol -1 ③ CO(g) 12C(s)+ 12CO 2(g) ∆H 3= —86.2kJ∙mol -1 （1）反应2CaSO 4(s)+7CO(g)CaS(s)+ CaO(s)+6CO 2(g)+ C(s) +SO 2(g)的∆H ＝___________（用∆H 1、∆H 2和∆H 3表示）（2）反应①－③的平衡常数的对数lgK 随反应温度T 的变化曲线见图18，结合各反应的∆H ，归纳lgK-T 曲线变化规律：a)_______________________________；b)____________________________。

【解析】（1）根据盖斯定律，①×4+②+③×2得：2CaSO 4(s)+7CO(g)CaS(s)+ CaO(s)+6CO 2(g)+ C(s) +SO 2(g)，所以∆H ＝4∆H 1+∆H 2+2∆H 3；（2）结合图像及反应的∆H 可知，反应①③为放热反应，温度升高K 值减小，lgK 也减小，反应②为吸热反应，温度升高K 值增大，lgK 也增大。