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·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·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·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D

2、再强调----温度与化学平衡常数的关系

例4．（2014·理综化学卷，T26节选）NH 3经一系列反应可以得到HNO 3，2NO （g ）+O 22NO 2(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（P 1、P 2）下温度变化的曲线（如图）。

１、比较P 1、P 2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) 2NO 2(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，p 1

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·单科化学卷，T12）将BaO 2放入密闭真空容器中，反应2BaO 2(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，下列说确的是（ ）

A 、平衡常数减小

B 、BaO 量不变

C 、氧气压强不变

D 、BaO 2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)+O 2(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·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=212

K 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（CH 2＝CH 2＋H 2O C 2H 5OH ）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）。