2020届高考化学一轮复习化学平衡常数化学反应进行的方向学案
化学平衡常数化学反应进行的方向
考纲要求掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数(K)的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算。
考点一化学平衡常数
1.概念
在一定温度下,一个可逆反应达到化学平衡时,生成物与反应物的比值是一个常数,用符号表示。
2.表达式
对于一般的可逆反应m A(g)+n B(g)?p C(g)+q D(g),在一定温度下达到平衡时:
浓度平衡常数K c=;压强平衡常数K p= (固体和纯液体的浓度视为常数,不用注明)。
3.意义
(1)K值的大小反映了化学反应进行的程度。K值越大,反应物的转化率越,正反应进行的程度越。当K≥105时,认为反应进行得较完全。
(2)K值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度,不能预示反应达到平衡所需要的时间。
(3)K只受影响,与反应物或生成物的浓度变化无关,与压强变化无关。
4.应用
(1)利用化学平衡常数,判断反应是否达到平衡或非平衡状态时向何方向进行。
对于化学反应a A(g)+b B(g)?c C(g)+d D(g)的任意状态,浓度商Q c=。
Q c
Q c=K,反应处于状态。即此时:v正=v逆。
Q c>K,反应向反应方向进行。即此时:v正 (2)利用K可判断反应的热效应:若升高温度,K值增大,则正反应为热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为热反应。 (3)计算转化率:利用平衡常数计算转化率的主要途径是利用温度不变时,平衡常数不变列方程求解。 (4)计算相关反应的平衡常数。 若反应方向改变,则平衡常数变为其倒数;若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变同次幂,但意义不变。 对点自测 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)合成氨的反应达平衡后,保持其他条件不变,将各物质浓度增大一倍,K不变,平衡正向移动() (2)对某一可逆反应,升高温度则化学平衡常数一定变大() (3)可逆反应若有水反应或生成,平衡常数表达式中均不写水的浓度() (4)平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动() (5)化学平衡发生移动,其平衡常数一定随之改变() (6)改变条件,使反应物的平衡转化率都增大,该可逆反应的平衡常数一定增大 () (7)一个可逆反应的正反应K正与逆反应K逆相等 () 2.在密闭容器中进行反应2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)(正反应为放热反应),请按下表所示回答: (1)此反应的平衡常数表达式为K=。 (2)表中最大的平衡常数是。 (3)当反应在200 ℃达到平衡时,如增加氧气的量,则平衡(填“正向”“逆向”或“不”)移动,K1值(填“增大”“减小”或“不变”)。 题组一化学平衡常数表达式及其影响因素 1.[2018·重庆联考]放热反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)在温度T1时达到平 衡,c1(CO)=c1(H2O)=1.0 mol·L-1,其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至T2时,反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O),平衡常数为K2,则() A.K2和K1的单位均为mol·L-1 B.K2>K1 C.c2(CO)=c2(H2O) D.c1(CO)>c2(CO) 2.工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=-92.44 kJ·mol-1。回答下列问题: (1)写出该反应的化学平衡常数表达式:,随着温度的升高,K值 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)平衡常数K值越大,表明(填字母)。 A.N2的转化率越高 B.NH3的产率越大 C.原料中N2的含量越高 D.化学反应速率越快 (3)对于合成氨反应而言,图7-27-1中有关图像一定正确的是(填字母)。 图7-27-1 规律小结平衡常数表达式书写注意事项 1.不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀溶液中水的浓度写进平衡常数的表达式中。 2.非水溶液中发生的反应,若有水参加或生成,则此时水的浓度不可视为常数,应写进平衡常数的表达式中。 3.若化学反应为离子反应时,书写其化学平衡常数时应先改写成离子反应再进行书写。 。 如Cl 2+H2O H++Cl-+HClO的化学平衡常数为K=) -) ) ) 4.同一化学反应,化学方程式写法不同,其平衡常数表达式及数值亦不同。如: N2O4(g)?2NO2(g)K=) ) = N2O4(g)?NO2(g)K'=) ) 2NO2(g)?N2O4(g)K″=) = ) 5.有气体参与的反应,用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。 如:2A(g)+B(s)?C(g)。若达到平衡时,n(A)=n1,n(C)=n2,密闭体系的压强为p,则K==)。 题组二利用平衡常数判断反应状态及其热效应 1.[2018·云南大理州统测]某温度下气体反应达到化学平衡状态,平衡常数K= ,恒容时,若温度适当降低,F的浓度增加,下列说法正确的是 () A.增大c(A)、c(B),K增大 高考化学复习 化学平衡常数及其计算 1．随着汽车数量的逐年增多，汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。反应：2NO(g)＋2CO(g) 2CO 2(g)＋N 2(g)可用于净化汽车尾气，已知该反应速率极慢，570 K 时平 衡常数为1×1059 。下列说法正确的是( ) A ．提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂 B ．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度 C ．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO 或CO D ．570 K 时，及时抽走CO 2、N 2，平衡常数将会增大，尾气净化效率更佳 解析：提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂，加快反应速率，A 正确，B 错误；题中反应为可逆反应，装有尾气净化装置的汽车排出的气体中仍然含有NO 或CO ，C 错误；改变浓度对平衡常数无影响，平衡常数只与温度有关，D 错误。 答案：A 2．在淀粉-KI 溶液中存在下列平衡：I 2(aq)＋I － (aq)I － 3(aq)。测得不同温度下 该反应的平衡常数K 如表所示。下列说法正确的是( ) t /℃ 5 15 25 35 50 K 1 100 841 689 533 409 A.反应I 2(aq)＋I － (aq) I － 3(aq)的ΔH >0 B ．其他条件不变，升高温度，溶液中c (I － 3)减小 C ．该反应的平衡常数表达式为K ＝c （I 2）·c （I －）c （I －3） D ．25 ℃时，向溶液中加入少量KI 固体，平衡常数K 小于689 解析：A 项，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，ΔH <0，错误；B 项， 温度升高，平衡逆向移动，c (I －3 )减小，正确；C 项，K ＝c （I －3） c （I 2）· c （I －） ，错误；D 项， 平衡常数仅与温度有关，25 ℃时，向溶液中加入少量KI 固体，平衡正向移动，但平衡常数不变，仍然是689，错误。 答案：B 3．(2019·深圳质检)对反应：a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g) ΔH ，反应特点 与对应的图象的说法不正确的是( ) 考纲要求 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 考点一可逆反应与化学平衡建立 1．可逆反应 (1)定义 在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 (2)特点 ①二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。 ②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。 (3)表示 在方程式中用“”表示。 2．化学平衡状态 (1)概念 一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。 (2)化学平衡的建立 (3)平衡特点 深度思考 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)2H2O电解 2H2↑＋O2↑为可逆反应( ) 点燃 (2)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化( ) (3)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等( ) (4)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度( ) 2SO3(g) ΔH＝2．向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2(g)＋O2(g)催化剂 加热 －Q kJ·mol－1(Q＞0)，充分反应后生成SO3的物质的量 2 mol(填“＜”、“>”或“＝”，下同)，SO2的物质的量 0 mol，转化率 100%，反应放出的热量Q kJ。 题组一极端假设，界定范围，突破判断 1．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为mol·L－1、mol·L－1、mol·L－1， 素养说明：化学学科核心素养要求考生：“认识化学变化有一定限度，是可以调控的。能多角度、动态地分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题。”平衡常数是定量研究可逆过程平衡移动的重要手段，有关各平衡常数的应用和求算是高考常考知识点，在理解上一定抓住，各平衡常数都只与电解质本身和温度有关，而与浓度、压强等外界条件无关。 1.四大平衡常数对比 电离常数(K a、K b) 水的离子积常数 (K w) 难溶电解质 的溶度积 常数(K sp) 盐类的水解常数 (K h) 概念在一定条件下达到电离平衡 时，弱电解质电离形成的各 种离子的浓度的乘积与溶液 中未电离的分子的浓度之比 是一个常数，这个常数称为 电离常数 一定温度下，水 或稀的水溶液中 c(OH－)与c(H＋) 的乘积 在一定温度 下，在难溶 电解质的饱 和溶液中， 各离子浓度 幂之积为一 个常数 在一定温度下，当 盐类水解反应达到 化学平衡时，生成 物浓度幂之积与反 应物浓度幂之积的 比值是一个常数， 这个常数就是该反 应的盐类水解平衡 常数 表达式 (1)对于一元弱酸HA： HA H＋＋A－，电离常 数K a＝ c（H＋）·c（A－） c（HA） (2)对于一元弱碱BOH： BOH B＋＋OH－，电 离常数 K b＝ c（B＋）·c（OH－） c（BOH） K w＝c(OH－)· c(H＋) M m A n的饱 和溶液： K sp＝c m(M n ＋)·c n(A m－) 以NH＋4＋ H2O NH3· H2O＋H＋为例 影响因素只与温度有关，升高温度，K 值增大 只与温度有关， 升高温度，K w增 大 只与难溶电 解质的性质 和温度有关 盐的水解程度随温 度的升高而增大， K h随温度的升高而 增大 2.“四大常数”间的两大等式关系 (1)K W、K a(K b)、K sp、K h之间的关系 ①一元弱酸强碱盐：K h＝K W/K a； ②一元弱碱强酸盐：K h＝K W/K b； ③多元弱碱强酸盐，如氯化铁： Fe3＋(aq)＋3H2O(l)Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq) K h＝c3(H＋)/c(Fe3＋)。 将(K W)3＝c3(H＋)×c3(OH－)与K sp＝c(Fe3＋)×c3(OH－)两式相除，消去c3(OH－)可得K h＝(K W)3/K sp。 (2)M(OH)n悬浊液中K sp、K w、pH间关系，M(OH)n(s)M n＋(aq)＋n OH－(aq) K sp＝c(M n＋)·c n(OH－)＝c（OH－） n·c n(OH－)＝ c n＋1（OH－） n＝ 1 n( K w 10－pH )n＋1。 [题型专练] 1.(2018·银川模拟)下列有关说法中正确的是() A.某温度时的混合溶液中c(H＋)＝K w mol·L－1，说明该溶液呈中性(K w为该温度时水的离子积常数) 考纲要求 1.了解化学平衡常数(K)的含义。 2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 考点一化学平衡常数 1．概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。 2．表达式 对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)， K＝c p?C?·c q?D? c m?A?·c n?B? (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。 3．意义及影响因素 (1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4．应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)的任意状态，浓度商：Q c＝c c?C?·c d?D? c a?A?·c b?B? 。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞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；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 深度思考 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度() (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数() (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动() (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化() (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度() (6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热() 2．书写下列化学平衡的平衡常数表达式。 (1)Cl2＋H2O HCl＋HClO (2)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) (3)CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O (4)CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－ (5)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) 3．一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系 ①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1 ②1 2N2(g)＋ 3 2H2(g)NH3(g)K2 ③2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K3 (1)K1和K2，K1＝K22。 (2)K1和K3，K1＝1 K3。 题组一平衡常数的含义 1．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： 2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)K1 2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)K2 则4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝(用K1、K2表示)。 2．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示： t/℃700 800 830 1 000 1 200 K0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 高考化学知识点：化学平衡常数 高考化学知识点：化学平衡常数 1、化学平衡常数 (1)化学平衡常数的化学表达式 (2)化学平衡常数表示的意义 平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小，K值越大，反应进行越完全，反应物转化率越高，反之则越低。 2、有关化学平衡的基本计算 (1)物质浓度的变化关系 反应物：平衡浓度=起始浓度-转化浓度 生成物：平衡浓度=起始浓度+转化浓度 其中，各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。 (2)反应的转化率()：= 100% (3)在密闭容器中有气体参加的可逆反应，在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论： 恒温、恒容时：恒温、恒压时：n1/n2=V1/V2 (4)计算模式 浓度(或物质的量) aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) 起始 m n O O 转化 ax bx cx dx 平衡 m-ax n-bx cx dx (A)=(ax/m)100% (C)= 100% (3)化学平衡计算的关键是准确掌握相关的基本概念及它们相互之间的关系。化学平衡的计算步骤，通常是先写出有关的化学方程式，列出反应起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量，然后再通过相关的转换，分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。概括为：建立解题模式、确立平衡状态方程。说明： ①反应起始时，反应物和生成物可能同时存在; ②由于起始浓度是人为控制的，故不同的物质起始浓度不一定是化学 计量数比，若反应物起始浓度呈现计量数比，则隐含反应物转化率相等，且平衡时反应物的浓度成计量数比的条件。 ③起始浓度，平衡浓度不一定呈现计量数比，但物质之间是按计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化一定成计量数比，这是计算的关键。 化学平衡常数知识点总结分享到这里，更多内容请关注高考化学知识点栏目。 对于一般的可逆反应： m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)， 在一定温度下达到平衡时： K＝c p(C)·c q(D) c m(A)·c n(B)以一元弱酸HA为例： HA H＋＋A－，电离常数K a＝ c(H＋)·c(A－) c(HA) 考点一 化学平衡常数 常考题型 1.求解平衡常数； 2．由平衡常数计算初始(或平衡)浓度； 3．计算转化率(或产率)； 4．应用平衡常数K 判断平衡移动的方向(或放热、吸热等情况)。 对 策 从基础的地方入手，如速率计算、“三阶段式”的运用、阿伏加德罗定律及其 推论的应用、计算转化率等，这些都与化学平衡常数密不可分(严格讲电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡也是化学平衡，只是在溶液中进行的特定类型的反应而已)，要在练习中多反思，提高应试能力。 [应用体验] 1．高炉炼铁过程中发生的主要反应为1 3Fe 2O 3(s)＋CO(g) 2 3 Fe(s)＋CO 2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下： 温度/℃ 1 000 1 150 1 300 平衡常数 4.0 3.7 3.5 请回答下列问题： (1)该反应的平衡常数表达式K ＝________，ΔH ________0(填“>”“<”或“＝”)； (2)在一个容积为10 L 的密闭容器中，1 000 ℃时加入Fe 、Fe 2O 3、CO 、CO 2各1.0 mol ，反应经过10 min 后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v (CO 2)＝________，CO 的平衡转化率＝________。 2．已知可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g) ΔH ＞0，请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c (M)＝1 mol/L ， c (N)＝2.4 mol/L ；达到平衡后，M 的转化率为60%，此时N 的转化率为________。 (2)若反应温度升高，M 的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c (M)＝4 mol/L ，c (N)＝a mol/L ；达到平衡后，c (P)＝2 mol/L ，a ＝________。 (4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c (M)＝c (N)＝b mol/L ，达到平衡后，M 的转化率为________。 化学平衡二 教学目标 1.知道化学平衡常数的含义； 2.能运用化学平衡常数对化学反应进行的程度做出判断； 3.能利用化学平衡常数用三段式计算反应物的转化率； 教学重点、难点 教学重点： 平衡常数的应用 教学难点： 平衡常数的理解 知识点详解： 知识点一 化学平衡常数的含义及表达式 1．含义 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号“K”表示。 2．对于一般的可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，当在一定温度下达到化学平 衡状态时，平衡常数的表达式为：K ＝cp C ·cq D cm A ·cn B 。 例1．对于3Fe ＋4H 2O(g)Fe 3O 4＋4H 2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为( ) A ．K ＝ c Fe3O4·c H2c Fe ·c H2O B ．K ＝c Fe3O4·c4H2 c Fe ·c4H2O C ．K ＝c4H2O c4H2 D ．K ＝c4H2 c4H2O 知识点二 意义 (1)K 值越大，说明正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；反之进行的程度就越小，转化率就越小。 (2)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 例2．关于化学平衡常数的叙述，正确的是( ) A ．只与化学反应方程式本身和温度有关 B ．只与反应的温度有关 C ．与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响 D ．只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数 高温 例3．在密闭容器中进行下列反应)()(2g CO s C +)(2g CO ；0>?H 达到平衡后，改变 下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化： （1）增加少量碳，平衡 ，)(CO c ； （2）减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡 ，)(2CO c ，K ； （3）通入2N ，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡 ，)(2CO c ，K ； （4）保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡 ，)(CO c ，K ； 迁移1．在某温度下，将2H 和2I 各mol 10.0的气态混合物充入L 10的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得L mol H c /0080.0)(2=。 （1）求该反应的平衡常数。 （2）在上述温度下，该容器中若通入2H 和2I 蒸气的浓度各为L mol /020.0，试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。 知识点三 化学平衡常数的应用 （1）K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。 （2）若用任意状态的浓度幂之积的比值（称为浓度商，用c Q 表示）与K 比较，可判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向。即： K Q c < 反应向正反应方向进行 K Q c = 反应达到平衡状态 化学平衡状态的判断标准 1、本质： V正 = V逆 2、现象：浓度保持不变 mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) 本质：v A耗 = v A生 v B耗 = v B生 v C耗 = v C生 v D耗 = v D生 v A耗﹕ v B生 = m﹕n …… 现象：1、A、B、C、D的浓度不再改变 2、A、B、C、D的分子数不再改变。 3、A、B、C、D的百分含量不再改变。 4、A、B、C、D的转化率或生成率不再改变 5、体系温度不再改变 6、若某物质有色，体系的颜色不再改变。 引申：mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) + Q 对 m+n ≠ p+q 的反应（即反应前后气体分子数改变），还可从以下几个方面判断： 1、体系的分子总数不再改变 2、体系的平均分子量不再改变 3、若为恒容体系，体系的压强不再改变 4、若为恒压体系，体系的体积、密度不再改变 注意：以上几条对m+n = p+q的反应不成立。 以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例，达到平衡的标志为： A的消耗速率与A的生成速率 A的消耗速率与C的速率之比等于 B的生成速率与C的速率之比等于 A的生成速率与B的速率之比等于 例题：1、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 的物质的量浓度 D.气体的总物质的量 2、在一定温度下,下列叙述不是可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是:( ) ①C的生成速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB ③A、B、C的浓度不再变化 ④A、B、C的分压强不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦ A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A.②⑦ B.②⑤⑦ C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑦ 元素推断：已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜ B＜C＜D＜E＜F。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D 的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸 化学平衡常数、化学反应进行的方向 一、化学平衡常数 1.定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之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），用K 表示。 2.对于一般的可逆反应 m A (g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)，在一定温度下： n m q P B A D C K ] [][][][??= 3.注意： ①化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 ②反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看做“1”而不代入公式。 ③化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。 4.化学平衡常数的应用 ①K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物的转化率越大，反之亦然。 ②若用任意状态的浓度幂之积的比值（称为浓度商，用Q c 表示），与K 比较，可判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向。 Q c < K ，反应向正反应方向进行 Q c = K ，反应达到平衡状态 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； 若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应。 ④计算转化率 依据起始浓度（或平衡浓度）和平衡常数可以计算平衡浓度（或起始浓度），从而计算反应物的转化率。 1、已知反应①：CO(g)＋CuO(s) CO 2(g)＋Cu(s)和反应②：H 2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋ H 2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K 1和K 2，该温度下反应③：CO(g)＋H 2O(g) CO 2(g)＋H 2(g)的平衡常数为K 。则下列说确的是( ) A ．反应①的平衡常数K 1＝ c CO 2·c Cu c CO ·c CuO B ．反应③的平衡常数K ＝K 1 K 2 专题四突破1个高考难点——化学平衡常数及其计算[课时跟踪检测] 1．O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下： 反应①O 3O2＋[O]ΔH>0平衡常数为K1； 反应②[O]＋O 32O2ΔH<0平衡常数为K2； 总反应：2O 33O2ΔH<0平衡常数为K。 下列叙述正确的是() A．降低温度，总反应K减小B．K＝K1＋K2 C．适当升温，可提高消毒效率D．压强增大，K2减小 2．将一定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中，发生反应 NH 2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(－lg K) 值随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法中不正确的是() A．该反应的ΔH>0 B．NH3的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态 C．A点对应状态的平衡常数K(A)的值为10－2.294 D．30 ℃时，B点对应状态的v正 如何判断一个化学反应是否已达平衡，方法很多，本文总结如下，供大家参考。 一、根据化学平衡的概念： 一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 即：化学平衡的根本标志是V(正)=V(逆)：一定条件下的可逆反应：某物质的消耗速率等于该物质的生成速率;说明该反应达平衡。 因为反应速率之比等于方程式的系数比。所以要描述一个可逆反应达平衡，必须一个描述正反应，一个描述逆反应，且描述的量之比等于方程式的系数比。 例1：对反应N 2+3H 2 2NH 3 而言，以下不能说明反应达平衡的是( )。 A.同一时间内消耗1 mol N 2的同时生成3 mol H 2 B.同一时间内消耗1 mol N 2的同时消耗2 mol NH 3 C.1 mol氮氮三键断裂的同时，6 mol氮氢键断裂 D.某时刻各物质的物质的量浓度相等 解：A中消耗1 mol N 2描述的是正反应，生成3 mol H 2 描述的是逆反应。(根 据方程式生成3 mol H 2的同时一定生成1 mol N 2 )，所以A可以说明该反应达平 衡。 B中消耗1 mol N 2描述的是正反应，消耗2 mol NH 3 描述的是逆反应; (根据方程式消耗2 mol NH 3的同时一定生成1 mol N 2 )，所以B可以说明该 反应达平衡 C中1 mol氮氮三键断裂描述的是正反应，6 mol氮氢键断裂描述的是逆反应; (根据方程式6 mol氮氢键断裂的同时一定生成1 mol氮氮三键)，所以C可以说明该反应达平衡。 答案选D 二、根据其他条件判断 (一)有气体参加或生成的反应 (1)平均摩尔质量M=m(总)/n(总) ①如果全为气体： “四大平衡常数” 规律整合 [2014年高考考纲要求]： 1.了解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。 2.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡，了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。 3.了解水的电离，离子积常数。 4. 了解弱电解质的电离平衡 [引入]：“四大平衡常数”表现形式不同，请写出下列四平衡的平衡常数表达式： (1) N 2(g)+3H 2(g) 2N H 3(g) K=_____________________ (2) M g (O H )2（固）Mg 2＋(aq) +2OH ― (aq) K SP =____________________ (3) NH 3·H 2O NH 4＋ + OH ― K b =_____________________ (4) H 2O H + + OH ― K W =_____________________ 问题突破一: 化学平衡常数 例1. 设反应Fe(s) + CO 2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常数 为K ，在不同温度下K 的值如下表所示： （1）此反应的化学平衡常数的表达式 ，该反应为 反应（填放热或吸热）。 （2）在1473K 时，测得高炉中c(CO 2)= 0.25mol/L ，c(CO)=1.25mol/L ，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_______(填“是”或“否”)，此时化学反应速率是V 正____V 逆(填“大于”、“小于”或“等于”). 问题突破二：溶度积常数. 例2. 重金属离子对河流及海洋造成严重污染。某化工厂废水(pH=2.O ，ρ≈1g ·mL -1 )中含有2Ag Pb ++ 、 等 -1 c ） 难溶电解质 AgI AgOH 2Ag S 2PbI 2()Pb OH PbS SP K 1.0×10-16 5.6×10-8 6.3×10-50 7.1×10-9 1×10-15 3.4×10-28 (1)你认为往废水中投入 (填字母序号)，沉淀效果最好。 A ．NaOH B ．2Na S C ．KI D ．2()Ca OH (2)如果用0.001 mol ·L -1 NaOH 滴入上述废水中，则先产生的沉淀是________, （3）若向AgI 的饱和溶液中分别加入： ①少量AgCl 固体则c （I - ）____(增大，减小，不变). ②等体积的NaCl 饱和溶液，则AgI_______(能或否)转化为AgCl. （AgCl 的Ksp=1.0×10-10 mol ·L -1 ，饱和的c(Na+）=5 mol ·L -1 ) 变式训练1. 在0.10 mol ·L －1 硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成， 当溶液的pH ＝8时，c (Cu 2＋ )＝______________mol ·L －1 (K sp [Cu(OH)2]＝2.2×10 －20 )。 温度 1473k 1173k K 4.0 2.15 2019年高考化学化学平衡常数知识点总结 1、化学平衡常数 (1)化学平衡常数的数学表达式 (2)化学平衡常数表示的意义 平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小，K 值越大，反应进行越完全，反应物转化率越高，反之则越低。 2、有关化学平衡的基本计算 (1)物质浓度的变化关系 反应物：平衡浓度=起始浓度-转化浓度 ' 生成物：平衡浓度=起始浓度+转化浓度 其中，各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。 (2)反应的转化率(α)：α= ×100% (3)在密闭容器中有气体参加的可逆反应，在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论： 恒温、恒容时：恒温、恒压时：n1/n2=V1/V2 (4)计算模式 浓度(或物质的量) aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) 起始m n O O $ 转化ax bx cx dx 平衡m-ax n-bx cx dx α(A)=(ax/m)×100% ω(C)= ×100% (3)化学平衡计算的关键是准确掌握相关的基本概念及它们相互之间的关系。化学平衡的计算步骤，通常是先写出有关的化学方程式，列出反应起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量，然后再通过相关的转换，分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。概括为：建立解题模式、确立平衡状态方程。说明： ①反应起始时，反应物和生成物可能同时存在; ②由于起始浓度是人为控制的，故不同的物质起始浓度不一定是化学计量数比，若反应物起始浓度呈现计量数比，则隐含反应物转化率相等，且平衡时反应物的浓度成计量数比的条件。 ③起始浓度，平衡浓度不一定呈现计量数比，但物质之间是按计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化一定成计量数比，这是计算的关键。 第四章 化学平衡 一．基本要求 1．掌握化学反应定温式的各种形式，并会用来判断反应的方向和限度。 2．了解标准平衡常数的定义，掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方法。 3．掌握标准平衡常数K 与r m G ?在数值上的联系，熟练用热力学方法计算r m G ?，从而获得标准平衡常数的数值。 4．了解标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?的定义和它的应用。 5．掌握温度对化学平衡的影响，记住van ’t Hoff 公式及其应用。 6．了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。 二．把握学习要点的建议 把本章放在多组分系统之后的目的，就是要利用多组分系统中介绍的化学势的概念和各种表示方式，来导出化学反应定温式，从而用来判断化学反应的方向与限度。 本章又用到了反应进度的概念，不过其值处在0 1 mol -的区间之内。因为在利用化学势的表示式来计算反应的Gibbs 自由能的变化值时，是将化学势看作为一个定值，也就是在有限的反应系统中，化学进度为d ξ，如果在一个很大的系统中， 1 mol ξ=。 严格讲，标准平衡常数应该用绝对活度来定义，由于本教材没有介绍绝对活度的概念，所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义，其含义是一样的。从标准平衡常数的定义式可知，标准平衡常数与标准化学势一样，都仅是温度的函数，因为压力已指定为标准压力。对于液相反应系统，标准平衡常数有其相应的形式。对于复相化学反应，因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态，它的化学势就是标准态化学势，已经归入r m G ?中，所以在计算标准平衡常数时，只与气体物质的压力有关。 学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度，知道如何计算平衡常数，了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响，能找到一个经济合理的反应条件，为科研和工业生产服务。而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算，否则会把自己搞糊涂了，反而没抓住主要内容。 由于标准平衡常数与r m G ?在数值上有联系，r m ln p G RT K ?=-，所以有了r m G ?的值，就可以计算p K 的值。定义了标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?，就可以很方便地用热力学数据表中个物质的f m G ?值，来计算反应的r m G ?，从而可以求出标准平衡常数。 为什么说r m G ?与p K 仅是在数值上有联系呢？因为它们处于不同的状态，r m G ?处于标准态，而p K 处于平衡态，它们之间的关系可以这样来理解。根据公式： 在定温、定压不做非膨胀功时，化学反应达到平衡，r m ,()0T p G ?=，才得到 化学平衡状态的判断标 准 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988） 化学平衡状态的判断标准 1、本质： V正 = V逆 2、现象：浓度保持不变 mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) 本质：v A耗 = v A生 v B耗 = v B生 v C耗 = v C 生 v D耗 = v D生 v A耗﹕ v B生 = m﹕n …… 现象：1、A、B、C、D的浓度不再改变 2、A、B、C、D的分子数不再改变。 3、A、B、C、D的百分含量不再改变。 4、A、B、C、D的转化率或生成率不再改变 5、体系温度不再改变 6、若某物质有色，体系的颜色不再改变。 引申：mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) + Q 对 m+n ≠ p+q 的反应（即反应前后气体分子数改变），还可从以下几个方面判断： 1、体系的分子总数不再改变 2、体系的平均分子量不再改变 3、若为恒容体系，体系的压强不再改变 4、若为恒压体系，体系的体积、密度不再改变 注意：以上几条对m+n = p+q的反应不成立。 以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例，达到平衡的标志为： A的消耗速率与A的生成速率 A的消耗速率与C的速率之比等于 B的生成速率与C的速率之比等于 A的生成速率与B的速率之比等于 例题：1、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表 明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量 2、在一定温度下,下列叙述不是可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是:( ) ①C的生成速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB ③A、B、C的浓度不再变化 ④A、B、C的分压强不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦ A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A.②⑦ B.②⑤⑦ C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑦ 元素推断：已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们 的核电荷数A＜B＜C＜D＜E＜F。其中A、B、C是同一周期的非金属元 素。化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相 同的电子层结构。AC 为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相 2 高中化学四大平衡常数的相互关系及判定 杨小过 电解质溶液中的电离常数、水的离子积常数、水解常数及溶度积常数是在化学平衡常数基础上的延深和拓展，它是定量研究平衡移动的重要手段。在复习时就要以化学平衡原理为指导，以判断平衡移动的方向为线索，以勒夏特列原理和相关守恒定律为计算依据，以各平衡常数之间的联系为突破口，联系元素及化合物知识，串点成线，结线成网，形成完整的认识结构体系. 1.四大平衡常数的比较 HA H＋＋A－，电离 常数K a＝c(H＋)·c(A－) c(HA) BOH B＋＋OH－， 电离常数K b＝ c(B＋)·c(OH－) c(BOH) A－＋H2O OH－ ＋HA，水解常数K h＝ c(OH－)·c(HA) c(A－) M A的饱和溶液：K 2．四大平衡常数间的关系 (1)CH3COONa、CH3COOH溶液中，K a、K h、K W的关系是K W＝K a·K h。 (2)NH4Cl、NH3·H2O溶液中，K b、K h、K W的关系是K W＝K b·K h。 (3)M(OH)n悬浊液中K sp、K W、pH间的关系是 K sp＝c(M n＋)·c n(OH－)＝c(OH－) n·c n(OH－)＝ c n＋1(OH－) n＝ 1 n? ? ? ? K W 10－pH n＋1。 3．四大平衡常数的应用 (1)判断平衡移动方向 (2)如将NH 3·H 2O 溶液加水稀释，c (OH － )减小，由于电离常数为c (NH ＋ 4)·c (OH － ) c (NH 3·H 2O ) ，此值不 变，故c (NH ＋ 4) c (NH 3·H 2O ) 的值增大。 (3)利用K sp 计算沉淀转化时的平衡常数 如：AgCl ＋I － AgI ＋Cl － [已知：K sp (AgCl)＝1.8×10 －10 、K sp (AgI)＝8.5×10 －17 ]反应的平 衡常数K ＝c (Cl － )c (I －)＝c (Ag ＋ )·c (Cl － )c (Ag ＋)·c (I －)＝K sp (AgCl )K sp (AgI )＝1.8×10－ 10 8.5×10－17≈2.12×106 。 《化学平衡常数》教案 教学目标要求 课程标准与教材分析 1、《普通高中化学课程标准（实验）》要求： 知道化学平衡常数的含义；能够用化学平衡常数计算反应物的转化率 2、《山东卷考试说明》要求： 理解化学平衡常数的含义；能够利用化学平衡常数进行简单的计算 3、教材分析 在近几年教材的修订改版中，除了沪教版一直保留着“化学平衡常数”并在高考中时有出现外，在其它版本中，这个概念几度沉浮。如今，人教版和鲁科版等教材中，都再度引入化学平衡常数，而且，对知识内容的层次要求比较高。因而，可能成为课改实验区化学高考的新看点，应引起我们的关注。 从近几年的上海高考题来看，高考对化学平衡常数的要求主要是初步认识其含义及影响因素，并能用化学平衡常数对反应是否处于平衡状态进行判断和对反应物的转化率进行定量 计算。教科书列举了H2(g)+I2 (g)2HI(g)反应中的相关数据，从定量角度给以深化， 希望学生能够从变化的数据中找出规律，即化学平衡常数，并学会描述化学平衡的建立过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。 教学设计 一、教学目标 1、知识与技能 （1）知道化学平衡常数的含义 （2）能利用化学平衡常数进行简单的计算 2、过程与方法 （1）在概念教学中，培养学生的思维能力 （2）通过化学平衡常数的计算教学，培养学生的计算能力 （3）通过对数据分析，培养学生分析、处理数据的能力，提高学生逻辑归纳能力 3、情感态度与价值观 （1）以本节知识为载体使学生感到获取新知识新方法的喜悦，激发学生学习化学的积极性（2）通过对实验数据的分析，培养学生严谨求实、积极实践的科学作风 二、重点、难点 本节重点、难点：化学平衡常数表达式的书写、化学平衡常数的含义、化学平衡常数的应用三、教学方法 例题探究式教学合作探究式教学多媒体辅助教学 四、教学过程设计 问题引导及教师活动学生活动设计意图 四大平衡常数的计算与应用 1．(2019·重庆适应性考试)常温下，将pH ＝a 的NaOH 溶液与pH ＝b 的醋酸溶液等体积混合后，两者恰好完全反应，则该温度下醋酸的电离常数约为( ) A ．1014－a －2b B ．10a ＋b －14 C ．10a －2b D ．10a －2b ＋14 2．[2013·新课标全国卷Ⅱ，13]室温时，M(OH)2(s)M 2＋ (aq)＋2OH － (aq) K sp ＝a ，c (M 2＋ ) ＝b mol·L －1 时，溶液的pH 等于( ) A.12lg(b a ) B.12lg(a b ) C ．14＋12lg(a b ) D ．14＋12lg(b a ) 3．(2019·郑州模拟)已知：25 ℃ 时，K b (NH 3·H 2O)＝1.8×10－ 5。该温度下，用0.100 mol·L －1 的氨水滴定10.00 mL 0.100 mol·L －1 的一元酸HA 的溶液，滴定过程中加入氨水的体积(V )与 溶液中lg c (H ＋ ) c (OH －) 的关系如图所示。下列说法不正确的是( ) A ．HA 为强酸 B ．a ＝10 C ．25 ℃时，NH ＋4的水解平衡常数为59 ×10－ 9 D ．当滴入20 mL 氨水时， 溶液中存在c (NH ＋ 4)>c (A － ) 4．(2019·豫南七校联考)已知：pNi ＝－lg c (Ni 2＋ )；常温下，K sp (NiCO 3)＝1.4×10－ 7，H 2S 的电离平衡常数：K a1＝1.3×10－ 7，K a2＝7.1×10 －15。常温下，向10 mL 0.1 mol·L － 1 Ni(NO 3)2溶液 中滴加0.1 mol·L － 1 Na 2S 溶液，滴加过程中pNi 与Na 2S 溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是( ) 四大平衡常数及其应用专题复习 一、表达式、计算式、关系式 1、利用“化学蒸气转移法”制备TaS 2晶体，发生如下反应： TaS 2(s)＋2I 2(g) TaI 4(g)＋S 2(g) ΔH ＞0 (Ⅰ) 反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K ＝ ，若K ＝1，向某恒容容器中加入1 mol I 2(g)和足量TaS 2(s)，I 2(g)的平衡转化率为________。 2、现有相同条件，同一容器中的三个反应： 反应①Fe(s)＋H 2O(g)FeO(s)＋H 2(g) ΔH 1，平衡常数为K 1， 反应②CO(g)＋H 2O(g)H 2(g)＋CO 2(g) ΔH 2，平衡常数为K 2， 反应③Fe(s)＋CO 2(g) FeO(s)＋CO(g) ΔH 3，平衡常数为K 3。 K 1的表达式为 ；根据反应①②③推导出K 1、K 2、K 3的关系式K 3＝________。 3、已知FeCl 3溶液与KSCN 溶液混合后发生反应FeCl 3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl ， 达到平衡后，改变条件，则下列说法正确的是( ) A ．向溶液中加入少许KCl 固体，溶液颜色变浅 B ．升高温度，平衡一定发生移动 C ．加入少许KCl 固体或者加入少许FeCl 3固体平衡常数均发生变化，且变化方向相反 D ．平衡常数表达式为K ＝ c [Fe SCN 3 ]·c 3 KCl c FeCl 3 c 3 KSCN 4、Bodensteins 研究了下列反应：2HI(g) H 2(g) + I 2(g) 在716K 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t 的关系如下表： ①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K 的计算式为：___________。 5、【2016上海卷】随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO 2的捕集利用技术成为研究的重点。完成下列填空： （1）目前国际空间站处理CO 2的一个重要方法是将CO 2还原，所涉及的反应方程式为：CO 2（g ）+4H 2（g ） CH 4（g ）+2H 2O （g ） 高考化学复习 化学平衡常数及其计算习题含解析
化学平衡状态
(人教版)2020高考总复习 化学：核心素养提升29 四大平衡常数
(完整版)化学平衡常数及其计算
(完整版)高考化学知识点化学平衡常数
32、四大平衡常数详解
化学平衡常数基础知识讲义
化学平衡状态的判断标准
化学平衡常数、反应进行方向
化学平衡常数及其计算化学试题
化学反应平衡的判断
“四大平衡常数”规律整合教学设计
高考化学化学平衡常数知识点总结
物理化学习题第四章化学平衡
化学平衡状态的判断标准图文稿
四大平衡常数的相互关系及判定
化学平衡常数》教案
第68讲 四大平衡常数的计算与应用
四大平衡常数及其应用,专题复习