2021年高考化学总复习第七章《化学反应速率和化学平衡》第24讲化学平衡常数及转化率的计算

2021年高考化学总复习第七章《化学反应速率和化学平衡》第24讲化学平衡常数及转化率的计算

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。3.能正确计算化学反应的转化率(α)。

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

(1)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)。

(2)平衡常数与方程式的关系

①在相同温度下，对于给定的可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数，即K正＝1

K逆

。

②方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的x次方。

③两方程式相加得总方程式，则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的乘积，即K总＝K1·K2。

理解应用

(1)在某温度下，N2＋3H22NH3的平衡常数为K1，则该温度下，NH31

2N2＋

3

2H2的平

衡常数K2＝__________。

答案1 K1

(2)在一定温度下，已知以下三个反应的平衡常数：反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)K1

反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)K2

反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)K3

a ．反应①的平衡常数表达式为____________。

b ．反应③的K 3与K 1、K 2的关系是K 3＝________________________________________。 答案 a ．K 1＝

c (CO 2)c (CO )

b.K 1

K 2

解析 b ．K 3＝c (CO 2)·c (H 2)c (CO )·c (H 2O )，K 2＝c (H 2O )c (H 2)，结合K 1＝c (CO 2)c (CO )，可知K 3＝K 1

K 2。

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)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 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)判断可逆反应的热效应

(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度(×)

(2)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大(×) (3)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度(√) (4)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大(×) (5)平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动(√) (6)反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数

增大(×)

题组一 平衡常数及影响因素 1．对于反应C(s)＋H 2O(g)

CO(g)＋H 2(g) ΔH >0，下列有关说法正确的是( )

A ．平衡常数表达式为K ＝c (CO )·c (H 2)

c (C )·c (H 2O )

B ．恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K 不发生变化

C ．升高体系温度，平衡常数K 减小

D ．恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K 不发生变化 答案 D

解析 固态浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式，A 项错误；增大压强平衡逆向移动，B 项错误；升温该反应正向进行，K 增大，C 项错误；恒压条件下，通入氦气平衡向气体体积增大的方向移动，即平衡正向移动，K 只与温度有关，温度不变，K 不发生变化，D 项正确。

2．(2020·西安市铁一中学质检)O 3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O 3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① O 3

O 2＋[O] ΔH >0 平衡常数为K 1；

反应② [O]＋O 32O 2 ΔH <0 平衡常数为K 2； 总反应：2O 3

3O 2 ΔH <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 ＝K 1＋K 2

C ．适当升温，可提高消毒效率

D ．压强增大，K 2减小 答案 C

解析 降温，总反应平衡向右移动，K 增大，A 项错误；K 1＝c (O 2)·c ([O])c (O 3)、K 2＝c 2(O 2)

c ([O])·c (O 3)、

K ＝c 3(O 2)

c 2(O 3)＝K 1·K 2，B 项错误；升高温度，反应①平衡向右移动，c ([O])增大，可提高消毒效

率，C 项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D 项错误。 题组二 平衡常数的应用

3．(2019·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 ＝c (A )·c 2(B )

c 2(E )·c (F )，

恒容时，若温度适当降低，F 的浓度增大。下列说法中正确的是( ) A ．增大c (A)、c (B)，K 增大 B ．降低温度，正反应速率增大 C ．该反应的焓变为负值

D ．该反应的化学方程式为2E(g)＋F(g)

A(g)＋2B(g)