高考化学一轮复习 化学平衡常数导学案

化学平衡常数李仕才【考纲要求】 1.了解化学平衡常数的含义并能利用化学平衡常数进行相关计算。

2.能正确计算化学反应的转化率(α)。

3．了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变的关系。

考点一化学平衡常数及其应用[核心知识大通关]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：c122?·c322?3.(1)K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。

(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

?小题热身正误判断，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)温度、浓度、压强、催化剂均能改变平衡常数。

( )(3)升高温度，平衡常数一定增大。

( )(4)平衡常数变化，化学平衡不一定发生移动。

( )(5)化学平衡发生移动，平衡常数一定改变。

( )(6)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度。

( )(7)反应A(g)＋2C(g)，达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数K值增大。

( )(8)对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，升高温度，K值减小，则ΔH>0。

( )答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×(8)×[考向精练提考能]考向一 多个反应中平衡常数关系判断 1．已知下列反应在某温度下的平衡常数： H 2(g)＋S(s)??H 2S(g) K 1S(s)＋O 2(g)SO 2(g) K 2则在该温度下反应H 2(g)＋SO 2(g)?O 2(g)＋H 2S(g)的平衡常数为( )A ．K 1＋K 2B ．K 1－K 2C ．K 1·K 2D.K 1K 2解析：由平衡常数的定义可知，K 1＝c ?H 2S ?c ?H 2?，K 2＝c ?SO 2?c ?O 2?，反应H 2(g)＋SO 2(g)??O 2(g)＋H 2S(g)的平衡常数K ＝c ?O 2?·c ?H 2S ?c ?H 2?·c ?SO 2?，可知K ＝K 1K 2。

答案：D2．已知：①CO(g)＋2H 2(g)??CH 3OH(g) ②2CH 3OH(g)??CH 3OCH 3(g)＋H 2O(g) ③CO(g)＋H 2O(g)??CO 2(g)＋H 2(g)某温度下三个反应的平衡常数的值依次为K 1、K 2、K 3，则该温度下反应 3CO(g)＋3H 2(g)??CH 3OCH 3(g)＋CO 2(g)的化学平衡常数K 为____(用K 1、K 2、K 3表示)。

解析：K 1＝c ?CH 3OH ?c ?CO ?·c 2?H 2?K 2＝c ?CH 3OCH 3?·c ?H 2O ?c 2?CH 3OH ?K 3＝c ?H 2?·c ?CO 2?c ?CO ?·c ?H 2O ?K ＝c ?CO 2?·c ?CH 3OCH 3?c 3?CO ?·c 3?H 2?K 2·K 3＝c ?CH 3OCH 3?·c ?H 2O ?·c ?H 2?·c ?CO 2?c 2?CH 3OH ?·c ?CO ?·c ?H 2O ?K 21＝c 2?CH 3OH ?c 2?CO ?·c 4?H 2?K 21·K 2·K 3＝c ?CO 2?·c ?CH 3OCH 3?c 3?CO ?·c 3?H 2?＝K 答案：K 21·K 2·K 3考向二 平衡常数的影响因素及其应用利用K 与Q c 的关系判断可逆反应所处状态对于可逆反应m A(g)＋np C(g)＋q D(g)，Q c ＝c p ?C?·c q ?D?c m ?A?·c n ?B?(式中浓度是任意时刻的浓度)。

根据Q c 与K 的关系可以判断可逆反应所处的状态：Q c ⎩⎪⎨⎪⎧<K 反应向正反应方向进行，v ???>v ???=K 反应处于化学平衡状态，v ???=v ???>K 反应向逆反应方向进行，v ???<v ???3．已知，相关数据见下表：Fe(s)＋CO 2＋Fe(s)＋H 2＋根据以上信息判断，下列结论错误的是( ) A ．a >bB ．增大压强，平衡状态Ⅱ不移动C ．升高温度平衡状态Ⅲ向正反应方向移动D ．反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应解析：由Ⅰ＋Ⅱ＝Ⅲ，得K 3＝K 1·K 2，则a >2，b <1，a >b ，A 项正确；Ⅱ是等体反应，增大压强，平衡不移动，B 项正确，由a >2，b <1，可知随温度升高，K 2、K 3均减小，故反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应，D 项正确，升温时反应Ⅱ、Ⅲ均向逆反应方向移动，C 项不正确。

答案：C4．在体积为1 L 的密闭容器中，进行如下化学反应：CO 2(g)＋H 2(g)CO(g)＋H 2O(g)，化学平衡常数K 与温度T 的关系如下表：回答下列问题：(1)升高温度，化学平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。

a ．c (CO 2)＝c (CO) b ．K 不变c ．容器中的压强不变d ．v 正(H 2)＝v 正(CO 2)e ．c (H 2)保持不变(3)若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c (CO 2)·c (H 2)＝c (CO)·c (H 2O)，此时的温度为________；在此温度下，若该容器中含有1 mol CO 2、1.2 mol H 2、0.75 mol CO 、1.5 mol H 2O ，则此时反应所处的状态为________(填“向正反应方向进行中”“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。

解析：(1)由表格数据可得，随着温度升高，平衡常数增大，说明化学平衡向正反应方向移动；(2)A 项，达到平衡时c (CO 2)不一定等于c (CO)，反之相等时也不一定处于平衡状态；B 项，温度不变K 不变，不正确；C 项，此反应不论是否平衡，压强均不改变，故不正确；D 项，v 正(CO 2)与v 正(H 2)表示的反应方向一致，故不能判断是否达到平衡；E 项，达到平衡时，各种反应物、生成物的浓度保持不变。

(3)由c (CO 2)·c (H 2)＝c (CO)·c (H 2O)，则计算出K ＝1.0，即此时温度为850 ℃，此温度下c ?CO?·c ?H 2c ?CO 2?·c ?H 2?＝0.75×1.51×1.2≈0.94<1.0，故反应向正反应方向进行中。

答案：(1)正反应 (2)e (3)850 ℃ 向正反应方向进行中 [练后反思] 利用化学平衡常数判断可逆反应的热效应考点二 利用“三段式”法进行化学平衡的计算(重点保分型——师生共研) [核心知识大通关]1．分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。

2．明确三个关系：(1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。

(2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。

(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。

3．计算方法——三段式法：可按下列模式进行计算：如m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质的量浓度分别为a mol/L 、b mol/L ，达到平衡后消耗A 的物质的量浓度为mx mol/L 。

m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)起始/(mol/L) a b 0 0变化/(mol/L) mx nx px qx 平衡/(mol/L) a －mx b －nx px qx(1)求平衡常数：K ＝px ?pqx ?qa －mx ?mb －nx ?n(2)求转化率转化率＝某反应物转化的量某反应物起始的量×100%，如α(A)平＝mxa ×100%。

[考向精练提考能]考向一 化学平衡常数的计算1．将固体NH 4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①NH 4I(s)NH 3(g)＋HI(g)； ②2HI(g)H 2(g)＋I 2(g)达到平衡时，c (H 2)＝0.5 mol/L ，c (HI)＝4 mol/L ，则此温度下反应①的平衡常数为________，反应②的平衡常数为________，相同温度下H 2(g)＋I 2的平衡常数为________。

解析：平衡时c (H 2)＝c (I 2)＝0.5 mol·L －1，则分解的HI 为1 mol·L －1，c (NH 3)＝5 mol·L －1，反应①的平衡常数K 1＝c (NH 3)·c (HI)＝5 mol·L －1×4 mol·L －1＝20(mol·L －1)2； 反应②的平衡常数为K 2＝c ?H 2?·c ?I 2?c 2?HI?＝0.5×0.542＝164，则其逆反应的平衡常数为64。

答案：20164642.汽车尾气中NO 产生的反应为N 2(g)＋O 2(g)2NO(g)。

一定条件下，等物质的量的N 2(g)和O 2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a 表示该反应在温度T 下N 2的浓度随时间的变化，曲线b 表示该反应在某一起始反应条件改变时N 2的浓度随时间的变化。

下列叙述正确的是( )A ．温度T 下，该反应的平衡常数K ＝c 0－c 1?2c 21B ．温度T 下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C ．曲线b 对应的条件改变可能是加入了催化剂D ．若曲线b 对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH ＜0 解析： N2(g)＋O 2起始/(mol·L －1) c 0 c 0 0 转化/(mol·L －1) c 0－c 1 c 0－c 1 2(c 0－c 1) 平衡/(mol·L －1) c 1 c 1 2(c 0－c 1) 故T 温度下K ＝c 0－c 1?2c 21，A 项正确；对于反应物、生成物均为气体的反应来说，恒容条件下，密度是定值，B 项不正确；催化剂只影响反应速率，不影响平衡状态，C 项不正确；若曲线b 对应的条件是温度改变，则a 到b 应是升温，升高温度c (N 2)变小，说明平衡正向移动，该反应的ΔH ＞0，D 项不正确。