平衡常数K专题解析

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)高温 FeSO 4/Al 2O 3高温 FeSO 4/Al 2O 3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= =mol3/L3；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)(g)的平衡常数K＝0.25。

＋CO2①t℃时，反应达到平衡时n(CO)：n(CO2)＝。

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

此时FeO(s)转化率为50%，则x＝。

解析：根据反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO(g)，平衡常数K为0.25，因为固体的浓度为2)/c(CO)=0.25，体积相同，所以反1，则k=c(CO2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)＋CO(g)2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）+O22NO2(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)＋O2(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BaO 2放入密闭真空容器中，反应2BaO2(s)2BaO(s)+O2(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=()cO）2不变，所以()cO不变，所以氧气压强不变，C正2确；D、由于该反应2BaO 2(s) 2BaO(s)+O2(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BaO2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：2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g） K1∆H < 0 ①2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）K2∆H < 0 ②（1）4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）的平衡常数K= （用K1、K2表示）。

解析：（1）①×2－②即可得到4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO 3（s）+2NO（g）+Cl2（g）。

此方程式的平衡常数表达式为k总=c(Cl)·c(NO)2/c(NO2)4请看平衡常数的变形过程：如果①×2，则方程式变为4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2ClNO（g），此时的平衡常数变为，方程式② 2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）的K2＝c(ClNO)2/c(NO)2。

C(Cl2)，由K和K2相比，可得到K总，所以平衡常数K=212KK；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CaSO 4的形式固定，从而降低SO 2的排放。

但是煤炭燃烧过程中产生的CO 又会与CaSO 4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) + SO 2(g) + CO 2(g)ΔH 1=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。

①14CaSO4(s)+CO(g) 14CaS(s)+CO2(g)∆H1= —47.3kJ∙mol-1② CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+CO2(g) +SO2(g)∆H2= +210.5kJ∙mol-1③ CO(g) 12C(s)+ 12CO2(g)∆H3= —86.2kJ∙mol-1（1）反应2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+ C(s)+SO2(g)的∆H＝___________（用∆H1、∆H2和∆H3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)+6CO2(g)+ C(s) +SO2(g)，所以∆H＝4∆H1+∆H2+2∆H3；（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。

（2）a)反应②为吸热反应，温度升高K 值增大，lgK也增大（2分）b)反应①③为放热反应，温度升高K值减小，lgK也减小（2分）2．（2014·全国理综II化学卷，T26节选）在容积为100L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。