化学平衡常数基础知识讲义

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岀判断；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， 生成物浓度幕之积与反应物浓度幕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： nA(g) + n B(g) =p C(g) + q D(g)，当在一定温度下达到化学平cp C • cq D衡状态时，平衡常数的表达式为：K = cm A • cn B 。

例1.对于3Fe + 4fO(g)^高』FesC4 + 4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为( )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Fe3O4 • c H2 Fe~~•c__H2Oc4 C K =恳 H2OH2c Fe3O4 • c4 H2K= ~c__Fe ^c4__H2O c4 H2 K= c4 H2OD. 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例3.在密闭容器中进行下列反应c(s) CO2(g) —- 2C0(g) ；H 0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_________________ ，c(CO) ___________ ；(2)____________________________________________________ 减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡______________________________________________________________ ，c(CO2) _______ ，K ______(3)通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡________________ ，c(C02)_____ ，K ____(4)____________________________________________________ 保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡______________________________________________________________ ，c(CO) _______ ，K ______ 迁移1•在某温度下，将H2和12各O.IOmol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(H2) 0.0080mol / L。

(1)求该反应的平衡常数。

(2)在上述温度下，该容器中若通入H2和12蒸气的浓度各为0.020mol/L ,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幕之积的比值(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。

即：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例4. 1 000 K时反应C(s) + 2H2(g) =CH(g)的K= 8.28 X 107,当各气体物质的量浓度分别为H2 0.7 mol •L T、CH 0.2 mol •L -1时，上述反应()A. 正向移动 B .逆向移动C .达到平衡 D .不一定例5. 850 K 时，2SO2(g) O2(g)-一2SO3(g)的平衡常数K 6.7 103mol 1 L。

在850 K 时，向一密闭容器中同时加0.050mol / L 的SO2、0.030mol / L 的O2和0.090mol/ L的SO3，试判断该反应进行的方向迁移2.已知可逆反应H2(g) 12(g)— 2HI (g)，在793 K时，K 0.016。

当在该温度下反应进行到某一时刻时，混合物中各组分的浓度分别是：c(H2) 1.0mol/ L，c(I2) 2.0mol/ L，c(HI ) 0.12mol/ L，该反应此时是否达到了平衡状态？(3) 计算转化率平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比，用来表示反 应限度。

对于反aA(g) bB(g)=cC(g) dD(g)反应物A 的转化率可以表示为:例6.在密闭容器中，将 2.0mol CO 与I.Omol H 2O 混合加热到8000C ，达到下列平衡:CO(g) H 2O(g) —C02(g) H 2(g) K课后提升※必做题11. 2 000 K 时，反应CO(g) + 2Q(g) =CO(g)的平衡常数为 2CO(g) =2CO(g) + Q(g)的平衡常数 K'为()1o1 1 A ，KB. KC.K2 D.K-2•下列对化学平衡常数K 的描述中，正确的是( )A. K 越大，正反应进行的程度越大B. 温度升高，K 值增大C. 反应物的转化率增大时， K 值一定增大D.平衡向逆反应方向移动时， K 值减小3.在密闭容器中发生如下反应 nA(g) + n B(g) pp C(g)，达到平衡后，保持温度不变,4. 298 K 时，各反应的平衡常数如下: ① N 2(g) + C2(g) =2N0(g)，K = 1X 1081② 2H2(g) + Q(g) =2fO(g)，K = 2X 10 ； ③ 2CQ(g) =2CO(g) + Q(g)，K = 4X 10则常温下，NO HO CQ 这三个化合物分解放氧的倾向最大的是( )a(A)A 的初始浓度-A 的平衡浓度A 的初始浓度10。

％= c (A )- AC Q (A )100%1.0。

求CO 转化为CO 2的转化率K ,则相同温度下反应将气体体积缩小到原来的 12，当达到新平衡时,C 的浓度为原来的1.9倍，下列说法正确的A. m+ n >pB.平衡向逆反应方向移动 C. A 的转化率提高D. C 的体积分数增加—30；A. ① B .② C .③ D .无法判断5. 放热反应CO(g)+ H20(g)=CQg) + H2(g)在温度t i 时达到平衡，C i(CO) = &(比0)= 1.0 mol JT，其平衡常数为K。

其他条件不变，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. 若增大CO浓度，K a和K都增大B. Ka> KC. C2(CO) = C2(H2O)D. C i(CO) > C2(CO)6•写出下列反应中平衡常数的表达式：(1) Cr 2O2- + HbX2CrO2- + 2H+____(2) C(s) + H2O(g) =CO(g) + H2(g) ____________________________(3) CO(g) + H2O(g)=CO(g) + ^(g) ____________________________7.对可逆反应m A(g) + n B(g) = pC(g) + q D(g)，达到平衡时，各物质的物质的量浓度cp C • cq D应满足以下关系：cm A• cn B= K, K为一常数，称为化学平衡常数，其反应的K值只与温度有关，现有反应：CO(g) + fO(g) =CQ(g) + H(g) △ H<0,在850C 时，K= 1。

(1) 若升高温度到950C,达到平衡时K ___________ (填“大于”、“小于”或“等于” )1。

(2) 850 C时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0 mol CO,3.O mol H 20,1.0 mol CO和x mol H 2，则:①当x= 5.0时，上述平衡向 ________ (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是 ________________ 。

&合成氨反应Nb(g) + 3f(g) •.咼温、高丄2NH(g)在某温度下达到平衡时，各物质的浓催化剂度是C(N2)= 3 mol •L -1, C(H2)= 9 mol •L -1, c(NH3) = 4 mol •L -1，求：①该温度时的平衡常数；②N 2、H2的起始浓度。

9•在一个容积为500 mL的密闭容器中，充入5 mol H 2和2 mol CO。

在一定温度和一定压强下，发生如下反应：2f(g) + CO(g) = CHOH(g)，经过5 min后达到平衡状态。

若此时测得CHOH蒸气的浓度为 2 mol •L ",求：(1) 以H2的浓度变化表示的该反应的速率。

(2) 达到平衡时CO的转化率。

(3) 该温度下的K。

10.氨是重要的氮肥，合成原理为：N2(g) + 3H2(g)，咼温、咼压-2Nf(g) △比—92.4催化剂kJ • mol 。

回答下列问题：(1) 写出平衡常数K的表达式______________________________________________ ,如果降低温度，该反应K值____________ ，化学反应速率_______ ,N2的转化率 ______ 。

(填“增大”、“减小”或“不变”)(2) 在500C、20 MPa时，将N2、H置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的物质的量随时间的变化如图所示，回答下列问题：① 10 min 内以NH表示的平均反应速率为 ______________________________________②在10〜20 min内，NH浓度变化的原因可能是()A.使用了催化剂B•缩小容器体积C.降低温度D.增加NH物质的量③第1次平衡的时间为 : ，第2次平衡的时间为：，第1次平衡：平衡常数K = ____________________________________________________________(带数据的表达式)，第2次平衡时NH的体积分数_____________ ;④在反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因：,达第二次平衡时，新平衡的平衡常数 & K(填“大于”、“小于”或“等于”)。