化学平衡常数及转化率的计算
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＝1K 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
＝K 1·K 2。 理解应用
(1)在某温度下，N 2＋3H 22NH 3的平衡常数为K 1，则该温度下，NH 3
12N 2＋3
2
H 2的平衡常数K 2＝__________。 答案
1
K 1
(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)CO 2(g)＋Cu(s) K 1 反应②：H 2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H 2O(g) K 2 反应③：CO(g)＋H 2O(g)
CO 2(g)＋H 2(g) K 3
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)
答案 D
解析 平衡常数K 只随温度变化，不随浓度变化，A 不正确；降低温度，正、逆反应速率均减小，B 不正确；降温，F 的浓度增大，表明平衡逆向移动，正反应是吸热反应，则焓变为
正值，C不正确；根据化学平衡常数表达式可知A、B是生成物，E、F为反应物，且对应指数为其化学方程式前的计量数，D正确。
4．(2019·宁夏高三调研)在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，在其他条件不变的情况下研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是()
A．平衡常数K＝
c(CH3OH)
c(CO)·c(H2)
B．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C．CO合成甲醇的反应为吸热反应
D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时
c(H2)
c(CH3OH)
增大
答案 D
解析A项，因该反应中氢气前的系数为2，则该反应的平衡常数的表达式为K＝c(CH3OH)
c(CO)·c2(H2)
，错误；B项，由图像可知，反应从T2到T1时，甲醇的物质的量增大，根据平衡常数和计算式可知T1时的平衡常数比T2时的大，错误；C项，由图像可知在T2温度下反应先达到平衡，反应速率较T1快，则有T2＞T1，从图像的纵坐标分析可得温度降低，平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，错误；D项，处于A点的反应体系从T1变到T2的过程中，平衡向逆反应方向移动，则c(H2)增大，而c(CH3OH)减小，达到平衡时
c(H2)
c(CH3OH)
应该增大，正确。
5．甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
化学反应
平衡
常数
温度/℃
500 800
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) K
1
2.5 0.15
②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) K
2
1.0
2.50
③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) K
3
(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)。
(2)反应③的ΔH ________(填“>”或“＜”)0。
(3)500 ℃时测得反应③在某时刻H 2(g)、CO 2(g)、CH 3OH(g)、H 2O(g)的浓度(mol·L －
1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v 正____________(填“＞”“＝”或“＜”)v 逆。 答案 (1)K 1·K 2 (2)＜ (3)＞ 解析 (1)K 1＝c (CH 3OH )c 2(H 2)·c (CO )，
K 2＝c (CO )·c (H 2O )
c (H 2)·c (CO 2)，
K 3＝c (H 2O )·c (CH 3OH )c 3(H 2)·c (CO 2)，
K 3＝K 1·K 2。
(2)根据K 3＝K 1·K 2,500 ℃、800 ℃时，反应③的平衡常数分别为2.5、0.375；升温，K 减小，平衡左移，正反应为放热反应，所以ΔH ＜0。 (3)500 ℃时，K 3＝2.5
Q ＝c (CH 3OH )·c (H 2O )c 3(H 2)·c (CO 2)＝0.3×0.150.83×0.1≈0.88＜K 3
故反应正向进行，v 正＞v 逆。
1．一个模式——“三段式” 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 －1、b mol·L －
1，达到平衡后消耗
A 的物质的量浓度为mx mol·L －
1。
m A(g)＋n B(g)
p C(g)＋q D(g)
c 始/mol·L －
1 a b 0 0 c 转/mol·L －
1 mx nx px qx c 平/mol·L －1 a －mx b －nx px qx K ＝(px )p ·(qx )q
(a －mx )m ·(b －nx )n 。
2．明确三个量的关系
(1)三个量：即起始量、变化量、平衡量。 (2)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．掌握四个公式
(1)恒容条件下反应物的转化率＝n (转化)n (起始)×100%＝c (转化)
c (起始)
×100%。
(2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。 产率＝实际产量
理论产量
×100%。
(3)平衡时混合物组分的百分含量＝平衡量
平衡时各物质的总量×100%。
(4)某组分的体积分数＝某组分的物质的量
混合气体总的物质的量×100%。
理解应用
已知在密闭容器中发生可逆反应：M(g)＋N(g)
P(g)＋Q(g) ΔH >0。某温度下，反应物的
起始浓度分别为：c (M)＝1 mol·L －
1，c (N)＝2.4 mol·L －
1。 思考解答下列问题：
(1)若达到平衡后，M 的转化率为60%，列出“三段式”，计算此时N 的平衡浓度是多少？ (2)若反应温度升高，该反应的平衡常数、M 的转化率如何变化？
________________________________________________________________________。 (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c (M)＝4 mol·L －
1，c (N)＝a mol·L －
1；达到平衡后，c (P)＝2 mol·L －
1，则M 的转化率为________，N 的起始浓度为________。 答案 (1) M(g)＋ N(g)
P(g)＋ Q(g)
初始浓度/mol·L －
1 1 2.4 0 0 转化浓度/mol·L －
1 1×60% 1×60% 1×60% 1×60% 平衡浓度/mol·L －1 0.4 1.8 0.6 0.6 由三段式得N 的平衡浓度为1.8 mol·L －
1。
(2)由于该反应正向为吸热反应，温度升高，平衡右移，K 值增大，M 的转化率增大 (3)50% 6 mol·L －
1
解析 (3) M(g) ＋N(g)
P(g)＋Q(g)
初始浓度/mol·L －1 4 a 0 0 转化浓度/mol·L －
1 2 2 2 2 平衡浓度/mol·L －1 4－2 a －2 2 2 M 的转化率＝2
4
×100%＝50%
温度不变，平衡常数不变，K ＝0.6×0.60.4×1.8＝2×2(4－2)×(a －2)＝1
2
，
解得a＝6
即反应物N的起始浓度为6 mol·L－1。
题组一化学平衡常数与转化率相结合计算
1．羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：
CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)K＝0.1
反应前CO的物质的量为10 mol，平衡后CO的物质的量为8 mol。下列说法正确的是() A．升高温度，H2S浓度增大，表明该反应是吸热反应
B．通入CO后，正反应速率逐渐增大
C．反应前H2S物质的量为7 mol
D．CO的平衡转化率为80%
答案 C
解析A项，升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，错误；B项，通入CO气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，向正反应方向建立新的平衡，正反应速率逐渐减小，错误；C项，设反应前H2S的物质的量为n mol，容器的容积为V L，则
CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)K＝0.1
n(始)/mol 10 n0 0
n(转)/mol 2 2 2 2
n(平)/mol 8 n－2 2 2
K＝
2
V·
2
V
8
V·
n－2
V
＝0.1，解得n＝7，正确；D项，根据上述计算可知CO的转化率为20%，错误。2．(2019·湖北黄冈调研)已知反应：CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2==CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在一定压强下，按w＝
n(Cl2)
n(CH2==CHCH3)
向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系，图乙表示逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是()
A ．图甲中w 2＞1
B ．图乙中，A 线表示逆反应的平衡常数
C ．温度为T 1、w ＝2时，Cl 2的转化率为50%
D ．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强增大 答案 C
解析 根据图甲中信息可知，增大n (Cl 2)，w 增大，平衡正向移动，丙烯的体积分数(φ)减小，故w 2＞1，A 项正确；根据图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，则升高温度，正反应的平衡常数减小，逆反应的平衡常数增大，图乙中，A 线表示逆反应的平衡常数，B 项正确；由图乙知，温度为T 1时，正、逆反应的平衡常数相等，又因两者互为倒数，则平衡常数K ＝1，w ＝2时，设CH 2==CHCH 3和Cl 2的物质的量分别为a mol 、2a mol ，参加反应的Cl 2的物质的量为b mol ，利用三段式可列关系式b 2(a －b )(2a －b )＝1，解得b 2a ＝1
3，则Cl 2的转化率约为33.3%，C 项错误；该反应为反
应前后气体体积不变的放热反应，反应向正反应方向进行，体系温度升高，气体膨胀，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，D 项正确。
3．(2019·长沙八校联考)将一定量的SO 2(g)和O 2(g)分别通入体积为2 L 的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应，得到如下表中的两组数据：
实验 编号 温度/℃
平衡常数
起始量
/mol 平衡量 /mol 达到平衡 所需时间 /min SO 2
O 2 SO 2 O 2 1 T 1 K 1 4 2 x 0.8 6 2
T 2
K 2
4
2
0.4
y
t (t >6)
下列说法中不正确的是( ) A ．x ＝2.4
B ．T 1、T 2的关系：T 1＞T 2
C ．K 1、K 2的关系：K 2＞K 1
D ．实验1在前6 min 的反应速率v (SO 2)＝0.2 mol·L －
1·min －
1 答案 A
解析 根据题中信息可列“三段式”： 2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)
n (起始)/mol 4 2 n (转化)/mol 4－x 2－0.8 n (平衡)/mol x 0.8 (4－x )∶(2－0.8)＝2∶1
解得：x ＝1.6
同理，解得y ＝0.2。由t >6得，2SO 2(g)＋O 2(g)
2SO 3(g)是放热反应，温度越高，反应正
向进行的程度越小，根据x ，y 可以判断出T 1＞T 2，K 1＜K 2。实验1在前6 min 的反应速率v (SO 2)＝
4 mol －1.6 mol 2 L ×6 min
＝0.2 mol·L －1·min －
1，故本题选A 。
4．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 －
1，c (HI)＝4 mol·L －
1，则此温度下
反应①的平衡常数为___________________________________________________。 答案 20
解析 由平衡时H 2的浓度，可求得反应②分解消耗HI 的浓度，c 分解(HI)＝0.5 mol·L －
1×2＝1 mol· L －
1，故①式生成c (HI)＝c 平衡(HI)＋c 分解(HI)＝4 mol·L －
1＋1 mol·L －
1＝5 mol·L －
1，则c 平衡(NH 3)＝5 mol·L －
1，根据平衡常数表达式K ＝c 平衡(NH 3)·c 平衡(HI)＝5×4＝20。
这是一道比较经典的“易错”题，极易错填成25。原因是将①式生成的c (HI)＝5 mol·L
－1
代
入公式中进行求算，而未带入平衡时HI 的浓度(4 mol·L －
1)。计算平衡常数时，应严格按照平衡常数的定义进行求算，代入的一定是物质的平衡浓度。 题组二 另类平衡常数的计算
5．一定量的CO 2与足量的C 在恒压密闭容器中发生反应：C(s)＋CO 2(g)
2CO(g) ΔH ＝
＋173 kJ·mol －
1，若压强为p kPa ，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题：
(1)650 ℃时CO 2的平衡转化率为________。
(2)t 1 ℃时平衡常数K p ＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO 和CO 2气体，则平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是_________________________________________。 答案 (1)25% (2)0.5p 不 Q p ＝K p
解析 (1)650 ℃时，平衡时CO 2的体积分数为60%，设其物质的量为0.6 mol ，则平衡时CO 的物质的量为0.4 mol ，起始时CO 2的物质的量为0.6 mol ＋1
2×0.4 mol ＝0.8 mol ，故CO 2的
平衡转化率为(0.8－0.6)mol
0.8 mol
×100%＝25%。(2)t 1 ℃时，平衡时CO 与CO 2的体积分数相等，
其平衡分压均为0.5p kPa ，则此时的平衡常数为K p ＝(0.5p )2
0.5p ＝0.5p 。
6．100 kPa 时，反应2NO(g)＋O 2(g)2NO 2(g)中NO 的平衡转化率与温度的关系曲线如图
1，反应2NO 2(g)
N 2O 4(g)中NO 2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2。
(1)图1中A 、B 、C 三点表示不同温度、压强下2NO(g)＋O 2(g)2NO 2(g)达到平衡时NO
的转化率，则________点对应的压强最大。 (2)100 kPa 、25 ℃时，2NO 2(g)
N 2O 4(g)平衡体系中N 2O 4的物质的量分数为________，N 2O 4
的分压p (N 2O 4)＝__________kPa ，列式计算平衡常数K p ＝__________(K p 用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
(3)100 kPa 、25 ℃时，V mL NO 与0.5V mL O 2混合后最终气体的体积为________ mL 。 答案 (1)B (2)66.7% 66.7
p (N 2O 4)
p 2(NO 2)＝100×66.7%[100×(1－66.7%)]2
≈0.06 (3)0.6V
解析 (1)图1中曲线为等压线，A 、C 在等压线下方，B 在等压线上方，A 、C 点相对等压线，NO 的平衡转化率减小，则平衡逆向移动，为减小压强所致，B 点相对等压线，NO 的平衡转化率增大，则平衡正向移动，为增大压强所致，故压强最大的点为B 点。(2)100 kPa 、25 ℃时，NO 2的平衡转化率为80%，设起始时NO 2的浓度为a ，则平衡时NO 2的浓度为0.2a 、N 2O 4的浓度为0.4a ，故N 2O 4的物质的量分数为0.4a 0.2a ＋0.4a ×100%≈66.7%。N 2O 4的分压p (N 2O 4)
＝100 kPa ×66.7%＝66.7 kPa 。K p ＝p (N 2O 4)
p 2(NO 2)＝100×66.7%[100×(1－66.7%)]2≈0.06。(3)100 kPa 、25 ℃时，
V mL NO 与0.5V mL O 2生成V mL NO 2,2NO 2(g)
N 2O 4(g)平衡体系中NO 2的转化率为80%，
知平衡时气体的体积为V mL ×(1－80%)＋V mL ×80%×1
2＝0.6V mL 。
K p 含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。 计算技巧：第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度；第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数；第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)；第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)，压强平衡常数表达式为
K p ＝p 2(NH 3)p (N 2)·p 3(H 2)
。
1．(2019·海南，14)由γ-羟基丁酸生成γ-丁内酯的反应如下：
在298 K 下，γ-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 mol·L －
1，测得γ-丁内酯的浓度随时间变化的数据如表所示。回答下列问题：
t /min 21 50 80 100 120 160 220 ∞ c /mol· L －
1 0.024
0.050
0.071
0.081
0.090
0.104
0.116
0.132
(1)该反应在50～80 min 内的平均反应速率为________mol·L －
1·min －
1。 (2)120 min 时γ-羟基丁酸的转化率为________。 (3)298 K 时该反应的平衡常数K ＝______。
(4)为提高γ-羟基丁酸的平衡转化率，除适当控制反应温度外，还可采取的措施是________ ________________________________________________________________。 答案 (1)0.000 7 (2)0.5(50%) (3)114
(4)将γ-丁内酯移走
2．[2019·全国卷Ⅱ，27(2)]环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、
塑料等生产。回答下列问题： 某温度，等物质的量的碘和环戊烯(
)在刚性容器内发生反应
(g)＋I 2(g)
(g)
＋2HI(g)
ΔH >0，起始总压为105 Pa ，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为________，该反应的平衡常数K p ＝__________Pa 。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有________(填标号)。 A ．通入惰性气体 B ．提高温度 C ．增加环戊烯浓度 D ．增加碘浓度
答案 40% 3.56×104 BD
解析 设容器中起始加入I 2(g)和环戊烯的物质的量均为a ，平衡时转化的环戊烯的物质的量为x ，列出三段式：
(g) ＋ I 2(g)===
(g)＋2HI(g) 起始： a a 0 0 转化： x x x 2x 平衡： a －x a －x x 2x
根据平衡时总压强增加了20%，且恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比，得a ＋a (a －x )＋(a －x )＋x ＋2x ＝11.2
，解得x ＝0.4a ，则环戊烯的转化率为0.4a
a ×100%＝40%，平衡时
(g)、I 2(g)、
(g)、HI(g)的分压分别为p 总4、p 总4、p 总6、p 总3，则K p ＝p 总6×????p 总32
p 总4×p 总
4
＝8
27p 总，
根据p 总＝1.2×105 Pa ，可得K p ＝8
27×1.2×105 Pa ≈3.56×104 Pa 。通入惰性气体，对反应的
平衡无影响，A 项不符合题意；反应为吸热反应，提高温度，平衡正向移动，可提高环戊烯的平衡转化率，B 项符合题意；增加环戊烯浓度，能提高I 2(g)的平衡转化率，但环戊烯的平衡转化率降低，C 项不符合题意；增加I 2(g)的浓度，能提高环戊烯的平衡转化率，D 项符合题意。
3．[2019·全国卷Ⅲ，28(1)(3)]近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
(1)Deacon 发明的直接氧化法为：4HCl(g)＋O 2(g)===2Cl 2(g)＋2H 2O(g)。如图为刚性容器中，进料浓度比c (HCl)∶c (O 2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl 平衡转化率随温度变化的关系：
可知反应平衡常数K (300 ℃)________K (400 ℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl 初始浓度为c 0，根据进料浓度比c (HCl)∶c (O 2)＝1∶1的数据计算K (400 ℃)＝______(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c (HCl)∶c (O 2)过低、过高的不利影响分别是___________________________________________________、 ________________。
(3)在一定温度的条件下，进一步提高HCl 的转化率的方法是_________________________ _______________________________________________________________。(写出2种) 答案 (1)大于 (0.42)2×(0.42)2(1－0.84)4×(1－0.21)c 0 O 2和Cl 2分离能耗较高 HCl 转化率较低 (3)增加
反应体系压强、及时除去产物
解析 (1)由题给HCl 平衡转化率随温度变化的关系图可知，随温度升高，HCl 平衡转化率降低，则此反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，即K (300 ℃)大于K (400 ℃)。结合题图可知，c (HCl)∶c (O 2)＝1∶1、400 ℃时HCl 的平衡转化率为84%，列出三段式： 4HCl(g) ＋ O 2(g) === 2Cl 2(g)＋2H 2O(g) 起始 c 0 c 0 0 0 转化 0.84c 0 0.21c 0 0.42c 0 0.42c 0 平衡 (1－0.84)c 0 (1－0.21)c 0 0.42c 0 0.42c 0
则K (400 ℃)＝c 2(Cl 2)·c 2(H 2O )
c 4(HCl )·c (O 2)＝(0.42)2×(0.42)2(1－0.84)4×(1－0.21)c 0；进料浓度比c (HCl)∶c (O 2)过低会使
O 2和Cl 2分离的能耗较高，过高则会造成HCl 转化率较低。
4．[2019·全国卷Ⅰ，28(1)(2)(4)]水煤气变换[CO(g)＋H 2O(g)===CO 2(g)＋H 2(g) ΔH <0]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题： (1)Shibata 曾做过下列实验：①使纯H 2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H 2的物质的量分数为0.025 0。 ②在同一温度下用CO 还原CoO(s)，平衡后气体中CO 的物质的量分数为0.019 2。 根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO________H 2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H 2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H 2的物质的量分数为________(填标号)。 A ．<0.25 B ．0.25 C ．0.25～0.50 D ．0.50 E ．>0.50
(4)Shoichi 研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO 和H 2分压随时间变化关系(如图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的2H O p 和p CO 相等、2CO p 和2H p 相等。
计算曲线a 的反应在30～90 min 内的平均速率v (a)＝________ kPa·min －
1。467 ℃时2H p 和
p CO 随时间变化关系的曲线分别是________、________。489 ℃时2H p 和p CO 随时间变化关系的曲线分别是________、________。 答案 (1)大于 (2)C (4)0.004 7 b c a d
解析 (1)由题给信息①可知，H 2(g)＋CoO(s)
Co(s)＋H 2O(g)(i)
K 1＝c (H 2O )c (H 2)＝1－0.025 00.025 0＝39，由题给信息②可知，CO(g)＋CoO(s)
Co(s)＋CO 2(g)(ii) K 2
＝
c (CO 2)c (CO )
＝1－0.019 20.019 2≈51.08。相同温度下，平衡常数越大，反应倾向越大，故CO 还原氧化
钴的倾向大于H 2。(2)第(1)问和第(2)问的温度相同，利用盖斯定律，由(ii)－(i)得CO(g)＋H 2O(g)
CO 2(g)＋H 2(g) K ＝K 2K 1＝51.0839
≈1.31。设起始时CO(g)、H 2O(g)的物质的量都为1
mol ，容器体积为1 L ，在721 ℃下，反应达平衡时H 2的物质的量为x mol 。 CO(g)＋H 2O(g)
H 2(g)＋CO 2(g)
起始/mol 1 1 0 0 转化/mol x x x x 平衡/mol 1－x 1－x x x
K ＝x 2
(1－x )2＝1.31，若K 取1，则x ＝0.5，φ(H 2)＝0.25；若K 取4，则x ≈0.67，φ(H 2)≈0.34。
氢气的物质的量分数介于0.25与0.34之间，故选C 。(4)由题图可知，30～90 min 内，v (a)＝
(4.08－3.80) kPa 90 min －30 min
≈0.004 7 kPa·min －
1。水煤气变换中CO 是反应物，H 2是产物，又该反应
是放热反应，升高温度，平衡向左移动，重新达到平衡时，H 2的压强减小，CO 的压强增大。故a 曲线代表489 ℃时2H p 随时间变化关系的曲线，d 曲线代表489 ℃时p CO 随时间变化关系的曲线，b 曲线代表467 ℃时2H p 随时间变化关系的曲线，c 曲线代表467 ℃时p CO 随时间变化关系的曲线。
基础知识训练
1．可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2，下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商)()
A．Q变小，K不变，O2转化率减小
B．Q不变，K变大，SO2转化率减小
C．Q不变，K变大，O2转化率增大
D．Q增大，K不变，SO2转化率增大
答案 A
解析当可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2，氧气的浓度增大，浓度商Q变小，平衡向右移动，氧气转化率减小，平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，故A正确。
2．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)
答案 C
解析升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数之间的关系为K2＜K1，K1、K2的单位均为1，c1(CO)＜c2(CO)，故C项正确。
3．(2020·天津重点中学联考)一定温度下，在一个容积为1 L的密闭容器中，充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，经充分反应达到平衡后，生成的HI(g)占气体体积的50%，该温度下，在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI(g)发生反应
HI(g)1
2H2(g)＋
1
2I2(g)，则下列判断正确的是()
A．后一反应的平衡常数为1
B．后一反应的平衡常数为0.5
C．后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25 mol·L－1 D．后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度为0.5 mol·L－1答案 B
解析 前一反应达平衡时c (H 2)＝c (I 2)＝0.5 mol·L －1，c (HI)＝1 mol·L －
1，则平衡常数K 1＝c 2(HI )c (H 2)·c (I 2)＝12
0.5×0.5＝4，而后一反应的平衡常数K 2＝c 12(H 2)·c 12
(I 2)c (HI )＝1
K 1＝0.5，A 项错误，
B 项正确；设后一反应达平衡时c (H 2)＝x mol·L －
1，则平衡时c (I 2)＝x mol·L －
1，c (HI)＝(0.5－2x ) mol·L －1，K 2＝x 12
·x 12
0.5－2x ＝0.5，解得x ＝0.125，故平衡时c (HI)＝0.25 mol·L －1，C 、D 项错误。
4.已知甲为恒压容器、乙为恒容容器，相同条件下充入等物质的量的NO 2气体，且起始时体积相同，发生反应：2NO 2(g)N 2O 4(g) ΔH <0，一段时间后相继达到平衡状态，下列说法
中正确的是( )
A ．平衡时NO 2体积分数：甲＜乙
B ．达到平衡所需时间，甲与乙相等
C ．该反应的平衡常数表达式K ＝c (N 2O 4)
c (NO 2)
D ．若两容器内气体的压强保持不变，均说明反应已达到平衡状态 答案 A
解析 反应起始时，二氧化氮的浓度相同、温度相同、压强相同，反应速率相同，随反应进行，容器乙中压强降低。容器甲体积可变，压强不变，故反应达平衡时，两容器内的压强关系是p (甲)>p (乙)，甲中平衡正向进行，平衡时NO 2体积分数减小，甲<乙，故A 正确；容器乙体积不变，随反应进行，反应混合气体的物质的量减小，容器乙中压强降低，而容器甲体积可变、压强不变，由压强越大反应速率越快，可知达到平衡所需时间甲短，故B 错误；反应为2NO 2(g)
N 2O 4(g)，平衡常数K ＝c (N 2O 4)
c 2(NO 2)
，故C 错误；甲容器中压强始终不变，则乙
中压强不变可判断平衡状态，而甲中不能，故D 错误。 5．(2019·衡水调研)某温度下，反应2A(g)
B(g) ΔH ＞0在密闭容器中达到平衡，平衡后
c (A )c (B )＝a ，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时c (A )
c (B )＝b ，下列叙述正确的是( )
A ．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了
B 气体，则a ＜b B ．在该温度恒压条件下再充入少量B 气体，则a ＝b
C ．若其他条件不变，升高温度，则a ＜b
D ．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a ＞b 答案 B
解析 A 项，充入B 后平衡时压强变大，正向移动程度变大，c (A )
c (B )变小，即a ＞b ；B 项，充
入B ，新平衡状态与原平衡等效，c (A )c (B )不变，即a ＝b ；C 项，升温，平衡右移，c (A )
c (B )变小，
即a ＞b ；D 项，相当于减压，平衡左移，c (A )
c (B )
变大，即a ＜b 。
6．在300 mL 的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO 气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)
Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如表：
温度/℃ 25 80 230 平衡常数
5×104
2
1.9×10－
5
下列说法正确的是( )
A ．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应
B ．在25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)
Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为0.5
C ．在80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO 浓度均为0.5 mol·L －
1，则此时v 正>v 逆 D ．在80 ℃达到平衡时，测得n (CO)＝0.3 mol ，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L －
1 答案 D
解析 升高温度，平衡常数减小，故该反应为放热反应，A 项错误；25 ℃时，逆反应的平衡常数K ′＝1K ＝15×10
4＝2×10－5，B 项错误；80 ℃时，若Ni(CO)4、CO 的浓度均为0.5 mol·L －1
，则Q ＝c [Ni (CO )4]c 4(CO )
＝0.50.54＝8>K ，v 正＜v 逆，C 项错误；80 ℃达到平衡时若n (CO)＝0.3 mol ，
c (CO)＝1 mol·L －
1，故c [Ni(CO)4]＝K ·c (CO)4＝2×14 mol·L －
1＝2 mol·L －
1，D 项正确。 7．(2019·原创冲刺卷一)下列有关对应图像的说法正确的是( )
A ．据①知，某温度下，平衡状态由A 变到
B 时，平衡常数K (A)＜K (B)
B．据平衡常数的负对数(－lg K)—温度(T)图像②知，30 ℃时，B点对应状态的v正＜v逆C．由K2FeO4的稳定性与溶液pH的关系可知图③中a＞c
D．图④所示体系中气体平均摩尔质量：M(a)＜M(c)，M(b)＜M(d)
答案 B
解析A项，平衡常数只受温度影响，增大压强，N2的转化率增大，但平衡常数不变，即K(A)＝K(B)，错误；B项，30 ℃时，B点不在平衡曲线上，要达平衡状态，纵坐标(－lg K)须变大，平衡要向左移动，即B点对应的v正
8．(2020·重庆田坝中学月考)一定条件下，反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH>0，达到平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是()
A．压强：p1>p2
B．b、c两点对应的平衡常数：K c>K b
C．a点：2v正(NH3)＝3v逆(H2)
D．a点：NH3的转化率为
1
3
答案 B
解析该反应为气体分子数增大的反应，恒温时，压强越大，N2的体积分数越小，则p1
则
x
2
1＋x
＝0.1，解得x＝
1
4，因此氨的转化率为
1
4，故D错误。
化学平衡常数、平衡转化率的计算及应用 1．(2019·烟台调研)一定温度下有可逆反应：A(g)＋2B(g) ?2C(g)＋D(g)。现将5 mol A和10 mol B加入体积为2 L的密闭容器中，反应至10 min时改变某一条件，C的物质的量浓度随时间变化关系如图所示。下列有关说法中正确的是() B．反应从起始至5 min时，B的转化率为50% C．5 min时的平衡常数与10 min时的平衡常数不相等 D．第15 min时，B的体积分数为25% 2．(2018·福建高三三模)如图，甲容器有一个移动活塞，能使容器保持恒压。起始时向甲中充入2 mol SO2、1 mol O2，向乙中充入4 mol SO2、2 mol O2。甲、乙的体积都为1 L(连通管体积忽略不计)。保持相同温度和催化剂存在的条件下，关闭活塞K，使两容器中各自发生下述反应：2SO2(g)＋O2(g) ?2SO3(g)。达平衡时，甲的体积为0.8 L。下列说法正确的是() A．乙容器中SO 2的转化率小于60% B．平衡时SO3的体积分数：甲＞乙 C．打开K后一段时间，再次达到平衡，甲的体积为1.4 L D．平衡后向甲中再充入2 mol SO2、1 mol O2和3 mol SO3，平衡向正反应方向移动 3．将4 mol CO(g)和a mol H2(g)混合于容积为4 L的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)＋2H2(g) ?CH3OH(g),10 min后反应达到平衡状态，测得H2为0.5 mol·L－1。经测定v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1。下列说法正确的是() A．平衡常数K＝2 B．H2起始投入量为a＝6 C．CO的平衡转化率为66.7% D．平衡时c(CH3OH)＝0.4 mol·L－1 题型二化学平衡常数及平衡转化率的综合应用 4．(2018·太原诊断)合成氨工业涉及固体燃料的气化， 需要研究CO2与CO之间的转化。为了弄清其规律， 让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反 应C(s)＋CO2(g) ?2CO(g)ΔH，测得压强、温度对 CO、CO2的平衡组成的影响如图所示： 回答下列问题： (1)p1、p2、p3的大小关系是____________，欲提高C 与CO2反应中CO2的平衡转化率，应采取的措施为_______________________。图中a、b、c 三点对应的平衡常数大小关系是__________________________________。 (2)900 ℃、1.013 MPa时，1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V，CO2的转化率为__________，该反应的平衡常数K＝________________。 (3)将(2)中平衡体系温度降至640 ℃，压强降至0.101 3 MPa，重新达到平衡后CO2的体积分
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( )
化学平衡转化率专题 1．在557℃时，在体积为1L的密闭容器中进行下列反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。 若起始CO为2mol，水蒸气为3mol，达到平衡时，测得CO2的浓度为1.2mol。求CO及H2O的转化率。 2．（1）若再通入水蒸气，而其他条件不变，达到平衡时，CO及H2O的转化率如何变化？ （2）若再通入2molCO和3mol水蒸气，其他条件不变，达到平衡时，CO及H2O的转化率如何变化？ 3.若保持恒温恒压，起始CO为2mol，水蒸气为6mol，达到平衡时，CO及H2O的转化率如何变化？）【归纳总结】1.（1）增大某一反应物浓度可使其它反应物转化率增大，自身转化率； （2）若容器体积不变，使其它反应物的浓度减小，则自身的转化率也。 （3）若容器体积不变，对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，达到平衡后，按原比例同倍数的增加反应物A和B的量：若a+b
1.平衡常数越大，反应进行的越彻底，即转化率越高。 K〉100000时，认为反应完全进行。 2. T与P的影响 温度或压强改变后，若能是化学平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率一定增大。 3.反应物用量（反应物浓度，一般为气体的浓度或者溶液中溶质的浓度）的影响 ⑴若反应物是一种，如：Aa(g)? Bb(g)+ cC(g)。增加A的量，平衡正向移动，A的转 化率的变化如下: 若在恒温恒压条件下，A的转化率不变。（构建模型） 若在恒温恒容条件下，（等效于加压），增加A的量，平衡正向移动，A的转化率与气态物质的化学计量数有关： a=b+c A的转化率不变 a>b+c A的转化率增大 a 化学平衡中转化率变化的判断技巧 一、增大或减少某反应物浓度判断转化率的变化 对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，若增大某一反应物浓度可使另一反应物转化率增大，而自身转化率下降，学生对转化率的这种变化很难接受，故可以设计以下例题帮助学生理解概念。 例1．在557℃时，密闭容器中进行下列反应CO+H2O CO2+H2。 若CO起始浓度为2mol/L（1），水蒸气浓度为3mol/L（2），达到平衡时，测得CO2的浓度为L。求CO及H2O的转化率。 分析：在掌握起始浓度、转化率、平衡浓度之间的关系和正确理解转化率概念的基础上，抓住转化浓度，利用常规解题方法。 CO + H2O(气) CO2 + H2 起始浓度 mol/L 2 3 0 0 化学等效平衡 等效平衡问题：对于同一可逆反应，在同一相同条件下，无论反应是从正反应开始、还是从逆反应开始或从中间态开始，以一定的配比投入物质，则可以达到相同的平衡状态。 例如，在同一相同条件下：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 配比1（单位mol）： 1 3 0 配比2（单位mol）：0 0 2 配比3（单位mol）：0.5 1.5 1 以上3种配比投入物质，可以达到相同的平衡状态。在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量 ．．．．（体积分数、物质的量分数、质量分数等）均相同. 一、等效平衡概念 在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量（体积分数、物质的量分数、质量分数等）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。 注意：（1）外界条件相同：①恒温、恒容，②恒温、恒压。 （2）“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同：“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数（或体积分数）对应相同，各组份的浓度、物质的量、反应的速率、压强等可以不同。 （3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，只要物料相当，就达到相同的平衡状态。 二、等效平衡的分类和判断方法 （一）：恒温、恒容条件下对反应前后气体分子数发生变化的反应（即△V≠0的体系）：判断方法：极值等量即等效 恒温、恒容时，根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，反应物（或生成物）中同一组分的物质的量完全相同，则互为等效平衡。此时一般不考虑反应本身的特点，计算的关键是换算到同一边后各组分要完全相同。 特点：两次平衡时各组分的百分含量、物质的量、浓度均相同（全等平衡）. 【例1】定温定容下，可逆反应N2(g) +3H2(g)2NH3(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后，N2的体积分数都相等，请填写下面的空格。 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n（NH3）/mol 起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a 等效于（投料2）/ mol：0 等效于（投料3）/ mol：4/3 等效于（投料4）/ mol： a b c a、b、c取值必须满足的一般条件是（用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）：、。 （二）：恒温、恒容条件下对反应前后气体分子数不发生变化的反应（即△V=0的体系）： 判断方法：极值等比即等效 恒温、恒容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，不同的投料方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，只要反应物（或生成物）中各组分的物质的量的比例相同，即互为等效平衡。此时的反应特点是无体积变化，计算的关键是换算到同一边后各组分只需要物质的量之比相同即可。 特点：两次平衡时各组分的百分含量相同，但物质的量、浓度按比例变化（等比平衡）. 【例2】定温定容下，可逆反应H2(g) + I2(g)2HI(g)按下列四种不同投料方式达到 (a)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率 例1：对于反应2SO 2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下，将0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有0.088mol的SO3(g)试求在该温度下（1）此反应的平衡常数。 （2）求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。 (b)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数 例2:反应SO 2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为60%，试求：在该温度下。 （1）此反应的浓度平衡常数。 （2）若SO2(g) 的初始浓度均增大到3mol/L,则SO2转化率变为多少？ （c）知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 练习1、在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应：2NO 2 2NO+O2，在平衡时各物质的浓度分别是： [NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L, [O2]=0.12mol/L.试求： （1）该温度下反应的平衡常数。 （2）开始时NO2的浓度。 （3）NO2的转化率。 练习2:在2L的容器中充入1mol CO和1mol H2O(g),发生反应：CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃时反应达平衡,若k=1.求：（1）CO的平衡浓度和转化率。 （2）若温度不变，上容器中充入的是1mol CO和2mol H2O(g)，CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 （3）若温度不变，上容器中充入的是1mol CO和4mol H2O(g)，CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 （4）若温度不变，要使CO的转化率达到90%，在题干的条件下还要充入H2O(g) 物质的量为多少。 练习1、 已知一氧化碳与水蒸气的反应为 CO + H 2O(g) CO2 + H2 在427℃时的平衡常数是9.4。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。 练习2、 合成氨反应N 2+3H22NH3在某温度下达平衡时，各物质的浓度是：[N2]=3mol·L-1，[H2]=9 mol·L-1，[NH3]=4 mol·L-1。求该温度时的平衡常 备战2020高考化学：化学平衡常数、平衡转化率的计算及应用 题型一“三段式”计算平衡常数及平衡转化率 1．(2019·烟台调研)一定温度下有可逆反应：A(g)＋2B(g)2C(g)＋D(g)。现将5 mol A和10 mol B加入体积为2 L的密闭容器中，反应至10 min时改变某一条件，C的物质的量浓度随时间变化关系如图所示。下列有关说法中正确的是() A．在0～5 min内，正反应速率逐渐增大 B．反应从起始至5 min时，B的转化率为50% C．5 min时的平衡常数与10 min时的平衡常数不相等 D．第15 min时，B的体积分数为25% 2．(2018·福建高三三模)如图，甲容器有一个移动活塞，能使容器保持恒压。起始时向甲中充入2 mol SO2、1 mol O2，向乙中充入4 mol SO2、2 mol O2。甲、乙的体积都为1 L(连通管体积忽略不计)。保持相同温度和催化剂存在的条件下，关闭活塞K，使两容器中各自发生下述反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。达平衡时，甲的体积为0.8 L。下列说法正确的是() A．乙容器中SO2的转化率小于60% B．平衡时SO3的体积分数：甲＞乙 C．打开K后一段时间，再次达到平衡，甲的体积为1.4 L D．平衡后向甲中再充入2 mol SO2、1 mol O2和3 mol SO3，平衡向正反应方向移动 3．将4 mol CO(g)和a mol H2(g)混合于容积为4 L的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g),10 min后反应达到平衡状态，测得H2为0.5 mol·L－1。经测定v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1。下列说法正确的是() 化学平衡中转化率求法与规律总结 平衡转化率＝ 或:平衡转化率＝%100-?质的量 该反应物的起始起始物量该反应物的平衡物质的量某反应物的起始物质的 平衡转化率＝%100) ()(?或物质的量的浓度质的量该反应物的起始起始物或物质的量浓度量某反应物转化的物质的 【规律】反应物用量得改变对转化率得一般规律 (1)若反应物只有一种:a A(g) b B(g) + c C(g),在不改变其她条件时(恒温恒容),增加A 得量平衡向正反应方向移动,但就是A 得转化率与气体物质得计量数有关:(可用等效平衡得方法分析)。 ①若a ＝ b + c :A 得转化率不变;②若a ＞ b + c : A 得转化率增大; ③若a ＜ b + c A 得转化率减小。 (2)若反应物不只一种:a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g), ①在不改变其她条件时,只增加A 得量,平衡向正反应方向移动,但就是A 得转化率减小,而B 得转化率增大。 ②若按原比例同倍数地增加A 与B,平衡向正反应方向移动,但就是反应物得转化率与气体物质得计量数有关:如a +b = c + d ,A 、B 得转化率都不变;如a + b ＞c + d ,A 、B 得转化率都增大;如a + b ＜ c + d ,A 、B 得转化率都减小。 3、充入“惰性气体”增大压强判断各反应物转化率变化 对于可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g),(a ＋b ≠c ＋d,)在压强变化导致平衡移动时,学生感到困惑得就是充入“惰性气体”化学平衡朝哪个方向移动？转化率如何变化？可归纳为以下两方面: (1)恒温恒容条件下充入“惰性气体”,化学平衡不移动。因平衡体系得各组分浓度均未发生变化,故各反应物转化率不变。 (2)恒温恒压条件下充入“惰性气体”,化学平衡向气体体积增大得方向移动。因为此时容器容积必然增大,相当于对反应体系减压,继而可判断指定物质得转化率变化。 4、NO 2、N 2O 4平衡问题2NO 2(g) N 2O 4(g) (1)恒温、恒容得条件下,若分别向容器中通入一定量得NO 2气体或N 2O 4气体,重新达到平衡后:可视为加压,平衡都向右移动,达到新平衡时NO 2得转化率都增大,N 2O 4 得转化率将减小。NO 2体积分数减小,N 2O 4体积分数增大,混合气体相对分子质量增大。 若要求某一时刻得转化率只要把平衡时得反应物浓度(或物质得量)改为某一时刻得反应物浓度(或物质得量)即可。 现将有关平衡转化率得问题小结如下: 1、 对有多种反应物得可逆反应达到平衡后加其一。这种情况不管状态如何均认为所加物本身转化率减小其它物质转化率增大 例1:,反应达到平衡后增大得浓度,则平衡向正反应方向移动,得转化率增大,而得转化率降低。 逆向运用: 例2、反应: 3A(g)+B(g) 3C(g)+2D(g)达到平衡后加入C 求A 得转化率 分析:加入C 促使D 向A 、B 进一步转化故D 向A 、B 转化得转化率增大而A 、B 向C 、D 转化得转化率减小。 2、 对只有一种反应物得可逆反应达到平衡后再加。 由于反应只有一种所以无论往反应物加多少量都可视为等比例增加反应物得用量,故认为有两种情况: (1)恒温恒压:由于恒温恒压时等比例扩大或缩小反应物得用用量均与原平衡等效故转化率不变,各反应物与生成物得体积分数不变,各反应物与生成物物质量会跟原平衡相比,等比例增加,但浓度不变 (2)恒温恒容:此时可以瞧成反应叠加后,增大压强使平衡向气体总系数小方向移动, 例3.,反应达到平衡后,再向密闭容器中加入,反应达到平衡时NO 2、N 2O 4得物质得量(或物质得量浓度)均增大,颜色变深,NO 2转化率增大。 化学平衡常数和化学平衡计算 1．在密闭容器中将CO和水蒸气的混合物加热到8０0℃时，有下列平衡:CO＋H2ＯＣO２＋H2，且Ｋ=1。若用2molＣＯ和10moｌＨ2Ｏ相互混合并加热到800℃,则CO的转化率为（） A.1６.7% B．5０% C.66.７% D．83.3% 2.在容积为1L的密闭容器里,装有4ｍoｌＮO2,在一定温度时进行下面的反应：2NＯ２ (g)N２O4(g),该温度下反应的平衡常数K＝0.２５,则平衡时该容器中NO2的物质的量为 A.0mol B.1moｌ C．２moｌＤ．3mｏｌ 3.某温度下H2（ｇ）＋I2(ｇ)２HI（g)的平衡常数为５0。开始时，c(H2)＝1mol·L－1，达平衡时，c(ＨＩ)=1ｍｏl·L-1,则开始时Ｉ 2(ｇ）的物质的量浓度为 ( ) A．０.04mol·L－1 B.0.5mｏl·Ｌ-1C．0.54moｌ·L-1? D.1ｍoｌ·L-1 4.在一个容积为6 Ｌ的密闭容器中，放入3 L Ｘ(g)和2 Ｌ Y（ｇ),在一定条件下发生反应：4Ｘ(g)＋n Y(g)2Q(g）＋6Ｒ(g)反应达到平衡后，容器内温度不变,混合气体的压强比原来增加了5%，Ｘ的浓度减小１/３,则该反应中的n值为（ ) A.３ B.4 C．5 Ｄ.6 ５.在一定条件下,可逆反应X（g)十３Ｙ（g)2Z(g)达到平衡时,X的转化率与Ｙ的转化率之比为1∶2，则起始充入容器中的X与Y的物质的量之比为( ） A．1∶1 B.1∶3 C.2∶3Ｄ．３∶２ ６．将等物质的量的CO和Ｈ2O(g)混合,在一定条件下发生反应:CO(g)+Ｈ２O(g)ＣO２（g)+H２(g)，反应至4min时，得知CO的转化率为31.23％,则这时混合气体对氢气的相对密度为 A.１1．5 B．23 C．25 D．28 7.在一固定容积的密闭容器中，加入4 L X(ｇ)和６ L Ｙ(g),发生如下反应:Ｘ（g)+ｎＹ（g)２R(g)＋W(g)，反应达到平衡时,测知X和Y的转化率分别为25%和50%,则化学方程式中的n值为 A．４ B.3 C．2 D．1 8．将固体NＨ4Ｉ置于密闭容器中,在某温度下发生下列反应:NＨ4I(s)NＨ3(g)＋HＩ(g)，2HI(g)H2(g)＋I2(g)。当反应达到平衡时，c(H２)=0.5mol·L-1，c(HＩ)=4ｍol·L－１,则NH３的浓度为（) A.3.5mｏl·L－１Ｂ．４mｏl·L－1 C.４.5ｍｏl·Ｌ－1D．5mol·L －1 9.体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应A(g)+３Ｂ(g）2Ｃ(ｇ）。若维持温度和压强不变，当达到平衡时,容器的体积为V L，其中Ｃ气体的体积占10%。下列判断中正确的是 ( ) A.原混合气体的体积为1.2ＶL Ｂ.原混合气体的体积为1.１V L C.反应达到平衡时气体Ａ消耗掉０.０5VＬＤ．反应达到平衡时气体Ｂ消耗掉０.05V L 1０.在n L密闭容器中，使1mｏlX和２ｍolＹ在一定条件下反应：a X（ｇ)+b Y(g）c Ｚ（g)。达到平衡时,Y的转化率为２0%,混合气体压强比原来下降20％,Z的浓度为Y的浓度的0．25倍，则a,ｃ的值依次为( ） A.1，2 B.3,2 Ｃ．2,1 D.2,3 1１.在一定条件下，1mol N2和３mol H2混合后反应，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下氢气的5倍,则氮气的转化率为( ) A．20% Ｂ．30% C.40％?Ｄ．50% 化学平衡转化率的变化规律 一：温度的影响： 若正反应是吸热反应，升高温度，转化率升高，降低温度，转化率降低；若正反应为放热反应，升高温度，转化率降低，降低温度，转化率升高。 【例1】将H 2(g)Br2(g)充入恒容密闭容器中恒温下发生如下反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g) △H<0，平衡时Br2(g)的转化率为a,若条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b,a与b关系是（） A a>b B ap+q时，压强增大，A、B的转化率升高；压强减小，A、B的转化率降低 2、m+n ②m+n 化学平衡中转化率变化的判断技巧 () 100%() ?某反应物反应的物质的量或者物质的量浓度平衡转化率＝该反应物初始的物质的量或者物质的量浓度 解转化率变化的题目时，审题过程要特别关注以下四点：一要关注化学反应是否可逆，二要关注容器是否可变，三要关注各物质的状态是否都为气体，四要关注反应两边气体体积是否相等。下面就化学平衡移动导致转化率的变化用具体实例进行分析讨论： 一、增大或减少某反应物浓度判断转化率的变化 对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，若增大某一反应物浓度可使另一反应物转化率增大， 而自身转化率下降。 【例1】．在557℃时，密闭容器中进行下列反应CO+H 2O CO 2+H 2。 若CO 起始浓度为2mol/L （1），水蒸气浓度为3mol/L （2），达到平衡时，测得CO 2的浓度为1.2mol/L 。求CO 及H 2O 的转化率。 分析：在掌握起始浓度、转化率、平衡浓度之间的关系和正确理解转化率概念的基础上，抓住转化浓度，利用常规解题方法。 CO + H 2O (g) CO 2 + H 2 起始浓度 mol/L 2 3 0 0 转化浓度 mol/L 1.2 1.2 1.2 1.2 平衡浓度 mol/L 0.8 1.8 1.2 1.2 所以，CO 的转化率= 1.2100%2?=60% ; H 2O (气)的转化率=1.2100%3 ?=40% 【例2】．若将例1中的划线部分（2）改成水蒸气浓度为6mol/L ，而其他条件不变，达到平衡时，测得CO 2的浓度为1.5mol/L 。同样按上述方法求算，可得CO 转化率为75%，H 2O 的转化率为25%。 【例3】．若将例1中的划线部分（1）改成CO 起始浓度为1mol/L ，而其他条件不变，达到平衡时，测得CO 2的浓度为0.75mol/L 。同样按上述方法求算，可得CO 转化率为75% ，H 2O 的转化率为25%。 以上三小题转化率可归纳为： CO 2 + H CO 2 0 “平衡常数"复习课教学设计—— 一轮复习 【课堂引入】关于平衡常数，高考怎么考? 2015----2018全国卷考察知识点年份Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷 201526、电离常数的应用 28、Ksp、K的计算26、利用Ksp的计算 K的表达式及影 响因素 28、K的计算 201627、转化率大小判断 K 、Ksp的计算26、K的计算，产率 的判断 27、α、K大小的 判断 、K的表达式 201727、利用Ksp的计算，α、K 的计算及α大小的判断27、转化率α与平衡移动关系 【自主学习】：化学平衡常数转化率 环节一自主学习巩固基础 1．化学平衡常数转化率 (1)平衡常数概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到时，生成物 与反应物的比值是一个常数。 以反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)为例,写出下列表达式： ( c0(A)代表A的初始浓度，[A]代表A的平衡浓度) 平衡常数。A(g)的平衡转化率 (2)意义：化学平衡常数和转化率的大小反映了。 平衡常数K 正反应进行 的程度 平衡时生成 物浓度 平衡时反 应物浓度 反应物 转化率α 越大越越越越 越小越越越越 一般地说，当K>105时，就认为反应基本进行完全了，当K<10－5时，认为反应很难进行。 2．平衡常数的影响因素 对于确定的化学反应，平衡常数K只与温度有关，与浓度、压强无关。 (1)对于吸热反应，升高温度，K值。 (2)对于放热反应，升高温度，K值。(填增大或减小) [应用体验] 1、书写下列化学平衡的平衡常数表达式。 ①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1 ②2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K2 ③NH3(g)1 2N2(g)＋ 3 2H2(g)K3 ④CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－K4 ⑤C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K5 2、已知反应A(g)＋3B(g)3C(g)在一定温度下达到平衡，该反应的平衡常数表达式为 K＝。若各物质的平衡浓度分别为c(A)＝2.0 mol·L－1、c(B)＝2.0 mol·L－1、 c(C)＝1.0 mol·L－1，则K＝。 3、在一密闭容器中，等物质的量的A和B发生如下反应：A(g)＋2B(g)2C(g)，反 应达到平衡时，若混合气体A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为() （三段式写出计算过程） A．40%B．50%C．60%D．7 总结:关于平衡常数我们要注意什么? 【学生活动】课前自习自主学习完成。 【学生展示】自主完成,全体提交,老师批阅 【课堂活动】自主学习课前案反馈，展示学生学案情况，引导他们分析如何解决问题，及时反馈 【学生活动】根据展示总结补充完善基本知识 1、固体及纯液体（浓度视作常数），不写入表达式 2、K代入的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，也不能用物质的量。 3、平衡移动，只要温度不变，K大小不变 4、反应逆向进行或方程式计量数变，K就变 考点专练24 化学反应的方向、化学平衡常数及转化率的计算 两年高考真题演练 1.(2015·天津理综，6)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋m Y(g) 3 Z(g)平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不．正确 ．．的是( ) A．m＝2 B．两次平衡的平衡常数相同 C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1 D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1 2．(2015·重庆理综，7)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)＋H2S(g) COS(g)＋H2(g) K＝0.1 反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是( ) A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应 B．通入CO后，正反应速率逐渐增大 C．反应前H2S物质的量为7 mol D．CO的平衡转化率为80% 3．(2015·四川理综，7)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示： 已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是( ) A．550 ℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动 B．650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0 % C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动 D．925 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K p＝24.0p总 4．(2014·上海化学，14)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 5．(2014·四川理综，7)在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g) M(g)＋N(g)，所得实验数据如下表： 化学平衡中转化率变化的判断技巧 南昌市洪都中学杨晓云 化学平衡移动的内容抽象、思维能力要求高，而判断转化率的变化对学生来说又是一个难点，他们往往把握不准而丢分。学生在解答化学平衡中转化率的变化得分率底，还有另一个原因是题目给的条件分析不透彻。因此，要在课堂上让学生理解转化率的变化，关键是教师要精选例题，特别要引导学生在审题过程中进行4个关注：一要关注容器是否可变，二要关注化学反应是否可逆，三要关注各物质的状态是否都为气体，四要关注反应两边气体体积是否相等。下面就化学平衡移动导致转化率的变化用具体实例进行分析讨论。 一、增大或减少某反应物浓度判断转化率的变化 对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，若增大某一反应物浓度可使另一反应物转化率增大，而自身转化率下降，学生对转化率的这种变化很难接受，故可以设计以下例题帮助学生理解概念。 例1．在557℃时，密闭容器中进行下列反应CO+H2O CO2+H2。 若CO起始浓度为2mol/L（1），水蒸气浓度为3mol/L（2），达到平衡时，测得CO2的浓度为1.2mol/L。求CO及H2O的转化率。 分析：在掌握起始浓度、转化率、平衡浓度之间的关系和正确理解转化率概念的基础上，抓住转化浓度，利用常规解题方法。 CO + H2O(气) CO2 + H2 起始浓度mol/L2300 转化浓度mol/L 1.2 1.2 1.2 1.2 平衡浓度mol/L0.8 1.8 1.2 1.2 所以，CO的转化率=1.2/2×100%=60% H2O(气)的转化率=1.2/3×100%=40% 例2．若将例1中的划线部分（2）改成水蒸气浓度为6mol/L，而其他条件不变，达到平衡时，测得CO2的浓度为1.5mol/L。同样按上述方法求算，可得CO转化率为75% ，H2O的转化率为25%。 例3．若将例1中的划线部分（1）改成CO起始浓度为1mol/L，而其他条件不变，达到平衡时，测得CO2的浓度为0.75mol/L。同样按上述方法求算，可得CO转化率为75% ，H2O的转化率为25%。 以上三小题转化率可归纳为CO + H2O(气) CO2 + H2转化率CO% H2O% 例1起始浓度mol/L2300 60% 40% 例2起始浓度mol/L2600 75% 25% 例3起始浓度mol/L1300 75% 25% 通过以上三题的计算可得出以下结论： 1、增大某一反应物浓度可使其它反应物转化率增大，自身转化率下降； 2、若容器体积不变，使其它反应物的浓度减小，则自身的转化率也下降。 3、若容器体积不变，对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，达到平衡后，按原比例同倍数的增加反应物A和B的量 若a+b 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 化学平衡中转化率求法和规律总结 平衡转化率＝ %100-?该反应物的起始浓度 该反应物的平衡浓度某反应物的起始浓度 或:平衡转化率＝%100-?质的量该反应物的起始起始物量该反应物的平衡物质的量某反应物的起始物质的 平衡转化率＝%100) ()(?或物质的量的浓度质的量该反应物的起始起始物或物质的量浓度量某反应物转化的物质的 【规律】反应物用量的改变对转化率的一般规律 （1）若反应物只有一种：a A(g) b B(g) + c C(g)，在不改变其他条件时（恒温恒容），增加A 的量平衡向正反应方向移动，但是A 的转化率与气体物质的计量数有关：(可用等效平衡的方法分析)。 ①若a ＝ b + c ：A 的转化率不变；②若a ＞ b + c ： A 的转化率增大； ③若a ＜ b + c A 的转化率减小。 （2）若反应物不只一种：a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g)， ①在不改变其他条件时，只增加A 的量，平衡向正反应方向移动，但是A 的转化率减小，而B 的转化率增大。 ②若按原比例同倍数地增加A 和B ，平衡向正反应方向移动，但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关：如a +b = c + d ，A 、B 的转化率都不变；如a + b ＞c + d ，A 、B 的转化率都增大；如a + b ＜ c + d ，A 、B 的转化率都减小。 3、充入“惰性气体”增大压强判断各反应物转化率变化 对于可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，（a ＋b ≠c ＋d ，）在压强变化导致平衡移动时，学生感到困惑的是充入“惰性气体”化学平衡朝哪个方向移动？转化率如何变化？可归纳为以下两方面： （1）恒温恒容条件下充入“惰性气体”，化学平衡不移动。因平衡体系的各组分浓度均未发生变化，故各反应物转化率不变。 （2）恒温恒压条件下充入“惰性气体”，化学平衡向气体体积增大的方向移动。因为此时容器容积必然增大，相当于对反应体系减压，继而可判断指定物质的转化率变化。 4、NO 2、N 2O 4平衡问题2NO 2（g ） N 2O 4（g ） （1）恒温、恒容的条件下，若分别向容器中通入一定量的NO 2气体或N 2O 4气体，重新达到平衡后：可视为加压，平衡都向右移动，达到新平衡时NO 2的转化率都增大，N 2O 4 的转化率将减小。NO 2体积分数减小，N 2O 4体积分数增大，混合气体相对分子质量增大。 若要求某一时刻的转化率只要把平衡时的反应物浓度（或物质的量）改为某一时刻的反应物浓度（或物质的量）即可。 现将有关平衡转化率的问题小结如下： 1. 对有多种反应物的可逆反应达到平衡后加其一。这种情况不管状态如何均认为所加物本身转化率减小其它物质转化率增大 例1： ，反应达到平衡后增大的浓度，则平衡向正反应方向移动，的转化率增大，而的转化率降低。化学平衡 转化率
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