化学平衡常数学案

化学平衡常数

适用学科化学适用年级高二适用区域天津课时时长（分钟）60 知识点化学平衡常数的定义

影响平衡常数的因素

学习目标1、化学平衡常数的概念

2、化学平衡常数表达式

3、影响化学平衡常数的因素

学习重点1、化学平衡常数的概念

2、化学平衡常数的表达式

学习难点1、化学平衡常数表达式

学习过程

一、复习预习

平衡常数表达式及其意义

对于化学反应mA+nB pC+qD

在一定温度下达到化学平衡时，其平衡常数表达式为：

二、知识讲解

考点1、平衡常数的书写

在应用平衡常数表达式时，稀溶液中的水分子浓度可不写。因为稀溶液的密度接近于1 g／mL。水的物质的量浓度为55.6 mol／L。在化学变化过程中，水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去。例如：

平衡常数表达式为：

对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度同样是常数。

考点2、含有固体物质的平衡常数书写

当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响，因此，固体的“浓度”作为常数，在平衡常数表达式中，就不写固体的浓度。例如，赤热的四氧化三铁与氢气的反应：

平衡常数K＝c(CO2)

考点3、系数为分数的平衡常数书写

化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，由于书写的方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数就不同。但是这些平衡常数可以相互换算。例如：氨的合成反应，如写成

三、例题精析

【例题1】

【题干】下列说法正确的是() A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的

B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小

C．常温下，反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0

D．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH>0

【答案】C

【解析】反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的。若ΔH<0，ΔS>0，则一定自发，若ΔH>0，ΔS<0，则一定不能自发，若ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，反应能否自发，和温度有关，A、B错误；C项中反应的ΔS>0，若ΔH<0，则一定自发，现常温下不自发，说明ΔH>0，正确；D项中反应的ΔS<0，能自发，说明ΔH<0，错误。

【例题2】

【题干】反应Fe(s)＋CO2(g)=FeO(s)＋CO(g)，700 ℃时平衡常数为1.47,900 ℃时平衡常数为2.15。下列说法正确的是() A．升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小

B ．该反应的化学平衡常数表达式为K ＝c FeO ·c CO

c Fe ·c CO2

C ．该反应的正反应是吸热反应

D ．增大CO2浓度，平衡常数增大 【答案】C 。 【解析】

A 项，升温，正、逆反应速率均增大，不正确；

B 项，该化学平衡常数表达式为c CO

c CO2；

C 项，升温，平衡常数增大，表明平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应，故正确；

D 项，增大反应物浓度，平衡常数不变，故不正确。

【例题3】

【题干】加热N 2O 5，依次发生的分解反应为①N 2O 5(g)=N 2O 3(g)＋O 2(g)，②N 2O 3(g)=N 2O(g)＋O 2(g)。在容积为2 L 的密闭容器中充入8 mol N 2O 5，加热到t ℃，达到平衡状态后O 2为9 mol ，N 2O 3为3.4 mol ，则t ℃时反应①的平衡常数为

( )

A ．10.7

B ．8.5

C ．9.6

D ．10.2

【答案】B 【解析】 N 2O 5=N 2O 3＋O 2 起始/mol 8

0 0

平衡/mol 8－x x x

起始/mol x

0 平衡/mol

x －y y

y

⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋y ＝9x －y ＝3.4，则⎩⎪⎨⎪⎧

x ＝6.2y ＝2.8

所以K(①)＝c O2·c N2O3

c N2O5＝92×3.421.8

2

＝8.5，B 正确。

【例题4】

【题干】某温度下，将2 mol A 和3 mol B 充入一密闭容器中，发生反应：a A(g)＋B(g)

C(g)＋D(g)，5 min 后达到平衡，已知该温度下其平衡常数K ＝1，若温度不变时

将容器的体积扩大为原来的10倍，A 的转化率不发生变化，则( )

A ．a ＝3

B ．a ＝2

C ．B 的转化率为40%

D ．B 的转化率为60% 【答案】C 【解析】

选C 温度不变，扩大容器体积(相当于减小压强)时，A 的转化率不变，说明反应前后气体的体积不变，即a ＝1，A 、B 错误；设达到平衡时，B 的转化量为x mol ，则A 、B 、C 、D 的平衡量分别为(2－x ) mol 、(3－x ) mol 、x mol 、x mol ，设容器体积为1 L ，则平衡常数K ＝1＝x 2

2－x

3－x

，解得x ＝1.2，B 的转化率＝1.2÷3×100%＝40%，所以C 正确，D

错误。

【例题5】

【题干】一定温度下 ，在容积为 2 L 的密闭容器中发生反应CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g)，部分数据如表所示(表中t 2>t 1)。

反应时间 (min) n (CO) (mol) n (H 2O) (mol) n (CO 2) (mol) n (H 2) (mol) 0 1.20 0.60 0 0 t 1 0.80 t 2

0.20

下列说法正确的是( )