化学平衡4三段式计算

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，生成物与反应物浓度的比值是一个常数，称为化学平衡常数，用符号K表示。

2．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(当K>105时，该反应进行基本完全)。

(2)K只受温度影响。

(3)化学平衡常数指的是某一具体反应的平衡常数。

3．应用(1)判断可逆反应进行的程度。

一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：平衡常数值越大，反应进行程度越大(2)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。

(3)计算平衡体系中的相关量。

根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的浓度、转化率等。

例1．判断正误(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，升高温度，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热。

(√)(7)对于一个可逆反应，化学计量数不同，化学平衡常数的表达式及数值也不同。

(√)二、有关化学平衡常数的计算——起变平“三段式”如mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(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。

mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)c始/(mol·L-1) a b 0 0c变/(mol·L-1) mx nx px qxc平/(mol·L-1) a-mx b-nx px qx则K＝(px)p·(qx)q(a-mx)m·(b-nx)n。

课时 2.4 化学平衡常数及化学平衡计算【学习目标】1、掌握化学平衡常数的书写及化学平衡常数的应用2、掌握化学平衡中三段式计算的方法 【主干知识梳理】一、化学平衡常数1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，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。

这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用K 表示2、表达式：对于可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g))()()()(B c A c D c C c K n m q p ••= (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、化学平衡常数表示的意义(1)平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小，K 值越大，反应进行越完全，反应物转化率越高，反之则越低(2)一般当K ＞105时，该反应进行得基本完全4、使用化学平衡常数应注意的问题(1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关，与压强无关(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做常数“1”而不代入公式CaCO 3(s)CaO(s)+CO 2(g) K== CO 2(g)+H 2(g) CO(g)+H 2O(l) K==(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。

若反应方向改变，则平衡常数改变。

若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会改变N 2+3H 22NH 3 K 1== 2NH 3N 2+3H 2 K 2== 21N 2+23H 2NH 3 K 3==5、化学平衡常数的应用(1)判断、比较可逆反应进行的程度：一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：K 值 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 越大 越大 越大 越小 越高越小 越小 越小 越大 越低(2) (3)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向：对于可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在一定温度的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：)()()()(B c A c D c C c Q n m q p c ••=，Q C 叫该反应的浓度商 ⎩⎪⎨⎪⎧Q c <K ：反应向正反应方向进行，v 正>v 逆Q c ＝K ：反应处于化学平衡状态，v 正＝v 逆Q c >K ：反应向逆反应方向进行，v 正<v 逆【练习1】1、判断正误(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，也能改变化学平衡常数 ( )(3)化学平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动 ( )(4)化学平衡发生移动，化学平衡常数不一定发生变化 ( )2、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 1 S(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 1/K 23、在25 ℃时，密闭容器中X 、Y 、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表，下列说法错误的是( )物质 X Y Z初始浓度/mol·L －1 0.1 0.2 0平衡浓度/mol·L －1 0.05 0.05 0.1A ．反应达到平衡时，X 的转化率为50%B ．反应可表示为X ＋3Y 2Z ，其平衡常数为1 600C ．增大压强使平衡向生成Z 的方向移动，平衡常数增大D ．改变温度可以改变此反应的平衡常数4、汽车尾气里含有的NO 气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致：N 2(g)＋O 2(g)2NO(g) ΔH >0，已知该反应在2 404 ℃时，平衡常数K ＝6.4×10－3。

2014-2015学年度第一学期高二级理科化学导学案第1周编号：3 总编号：3 使用日期：主备人：周军锋审核人：班级：姓名：包组领导：3A（g）+ B（g）=== 2C（g）+ 2D（g）开始物质的量3mol 0 0转化的物质的量mol 1mol平衡时物质的量 2 mol 1mol 1 mol由D的生成量，根据方程式可计算出A、B的转化量分别为、。

所以，B的转化率为=20%。

根据平衡时A的物质的量，A的平衡浓度为2L=L。

探究案合作探究一在一个容积为3L的密闭容器里进行如下反应：反应开始时，，2min末。

（1）试用、和的浓度分别表示该反应的反应速率（2）并求出2min末的浓度合作探究二某温度下，在一个体积为2L的固定不变的密闭容器中充入 SO2和 O2，发生2SO2+O2 2SO3反应．5分钟后反应达到化学平衡状态，测得容器中气体压强变为原来的90%．求(1)以SO3的浓度变化表示该反应的化学反应速率；(2)该反应中SO2的平衡转化率．合作探究三27．将6 mol H2和3 molCO充入容积为0.5 L的密闭容器中，进行如下反应：2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)，6秒末时容器内压强为开始时的倍。

试计算：（1）H2的反应速率是多少（2）CO的转化率为多少检测案1、在一定条件下，将22BA和两种气体通入密闭容器中，反应按22yBxA+C2进行，2秒钟后反应速率如下：)/(5.0)(2sLmolvA⋅=，)/(5.1)(2sLmolvB⋅=，)/(1)(sLmolvC⋅=，则x、y的值分别为（）A．3和2 B．1和3 C．3和1 D．4和52、对于某反应X+3Y=2E+2F，在甲、乙、丙、丁四种不同条件下，分别测得反应速率为甲：m in)/(3.0⋅=LmolvX，乙：m in)/(2.1⋅=LmolvY，丙：m in)/(8.0⋅=LmolvE，丁：m in)/(9.0⋅=LmolvF。

“三段式法”在高中化学平衡类型问题应用解析高中化学中关于化学平衡类题目，是近几年来高考必考内容，而且难度逐年增加。

本文就“三段式法”在高中化学平衡类型问题应用做个解析。

定性或半定量判断化学反应方向、限度时，一般用到勒夏特列原理：当外界条件改变时，平衡总是向削弱这种改变的方向移动。

解决化学平衡的定量计算时，一般立足于以下两个基本关系。

（1）各反应物及生成物的物质的量变化值符合化学反应方程计量比。

（2）平衡常数K。

对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，K=。

应用：①判断反应进行的限度K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。

K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。

②判断反应是否达到平衡状态，化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在任意状态时，浓度商均为Qc=。

Qc>K时，反应向逆反应方向进行；Qc=K时，反应处于平衡状态；Qc<K时，反应向正反应方向进行。

③利用平衡常数判断反应的热效应，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。

一、典例剖析加热N2O5，依次发生的分解反应为①N2O5N2O3+O2，②N2O3N2O+O2；在2L密闭容器中充入8molN2O5，加热到t℃，达到平衡状态后O2为9mol，N2O3为3.4mol。

则t℃时反应①的平衡常数为（）。

A．10.7B．8.5C．9.6D．10.2答案：B。

解析：题设中有两个反应，可理解为先发生反应①，其中生成的N2O3有一部分再发生分解反应②，且在两个反应中都有O2生成，再由已知条件列方程组求解。

设反应①中生成N2O3物质的量浓度为x，反应②中生成N2O物质的量浓度为y。

则：N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)N2O3(g)N2O(g)+O2(g)起始浓度/(mol·L-1) 4 00 x00转化浓度/(mol·L-1)x x x y y y平衡浓度/(mol·L-1) 4-x x x x-y y y依题意O2的平衡浓度为x+y=4.5mol·L-1，N2O3的平衡浓度为x-y=1.7mol·L-1。

化学平衡常数及平衡转化率的计算热点思维】1、如何运用“三段式”模式进行化学平衡计算?根据反应进行（或平衡移动）的方向，设某反应物消耗的量，然后列式求解例：m A+n B〜-p C+q D起始量：ab00变化量：mxnx pxqx平衡量：a-mx b-nx pxqx注意：①变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。

②这里a、b可指：物质的量、浓度、体积等。

③弄清起始量、平衡量、平衡转化率三者之间的互换关系。

④在使用平衡常数时，要注意反应物或生成物的状态。

2、化学平衡常数的意义是什么?使用化学平衡常数应注意哪些问题?（1）化学平衡常数的意义：①化学平衡常数可表示反应进行的程度。

K越大，反应进行的程度越大，K>105时，可以认为该反应已经进行完全。

虽然转化率也能表示反应进行的程度，但转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。

②K的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起始浓度无关。

(2)在使用化学平衡常数时应注意：①不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀溶液中水的浓度写进平衡常数表达式中，但非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。

②同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。

因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则就没有意义。

【热点考题】【典例】【2014年高考四川卷第7题】在10L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：下列说法正确的是A.实验①中，若5min时测得n(M)=0.050mol，则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率u(N)1.0x10」2mol/(L・min)B.实验②中，该反应的平衡常数K=2.0C.实验③中，达到平衡是，X的转化率为60%D.实验④中，达到平衡时，b>0.060【答案】C【解析】取冥验①中，若血in时测得n(M)=0.050mol；浓度是0.0050mol/L^贝H根据反应的化学方程式可知，同时主成的N的物质的量也是O.OOBOmol/L，因此0至血山时间内，用M 表示的平均反应辭U(N)=0.0050mol/L-r-5min=l.OX10_3mol/(L■min)；A不正确；E、实验②中，平衡时M的浓度是0.OOSOmol/L；则同时生成的N的浓度是0.OOSOmol/L,'消耗X与Y的浓度均是0.0080moL/L,因此平衡时蓝和Y的浓度分别为0.01mol/L-0.0080jnoL/L=0.002jnoL/L,0.04mol/L-0.0080mol/L=0.032mol/L,因此反应的平衡常数^To02X0.032°=b B 不正确'亡、根据反应的化学方程式可灿如果X的转化率为旳虬则X(g)+Y(g)亍二M(g)+N(g)转化浓度(mol/L)0.0120.0120.0120.012为砂緞C 正确；70013时X(g)++N(g)起始液度(mol/L)0.040 0.010 0 转化液度(mol/ll)0.009 0.009 0.009 平衡浓度(mol/L)0.031 0.0010.0090 0.009 0.0090.009x0.0090.031x0.001 =2.9>1,这说明升高温度平衡常数减小,温度不变，平衡常数不变，则在;:鶯;囂=1,即反应达到平衡状态，因此最终平衡时蓝的转化率即平衡向逆反应方向移动，因此正方应是放热反应。

化学平衡的有关计算一．化学平衡计算的基本模式——三段式mA + nB == pC + qD起始浓度 a b c d转化浓度X平衡浓度各物质的转化浓度之比=转化率=恒温恒容时：p1/p2=恒温恒压时: v1/v2==混合气体平均式量的计算：（A.B.C三气体混合）M= M（A）×a%＋M（B）×b%＋M（C）×c%（a%.c%. b%表示三种气体的体积分数或物质的量分数）或M=m总/n总例 1. X.Y.Z都是气体，反应前X.Y的物质的量之比是1:2，在一定条件下可逆反应：X＋2Y==2Z达平衡时，测得反应物总得物质的量等于生成物总得物质的量，则平衡时x 的转化率为（）A 80 %B 20 %C 40%D 60%练. 将2molN2和6molH2置于密闭容器中，当有25%的N2转化为NH3达到平衡，计算：（1）平衡时混合物中各组成成分的物质的量。

（2）平衡时气体的总物质的量（3）平衡时混合物中各组分的物质的量的百分含量，体积百分含量（4）平衡混合气的平均相对分子质量（5）容器中反应前后的压强比二．化学平衡题的特殊解法1. 极端法例2 在密闭容器中进行下列反应：X2(g)＋Y2(g)==2Z(g) 已知X2，Y2。

Z的起始浓度分别为0.1mol/L 0.3mol/L 0.2mol/L.当反应在一定条件下达到平衡时。

各物质的浓度有可能是（）A Z为0.3mol/LB Y2为0.2mol/LC X2为0.2mol/LD Z为0.4mol/L2 假设法例3在密闭容器中某反应mA(g)＋nB(g) == pC(g)＋qD(g) . 平衡时测得A的浓度为0.5mol/L.保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时的浓度为0.2mol/L，下列有关判断正确的是（）A m＋n = p＋qB 平衡向正反应方向移动C B 的转化率降低D C的体积分数下降3 估算法例4 在一个容积为VL的密闭容器中放入2LA（g）和1LB（g），在一定条件下发生下列反应3A(g) ＋B(g) == nC(g) ＋2D(g) 达到平衡后A物质的量浓度减小1/2.混合气体的平均摩尔质量增大1/8.则该反应的化学方程式中n的值是( )A 1B 2C 3D 44 守恒法例5. m molC2H2跟n molH2在密闭容器中反应，达到平衡时，生成p molC2H4，将平衡混合气体完全燃烧生成CO2和H2O，所需氧气的物质的量是（）A 3m＋n molB 5/2m＋1/2n－3p molC 3m＋n＋2 p molD 5/2m＋1/2n mol。