下载文档原格式
高考化学一轮复习讲义—化学平衡常数的计算[复习目标]1.掌握平衡常数和平衡转化率计算的一般方法。
2.了解速率常数与化学平衡常数的关系并能进行有关计算。
考点一化学平衡常数与平衡转化率的计算1．常用的四个公式公式备注反应物的转化率n 转化n起始×100%＝c 转化c起始×100%①平衡量可以是物质的量、气体的体积；②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数生成物的产率实际产量理论产量×100%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%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%2.平衡常数的计算步骤(1)写出有关可逆反应的化学方程式，写出平衡常数表达式。
(2)利用“三段式”(见化学反应速率及影响因素)，确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。
(3)将平衡浓度代入平衡常数表达式。
(4)注意单位的统一。
3．压强平衡常数(1)以a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)为例，K p ＝p c C ·p d D p a A ·p b B[p (X)：X 在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。
(2)计算方法①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。
②计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。
③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)。
④根据平衡常数计算公式代入计算。
例一定温度和催化剂条件下，将1mol N 2和3mol H 2充入压强为p 0的恒压容器中，测得平衡时N 2的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(K p )。
答案163p 20解析N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)起始/mol 130变化/mol 0.5 1.51平衡/mol0.51.51平衡时p (N 2)＝0.53p 0、p (H 2)＝1.53p 0、p (NH 3)＝13p 0。
高中化学一轮复习有关化学平衡常数的计算夯实基础知识1．一个模式——“三段式”如m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，令A 、B 肇始物质的量浓度分别为a mol·L －1、b mol·L －1，抵达均衡后消耗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 0c 转/mol·L －1 mx nx px qxc 平/mol·L －1 a －mx b －nx px qxK ＝(px )p ·(qx )q(a －mx )m ·(b －nx )n。
2．明确三个量的干系(1)三个量：即肇始量、变化量、均衡量。
(2)干系①敷衍联合反响物，肇始量－变化量＝均衡量。
②敷衍联合生成物，肇始量＋变化量＝均衡量。
③各转化量之比即是各反响物的化学计量数之比。
3．掌握四个公式(1)反响物的转化率＝n (转化)n (肇始)×100%＝c (转化)c (肇始)×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)均衡时混合物组分的百分含量＝均衡量均衡时各物质的总量×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%。
深度思考将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下产生下列反响：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)，②2HI(g)H2(g)＋I2(g)。
抵达均衡时：c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HI)＝4 mol·L－1，则此温度下反响①的均衡常数为___________________________________________________________。
授课主题化学平衡常数、转化率及反应方向的推断教学目的能够写出化学平衡常数的表达式；可以计算出物质的平衡转化率；教学重难点推断反应是否达到平衡状态；反应物平衡转化率的变更推断；焓变、熵变及化学反应方向的关系教学内容本节学问点讲解1．化学平衡常数（1）定义在肯定温度下，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，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）表达式对于一般的可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，K=(C)(D) (A)(B)p qm nc cc c⋅⋅。
（3）应用①推断反应进行的限度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。
K <10−510−5~105>105反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全②推断反应是否达到平衡状态化学反应a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g)在随意状态时，浓度商均为Q c=(C)(D) (A)(B)c da bc cc c⋅⋅。
Q c>K时，反应向逆反应方向进行；Q c=K时，反应处于平衡状态；Q c<K时，反应向正反应方向进行。
③利用平衡常数推断反应的热效应若上升温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若上升温度，K值减小，则正反应为放热反应。
2．转化率对于一般的化学反应：a A＋b B c C＋d D，达到平衡时反应物A的转化率为α(A)＝A AA的初始浓度－的平衡浓度的初始浓度×100％＝0(A)(A)(A)c cc×100％［c0(A)为起始时A的浓度，c(A)为平衡时A的浓度］反应物平衡转化率的变更推断推断反应物转化率的变更时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视详细状况而定。
常见有以下几种情形：反应类型条件的变更反应物转化率的变更有多种反应物的可逆反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g) 恒容时只增加反应物A的用量反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大同等倍数地增大（或减小）反应物A、B的量恒温恒压条件下反应物转化率不变恒温恒容条件下m+n>p+q反应物A和B的转化率均增大m+n<p+q反应物A和B的转化率均减小m+n=p+q反应物A和B的转化率均不变只有一种反应物的可逆反应m A(g)n B(g)+p C(g) 增加反应物A的用量恒温恒压条件下反应物转化率不变恒温恒容条件下m>n+p反应物A的转化率增大m<n+p反应物A的转化率减小m=n+p反应物A和B的转化率不变3.化学反应进行的方向一、自发过程1．含义在肯定条件下，不须要借助外力作用就能自动进行的过程。
第34讲化学平衡常数及转化率的计算[课程标准] 1.提取信息计算化学平衡常数及转化率。
2.了解压强平衡常数的含义，并能进行简单计算。
考点一化学平衡常数及转化率的计算方法——“三段式”法1．分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。
2．明确三个关系(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参加反应的物质的化学计量数之比。
3．计算模型——“三段式”法(1)步骤：书写(写出有关化学平衡的化学反应方程式)―→列变量(列出各物质的起始、变化、平衡量)―→计算(根据已知条件列方程式计算)。
(2)模式：如反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质的量(mol)分别为a 、b ，达到平衡后，A 的消耗量为mx ，容器容积为1L 。
m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)起始/mol a b 00变化/mol mx nxpx qx 平衡/mola －mxb －nxpxqx①求平衡常数：K ＝（px ）p ·（qx ）q （a －mx ）m ·（b －nx ）n ②求转化率转化率＝某参加反应的物质转化的量某参加反应的物质起始的量×100%，如α(A)平＝mxa ×100%。
(3)依据上述(2)中的三段式填空：①c 平(A)＝(mol·L －1)。
②α(A)平＝×100%。
③φ(A)＝×100%。
④p （平）p （始）＝。
⑤ρ(混)＝(g·L －1)。
⑥M ＝(g·mol －1)。
答案：①a －mx ②mx a③a －mxa ＋b ＋（p ＋q －m －n ）x ④a ＋b ＋（p ＋q －m －n ）xa ＋b⑤a ·M (A)＋b ·M (B)⑥a ·M （A ）＋b ·M （B ）a ＋b ＋（p ＋q －m －n ）x一、化学平衡常数与转化率的计算1．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)H2(g)＋I 2(g)。
考点六十四化学平衡常数聚焦与凝萃1．理解化学平衡常数的定义并能进行简单计算；2．利用化学平衡常数判断反应方向。
解读与打通常规考点化学平衡常数1．概念：在一定温度下，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比值，用符号K表示。
2．表达式：对于一般的可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，在一定温度下达到平衡时：K＝c p C·c q Dc m A·c n B3．意义：（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。
注意：（1）化学平衡常数K只针对达到平衡状态的可逆反应适用，非平衡状态不适用。
（2）表达式中各物质的浓度是平衡时的浓度，不是起始浓度也不是物质的量。
（3）对于一个具体的可逆反应，平衡常数K只与温度（T）有关，与反应物或生成物的浓度无关。
（4）化学平衡常数K的表达式与可逆反应的方程式书写形式有关。
如正逆反应的化学平衡常数不一样，互为倒数关系。
若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。
（5）反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度看视为常数，是固定不变的，不能代入平衡常数表达式中。
（6）稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度不必写在平衡常数表达式中。
（7）一般情况下，对于正反应是吸热反应的可逆反应，升高温度，K 值增大；而对于正反应为放热反应的可逆反应，升高温度，K 值减少。
4．化学平衡常数K 的应用（1）化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志：K 值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越高。
反之，则相反。
一般地，K ＞105时，该反应就进行得基本完全了。
可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。
第3节 化学平衡常数 化学反应进行的方向明考纲析考情考点1 化学平衡常数及其应用1．化学平衡常数 (1)概念在一定温度下，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)表达式对于一般的可逆反应：m A(g)＋np C(g)＋q D(g)，在一定温度下达到平衡时：K＝c pc q c mc n(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①K 值越大，反应物的转化率越高，正反应进行的程度越大，一般来说，K ≥105认为反应进行的较完全。
②K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，与压强变化、是否使用催化剂无关。
③化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。
2．平衡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。
对于反应：aA(g)＋bc C(g)＋d D(g)，反应物A 的转化率可以表示为α(A)＝A 的初始浓度－A 的平衡浓度A 的初始浓度×100%。
易错警示 (1)计算平衡常数利用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。
(2)若反应方向改变，则平衡常数改变。
若方程式中各物质的计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变，但意义不变。
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)C(s)＋H 2＋H 2(g)的平衡常数表达式为K ＝c c 2cc2。
(×)(2)恒温、恒容条件下，发生反应2SO 2(g)＋O 23(g)达到平衡，向容器中再充入1 mol SO 2，平衡正向移动，化学平衡常数增大。
(×)(3)化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关；温度越高，化学平衡常数越大。
(×)(4)改变条件，使反应物的平衡转化率都增大，该可逆反应的平衡常数一定增大。
(×) (5)改变条件，平衡右移，则反应物的转化率一定增大。
对于一般的可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，在一定温度下达到平衡时：K＝c p?C?·c q?D?c m?A?·c n?B?以一元弱酸HA为例：HA H＋＋A－，电离常数K a＝c?H＋?·c?A－?c?HA?因素度，K值增大高温度，K w增大质的性质和温度有关考点一化学平衡常数常考题型1.求解平衡常数；2．由平衡常数计算初始(或平衡)浓度；3．计算转化率(或产率)；4．应用平衡常数K判断平衡移动的方向(或放热、吸热等情况)。
对策从基础的地方入手，如速率计算、“三阶段式”的运用、阿伏加德罗定律及其推论的应用、计算转化率等，这些都与化学平衡常数密不可分(严格讲电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡也是化学平衡，只是在溶液中进行的特定类型的反应而已)，要在练习中多反思，提高应试能力。
1．高炉炼铁过程中发生的主要反应为13Fe2O3(s)＋CO(g)23Fe(s)＋CO2(g)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：温度/℃ 1 000 1 150 1 300平衡常数 4.0 3.7 3.5请回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)；(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。
求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝________，CO的平衡转化率＝________。
2．已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH＞0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝1 mol/L，c(N)＝2.4 mol/L；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。
(2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
2008高考化学一轮复习化学平衡常数
一、课标要求：
1、加深对化学平衡常数的理解
2 、利用化学平衡常数进行简单计算
二、教学、学习过程：
（一）化学平衡常数的理解
1、化学平衡常数定义：
一定温度下，对于已达平衡的反应体系中，生成物以它的化学计量数为乘幂的浓度之积除以反应物以它的化学计量数为乘幂的浓度之积。
2、平衡常数的数学表达式及单位：
如对于达到平衡的一般可逆反应：aA + bB pC + qD反应物和生成物平衡浓度表示为C(A) 、 C (B)、C(C) 、C(D)
化学平衡常数：K c= c p（C）·c q（D）/c a（A）·c b（B）。
K的单位为(mol·L-1) n
[思考与交流] K值的大小说明了什么? 化学平衡常数与哪些因素有关？
3、K值的大小意义：
（1）K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。
（2）一般当K＞105时，该反应进行得基本完全。
4、影响化学平衡常数的因素：
（1）化学平衡常数只与温度有关，升高或降低温度对平衡常数的影响取决于相应化学反应的热效应情况；反应物和生成物的浓度对平衡常数没有影响。
（2）反应物和生成物中只有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。
（3）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
若改变反应方向，则平衡常数改变；
若方程式中的化学计量系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会发生改变。
（二）化学平衡常数的应用及计算
1、利用平衡常数解释浓度改变对化学平衡的影响。
例题1、A 、B、 C、D为四种易溶物质，它们在稀溶液中建立如下平衡：A+2B+H 2O C+D。
当加水稀释时，平衡向（填“正”或“逆”）反应方向移动，理由是解析：该化学平衡常数K c=[C]·[D]/[A]·[B]2，加水稀释后，A 、B、 C、D四种物质稀释相同的倍数，但Q c=c（C）·c（D）/c（A）·c（B）2＞K c，所以加水稀释后，平衡向逆方向移动。
2、利用平衡常数解释压强改变对化学平衡的影响
例2、在密闭容器中进行的如下反应：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）。
SO2的起始浓度是0.4mol/l, O2的起始浓度是1mol/l,当SO2的转化率为80%时,反应达到平衡状态.
（1）求反应的平衡常数
（2）若将平衡时反应混合物的压强增大1倍,平衡将如何移动?
（3）若将平衡时反应混合物的压强减少1倍,平衡将如何移动?
（4）平衡时保持体积不变,向平衡混合气体中充入稀有气体Ar,使体系总压变为原来的3倍,平衡又将如何移动?
解析: 2SO 2（g）+O2（g）2SO3（g）
2 1 2
起始时(mol/l) 0.4 1 0
转化了(mol/l) 0.4×80% 1/2×0.4×80% 0.32
平衡时(mol/l) 0.08 0.84 0.32
平衡常数K=0.322／(0.84 ×0.082)= 400/21；压强增大1倍,各组分的浓度增大1倍；
Q c=0.642／(1.68 ×0.162)=200/21＜400/21.即Q c＜K,所以平衡向正方向移动.同理压强减少1倍,各组分的浓度减少1倍,经过计算Q c＞K,所以平衡向逆方向移动. 向平衡混合气体中充入稀有气体Ar,总压增大，但反应混合物中的各组分的浓度不发生改变，所以平衡不发生移动。
3、利用平衡常数判断反应的热效应和比较反应速率及求解转化率
（１）若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为热反应（吸热反应）
（２）若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为热反应（放热反应）
例3、在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：其化学平衡常数K与温度t的关系如下：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
请回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数K = 。
（2）该反应为反应。
（填“吸热”或“放热”）
（3）800℃，固定容器的密闭容器中，放入混合物，其始浓度为c(CO) =0.01mol/L, c(H2O) =0.03mol/L, c(CO2) =0.01mol/L, c(H2) =0.05mol/L ,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率 (填＂大＂＂小＂或＂不能确定＂)
(4)830℃,在1L的固定容器的密闭容器中放入2molCO2和1molH2,平衡后CO2的转化率为 , H2的转化率为 .
解析：由平衡常数的定义知该反应的化学平衡常数K的表达K=c(CO)×c(H2O)/c(CO2)×c(H2) ;. 可逆反应的平衡常数一般只随温度的改变而改变，吸热反应的平衡常数随温度升高而增大，放热反应的平衡常数随温度升高而减小；由表中数据知该反应随温度的升高而增大,可推知升高温度,平衡向正反应方向移动,所以该反应为吸热反应.把起始浓度代入平衡常数的表达式中,其比值小于800℃时的K值,则反应将向正反应方向移动, H2O的消耗速率比生成速率小;830℃时,平衡常数为1,设反应中转化的CO2浓度为x,则反应过程中物质浓度的变化情况为
CO 2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
起始时(mol/l) 2 1 0 0
转化了(mol/l) x x x x
平衡时(mol/l) 2－x 1－x x x
据平衡常数的关系可得(2－x) ×(1－x )= x×x,解得x=2/3, 则平衡后CO 2的转化率为1/3,H 2的转化率为2/3.
例4、反应SO 2(g)+ NO 2
(g) SO 3
(g)+NO(g) ,若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L 的SO 2(g)和NO 2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO 2(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。
（9/4）
（2）若SO 2(g)的初始浓度增大到3mol/L,则它们的转化率变为多少？
课堂练习1、抽烟对人体有害。
烟草不完全燃烧产生的一氧化碳被吸进肺里跟血液中的血红蛋白（用Hb •O 2表示）化合，发生下述反应：CO+Hb •2+Hb •CO 实验表明，Hb •CO 的浓度
即使只有Hb •O 2浓度的2%，也足以使人的智力受损。
试回答：（1）上述反应的平衡常数表达式为：K= 。
（2）抽烟后，吸入肺部的空气中测得的CO 和O 2的浓度分别为10
-6摩/升和10-2摩/升。
已知37℃时，平衡常数K=220，这时Hb •CO 的浓度 （填大于、
等于或小于）Hb •O 2浓度的0.02倍。
参考答案：K= 大于
课堂练习2．在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：
2SO 2（g ）＋ O 2 (g) 2SO 3(g) ⊿H ＜0
（1）写出该反应的化学平衡常数表达式K ＝
（2）降低温度，该反应K 值 ，
二氧化硫转化率 ，化学反应速率
（以上均填增大、减小或不变）
（3）600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混
合，反应过程中SO 2、O 2、SO 3物质的量变化如图，
反应处于平衡状态的时间是 。
（4）据图判断，反应进行至20 min 时，曲线发生变化的原因是 （用文字表达）；10 min 到15 min 的曲线变化的原因可能是 （填写编号）。
A 加了催化剂 B. 缩小容器体积 C. 降低温度 D. 增加SO 3的物质的量
参考答案：（1） （2）增大 增大 减小
（3）15－20 min 和25－30 min
（4）增加了O 2的量；a ；b
)O ()SO ()SO (22232c c c。
