化学平衡常数与转化率及习题(学生)

化学平衡常数与转化率及习题(学生)

化学平衡常数与转化率

一、化学平衡常数

1、概念：在一定温度下，对于一个可逆反应aA＋bB cC＋dD达到平衡后，生成物浓度

以其计量系数的幂次方的乘积和反应物浓度以其计量系数的幂

次方的乘积之比是一个常数。用K表示。

即：K=C c(C)C d(D)

C a(A)C b(B)单位：(mol/L)

(c+d-a-b)

2、意义：平衡常数是衡量一个可逆反应在一定温度下反应程度的化学量。平衡

常数越大，反应进行越彻底，转化率就越高。平衡常数越小，反应进

行越不彻底，转化率越低。

3、特征：平衡常数在一定温度下是一个常数，不随浓度、压强、催化剂的改变

而改变。只随温度的改变而改变，也就是说，平衡常数只是温度的函

数。

4、注意：①对于固体和纯液体，改变用量不改变浓度，所以，固体和纯液体不

列入平衡常数的表达式中。

例如：C (s)＋H 2O(g) CO(g) ＋H2 (g)，K= C(CO)·C(H2) C(H2O)

例如：CH 3COO－(aq)＋H2O(l) CH3COOH (aq)＋OH－(aq) K= C(CH3COOH)·C(OH－)

C(CH3COO－)

②对于溶液中进行的可逆反应，实际不参加反应的离子不列入平衡常

数的表达式。

例如：FeCl 3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl K=

C[Fe(SCN)2＋] C(Fe3＋)·C(SCN－)

③平衡常数的表达式与方程式书写有关。可以联立几个方程式确定一个新反应的平衡常数。逆反应的平衡常数是正反应的平衡常数的倒数。方程式乘一个系数，平衡常数变为原平衡常数以该系数的幂次方；方程式相加，是原平衡常数相乘；方程式相加，是原平衡常数相除。

例如：CH 3COOH CH3COO－＋H＋K a= C(CH3COO－)·C(H＋) C(CH3COOH)

H 2O H＋＋OH－K w= C(H＋)·C(OH－)

CH 3COO－(aq)＋H2O(l) CH3COOH (aq)＋OH－(aq)

K h= C(CH3COOH)·C(OH－)

C(CH3COO－)

=

K w

K a

二、平衡常数的运用

1、用于相同温度下比较反应进行程度。K值越大，反应进行越彻底。对于弱酸，

K a越大，

酸性越强；对于弱碱，K b越大，碱性越强；对于盐类水解，K h越大，水解越彻底。

2、用于与浓度商一起判断平衡移动的方向。

浓度商：在一定温度下，对于一个可逆反应aA＋bB cC＋dD，任意时刻，生成物浓度以其计量系数的幂次方的乘积和反应物浓度以其计量系

数的幂次方的乘积之比叫浓度商。

判断方向：①Q c>K，平衡朝逆反应进行；

②Q c=K，恰好达到平衡状态，平衡不移动；

③Q c

3、用于判断反应的能量特征，即判断正反应是吸热反应还是放热反应。

①若升高温度，K值增大，则说明平衡朝正反应方向移动，正反应是吸热反

应。

②若升高温度，K值减小，则说明平衡朝逆反应方向移动，正反应是放热反

应。

4、用于计算不同浓度下可逆反应的转化率：同一温度下的同一可逆反应，不同

浓度下，可

能有不同转化率，但平衡常数相同。可以通过平衡常数相等建立方程，计算比较转化率。

三、转化率

1、概念：转化率是可逆反应中，反应物反应的物质的量占该反应物物质的量的

分数。用α表示。即：α=n(反应)

n(总)

×100%

2、意义：转化率也用来表示反应的进行程度。在相同温度条件下，相同浓度的

的反应物转化率越高，反应进行越彻底。

3、特征：转化率不仅与温度有关，还与浓度、压强有关。所以用转化率说明进

行程度时，没有平衡常数科学。只有在同温度同浓度的条件下，才能

正确比较不同反应的进行程度。

4、注意：①在电离平衡中，电离度相当于电离平衡的转化率；在水解平衡中，

水解度相当于水解平衡的转化率。

②同一个反应，在相同的条件下，若正反应的转化率为α，则逆反应

的转化率就为（1—α）。

③一般来说，加入一种反应物，另一种反应物的转化率增大，自身的

转化率降低。

四、强化练习

化学反应速率高考题

1、(2013四川理综, 6,6分) 在一定温度下, 将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中, 发生反应X(g) +Y(g) 2Z(g)ΔH< 0, 一段时间后达

:

t/min 2 4 7 9

n(Y)

/mol

0.12 0.11 0.10 0.10

A. 反应前2 min的平均速率v(Z) =2.0×10-3 mol/(L·min)

B. 其他条件不变, 降低温度, 反应达到新平衡前v(逆) > v(正)

C. 该温度下此反应的平衡常数K=1.44

D. 其他条件不变, 再充入0.2 mol Z, 平衡时X的体积分数增大

2、(2012福建, 12,6分) 一定条件下, 溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如下图所示。下列判断正确的是()

A. 在0~50 min之间, pH=2和pH=7时R的降解百分率相等

B. 溶液酸性越强, R的降解速率越小

C. R的起始浓度越小, 降解速率越大

D. 在20~25 min之间, pH=10时R的平均降解速率为0.04 mol·L-1·min-1

3、(2012上海, 18,4分) 为探究锌与稀硫酸的反应速率[以v(H2) 表示], 向反应混合液中加入某些物质, 下列判断正确的是()

A. 加入NH4HSO4固体, v(H2) 不变

B. 加入少量水, v(H2) 减小

C. 加入CH3COONa固体, v(H2) 减小

D. 滴加少量CuSO4溶液, v(H2) 减小

4、(2011安徽, 9,6分) 电镀废液中Cr2O72-可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4): Cr2O72- (aq) +2Pb2+(aq) +H2O(l) 2PbCrO4(s) +2H+(aq)ΔH< 0

该反应达平衡后, 改变横坐标表示的反应条件, 下列示意图正确的是()

5、(2012广东, 31,16分) 碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 mol·L-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1 K2S2O8、0.10 mol·L-1 Na2S2O3等试剂, 探究反应条件对化学反应速率的影响。

已知: S2O82-+2I-2SO42-+I2(慢)

I2+2 S2O32-2I-+S4O62- (快)

(1) 向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液, 当溶液中的耗尽后, 溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色, S2O32-与S2O82-初始的物质的量需满足的关系为: n(S2O32-) ∶n(S2O82-) 。

:

实验序号体积V/mL

K2S2O8溶液水 KI溶液N a2S2O3溶液淀粉溶液

①10.0 0.0 4.0 4.0 2.0

②9.0 1.0 4.0 4.0 2.0