高中化学 化学平衡常数选修4
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第三课时化学平衡常数定温度下的可逆反应m A(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)达平衡后,K =::;2•化学平衡常数K只受温度的影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。
3. K值越大,正向反应进行的程度越大,反应进行的越完全,反应物的转化率越高。
I 化学平衡常数[自学教材填要点]1•概念在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时, 生成物浓度幕之积与反应物浓度幕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。
2. 表达式c p Ccq D对于可逆反应:mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) : K =而厂yD C A C B3. 特点K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度无关。
[师生互动解疑难](1) 各物质的浓度指平衡时的物质的量浓度,指数为该物质的化学计量数。
同一化学反应,由于化学方程式书写不同,平衡常数的表达式不同。
(2) 反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度可看做“ 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。
①若反应方向改变,则平衡常数改变。
②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。
女口N2+ 3H2 2NH3, K = a 则有:2NH3 N2 + 3H2, K'= 1/a。
1 3 〃 12N2+ 2H2 NH3, K〃= a2。
1 . (2011江苏高考)在一定条件下,SO2转化为SO3的反应为:2SO2(g) +02(g) 2SO3(g),该反应的平衡常数表达式K = ________ 。
解析:依据化学反应方程式可书写平衡常数K的表达式。
答案:,/ c2 SO3K — 2 c2 SO2 c O2化学平衡常数的应用1.[自学教材填要点]1.判断反应进行的程度K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大_ 正向反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应的转化率越大;反之,就越不完全,转化率就越小。
高中化学选修四知识点一1、化学平衡常数1对达到平衡的可逆反应,生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比为一常数,该常数称为化学平衡常数,用符号K表示。
2平衡常数K的大小反映了化学反应可能进行的程度即反应限度,平衡常数越大,说明反应可以进行得越完全。
3平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。
对于给定的可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数。
4借助平衡常数,可以判断反应是否到平衡状态:当反应的浓度商Qc与平衡常数Kc 相等时,说明反应达到平衡状态。
2、反应的平衡转化率1平衡转化率是用转化的反应物的浓度与该反应物初始浓度的比值来表示。
如反应物A的平衡转化率的表达式为:αA=2平衡正向移动不一定使反应物的平衡转化率提高。
提高一种反应物的浓度,可使另一反应物的平衡转化率提高。
3平衡常数与反应物的平衡转化率之间可以相互计算。
3、反应条件对化学平衡的影响1温度的影响升高温度使化学平衡向吸热方向移动;降低温度使化学平衡向放热方向移动。
温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。
2浓度的影响增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动;增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。
温度一定时,改变浓度能引起平衡移动,但平衡常数不变。
化工生产中,常通过增加某一价廉易得的反应物浓度,来提高另一昂贵的反应物的转化率。
3压强的影响ΔVg=0的反应,改变压强,化学平衡状态不变。
ΔVg≠0的反应,增大压强,化学平衡向气态物质体积减小的方向移动。
4勒夏特列原理由温度、浓度、压强对平衡移动的影响可得出勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件浓度、压强、温度等平衡向能够减弱这种改变的方向移动。
4、化学反应是怎样进行的1基元反应:能够一步完成的反应称为基元反应,大多数化学反应都是分几步完成的。
2反应历程:平时写的化学方程式是由几个基元反应组成的总反应。
总反应中用基元反应构成的反应序列称为反应历程,又称反应机理。
化学平衡常数
高考频度:★★★★★难易程度:★★★☆☆
在一定条件下,已达平衡的可逆反应:2A(g)+B(g)2C(g),下列说法中正确的是
A.平衡时,此反应的平衡常数K与各物质的浓度有如下关系:K=
B.改变条件后,该反应的平衡常数K一定不变
C.如果改变压强并加入催化剂,平衡常数会随之变化
D.若平衡时增加A和B的浓度,则平衡常数会减小
【参考答案】A
1.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。
(2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,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,由于化学方程式的书写不同,平衡常数的表达式不同,如N2+3H22NH3,K=a则有:2NH3N2+3H2,K′=1/a。
N2+
H2NH3,K″=。
2.化学平衡常数的应用
(1)判断反应进行的程度
K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,正向反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,就越不完全,转化率就越小。
(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)判断平衡移动方向
利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。
对于可逆反应m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g)在任意状态下,生成物的浓度和反应物
的浓度之间的关系用Q=表示,则:
当Q=K时,反应处于平衡状态,v正=v逆;
当Q<K时,反应向正反应方向进行,v正>v逆;
当Q>K时,反应向逆反应方向进行,v正<v逆。
(4)计算转化率
依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度),从而计算反应物的转化率。
1.关于化学平衡常数的叙述中正确的是
A.温度一定,一个化学反应的平衡常数不是一个常数
B.两种物质反应,不管如何书写化学方程式,平衡常数不变
C.温度一定时,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数
D.某一时刻,当生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值小于该温度下的平衡常数时,v正< v逆
2.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.绝热容器中进行该反应,温度不再变化,则达到化学平衡状态
D.该反应的正反应是放热反应
3.汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)。
一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。
下列叙述正确的是
A.温度T下,该反应的平衡常数K=
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0
4.下列反应在210 ℃达到平衡:
①PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=Q1K=1
②CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) ΔH=-Q2K'=5×104
③COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH=Q3K″
(1)根据反应①的平衡常数K表达式,下列等式必定成立的是。
A.c(PCl5)=c(PCl3)=c(Cl2)=1
B.c(PCl5)=c(PCl3)·c(Cl2)=1
C.c(PCl5)=c(PCl3)·c(Cl2)
(2)反应②和反应③的平衡常数K'和K″存在的关系为。
(3)温度不变,降低Cl2的浓度,反应③的K″的值(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)要使反应①和反应②的K值相等,应采取的措施是。
A.反应①、②同时升高温度
B.反应①、②同时降低温度
C.反应①降低温度,反应②维持210 ℃
5.在一定体积的密闭容器中,进行化学反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如表:
T/℃700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式K= 。
(2)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为。
(4)若830 ℃时,向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O,反应达到平衡后,其化学平衡常数K (填“大于”“小于”或“等于”)1.0。
(5)830 ℃时,容器中的反应已达到平衡。
在其他条件不变的情况下,扩大容器的体积,平衡 (填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。
(6)若1 200 ℃时,在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L−1、
2 mol·L−1、4 mol·L−1、4 mol·L−1,则此时上述反应的平衡移动方向为 (填“正
反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
1.【答案】C
2.【答案】C
【解析】升高温度,v(正)、v(逆)均增大,A项错误;FeO、Fe为固体,不能写入K的表达式中,B项错误;温度升高,K增大,说明该反应的ΔH>0,D项错误;该反应为吸热反应,随着反应的进行,绝热容器中的温度会降低,因此温度不再变化时,说明达到化学平衡状态,C项正确。
3.【答案】A
【解析】由曲线a可知,达到平衡时c(N2)=c1mol·L-1,则c(NO)=2(c0-c1)mol·L-1,故K=,A项正确;反应物和生成物都是气体,在恒容密闭容器中,混合气体的密度始终保持不变,B项错误;催化剂的加入只能改变反应速率而不可能使平衡发生移动,故加入催化剂后,反应达到平衡时,c(N2)仍为c1mol·L-1,C项错误;若曲线b对应的条件改变是温度,根据达到平衡时曲线b所用的时间短,可知对应的温度高,升高温度时c(N2)减小,平衡正向移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,D项错误。
4.【答案】(1)C (2)K'=(或K'·K″=1)
(3)不变
(4)A
【解析】该题考查了平衡常数的表达式应用及影响因素等。
(1)根据平衡常数表达式K= =1,故c(PCl5)=c(PCl3)·c(Cl2),C项正确。
(2)②的平衡常数K'=,③的平衡常数K″=,故K'=。
(3)温度不变,K不变。
(4)要使反应①②的K值相等,应使反应①平衡正向移动或反应②平衡逆向移动,反应①、②同时升高温度可以实现,A项符合题意。
5.【答案】(1)
(2)吸热(3)700 ℃
(4)等于(5)不
(6)逆反应方向。