卷11《化学平衡常数和化学平衡计算》

化学平衡与平衡常数的计算化学平衡是指在一个封闭系统中，各种反应物之间的反应速率达到一定的平衡状态，即正向反应和逆向反应的速率相等的状态。

在化学平衡中，平衡常数是用来描述反应物与生成物之间的物质浓度或压强的关系的。

平衡常数的计算方法因反应类型而异。

在这篇文章中，我们将探讨平衡常数计算的几种常见方法。

一、理想气体状态下的平衡常数计算对于理想气体状态下的反应，平衡常数的计算可以通过平衡态下各反应物与生成物的物质浓度之比得出。

以一般的气体反应为例，假设反应方程式为：aA + bB ⇌ cC + dD其中，A、B、C、D分别代表反应物和生成物，a、b、c、d为反应物和生成物的摩尔系数。

平衡常数Kc的定义为：Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中，[A]、[B]、[C]、[D]分别代表反应物和生成物的物质浓度。

二、液体和溶液状态下的平衡常数计算对于液体和溶液状态下的反应，常常使用溶液中各反应物和生成物的摩尔浓度（mol/L）来计算平衡常数Kc。

同样以一般的液体或溶液反应为例，反应方程式为：aA + bB ⇌ cC + dD平衡常数Kc的计算依然是根据物质的浓度之比，计算方法与气体反应类似。

三、气相反应和溶液反应间的关系在某些情况下，气相反应和溶液反应之间存在关联。

当溶液反应的反应物或生成物同时是气体时，该反应满足Henry定律，可以通过溶液中溶质的分压与溶解度之间的关系计算平衡常数Kc。

Henry定律表达式为：P = K × C其中，P为气体的分压，K为Henry常数，C为溶质的摩尔浓度。

四、温度对平衡常数的影响在计算平衡常数时，还需要考虑温度对反应的影响。

根据Le Chatelier原理，当增加温度时，反应通常会偏向于吸热反应（即正向反应），平衡常数Kc会增大。

相反，当降低温度时，反应通常会偏向于放热反应（即逆向反应），平衡常数Kc会减小。

根据Arrhenius方程，平衡常数Kc与温度之间的关系可以用以下表达式表示：ln(K2/K1) = (ΔH°/R) × (1/T1 - 1/T2)其中，K1和K2分别为两个温度下的平衡常数，ΔH°为反应的标准焓变，R为理想气体常数，T1和T2分别为两个温度。

化学平衡常数练习一、单选题1．在一密闭容器中，反应aX(g)+bY(g)cZ(g)达到平衡时平衡常数为K1；在温度不变的条件下向容器中通入一定量的X和Y气体，达到新的平衡后Z的浓度为原来的1.2倍，平衡常数为K2，则K1与K2的大小关系是（）A．K1<K2B．K1=K2C．K1>K2D．无法确定2．在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)⇌Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表：温度/℃25 80 230平衡常数5×104 2 1.9×10－5下列说法不正确的是( )A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应B．在25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)⇌Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5C．在80 ℃时，测得某时刻，Ni(CO)4、CO浓度均为0.5 mol·L－1，则此时v正>v逆D．在80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L－13．在一定温度下，改变反应物中n(SO2)，对反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH<0的影响如图所示，下列说法正确的是（ ）A ．反应b ､c 点均为平衡点，a 点未达到平衡且向正反应方向进行B ．a ､b ､c 三点的平衡常数K b >K c >K aC ．上述图象可以得出SO 2的含量越高得到的混合气体中SO 3的体积分数越高D ．a ､b ､c 三点中，a 点时SO 2的转化率最高 4．下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是( ) A ．可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度B ．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示，生产物浓度用平衡浓度表示C ．平衡常数的大小与浓度、压强、催化剂有关D ．化学平衡发生移动，平衡常数必定发生变化5．在一定温度下，向2L 体积固定的密闭容器中加入1molHI ，发生反应：2HI(g)⇌H 2(g)+I 2(g) ∆H>0，测得2H 的物质的量随时间变化如表，下列说法正确的是( )t /min123()2n H /mol0.060.10.1A ．2 min 内的HI 的分解速度为0.0511mol L min --⋅⋅B ．该温度下，平衡时HI 的转化率为10%C ．该温度下的平衡常数为1K ，温度升高10℃后平衡常数为2K ，则K 1>K 2D ．达平衡后其他条件不变，压缩容器体积，平衡不移动，()c HI 不变6．关于 C(s)+H 2O(g)CO(g)+H 2(g)的平衡常数(K)书写形式，正确的是( )A ．K=22c(C)c()c(CO)c O (H H )B ．K=22c(CO)c()c(C)c(H H O)C ．K=22c(CO)c()c(H H O)D ．K=22c()c(C O O)c(H H )7．吸热反应N 2（g ）＋O 2（g ）2NO （g ），在2000℃时，K ＝6.2×10－4。

化学平衡常数和化学平衡计算1．在密闭容器中将CO和水蒸气的混合物加热到800℃时,有下列平衡：CO＋H2O CO2＋H2,且K＝1;若用2molCO和10mol H2O相互混合并加热到800℃,则CO的转化率为A．% B．50% C．% D．%2．在容积为1L的密闭容器里,装有4molNO2,在一定温度时进行下面的反应：2NO2g N2O4g,该温度下反应的平衡常数K＝,则平衡时该容器中NO2的物质的量为A．0mol B．1mol C．2mol D．3mol3．某温度下H2g＋I2g2HIg的平衡常数为50;开始时,c H2＝1mol·L－1,达平衡时,c HI ＝1mol·L－1,则开始时I2g的物质的量浓度为A．·L－1 B．·L－1 C．·L－1D．1mol·L－14．在一个容积为6 L的密闭容器中,放入3 L Xg和2 L Yg,在一定条件下发生反应：4Xg ＋n Yg2Qg＋6Rg反应达到平衡后,容器内温度不变,混合气体的压强比原来增加了5%,X的浓度减小1/3,则该反应中的n值为A．3 B．4 C．5 D．65．在一定条件下,可逆反应Xg十3Yg2Zg达到平衡时,X的转化率与Y的转化率之比为1∶2,则起始充入容器中的X与Y的物质的量之比为A．1∶1 B．1∶3 C．2∶3 D．3∶26．将等物质的量的CO和H2Og混合,在一定条件下发生反应：COg＋H2Og CO2g＋H2g,反应至4min时,得知CO的转化率为%,则这时混合气体对氢气的相对密度为A． B．23 C．25 D．287．在一固定容积的密闭容器中,加入4 L Xg和6 L Yg,发生如下反应：Xg＋n Yg2Rg＋Wg,反应达到平衡时,测知X和Y的转化率分别为25%和50%,则化学方程式中的n值为A．4 B．3 C．2 D．18．将固体NH4I置于密闭容器中,在某温度下发生下列反应：NH4Is NH3g＋HIg,2HIg H2g＋I2g;当反应达到平衡时,c H2＝·L－1,c HI＝4mol·L－1,则NH3的浓度为A．·L－1 B．4mol·L－1 C．·L－1D．5mol·L－19．体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应Ag＋3Bg2Cg;若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为V L,其中C气体的体积占10%;下列判断中正确的是A．原混合气体的体积为 B．原混合气体的体积为C．反应达到平衡时气体A消耗掉 D．反应达到平衡时气体B消耗掉10．在n L密闭容器中,使1molX和2molY在一定条件下反应：a Xg＋b Yg c Zg;达到平衡时,Y的转化率为20%,混合气体压强比原来下降20%,Z的浓度为Y的浓度的倍,则a,c的值依次为A．1,2 B．3,2 C．2,1 D．2,311．在一定条件下,1mol N2和3mol H2混合后反应,达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下氢气的5倍,则氮气的转化率为A．20% B．30% C．40% D．50%12．已知COg＋H2Og CO2g＋H2g的正反应为放热反应,850℃时K＝1;1若温度升高到900°C,达平衡时K________1填“大于”、“小于”或“等于”;2850℃时,固定容积的密闭容器中,放入混合物,起始浓度为c CO＝·L－1,c H2O＝·L－1,c CO2＝·L－1,c H2＝·L－1;则反应开始时,H2O消耗速率比生成速率________填“大”、“小”或“不能确定”;3恒温恒容时,若向容器内充入适量H2S气体,则重新达平衡时,CO的反应速率比充H2S之前________填“大”、“小”或“不能确定”,理由是______________________________;13． CO 和 O 2在100mL 密闭容器中混合,加热到某一温度反应并达到平衡时,有 CO 2生成,反应在此温度下的平衡常数为________;如果向平衡混合物中加入O 2时,CO 的转化率将会________填“增大”、“减小”或“不变”,下同,平衡常数会________;14．在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应：CO 2g ＋H 2g COg ＋H 2Og,其化学平衡常数K 和温度t 的关系如下表：t /°C700 800 830 1000 1200 K1该反应的化学平衡常数表达式为K ＝_________________;2该反应为________反应填“吸热”或“放热”;3能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 ;A ．容器中压强不变B ．混合气体中c CO 不变C ．v 正H 2＝v 逆H 2OD ．c CO 2＝c CO4某温度下,平衡浓度符合下式：c CO 2·c H 2＝c CO·c H 2O,试判断此时的温度为_______℃;15．恒温下,将a mol N 2与b mol H 2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应：N 2g ＋3H 2g 2NH 3g1若反应进行到某时刻t 时,n t N 2＝13mol,n t NH 3＝6mol,计算a 的值;2反应达平衡时,混合气体的体积为716.8 L 标准状况下,其中NH 3的体积分数为25%;计算平衡时NH 3的物质的量;3原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比写出最简整数比,下同,n 始：n 平＝____________________________;4原混合气体中,a ∶b ＝________;5达到平衡时,N 2和H 2的转化率之比,αN 2∶αH 2＝________;6平衡混合气体中,n N 2∶n H 2∶n NH 3＝________;16．在373k 时,把气体通入体积为500mL 的真空密闭容器中,立即出现红棕色的NO 2气体,反应原理为N 2O 42NO 2;反应进行到2s 时,NO 2含量为,进行到60s 时达到平衡,此时容器内混合气体密度是氢气密度的倍;试通过计算求：1开始2s 内,以N 2O 4表示的反应速率为___mol·L －1·s －1;2达到平衡时,体系的压强是开始时的____倍;3平衡时还有_______mol N 2O 4;4平衡后,若压缩容器体积,则再达到平衡后NO 2的浓度将________填“增大”、“减少”或“不变”;17．10分一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO 2g ＋O 2g 错误!2SO 3g,知c 始SO 2＝·L －1,c 始O 2＝1mol·L －1,经测定该反应在该温度下的平衡常数K ≈19,试判断：1当SO 2转化率为50%时,该反应是否达到平衡状态若未达到,向哪个方向进行18．10分在一定条件下,将N 2和H 2混合气体100mL 通入密闭的容器内,达到平衡时,容器内的压强比反应前减小错误!,又测得此时混合气体的平均相对分子质量为9;试求：1原混合气中N 2、H 2各多少毫升2H 2的转化率是多少。

转化率是指平衡时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。

可逆反应中某一反应物A 的平衡转化率可表示为：α(A)＝×100%[c 0(A)代表A 的初始浓度，c 平(A)代表A 的平衡浓度]。

c 0 A －c 平 A c 0 A【易错警示】：(1)在同一条件下，平衡转化率是最大的转化率。

(2)产率＝×100%，“产率”不一定是平衡状态下的。

实际产量理论产量(3)催化剂可以提高产率，但是不能提高平衡转化率。

(4)平衡时混合物组分的百分含量＝×100%某组分的平衡量平衡时各物质的总量1．液氨是一种很好的溶剂，液氨可以微弱的电离产生NH 和NH 。

NH 3中的一个H 原子-2+4若被-NH 2取代可形成N 2H 4(联氨)，若被-OH 取代可形成NH 2OH(羟胺)。

在有NH 存在时，+4Cu(OH)2能溶于氨水形成[Cu(NH 3)4]2+。

NH 3经过一定的转化可以形成N 2、NO 、NO 2、N 2O 4(无色)、HNO 3等。

对于反应2NO 2(g) N 2O 4(g)，下列说法正确的A AA A A A是A ．该反应的∆H ＞ 0B ．该反应的平衡常数表达式为K=2224c (NO )c(N O )C ．升高温度，该反应的正反应速率减小，逆反应速率增大D ．将反应器容积压缩为原来的一半，气体颜色比压缩前深2．氯元素具有多种化合价，可形成、、、和等离子，在一定条件Cl -ClO -2ClO -3ClO -4ClO -下能发生相互转化。

在新型催化剂作用下，氧化HCl 可获得：2RuO 2O 2Cl 。

对于反应()()()()2224HCl g O g 2Cl g 2H O g ++A 1ΔH=akJ mol -⋅，下列说法正确的是()()()()2224HCl g O g 2H O g 2Cl g ++A A ．该反应Δ<0H B ．4mol HCl 与1mol反应转移电子数约为2O 234 6.0210⨯⨯A ．150℃时，若该反应的，则13K =a:b=6:5B ．该反应为吸热反应C ．COS 与的浓度之比保持不变时，反应达到平衡状态2HD ．平衡后，向容器中再通入amolCO ，逐渐增大至不变v 正8．已知反应A(g) + B(g)C(g) + D(g)的平衡常数A 向一个2 L 的密闭容器中充入0.20 mol A 和0.20 mol BA．()()22NO g O g2NO+A(1)该条件下反应平衡常数表达式K=______________________。

课时作业11 化学平衡常数和化学平衡计算时间：45分钟 分值：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1．在一定条件下，有下列分子数相同的可逆反应，其平衡常数K 值分别是 ①H2＋F 22HF K ＝1047 ②H2＋Cl 22HCl K ＝1017 ③H2＋Br 22HBr K ＝109④H 2＋I 22HI K ＝1比较K 值大小，可知各反应的正反进行的程度由大到小的顺序是( ) A ．①②③④ B ．④②③① C ．①④③② D ．无法确定答案：A2．(2008·海南高考)X 、Y 、Z 三种气体，取X 和Y 按1:1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X ＋2Y2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3 2，则Y 的转化率最接近于( )A ．33%B ．40%C ．50%D ．66%答案：D3．(2008·山东高考)高温下，某反应达平衡，平衡常数K ＝c (CO )·c (H 2O )c (CO 2)·c (H 2)。

恒容时，温度升高，H 2浓度减小。

下列说法正确的是( )A ．该反应的焓变为正值B ．恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小C ．升高温度，逆反应速率减小D ．该反应化学方程式为CO ＋H 2O CO 2＋H 2答案：A4．有可逆反应：2A(g)＋3B(g)x C(g)＋y D(g)。

已知c (A)始＝5 mol·L －1，c (B)始＝3 mol·L－1，v (C)＝0.5 mol·L(L·min)－1。

反应进行2 min 达到平衡，测得c (D 平)＝0.5 mol·L －1，关于此反应的下列说法中正确的是( )A ．c (A 平): c (B 平)＝5 : 3B ．c (A 平) : c (B 平)＝2 : 3C ．x ＝1D ．x : y ＝2 : 1解析：由于C 、D 的计量数未知，则A 、B 的平衡浓度无法求得，但由已知条件可以求得C 、D 转化量之比为2 1，所以x : y ＝2 : 1。

化学平衡常数及其计算1、关于合成氨反应中平衡常数的讨论，一定正确的是()A.平衡常数越大，则H2转化率越大B.平衡常数越小，则平衡向逆反应方向移动C只改变某一条件使平衡常数增大，则正反应速率增大D.只改变某一条件使平衡常数减小，则H2转化率减小2、在某温度下，向一恒容密闭容器中加入一定量NH4I固体，发生如下两个反应：NH4I (s) =NH3(g) +HI (g)平衡常数K1；2HI (g) =H2(g) +I2(g)平衡常数K2,平衡时测得容器中c (H2) =1mol/L, c (HI) =2mol/L.下列说法正确的是( )A- K i=16 B K i=8C. JT D・兮°.53、将一定量的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，使其达到分解平衡：NH2COONH4(s) -2NH3(g)+CO2(g)。

实验测得不同温度下的部分平衡数据如图：下列说法中正确的是()A.混合气体的平均相对分子质量M不再随时间变化时反应达平衡状态B.15℃时NH2COONH4(s)分解的平衡常数约为2.0x10-9(mol/L)3C.该反应△H>0,p2=2p1D.若在恒温下将平衡体系体积减半，再达平衡后，c(NH3)和c(CO2) 均比原平衡大4、在3种不同条件下，分别向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA 和ImolB，发生反应:2A(g)+B(g) = 2D(g)/H二QkJ/mol。

相关条件和数据见下表：下列说法正确的是A.升高温度能加快反应速率的原理是降低了反应的活化能，使活化分子百分数提高B.实验III达平衡后，保持其他条件不变，再向容器中通入ImolA和ImolD，平衡不移动C.实验III达平衡后容器内的压强是实验1的9/10倍D-K3>K2>K15、Bodensteins 研究反应H2(g)+I2(g) . - 2HI(g),温度为T时，在两个体积均为1L的密闭容器中进行实验，测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数坟(HI)与反应时间t的关系如下表:研究发现上述反应中：v正=勺吩(HJ坟(I2), v逆=k b段2(HI),其中勺、k b b 为常数。

化学平衡平衡常数与化学平衡化学平衡是指在闭合的系统中，化学反应的物质转化率达到一定稳定的状态。

在这个状态下，反应物与生成物的浓度不再发生变化，达到了动态平衡。

化学平衡常数则是用来描述化学反应在平衡状态下的浓度关系的一个数值。

化学平衡常数（Keq）是指在特定温度下，反应物与生成物在平衡状态下的浓度之比的乘积。

对于一般的化学反应aA + bB ↔ cC + dD，其平衡常数可以表示为Keq = [C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b，其中方括号表示物质的浓度。

化学平衡常数与平衡位置相关。

当Keq大于1时，表示反应产物的浓度较高，反应朝向生成物的方向进行；当Keq小于1时，表示反应物的浓度较高，反应朝向反应物的方向进行。

当Keq等于1时，表示反应物与生成物的浓度相等，反应处于平衡状态。

化学平衡常数的大小与反应速率无关，只与反应物质的种类和温度有关。

在相同温度下，不同化学反应对应的平衡常数是不同的，因此通过Keq的大小可以判断反应的倾向性和平衡位置。

化学平衡常数的计算需要实验数据和化学平衡的表达式。

对于不同的化学反应，化学平衡的表达式可以通过实验数据得出。

一般来说，反应物和生成物的摩尔系数就是平衡常数表达式中的指数。

根据实验数据和平衡常数表达式，可以计算出平衡常数的数值。

化学平衡常数也与化学反应的变温性质相关。

当温度发生变化时，平衡常数也会发生变化。

根据Le Chatelier原理，当提高温度时，化学反应会朝向吸热方向进行，平衡常数会增大；当降低温度时，化学反应会朝向放热方向进行，平衡常数会减小。

因此，化学平衡常数还可以用来预测在不同温度下反应的平衡位置。

总之，化学平衡平衡常数是用来描述化学反应在平衡状态下物质浓度关系的一个重要参数。

它可以用来判断反应的趋势和平衡位置，还可以预测不同温度下反应的平衡位置。

通过实验数据和平衡常数表达式的计算，可以得到平衡常数的数值，进一步研究和分析化学反应的平衡性质。