化学平衡常数及其应用教案

一、小试能力知多少(判断正误)

(1)(2013·临沂模拟)反应C(s)＋H 2O(g)

CO(g)＋H 2(g)的平衡常数表达式为K ＝c (C )·c (H 2O )c (CO )·c (H 2)

( × ) (2)(2012·山东高考)将1 mol N 2O 4充入一恒压容器中进行反应N 2O 4(g)2NO 2(g)。若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L 的恒容容器中进行，平衡常数增大 (×)

(3)(2013·南京模拟)可逆反应的平衡常数与温度有关，所以升高温度，平衡常数一定增大。(× )

(4)(2013·惠州模拟)在其他条件不变的情况下，对于反应2SO 2＋O 22SO 3，增大压强或增大O 2的浓度，K 值增大(×)

二、必备知识掌握牢

1．化学平衡常数表达式的书写

对于反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，K ＝c p (C ) ·c q (D )c m (A )·c n (B )。 注意：①固体、纯液体的浓度视为常数，不包含在化学平衡常数的表达式中；

②K 只受温度的影响，当温度不变时，K 值不变；

③化学平衡常数表达式与化学方程式的书写形式有关，对于同一个化学反应，当化学方程式的计量数发生变化时，平衡常数的数值也发生变化；当化学方程式逆向书写时，平衡常数为原平衡常数的倒数。

2．化学平衡常数的应用

(1)判断反应进行的程度。

对于同类型的反应，K值越大，表示反应进行的程度越大；K值越小，表示反应进行的程度越小。

(2)判断反应进行的方向。

若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Q c，则Q c>K，反应向逆反应方向进行；Q c＝K，反应处于平衡状态；Q c

(3)判断反应的热效应。

①若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应。

②若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。

(4)利用化学平衡常数计算平衡浓度、转化率、体积分数等。

三、常考题型要明了

[典例]某恒定温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A 和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？)，“？”代表状态不确定。反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，且反应的前后压强之比为5∶4，则下列说法正确的是()

A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝c4(C)·c2(D) c3(A)·c2(B)

B．此时B的平衡转化率是35%

C．增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大

D．增加C，B的平衡转化率不变

[解析]3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？) 起始(mol)420 0

变化(mol) 1.2 0.8 1.6 0.8

平衡(mol) 2.8 1.2 1.6 0.8

n(平)＝(4＋2)mol×4

5＝4.8 mol由此推知：

C为固体或纯液体，D为气体，该反应的平衡常数表达式为K＝c2(D)

c3(A)·c2(B)

；

平衡时B的转化率＝0.8 mol

2 mol×100%＝40%；

增大该体系的压强，平衡向右移动，由于温度没变，化学平衡常数不变；由于C为固体或纯液体，增加C对平衡没影响，B的平衡转化率不变。

[答案] D

—————————————————[探规寻律]————————————————

“三段式法”解答化学平衡计算题

1．步骤

(1)写出有关化学平衡的反应方程式。

(2)确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。

(3)根据已知条件建立等式关系并做解答。

2．方法

如m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。

m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)

起始(mol/L) a b 0 0

变化(mol/L) mx nx px qx

平衡(mol/L) a －mx b －nx px qx

K ＝(px )p ·(qx )q

(a －mx )m ·(b －nx )n

3．说明

(1)对于反应物：c (平)＝c (始)－c (变)；

对于生成物：c (平)＝c (始)＋c (变)。

(2)各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。

(3)转化率＝反应物转化的浓度反应物起始的浓度

×100% ———————————————————————————————————

[演练1] (2013·四川高考)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 ＜0，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：

下列说法正确的是( )

A ．反应前2 min 的平均速率v (Z)＝2.0×10－3 mol·L －1·min －1

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 解析：选C A 项，Y 的反应速率为v (Y)＝(0.16－0.12)mol/(10 L ×2 min)＝2.0×10－3 mol·L －1·min －1，v (Z)＝2v (Y)＝4.0×10－3 mol·L

－1·min－1；B项，ΔH＜0，反应放热，降温反应正向移动，v(正)＞v(逆)；C项，由平衡常数公式可得K＝1.44；D项，反应前后计量数不变，X体积分数不变。

[演练2](2013·海南高考)反应A(g)B(g) ＋C(g)在容积为1.0 L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050 mol·L－1。温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题：

(1)上述反应的温度T1________T2，平衡常数K(T1) ________K(T2)。(填“大于”、“小于”或“等于”)

(2)若温度T2时，5 min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则：

①平衡时体系总的物质的量为________。

②反应的平衡常数K＝________。

③反应在0～5 min区间的平均反应速率v(A)＝________。

解析：(1)图中显示T2时达到平衡所用时间少，速率大所以温度高；而温度越高c(A)越小，可判断反应为吸热反应，升温K将增大。

(2)平衡问题的常规计算，略。

答案：(1)小于小于(2)①0.085 mol②0.082 mol/L

③0.007 mol/(L·min)

变量探究型实验题常以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对反应的影响，或给出影响化学反应的几种因素，