课时22 化学平衡常数及其计算

化学平衡常数计算化学平衡常数是用来描述化学反应中物质浓度达到动态平衡时，反应物和生成物的浓度之间的比例关系。

它是通过计算平衡反应方程中各物质的摩尔浓度并进行比较得出的。

化学平衡常数通常用K表示，根据平衡反应方程的形式不同，计算方法也有所不同。

下面将介绍几种常见的计算化学平衡常数的方法。

1. 离子反应的平衡常数计算对于离子反应，平衡常数通常用溶解度积来表示。

溶解度积是指当溶解度达到平衡时，溶液中溶质离子的浓度乘积。

以以下反应为例：AgCl(s) ⇌ Ag+(aq) + Cl-(aq)反应的平衡常数K可以表示为：K = [Ag+][Cl-]其中，[Ag+]表示溶液中Ag+离子的浓度，[Cl-]表示溶液中Cl-离子的浓度。

通过测定溶液中Ag+和Cl-离子的浓度，就可以计算出K值。

2. 气体反应的平衡常数计算对于气体反应，根据气体的分压来计算平衡常数。

以以下反应为例：N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)反应的平衡常数K可以表示为：K = (P(NH3))^2 / (P(N2) * P(H2)^3)其中，P(NH3)表示NH3气体的分压，P(N2)表示N2气体的分压，P(H2)表示H2气体的分压。

通过测定反应体系中各气体的分压，就可以计算出K值。

3. 非气体反应的平衡常数计算对于非气体反应，根据反应物和生成物的摩尔浓度来计算平衡常数。

以以下反应为例：2NO2(g) ⇌ N2O4(g)反应的平衡常数K可以表示为：K = [N2O4] / [NO2]^2其中，[N2O4]表示N2O4气体的摩尔浓度，[NO2]表示NO2气体的摩尔浓度。

通过测定反应体系中各物质的摩尔浓度，就可以计算出K 值。

总结起来，计算化学平衡常数需要根据反应的性质选择相应的计算方法。

对于离子反应，可以使用溶解度积；对于气体反应，可以使用分压；对于非气体反应，可以使用摩尔浓度。

根据实际情况进行实验测定，然后计算出对应的平衡常数K。

化学平衡常数和平衡体系的计算在化学反应中，平衡常数是衡量反应进行程度的重要指标。

平衡常数的大小决定了反应的方向和反应的强度。

了解如何计算化学平衡常数以及平衡体系的构建对于理解反应的性质和控制反应过程至关重要。

一、化学平衡常数的定义和计算化学平衡常数是指在给定温度下，反应物和生成物浓度之间的比例关系。

对于一般的化学反应：aA + bB ⇌ cC + dD平衡常数Kc定义为生成物浓度的乘积除以反应物浓度的乘积的比值，即：Kc = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b其中，[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的浓度。

平衡常数Kc的大小决定了反应的方向和反应的强度。

当Kc大于1时，反应向生成物的方向进行；当Kc小于1时，反应向反应物的方向进行；当Kc等于1时，反应处于平衡状态。

计算平衡常数的关键在于确定反应物和生成物的浓度。

这可以通过实验测定或者化学方程式中的系数来确定。

在实验测定中，可以通过测量反应物和生成物的浓度来确定平衡常数。

在化学方程式中，反应物和生成物的系数可以直接作为浓度的比例关系。

二、平衡体系的构建和计算平衡体系是指在给定条件下，反应物和生成物之间达到平衡的状态。

平衡体系的构建需要考虑温度、压力和浓度等因素。

在构建平衡体系时，需要遵循Le Chatelier原理，即系统倾向于抵抗外界的变化，以维持平衡。

平衡体系的计算可以通过平衡常数和化学方程式的系数来实现。

首先，根据反应物和生成物的摩尔比例，确定反应物和生成物的初始浓度。

然后，根据平衡常数的定义，计算反应物和生成物的浓度变化。

最后，根据Le Chatelier原理，确定平衡时反应物和生成物的浓度。

例如，考虑以下反应：N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)假设初始时N2和H2的浓度分别为1 mol/L，NH3的浓度为0 mol/L。

根据平衡常数的定义，可以计算出平衡时NH3的浓度为4 mol/L，N2和H2的浓度分别为0.5 mol/L。

考纲要求 1.了解化学平衡常数(K)的含义。

2.能利用化学平衡常数进行相关计算。

考点一化学平衡常数1．概念在一定温度下，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，用符号K表示。

2．表达式对于反应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?(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．意义及影响因素(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。

4．应用(1)判断可逆反应进行的程度。

(2)利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。

对于化学反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)的任意状态，浓度商：Q c＝c c?C?·c d?D?c a?A?·c b?B?。

Q＜K，反应向正反应方向进行；Q＝K，反应处于平衡状态；Q＞K，反应向逆反应方向进行。

(3)利用K可判断反应的热效应：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。

深度思考1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度()(2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数()(3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动()(4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化()(5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度()(6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热()2．书写下列化学平衡的平衡常数表达式。

(1)Cl2＋H2O HCl＋HClO(2)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)(3)CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O(4)CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－(5)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)3．一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1②12N2(g)＋32H2(g)NH3(g)K2③2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K3(1)K1和K2，K1＝K22。

化学平衡常数及其计算【知识精讲】1．化学平衡常数(1)平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度、反应速率无关，但与转化率有关。

反应物或生成物中有固体或纯液体时，由于其浓度可看作“1”而不代入平衡常数公式。

（2）化学平衡常数是指在一定温度下，某一具体的可逆反应的平衡常数。

若反应方向改变，则平衡常数也改变；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，平衡常数也改变。

(3)平衡常数越大，反应向右进行的程度越大。

化学平衡常数与转化率紧密相联。

定性来讲，K 值越大，反应物的转化率越大，反应进行的程度越大；定量来讲，转化率的计算离不开化学平衡常数，可以通过平衡常数表达式求得平衡时物质的物质的量浓度，从而求得转化率。

(4)浓度商Q与平衡常数K的关系：①Q＞K，反应向逆反应方向进行；②Q＝K，反应处于平衡状态；③Q＜K，反应向正反应方向进行。

2.有关化学反应速率及平衡的计算，如果不能一步得出答案，一般可用“三部曲”(始态、反应、终态)进行求解，但应该注意：（1）参加反应消耗或生成的各物质的浓度比一定等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比，由于始态时，是人为控制的，故不同物质的始态、终态各物质的量的比值不一定等于化学方程式中的化学计量数之比；若反应物始态时各反应物的浓度成计量数比，则各反应物的转化率相等，且终态时，反应物的浓度也成计量数比。

（2）始态、反应、终态中的物理量要统一，要么都用物质的量，要么都用物质的量浓度，要么都用气体的体积。

（3）计算化学平衡常数时，一定要运用各物质的“平衡浓度”来计算，且勿利用各物质的“物质的量”或“非平衡时的浓度”进行计算。

（4）平衡常数的表达式与方程式的书写形式有关，对于同一个反应，当化学方程式中的计量数发生变化时，平衡常数的数值及单位均发生变化，当方程式逆写时，平衡常数是原平衡常数的倒数。

【经典例析】例1. (1) 在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：T/℃700 800 830 1000 1200K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6①该反应的化学平衡常数表达式为K= 。

化学中的化学平衡常数计算方法化学平衡常数是衡量化学反应强弱的重要指标，它表示反应物与产物在平衡状态下的浓度比值，即反应物与产物的比例关系。

计算化学平衡常数是化学学习中的重要内容，正确掌握平衡常数的计算方法对于学习化学是非常重要的。

本文将介绍化学平衡常数的计算方法。

一、什么是化学平衡常数一个化学反应在一定的温度和压力下达到化学平衡状态，反应进程不再进行，反应物与产物的浓度比例不再发生变化，称为反应的化学平衡状态。

此时称为反应物和产物达到平衡。

化学平衡常数描述了一个化学反应达到平衡状态时反应物和产物之间的相对浓度关系。

对于一般的反应aA + bB ↔ cC + dD，其平衡常数Kc定义为反应物乘积的积与产物乘积的积之比:Kc=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b其中的方括号[]表示该物质的浓度，指的是物质的摩尔浓度。

Kc的大小表明反应物和产物在达到平衡时的相对浓度。

Kc的计算方法要根据反应物和产物摩尔数的相对比例计算。

二、如何计算化学平衡常数1.通过实验数据计算通过实验数据、反应物浓度和产物浓度来计算化学平衡常数，得到比较准确的结果。

实验中进行反应，加入一定量的反应物，待反应完全停止后，测定反应物和产物的浓度，则可以通过实验数据计算得到反应的平衡常数。

例如，对于CO和H2的水煤气反应，实验数据显示在800℃时，CO和H2的浓度比例为3:1，则在800℃下的平衡常数Kc可以通过如下公式计算：Kc=[CO]^2[H2]/[CO2][H2O]其中[CO]为CO的摩尔浓度，[H2]为H2的摩尔浓度，[CO2]为CO2的摩尔浓度，[H2O]为H2O的摩尔浓度。

2.通过平衡反应符号计算反应的平衡反应符号（Equilibrium Constant Expression）包含反应物和产物的浓度，根据反应物和产物的摩尔数计算平衡常数。

例如，对于反应aA + bB ↔ cC + dD，平衡反应符号为：Kc=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b其中c，d，a，b为反应物和产物的摩尔数，[A]、[B]、[C]、[D]分别为反应物和产物的浓度。

高中化学化学平衡常数计算公式推导详解在高中化学学习中，化学平衡常数是一个非常重要的概念。

它描述了化学反应在达到平衡时，反应物和生成物之间的相对浓度关系。

化学平衡常数的计算公式是化学平衡表达式中各物质浓度的乘积之比。

本文将详细介绍化学平衡常数的计算公式的推导过程，并通过具体的例子来说明此题的考点和解题技巧。

在化学平衡反应中，我们通常使用化学平衡表达式来描述反应物和生成物之间的相对浓度关系。

对于一般的反应aA + bB ⇌ cC + dD，化学平衡表达式可以写为：Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中，[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的浓度，a、b、c、d分别表示它们的摩尔系数。

化学平衡常数Kc的计算公式就是根据化学平衡表达式推导得出的。

首先，我们需要明确一个重要的概念——平衡浓度。

平衡浓度是指在反应达到平衡时，各物质的浓度值。

根据化学平衡表达式，我们可以得到：Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b在平衡状态下，各物质的浓度值就是平衡浓度。

因此，我们可以将化学平衡表达式中的浓度值替换为平衡浓度，得到：Kc = (C_eq)^c(D_eq)^d / (A_eq)^a(B_eq)^b其中，C_eq、D_eq、A_eq、B_eq分别表示C、D、A、B的平衡浓度。

接下来，我们需要推导平衡浓度与初始浓度之间的关系。

假设反应物A的初始浓度为[A]0，反应物B的初始浓度为[B]0，生成物C的初始浓度为[C]0，生成物D的初始浓度为[D]0。

根据化学平衡反应的特点，反应物和生成物的浓度在反应过程中会发生变化，但在达到平衡时，它们的浓度值会保持不变。

因此，我们可以得到以下关系：[B]0 - b[C]eq = 0[C]0 + c[C]eq = 0[D]0 + d[C]eq = 0由上述关系，我们可以解得平衡浓度与初始浓度之间的关系：[C]eq = [C]0 / (1 + c)[D]eq = [D]0 / (1 + d)[A]eq = [A]0 / (1 - a)[B]eq = [B]0 / (1 - b)将平衡浓度代入化学平衡常数的计算公式中，我们可以得到：Kc = ([C]0 / (1 + c))^c * ([D]0 / (1 + d))^d / ([A]0 / (1 - a))^a * ([B]0 / (1 - b))^b经过进一步的化简，我们可以得到化学平衡常数的最终计算公式：Kc = ([C]0 / [A]0)^c * ([D]0 / [A]0)^d * ([A]0 / [B]0)^a * ([A]0 / [B]0)^b通过上述推导过程，我们可以看出，化学平衡常数的计算公式与反应物和生成物的初始浓度有关，同时也与它们的摩尔系数有关。

化学反应的平衡常数计算方法应用举例化学反应的平衡常数是描述反应体系中各物质浓度的平衡状态的一个重要参数，它可以帮助我们了解反应的进行程度，进而指导实际化学过程的控制和优化。

本文将以几个具体的化学反应为例，介绍平衡常数的计算方法及其应用。

一、酸碱中和反应的平衡常数计算酸碱中和反应是化学中常见的一类反应，其平衡常数可以通过浓度方法进行计算。

以强酸HCl与强碱NaOH的中和反应为例：HCl + NaOH → NaCl + H2O反应的平衡常数表达式为：Kc = [NaCl] * [H2O] / [HCl] * [NaOH]其中，[NaCl]、[H2O]、[HCl]和[NaOH]分别表示反应体系中各物质的浓度。

通过实验可以确定各物质的浓度，进而代入式中进行计算得到平衡常数。

利用平衡常数，可以判断反应的进行程度。

当平衡常数Kc大于1时，说明生成物浓度较高，反应趋向生成物一侧；当Kc小于1时，说明反应物浓度较高，反应趋向反应物一侧。

这种判断可以辅助化学实验的设计和条件的调整。

二、气体反应的平衡常数计算对于气体反应，可以使用压强方法来计算平衡常数。

以N2和H2的合成氨反应为例：N2 + 3H2 ⇌ 2NH3反应的平衡常数表达式为：Kp = P(NH3)^2 / P(N2) * P(H2)^3其中，P(NH3)、P(N2)和P(H2)分别表示气体的分压。

通过实验可以测得各气体的分压，进而代入式中进行计算得到平衡常数。

气体反应中，平衡常数的计算及其应用可以帮助我们了解反应物和生成物的浓度关系，进而指导工业过程中气体反应的条件选择和反应物用量的优化。

三、溶解度平衡常数的计算对于溶解度反应，可以使用溶液中物质的浓度来计算平衡常数。

以钙的溶解为例：CaCO3 ⇌ Ca2+ + CO3^2-溶解度平衡常数表达式为：K = [Ca2+] * [CO3^2-]其中，[Ca2+]和[CO3^2-]分别表示溶液中钙离子和碳酸根离子的浓度。