化学平衡常数及其应用

化学平衡常数及其应用

1．概念

在一定温度下，当一个可逆反应达到时，生成物与反应物的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号表示。

2．表达式：对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)在一定温度条件下达到平衡时：K=（注意纯固态和纯液态物质不写入）

CaCO3(s)

Cr2O72 －( aq ) + H2O ( l ) 2 CrO4 2 －( aq ) + 2 H+ ( aq ) K

3．K的意义

K值越大，表示反应正向进行得__________，反应物转化率越大；

K值越小，表示反应进行得越不完全，反应物转化率越小

4．影响K的因素====只受________影响

✧放热反应,温度升高,平衡常数______________

✧吸热反应,温度升高,平衡常数______________

5．平衡常数K的应用

用某一时刻各物质浓度幂之积的比值Q（Q={}{}

{}{}n

m

q

p

)

B

(c

)

A

(c

)

D

(c

)

C

(c

∙

∙

）与K比较，可判断可逆反

应是否平衡，以及反应进行的方向。

当Q=K时，反应；

当Q>K时，反应；

当Q

例：在一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)+ O2 (g) 2SO3(g)，已知c始(SO2)=0.4 mol·Lˉ1，c始(O2)=1 mol·Lˉ1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K=19。

试判断：

（1）当SO2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？（2）达到平衡状态时，SO2的转化率为多少？

[练习]反应SO2(g)+ NO2(g) == SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L 的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的

转化率为50%，试求：在该温度下。

（1）此反应的平衡常数。

（2）若SO2(g)的初始浓度增大到3mol/L, NO2(g)的初始浓度仍为2mol/L，则SO2(g)、NO2(g)的转化率变为多少？

1．写出下列反应的平衡常数的表达式

①PCl 5(g) PCl 3(g)+Cl 2(g) ②2HI(g)

H 2(g)+I 2(g)

③CaCO 3(s) CaO(s)+CO 2(g) ④Fe 3O 4(s)+4H 2(g) 3Fe(s)+4H 2O(g)

2．下列关于化学平衡常数的说法中错误的是…………………………………………（ ） A ．某特定反应的平衡常数仅是温度的函数 B ．催化剂不能改变平衡常数的大小 C ．平衡常数发生变化，化学平衡必发生移动 D ．化学平衡移动时，平衡常数必改变 3．某温度时，N 2+3H 22NH 3的平衡常数K=a,则此温度下，NH 33/2H 2+1/2N 2的平衡常

数为…………………………………………………………………………（ ） 1/21/2 2 24.煤化工生产中常研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。 已知：CO （g ）+H 2O(g) H 2(g)+CO 2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：

D ．在500℃时，反应达到平衡后，增大压强，化学平衡常数K 减小 5、（09年江苏化学·14）I 2在KI 溶液中存在下列平衡：I 2(aq)＋I －

(aq)

I 3－

(aq)某I 2、、KI 混

合溶液中，I 3－

的物质的量浓度c (I 3－

)与温度T 的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。下列说法正确的是 A ． 反应 I 2(aq)＋I －

(aq)

I 3－

(aq)的△H >0

B ．若温度为T 1、T 2，反应的平衡常数分别 为K 1、K 2则K 1＞K 2

C ．若反应进行到状态

D 时，一定有v 正＞v 逆 D ．状态A 与状态B 相比，状态A 的c (I 2)大

6、[2008山东14题] 高温下，某反应达到平衡，平衡常数K ＝ 恒容时，温度升高，H 2浓度减小。下列说法正确的是 A ．该反应是焓变为正值

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

)

()()

()(2

2

2H c CO c O H c CO c ⋅⋅

7．高炉炼铁中发生的基本反应之一如下： FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO 2(g) △H< 0。已知1100℃

时平衡常数K=0.263。

(1)温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO 2和CO 的体积比值____，平衡常数K 值_____（本小题空格均备选：增大、减小或不变）

(2)1100℃时测得高炉中c (CO 2)=0.025 mol ·L ˉ1，c (CO)=0.1 mol ·L ˉ1，在这种情况下，该

反应是否处于化学平衡状态___(选填“是”或“否”)，此时，化学反应速率是υ（正）___υ（逆）（选填大于、小于或等于），其原因是______。 8．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO 2(g)+H 2(g)C0(g)+H 2O(g)，其化学平

衡常数K 和温度t 的关系如下表：

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=。 (2)该反应为反应(选填吸热、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 2O)

d ．c(CO 2)=c(CO)

(4)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℃。

9.汽车尾气的主要成分是一氧化碳和氮氧化物，治理尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO 2(g)；

△H ＜0。

（1）若在一定温度下，将2molNO 、1molCO 充入1L 固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。则从开始到达到平衡状态的过程中，平均反应速率

v (CO 2)=_____________________ (结果保留两位有效数字)。

（2）若保持温度不变，20min 时向容器中充入CO 、N 2各0.6mol ，平衡将__________移动（填“向左”、“向右”或“不”）。

10.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。

已知：CO(g) + H 2O(g)H 2(g) + CO 2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：

试回答下列问题