化学平衡习题课

化学平衡常数练习【学习目标】：1、化学平衡常数的概念2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断3、运用化学平衡常数进行计算，转化率的计算一、化学平衡常数1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系数为指数的幂的乘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（简称平衡常数）2、表达式：对于一般的可逆反应，mA（g）+ nB（g）pC（g）+ qD（g）当在一定温度下达到平衡时，K==______________________________3、平衡常数的意义：（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的（也叫）。

K值越大，表示反应进行得，反应物转化率；K值越小，表示反应进行得，反应物转化率。

（2）判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行：对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Q c=C p(C)·C q(D)/C m(A)·C n(B)，叫该反应的浓度商。

Q c＜K ，反应向进行Q c＝K ，反应_____________________Q c＞K ，反应向进行（3）利用Ｋ可判断反应的热效应若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为反应(填“吸热”或“放热”)。

若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为反应(填“吸热”或“放热”)。

二、使用平衡常数应注意的几个问题：１、化学平衡常数只与有关，与反应物或生成物的浓度无关。

2、在平衡常数表达式中：水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，K= _________________Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)，K=__________________3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关例如：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2，NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3；写出K1和K2的关系式：。

2020年高考真题反应速率、化学平衡1．（2020年浙江卷）溶液与溶液发生反应：，达到平衡。

下列说法不正确．．．的是( ) A ．加入苯，振荡，平衡正向移动 B ．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度 C ．加入固体，平衡逆向移动D ．该反应的平衡常数2．（2020年浙江卷）一定条件下：。

在测定的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是( ) A ．温度、压强 B ．温度、压强C ．温度、压强D ．温度、压强3．（2020年江苏卷）CH 4与CO 2重整生成H 2和CO 的过程中主要发生下列反应1422CH (g)CO (g)2H (g)2CO(g)247.1kJ mol H -+=+∆=⋅ 1222H (g)CO (g)H O(g)CO(g)41.2kJ mol H -+=+∆=⋅在恒压、反应物起始物质的量比()()42CH :CO 1:1nn =条件下，CH 4和CO 2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。

下列有关说法正确的是A ．升高温度、增大压强均有利于提高CH 4的平衡转化率B ．曲线B 表示CH 4的平衡转化率随温度的变化C ．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A 和曲线B 相重叠D ．恒压、800K 、n(CH 4)：n(CO 2)=1:1条件下，反应至CH 4转化率达到X 点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH 4转化率能达到Y 点的值4．（2020年天津卷）已知()2+26Co H O ⎡⎤⎣⎦呈粉红色，[]24CoCl -呈蓝色，[]2-4ZnCl 为无色。

现将CoCl 2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：()[]2+2--2426Co H O +4Cl CoCl +6H O ΔH ⎡⎤⎣⎦，用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：以下结论和解释正确的是A ．等物质的量的()2+26Co H O ⎡⎤⎣⎦和[]2-4CoCl 中σ键数之比为3:2B ．由实验①可推知△H <0C ．实验②是由于c (H 2O)增大，导致平衡逆向移动D ．由实验③可知配离子的稳定性：[][]2-2-44ZnCl >CoCl5．（2020年新课标Ⅲ）二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO 2的热点研究领域。

rGmθ RT ln K θ
三、rGmθ 的用途
1、计算平衡常数
Kθ
exp
r Gmθ RT
2、利用 rGmθ 估计反应的可能性
K θ Q spontaneous K θ Q can’t proceed forward
K θ Q eq.
dS系统 + dS环境 ≥0 dGT,p,W’=0 ≤0 ΣμBdnB ≤0 QP≤ Kpθ
aeq B B
意义：K = Qeq，是平衡位置的标志
二、影响K 的因素 (Effect factors of K)
1、温度： ln Kθ rGmθ
RT
d ln K θ dT
1 R
d dT
r
Gθ m
T
1
Hθ
r
m
R T2
Gibbs-Helmholtz formula
d ln Kθ dT
r
H
θ m
▲ 对高压气体反应： 须比较新状态时的Kθ和Q
3. 浓度对平衡的影响 表现为影响Q c反↑(or c产↓) eq→ c产↑(or c反↓) eq←
应用广泛： 例如，化工生产中不按计量比投料
A(廉价) + B(昂贵) →P
A过量
反应耦合
4. 惰性气体对平衡的影响：
(1) 等压下加入惰性气体： 相当于 p↓对eq的影响
1 x
1 x y
x2y x
(2) 2CH3OH(g) (CH3 )2 O(g) H2O(g)
x - 2y
y
1- x y
因为两个反应的 B 都等于零，所以 K θ (1) (x 2 y)x 0.00154
B
(1 x)(1 x y)

2. 向反应系统通入惰性气体(不参与反应的气体)
∆n=0
(1)保持体系的总压不变, 加入惰性气体 恒温恒压 体积增大（V→V′）
piV=niRT
ni RT pi = V
o o
ni RT pi ' = V'
CO2(g) + H2(g)
CO(g) + H2O(g)
2
′ / p )( pH ′O/ p ) ( pCO J= o o ′ / p )( pH ′ / p ) ( pCO
各组分的分压不变，平衡不移动 改变浓度、压力或通入惰性气体等措 施虽然有可能使化学平衡发生移动， 但是不会改变标准平衡常数的数值！
例12：在充有N2的容器内，发生如下反应： 2Cl2(g) +2H2O(g) TK 4HCl(g) + O2(g)
达平衡后，进行下列操作，问nHCl↑,nHCl ↓，还是不变？
θ
θ 2
=
0.544 (1 ) .272 ⋅ 0.728 1.272
⋅
= 0.320
θ ∆ rGm (308K) = − RTlnK θ
= −8.314 × (273 + 35) × 10 ln0.320 = 2.92kJ ⋅ mol
−1
−3
例9：已知N2O4 (g)
o
2NO2(g)
(1) 求25 C时该反应的Kθ; (2) 在35℃，分解反应达到平衡时总压为pθ , θ N2O4有27.2%分解为NO2, 求 ∆ rGm （35℃）
∆ rG = − RTlnK
θ m
θ
= −8.314 × (78.3 + 273.2)ln1.013
= −37.75 J⋅mol-1