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1、第3讲化学平衡常数、化学反应进行的方向考纲要求1.理解化学平衡常数的定义并能进行简单计算。2.了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变的关系。3.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据，能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。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mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，K(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(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
2、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。深度思考1对于给定反应，正逆反应的化学平衡常数一样吗？是什么关系？答案正逆反应的化学平衡常数不一样，互为倒数关系。2化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数是增大还是减少？答案温度升高化学平衡常数的变化要视反应而定，若正反应是吸热反应，则温度升高K值增大，反之则减小。3对于一个可逆反应，化学计量数扩大或缩小，化学平衡常数表达式是否改变？是什么关系？转化率是否相同？试举例说明。答案对于一个可逆反应，化学计量数不一样，化学平衡常数表达式也就不一样，但对应物质的转化率相同。例如：(1)aA(g)bB(g)cC(g)K1(2)naA
3、(g)nbB(g)ncC(g)K2K或K1无论(1)还是(2)，A或B的转化率是相同的。题组一化学平衡常数及其影响因素1温度为t时，在体积为10L的真空容器中通入1.00mol氢气和1.00mol碘蒸气，20min后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020molL1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：H2(g)I2(g)2HI(g)2H2(g)2I2(g)4HI(g)下列说法正确的是()A反应速率用HI表示时，v(HI)0.008molL1min1B两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同C氢气在两个反应方程式中的转化率不同D第二个反应中，增大压强
4、平衡向生成HI的方向移动答案A解析H2(g)I2(g)2HI(g)初始浓度(molL1) 0.1000.1000平衡浓度(molL1) 0.0200.0200.160转化浓度(molL1) 0.0800.0800.160所以，v(HI)0.160molL120min0.008molL1min1，A正确；K64，而KK6424096，故选项B错；两个化学方程式表示的是一个反应，反应达到平衡时，氢气的浓度相同，故其转化率相同，C错；两个反应相同，只是表达形式不同，压强的改变对平衡的移动没有影响，D错。2已知反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应：H2(g)CuO(s)Cu(s)H
5、2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A反应的平衡常数K1B反应的平衡常数KC对于反应，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小答案B解析在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反应反应反应，因此平衡常数K，B正确；反应中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此H0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)1molL1，c(N)2
6、.4molL1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_；(2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)；(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)4molL1，c(N)amolL1；达到平衡后，c(P)2molL1，a_；(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)c(N)bmolL1，达到平衡后，M的转化率为_。答案(1)25%(2)增大(3)6(4)41%解析(1)M(g)N(g)P(g)Q(g)始态molL112.400变化量molL1160%160%因此N的转化率为100%25%。(2)由于该反应的H0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，
7、平衡右移，M的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度：c(M)0.4 molL1c(N)1.8 molL1c(P)0.6 molL1c(Q)0.6 molL1因此化学平衡常数K由于温度不变，因此K不变，达到平衡后c(P)2molL1c(Q)2molL1c(M)2molL1c(N)(a2)molL1K解得a6。(4)设M的转化率为x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c(M)b(1x)molL1c(N)b(1x)molL1c(P)bxmolL1c(Q)bxmolL1K解得x41%。4在体积为1L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，化学平衡常数K与温
8、度T的关系如下表：T/70080085010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)升高温度，化学平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_。Ac(CO2)c(CO)BK不变C容器中的压强不变Dv正(H2)v正(CO2)Ec(H2)保持不变(3)若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，此时的温度为_；在此温度下，若该容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O，则此时反应所处的状态为_(填“向正反应方向进行中”、“向逆反应方向进行中”或“平衡状态
9、”)。答案(1)正反应(2)E(3)850向正反应方向进行中解析(1)由表格数据可得，随着温度升高，平衡常数增大，说明化学平衡向正反应方向移动；(2)A项，达到平衡时c(CO2)不一定等于c(CO)，反之相等时也不一定处于平衡状态；B项，温度不变K不变，不正确；C项，此反应不论是否平衡，压强均不改变，故不正确；D项，v正(CO2)与v正(H2)表示的反应方向一致，故不能判断是否达到平衡；E项，达到平衡时，各种反应物、生成物的浓度保持不变。(3)由c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，则计算出K1.0，即此时温度为850，此温度下0.941.0，故反应向正反应方向进行中。借助平衡常数可以
10、判断一个化学反应是否达到化学平衡状态对于可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：Qc，称为浓度商。Qc考点二有关化学平衡的计算【思路梳理】1分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。2明确三个关系：(1)对于同一反应物，起始量变化量平衡量。(2)对于同一生成物，起始量变化量平衡量。(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。3计算方法：三段式法化学平衡计算模式：对以下反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为VL。mA(g)nB(g)pC(g
11、)qD(g)起始(mol) ab00变化(mol) mxnxpxqx平衡(mol) amxbnxpxqx则有：(1)K(2)c平(A) (molL1)。(3)(A)平100%，(A)(B)。(4)(A)100%。(5)。(6)(混)(gL1)。(7)(gmol1)。题组一有关转化率、反应速率等的基本计算1在100时，把0.5molN2O4通入体积为5L的真空密闭容器中，立即出现红棕色。反应进行到2s时，NO2的浓度为0.02molL1。在60s时，体系已达平衡，此时容器内压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是()A前2s以N2O4的浓度变化表示的反应速率为0.01molL1s1B在2s时体系
12、内的压强为开始时的1.1倍C在平衡时体系内含N2O40.25molD平衡时，N2O4的转化率为40%答案B解析N2O4和NO2之间存在如下转化关系：N2O4(g)2NO2(g)起始(mol) 0.5 0反应(mol) 0.05 0.0252s时(mol) 0.50.05 0.025v(N2O4)0.005 molL1s1气体总的物质的量为05 mol0.05 mol0.02 molL15 L0.55 mol2 s时的压强与开始时压强之比为p2sp始0.550.51.11。60s达到平衡时，设有xmolN2O4反应。则有N2O4(g)2NO2(g)起始(mol) 0.5 0反应(mol) x2x
13、平衡(mol) 0.5x2x平衡时，气体总的物质的量为0.5 molx mol2x mol(0.5x)mol，所以有1.6，解得x0.3。平衡体系中含0.2 mol N2O4，N2O4的转化率为100 %60%。2某温度下，H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)的平衡常数K9/4，该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如表所示：起始浓度甲乙丙c(H2)/molL10.0100.0200.020c(CO2)/molL10.0100.0100.020下列判断不正确的是()A平衡时，乙中CO2的转化率大于60%B平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%C平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012molL1D反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢答案C解析甲：H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)起始量/molL10.010 0.010 0 0变化量/molL1xxxx平衡量/molL10.010x 0.010xxxKx2/(0.010x)29/4解得x0.006 0 molL1c(H2)0.010xc(CO
