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1、第3讲化学平衡常数化学反应进行的方向【2019备考】最新考纲：1.了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。2.能正确计算化学反应的转化率。考点一化学平衡常数转化率(频数：难度：)1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。(3)意义及影响因素K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。(4)应用判断可逆反应进行的程度。利用化学
2、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aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)的任意状态，浓度商：Qc。QK，反应向正反应方向进行；QK，反应处于平衡状态；QK，反应向逆反应方向进行。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。计算化学平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，也不能用物质的量。催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会改变平衡常数的大小。2平衡转化率对于上例反应中A(g)的平衡转化率可表示为：(A)100%c0(A)代表A的初始浓度，c平(A)代表A的平衡浓度。1(RJ选
3、修4P322改编)已知反应A(g)3B(g)3C(g)在一定温度下达到平衡，该反应的平衡常数表达式为_。若各物质的平衡浓度分别为c(A)2.0 molL1、c(B)2.0 molL1、c(C)1.0 molL1，则K_。答案K0.062 52教材知识拓展一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系N2(g)3H2(g)2NH3(g)K1N2(g)H2(g)NH3(g)K22NH3(g)N2(g)3H2(g)K3(1)K1和K2，K1_。(2)K1和K3，K1_。解析化学反应方向改变或化学计量数改变，化学平衡常数均发生改变。答案(1)K(2)3(溯源题)2017课标全国，28(3)近期发现，H2
4、S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调解神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。(1)H2S的平衡转化率1_%，反应平衡常数K_。(2)在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率2_1，该反应的H_0。(填“”“(3)B探源：本考题源于教材RJ选修4 P29“例1”及拓展，对化学平衡常数的理解及运用进行了考查。题组一化学
5、平衡常数的理解及表示方法1(2018邢台期末联考)只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是()AK值不变，平衡可能移动B平衡向右移动时，K值不一定变化CK值有变化，平衡一定移动D相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍解析因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K值不变，K只与温度有关，A项和B项均正确；K值只与温度有关，K值发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值应该变为K(原)2，D项错误。答案D2(2018潍坊质检)某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4
6、mol X和2 mol Y进行如下反应：3X(g)2Y(g)4Z(s)2W(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol Z，则下列说法正确的是()A该反应的化学平衡常数表达式是KB此时，Y的平衡转化率是40%C增大该体系的压强，化学平衡常数增大D增加Y，Y的平衡转化率增大解析化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体物质，而物质Z是固体，A错误；根据化学方程式可知，平衡时减少的Y的物质的量是1.6 mol0.8 mol，所以Y的转化率为100%40%，B正确；平衡常数只与温度有关，增大压强时平衡常数不变，C错误；增加Y后平衡右移，X的转化率增大，而Y的转化率减小，D错误。答案B3无色
7、气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为：N2O4(g)2NO2(g)H24.4 kJ/mol。(1)平衡常数K可用反应体系中气体物质的分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压总压物质的量分数例如：p(NO2)p总x(NO2)。写出上述反应平衡常数Kp的表达式_(用p总、各气体物质的量分数x表示)；影响Kp的因素为_。(2)上述反应中，正反应速率v正k正p(N2O4)，逆反应速率v逆k逆p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为_(以k正、k逆表示)。解析(1)Kp，与化学平衡常数K一样，影响Kp的因素为温度。(2)Kp，达到平
8、衡时，v正v逆，即k正p(N2O4)k逆p2(NO2)，故Kp。答案(1)(其他合理答案亦可)温度(2)题组二化学平衡常数及转化率的求算4(2018安徽省“江淮十校”高三第一次联考)300 时，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)H0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的是()A前2 min的平均反应速率v(X)2.0102 mol/(Lmin)B其他条件不变，再充入0.1 mol X和0.1 mol Y，再次平衡时Y的转化率不变C当v逆(Y
9、)2v正(Z)时，说明反应达到平衡D该反应在250 时的平衡常数小于1.44解析A前2 min的平均反应速率v(X)v(Y)(0.04/10/2) mol/(Lmin)2.0103 mol/(Lmin)，故A错误；B.其他条件不变，再充入0.1 mol X和0.1 mol Y，相当于加压，加压平衡不移动，再次平衡时Y的转化率不变，故B正确；C.当v逆(Y)2v正(Z)时，反应未达到平衡，故C错误；D.该反应在300 时，平衡常数为1.44，降温平衡右移，250 时的平衡常数大于1.44，故D错误。答案B5(2018山东名校联盟期末联考)氮和碳一样也存在一系列氢化物如NH3、N2H4、N3H5、
10、N4H6等。(1)上述氮的系列氢化物的通式为_；N3H5的电子式为_。(2)已知4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H1a kJ/molK1；4NH3(g)3O2(g)=2N2(g)6H2O(g)H2b kJ/molK2；写出N2与O2反应生成1 mol NO气体的热化学方式程式为_；该反应式的平衡常数表达式K_(用K1、K2表示)。(3)已知NH3H2O为一元弱碱，N2H4H2O为二元弱碱，在水溶液中的一级电离方程式表示为N2H4H2OH2ON2H5H2OOH，则可溶性盐盐酸肼(N2H6Cl2)第一步水解的离子方程式为_；溶液中离子浓度由大到小的顺序为_。(4)如图所示，隔
11、板固定不动，活塞可自由移动，M、N两个容器均发生如下反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)向M、N中，各通入2 mol N2和6 mol H2。初始M、N容积相同，并保持温度不变。则到达平衡时H2的转化率(H2)为M_N(填“”“”“”)。若在某条件下，反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)在容器N中达到平衡，测得容器中含有1.0 mol N2、0.4 mol H2、0.2 mol NH3，此时容积为2.0 L。则此条件下的平衡常数为_。解析(1)氮的系列氢化物的通式为NnHn2；N3H5电子式为。(1)4得：1/2N2(g)1/2O2(g)=NO(g)H(ab)/4 kJmol1，KN
12、O/N21/2O21/2(K1/K2)1/4。(3)由题目所给信息可知N2H分2步水解，N2HH2ON2H5H2OH(主要)，N2H5H2OH2ON2H4H2OHH2O，因而离子浓度的大小顺序为ClN2HHN2H5H2OOH。(4)由于隔板固定不动，活塞可自由移动，N2(g)3H2(g)2NH3(g)是总体积减小的反应，活塞向左移动。向M、N中，各通入2 mol N2和6 mol H2，N容器相当于在M容器达平衡的基础上再缩小容器的体积，平衡将右移，平衡时(H2)为MN。K0.12/0.50.232.5 mol2L2答案(1)NnHn2(2)1/2N2(g)1/2O2(g)=NO(g)H(ab)/4 kJmol1(K1/K2)1/4(3)N2HH2ON2H5H2OHClN2HHN2H5H2OOH(4)2.5 mol2L2【方法技巧】压强平衡常数的含义及计算技巧Kp含义：在化学平衡体系中，各气体物质的分压替代浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。单位与表达式有关。计算技巧：第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度；第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数；第三步，根据分压计算分式求出各气体物质的分压
