《高中化学（人教版选修4） 第二章化学反应速率和化学平衡 第三节第3课时》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学（人教版选修4） 第二章化学反应速率和化学平衡 第三节第3课时（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、旗开得胜 读万卷书 行万里路 - 1 - 第 3 课时 化学平衡常数与化学平衡计算 目标要求 1.知道化学平衡常数的含义。2.能运用化学平衡常数对化学反应进行的程度 做出判断。3.能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。 1含义 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(简称平衡常数)，用符号“K”表示。 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化学平衡状 态时，平衡常数的表达式为：K cpC cqD cmA cnB 。 3意义 (1)K值越大，说明正反应进行的程度越大，反应物的转化率越
2、大；反之进行的程度就越 小，转化率就越小。 (2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 4反应物的转化率 某指定反应物的转化率 n n始100% c c始100%。 知识点一 化学平衡常数的概念 1对于 3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为( ) 高温 旗开得胜 读万卷书 行万里路 - 2 - AK cFe3O4cH2 cFe cH2O BK cFe3O4c4H2 cFe c4H2O CK c4H2O c4H2 DK c4H2 c4H2O 答案 D 解析 平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，但固体浓度视为 1，不 写入平衡常数计算
3、式中。 2关于化学平衡常数的叙述，正确的是( ) A只与化学反应方程式本身和温度有关 B只与反应的温度有关 C与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响 D只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数 答案 A 解析 大量实验证明， 化学平衡常数决定于两个方面的因素： 化学反应的本身和反应体系 的温度，与起始浓度等其他外界条件没有任何关系。 知识点二 平衡常数的应用 31 000 K 时反应 C(s)2H2(g)CH4(g)的K8.28107，当各气体物质的量浓度分别 为 H2 0.7 molL1、CH4 0.2 molL1时，上述反应( ) A正向移动 B逆向移动 C达到
4、平衡 D不一定 答案 A 解析 Q 0.2 0.7 20.408 Qv逆。 4放热反应 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)c1(H2O) 1.0 molL1，其平衡常数为K1。其他条件不变，升高反应体系的温度至t2时，反应物的平 旗开得胜 读万卷书 行万里路 - 3 - 衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则( ) A若增大 CO 浓度，K2和K1都增大 BK2K1 Cc2(CO)c2(H2O) Dc1(CO)c2(CO) 答案 C 解析 升高温度，该平衡左移，c2(CO)c1(CO)，K1K2，因为K只与温度有关，与浓度 无关
5、，则增大 CO 浓度不会影响K1、K2。 练基础落实 12 000 K 时，反应 CO(g) 1 2O2(g) CO2(g)的平衡常数为K，则相同温度下反应 2CO2(g)2CO(g)O2(g)的平衡常数K为( ) A. 1 K BK 2 C. 1 K2 D. 1 K 1 2 答案 C 解析 平衡常数与化学方程式的写法有关，对于以上两个反应：K cCO2 cCO c 1 2 O2 ，K c2CO cO2 c2CO2 ，所以K 1 K2。 2下列对化学平衡常数K的描述中，正确的是( ) AK越大，正反应进行的程度越大 B温度升高，K值增大 C反应物的转化率增大时，K值一定增大 旗开得胜 读万卷书
6、 行万里路 - 4 - D平衡向逆反应方向移动时，K值减小 答案 A 解析 温度升高时，对于放热反应，K将减小，对于吸热反应，K才增大，因为K只与温 度有关， 而平衡移动的方向还与其他多种因素有关， 也就是说当平衡右移时，K值不一定增大。 3在密闭容器中发生如下反应mA(g)nB(g)pC(g)，达到平衡后，保持温度不变，将 气体体积缩小到原来的 1 2， 当达到新平衡时， C 的浓度为原来的 1.9 倍， 下列说法正确的是( ) Amnp B平衡向逆反应方向移动 CA 的转化率提高 DC 的体积分数增加 答案 B 解析 气体体积缩小到原来的 1 2，相当于加压，若平衡不移动，各物质的浓度应为
7、原来的 2 倍。现在 C 的浓度为原来的 1.9 倍，说明平衡向逆反应方向移动，A 的转化率减小，C 的体 积分数减小。根据勒夏特列原理，mnp。 4298 K 时，各反应的平衡常数如下： N2(g)O2(g)2NO(g)，K11030； 2H2(g)O2(g)2H2O(g)，K21081； 2CO2(g)2CO(g)O2(g)，K41092 则常温下，NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向最大的是( ) A B C D无法判断 答案 A 解析 要判断 NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向，则必须求出各个分解放氧 反应的平衡常数，然后比较大小即可。由计算可知： 旗开得胜 读万
8、卷书 行万里路 - 5 - 2NO(g)N2(g)O2(g)，K11030 2H2O(g)2H2(g)O2(g)，K51082 2CO2(g)2CO(g)O2(g)，K41092 平衡常数越大，表示反应进行得越彻底，因此反应即 NO 分解放氧的倾向最大。 5写出下列反应中平衡常数的表达式： (1)Cr2O2 7H2O2CrO242H (2)C(s)H2O(g)CO(g)H2(g) (3)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) 答案 (1)K c2CrO2 4c2H cCr2O2 7 (2)K cCO cH2 cH2O (3)K cCO2cH2 cCO cH2O 6 合成氨反应 N2(g)
9、3H2(g)2NH3(g)在某温度下达到平衡时， 各物质的浓 度是c(N2)3 molL1，c(H2)9 molL1，c(NH3)4 molL1，求： 该温度时的平衡常数；N2、H2的起始浓度。 答案 K7.32103 c(N2)5 molL1 c(H2)15 molL1 解析 K c2NH3 cN2c3H2 42 3937.310 3 N2 3H2 2NH3 起始 x y 0 高温、高压 催化剂 旗开得胜 读万卷书 行万里路 - 6 - 平衡 3 molL1 9 molL1 4 molL1 c x3 mol y9 molL1 4 molL1 x3 4 1 2 x5 molL1 y9 4 3
10、2 y15 molL1 7对可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，达到平衡时，各物质的物质的量浓度应 满足以下关系： ccC cdD caA cbB K，K为一常数，称为化学平衡常数，其反应的K值只与温度 有关，现有反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H0，在 850时，K1。 (1)若升高温度到 950，达到平衡时K_(填“大于”、“小于”或“等于”)1。 (2)850时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2和x mol H2，则： 当x5.0 时，上述平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动
11、。 若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是_。 答案 (1)小于 (2)逆反应 x1 此时，v逆v正，平衡向逆反应方向移动，Qv逆，根据上式，当x3.0 时， QK。 练方法技巧 关于平衡常数的计算 8在一个容积为 500 mL 的密闭容器中，充入 5 mol H2和 2 mol CO。在一定温度和一 旗开得胜 读万卷书 行万里路 - 7 - 定压强下，发生如下反应： 2H2(g)CO(g)CH3OH(g)，经过 5 min 后达到平衡状态。若此时测得 CH3OH 蒸气的 浓度为 2 molL1，求： (1)以 H2的浓度变化表示的该反应的速率。 (2)达到平衡时 CO 的转
12、化率。 (3)该温度下的K。 答案 (1)0.8 molL1min1 (2)(CO)50% (3)K0.17 解析 2H2(g) CO(g)CH3OH(g) c(始) 10 molL1 4 molL1 0 c 2x x x c(平) 102x 4x x x2 molL1，则 c(H2)4 molL1 则v(H2) cH2 t 0.8 molL1min1 (CO)100%50% K 2 6220.17。 练综合拓展 9氨是重要的氮肥，合成原理为：N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.4 kJmol1。回答下列问题： (1)写出平衡常数K的表达式_， 如果降低温度，该反应K值_，化学反应速
13、率_，N2的转化率_。(填 高温、高压 催化剂 旗开得胜 读万卷书 行万里路 - 8 - “增大”、“减小”或“不变”) (2)在 500、20 MPa 时，将 N2、H2置于一个容积为 2 L 的密闭容器中发生反应，反应 过程中各种物质的物质的量随时间的变化如图所示，回答下列问题： 10 min 内以 NH3表示的平均反应速率为_ _。 在 1020 min 内，NH3浓度变化的原因可能是( ) A使用了催化剂 B缩小容器体积 C降低温度 D增加 NH3物质的量 第 1 次平衡的时间为：_，第 2 次平衡的时间为：_，第 1 次 平衡：平衡常数K1_ (带数据的表达式)，第 2 次平衡时 NH3的体积分数_； 在反应进行至 25 min 时，曲线发生变化的原因： _ _， 达第二次平衡时， 新平衡的平衡常数K2_K1(填“大于”、 “小于” 或“等于”)。 答案 (1)K c2NH3 cN2c3H2 增大 减小 增大 (2)0.005 molL1min1 A 旗开得胜 读万卷书 行万里路 - 9 - 2025 min 3540 min 0.15 2 0.125 0.075 3 45.5% 移走 0.1 mol NH3 等于
