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1、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)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浓
2、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)K1(2)naA(g) K2Kn 1
3、或 K1nK2 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精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 1温度为t 时，在体积为10 L 的真空容器中通入1.00 mol氢气和 1.00 mol碘蒸气，20 min 后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020 molL 1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：H2(g)2H2(g) 2I2(g)4HI(g) 下
4、列说法正确的是( ) A反应速率用HI 表示时， v(HI) 0.008 mol L1min1 B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，增大压强平衡向生成HI 的方向移动答案A 解析H2(g) 初始浓度(molL 1) 0.100 0.100 0 平衡浓度(molL 1) 0.020 0.020 0.160 转化浓度(molL 1) 0.080 0.080 0.160 所以， v(HI) 0.160 mol L120 min0.008 mol L1min1， A 正确； K64，而 KK2 642 4 096
5、，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)Cu(s) 和反应： H2(g) H2O(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) 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KK1K2C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
6、错误；由于反应反应反应，因此平衡常数KK1K2，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) 1 mol L 1， c(N) 2.4 mol L 1；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) 4 mol L 1，c(N) a mol L 1；精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - -
7、- - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 达到平衡后， c(P) 2 mol L 1，a_；(4) 若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M) c(N) b molL 1，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) P(g) Q(g) 始态 molL 1 1 2.4 0 0 变化量 molL 1 160% 160%因此 N的转化率为1 mol L160%2.4 mol L 1100% 25% 。(2) 由于该反应的H0，即该反应为吸
8、热反应，因此升高温度， 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 mol L 1 c(N) 1.8 mol L 1 c(P) 0.6 mol L 1 c(Q) 0.6 mol L 1 因此化学平衡常数K 0.6 0.60.4 1.812由于温度不变，因此K不变，达到平衡后c(P) 2 mol L 1 c(Q) 2 mol L 1 c(M) 2 mol L 1 c(N) (a 2)molL 1 K2212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)mol L 1 c(N) b(1 x)mol L 1 c
9、(P) bx mol L 1 c(Q) bx mol L 1 Kbxbxx12解得 x41% 。4在体积为1 L 的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2O(g)，化学平衡常数K与温度 T 的关系如下表：T/700 800 850 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 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(C
10、O2)c(H2) c(CO)c(H2O)，此时的温度为_；在此温度下，若该容器中含有1 mol CO2 、1.2 mol H2、0.75 mol CO 、1.5 mol H2O ，则此时反应所处的状态为_( 填“向正反应方向进行中”、“向逆反应方向精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 进行中”或“平衡状态” ) 。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
11、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0.751.511.20.941.0 ，故反应向正反应方向进行中。借助平衡常数可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态对于
12、可逆反应aA(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。Qcv逆K 反应处于化学平衡状态，v正 v逆K 反应向逆反应方向进行，v正v逆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)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V L 。mA(g)
13、 qD(g) 起始 (mol) a b 0 0 变化 (mol) mx nx px qx 平衡 (mol) amx bnx px qx 则有： (1)K pxVqxVamxVbnxV(2)c平(A) amxV(molL 1) 。(3) (A) 平mxa100% ， (A) (B) mxanxbmbna。精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - - (4) (A) amxabqm 100% 。(5)平始ab qm ab
14、。(6) ( 混) V(gL 1) 。(7)Mabqm (gmol 1) 。题组一有关转化率、反应速率等的基本计算1在 100 时，把0.5 mo l N2O4 通入体积为5 L 的真空密闭容器中，立即出现红棕色。反应进行到2 s 时， NO2的浓度为0.02 mol L 1。在 60 s 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 2 s 以 N2O4的浓度变化表示的反应速率为0.01 mol L1s 1 B在 2 s 时体系内的压强为开始时的1.1 倍C在平衡时体系内含N2O4 0.25 mol D平衡时， N2O4的转化率为40% 答案B 解析N2
15、O4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)0.05 mol2 s 5 L0.005 mol L1s 1 气体总的物质的量为05 mol 0.05 mol 0.02 mol L15 L 0.55 mol 2 s 时的压强与开始时压强之比为p2sp始0.550.5 1.1 1。60 s 达到平衡时，设有x mol N2O4 反应。则有N2O4(g) 2NO2(g) 起始 (mol) 0.5 0 反应 (mol) x 2x 平衡 (mol) 0.5
16、x 2x 平 衡 时 ， 气 体 总 的 物 质 的 量 为0.5 mol x mol 2x mol (0.5 x)mol ， 所 以 有0.5 mol1.6 ，解得 x 0.3 。平衡体系中含0.2 mol N2O4 ，N2O4的转化率为0.3 mol0.5 mol100 % 60% 。2某温度下， H2(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)/mol L 1 0.010 0.020 0.020 精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - - c(CO2)/mol L 1 0.010 0.010 0.020 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 0.012 mo l L 1 D
