2019高考化學第7章(化學反應速率和化學平衡)第3節(jié)化學平衡常數(shù)、化學反應進行的方向考點(1)化學平衡

1、第七章化學反應速率和化學平衡李仕才第三節(jié)化學平衡常數(shù)、化學反應進行的方向考點一化學平衡常數(shù)及應用1 概念在一定溫度下,當一個可逆反應達到化學平衡時,生成物濃度幕之積與反應物濃度幕之積的比值是一個常數(shù)，用符號K 表示。2.表達式CP eqI)對于反應 mA(g) +E 戀丿+ qD(g) , K=尹n(固體和純液體的濃度視為常數(shù)，不計入平衡常數(shù)表達式中)。例如:化學反應方程式平衡常數(shù)關系式NJg)+3H2(g)2NH3(g)?(NH3)K)和K2 tK,=KlK?和K3：K2= 1K,和K汀K -Kj = lC(N2) -yN2(g) + yl(g)NHg)K嚴C(NH3)13CT(NJ) CT

2、(H:)-|N2(g)+-H2(g)ci(N2) -A(H2)2C(NH3)3. 意義化學平衡常數(shù)的大小反映了化學反應進行的程度。(1) K 越大表示反應進行得越完全，反應物的轉(zhuǎn)化率越大。一般來說，反應的平衡常 數(shù) K 105認為正反應進行得較完全。(2) K 越/小表示反應進行得越不完全，反應物的轉(zhuǎn)化率越小。一般來說，KW105認為這個反應的正反應很難進行。(3) K 值大小只能預示某可逆反應向某方向進行的最大限度，而不能預示反應達到平衡 所需要的時間。4. 影響因素一個可逆反應的 K 僅受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變化無關。5. 應用(1) 化學平衡常數(shù)數(shù)值的大小是可逆反應進行程度的

3、標志。一個反應的K 值越大，表明平衡時生成物的濃度越大，反應物的濃度越小，反應物的轉(zhuǎn)化率越大。可以說，化學平衡常數(shù)是在一定溫度下一個反應本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。(2) 利用化學平衡常數(shù)，判斷反應是否達到平衡或向何方向進行。對于化學反應 aA(g) +啪窘 ：必 + dD(g)的任意狀態(tài)，濃度商：Q=Cc-cdCabQCK,反應向逆反應方向進行。3(3) 利用 K 可判斷反應的熱效應：若升高溫度，K 值增大，則正反應為吸熱反應；若升高溫度，K 值減小，則正反應為放熱反應。(4) 計算轉(zhuǎn)化率：利用平衡常數(shù)計算轉(zhuǎn)化率的主要途徑是利用溫度不變時，平衡常數(shù)不 變列方程求解。圈維辨析判斷正誤(正確的

4、打“V”，錯誤的打“X”)2.對于 N2(g) + 3口2Nil3(g)達到平衡，在溫度不變、容積不變的密閉容器中充入N2,化學平衡常數(shù)不變。(V)3平衡常數(shù)表達式中，可以是物質(zhì)的任一時刻的濃度。(X)4化學平衡移動，化學平衡常數(shù)一定改變。(X)5對某一可逆反應，升高溫度則化學平衡常數(shù)一定變大。(X)6反應 A(g) + ；出 I沁：達平衡后，溫度不變，增大壓強，平衡正向移動，平衡 常數(shù) K 值增大。(X)7化學平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率都能體現(xiàn)反應進行的程度。(V)&其他條件不變，使用不同催化劑，反應的平衡常數(shù)不變。(V)別提醒CO(g) + H2(g)CO(g) + H2O(l)1.C(s)

5、 +C：igj + H(g)的平衡常數(shù)表達式為2K=廠41.不要把反應體系中純固體、純液體以及稀溶液中水的濃度寫進平衡常數(shù)的表達式中。如:CaC& CaOt.s；+ CO(g) , K= c(CQ);Cr2C7伽)+ H2i(aq) + 2H+(aq),K= c2(CrO2)C2(H+)/c(Cr2&)2非水溶液中發(fā)生的反應，若有水參加或生成，則此時水的濃度不可視為常數(shù)，應寫 進平衡常數(shù)的表達式中。如：GHO 卅 CHiyiCH3COOC5 + H2O,3COOC5廠1121K=2H：i辻訂肚3同一化學反應，化學方程式寫法不同，其平衡常數(shù)表達式及數(shù)值亦不同。如：c2NON2C4

6、(g)2NO(g)K= 0.36, c NOJ-1/2N2C4(g)NO(g)K= f= 0.36 = 0.60cN2Ov c N2C412NO(g)2O(g)K=詼 28因此書寫化學平衡常數(shù)表達式及數(shù)值，要與化學反應方程式相對應，否則意義就不明確。4 化學方程式進行相加(減)處理，平衡常數(shù)應相乘(除)?；A小題快練社一、化學平衡常數(shù)及應用1 在一定條件下，有已達平衡的可逆反應：2A(g) +駅總的是()A.平衡時，此反應的平衡常數(shù)K 與各物質(zhì)的濃度有如下關系：B.改變條件后，該反應的平衡常數(shù)K 一定不變C. 如果改變壓強并加入催化劑，平衡常數(shù)會隨之變化D. 若平衡時增加 A 和 B 的濃度，

7、則平衡常數(shù)會減小解析：K 只隨溫度的改變而改變，除改變溫度外，改變其他條件都不會引起平衡常數(shù)的 改變。答案：A2(igj ,下列說法中正確52某溫度下 2 L 密閉容器中 3 種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時的物質(zhì)的量(n)如表所示,F 列說法正確的是()6XYW（起始狀態(tài)）/mol210（平衡狀態(tài)）/mol10* 5L 5A.該溫度下，此反應的平衡常數(shù)表達式是K=cB.其他條件不變，升高溫度，若W 的體積分數(shù)減小， 則此反應 H0C. 其他條件不變，使用催化劑，正、逆反應速率和平衡常數(shù)均增大，平衡不移動D. 其他條件不變，當密閉容器中混合氣體密度不變時，表明反應已達到平衡若 W 的體積分數(shù)減小，說

8、明平衡向逆反應方向移動，則此反應 Hti）。反應時間/minn (H2)/moln(I2)/mol00.90.3110.8t20.2F 列說法正確的是（）0.1 一v(H2)=molL min11B.保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20 mol H2,與原平衡相比，達到新平衡 時 l2（g）轉(zhuǎn)化率增大，H2的體積分數(shù)不變C.保持其他條件不變，起始時向容器中充入的H2和 12（g） 都為 0.5 mol， 達到平衡時 n （HI）= 0.2 molD.升高溫度至 T2時，上述反應平衡常數(shù)為0.18，則解析：該溫度下，此反應的平衡常數(shù)表達式是A.反應在 11min 內(nèi)的平均速率為:，A 錯

9、誤；升高溫度,7正反應為吸熱反應解析：由表中數(shù)據(jù)可知，11min 內(nèi)參加反應的的物質(zhì)的量為 0.9 mol - 0.8 mol = 0.10.1 mol,2 L 0.05一 -,mol，故 v（H2） = molL min ，故 A 錯誤；保持其他條件不變，向平衡11min 11體系中再通入 0.20 mol H2，與原平衡相比，H2的體積分數(shù)增大；H2的濃度增大，平衡正向8移動，故 12(g)轉(zhuǎn)化率增大，故 B 錯誤;ti時，f(g) +12加2TIT ig)起始 0.90.3轉(zhuǎn)化 0.10.10.2平衡 0.80.20.2K=0.5x0.5x =0.25，解得“1 mo1，故平衡時n(HI

10、)= 2X故 C 正確；升高溫度至 T2時，上述反應平衡常數(shù)為 0.18K= 2 62 molL X2 molL4 K，故反應向逆反應方向移動。21答案：(2)吸熱(3)700C等于(5)不(6)逆反應方向二、化學平衡常數(shù)的有關計算6. NbQ 是一種新型硝化劑，在一定溫度下可發(fā)生下列反應：2NQ 寫：I：2(g) + Q(g) H0Ti溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)如下表:t/s05001 0001 500c(N2O5)/(mol/L)5.003.522.502.50下列說法不正確的是()10一 3A. 500 s 內(nèi) NO 分解速率為 2.96X10 mol/(L s)B.Ti溫度下的平衡常數(shù)為 K

11、i= 125,1 000 s 時 NO 轉(zhuǎn)化率為 50%C.其他條件不變時，T2溫度下反應到達 1 000 s 時測得 NQ(g)濃度為 2.98mol/L，則D.T1溫度下的平衡常數(shù)為 K1, T3溫度下的平衡常數(shù)為Ks,若 K1K3,則丁3解析：T2溫度下的 N2O5濃度大于 T1溫度下的濃度，則改變溫度使平衡逆向移動，逆向是放熱反應，則降低溫度平衡向放熱反應方向移動，即T20.0600.050 mol10L_3解析：A 項，0 至 5 min 內(nèi)，v(M) = 聞聞=1X10 mol/(L min) , v(N) = v(M)=1X10 一 mol/(Lmin),丿 A 項錯誤；B 項，

12、根據(jù)“三段式”X(g)+ YQM 刀 + N(g)初始(mol/L)0.0100.04000轉(zhuǎn)化(mol/L)0.0080.0080.0080.008平衡(mol/L)0.0020.0320.0080.0080.008 mol/LX0.008 mol/LK=0.002 mol/LX0.032 mol/L =1，B項錯誤實驗，根據(jù)“三段式”得：X(g) + Y(g ；R 刃 + N(g)初始(mol/L) 0.0200.03000轉(zhuǎn)化(mol/L) xx x x平衡(mol/L) 0.020 x 0.030 x x x17根據(jù)溫度不變，K 不變可得2x18(1.020 O3FI1, x= 0.0

13、12X 的轉(zhuǎn)化率=0.012 mol/L0.020 mol/Lx100%F60% C 項正確;由實驗中數(shù)據(jù)可知該反應為放熱反應，900C時的平衡常數(shù)應小于800C時的平宀亠“ 幕mOl/L）.衡常數(shù)，假設實驗中 K= 1,貝 U 0 10 _ b：0 15 _ b= 1 b= 0.061；mol/Lx1；mol/L10 10綜上所述，900C達到平衡時 b0,請回答下列問題：(1) 在某溫度下，反應物的起始濃度分別為c(M) = 1 mol L_1, c(N) = 2.4 molL-1;達到平衡后，M 的轉(zhuǎn)化率為 60%此時 N 的轉(zhuǎn)化率為 _。(2) 若反應溫度升高，M 的轉(zhuǎn)化率_ (填“增

14、大” “減小”或“不變”)。(3) 若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為c(M) = 4 molL-1, c(N) = a molL-1;達到平衡后，c(P) = 2 molL, a=_。(4) 若反應溫度不變，反應物的起始濃度為c(M) = c(N) = b molL_1，達到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為_ 。解析：(1)M(g) + g+ Q(g)始態(tài)/molL_112.400變化量 /molL_11X60% 1X60%_ 11 molL X60%因此 N 的轉(zhuǎn)化率為-l X100%= 25%2.4 molL(2)由于該反應的 H0,即該反應為吸熱反應，因此升高溫度，平衡右移，M 的轉(zhuǎn)化率增大。(3)根據(jù)(1)可求出各平衡濃度:1c(M)=0.4 molLc(N)=1.8 molL_ 1c(P)=0.6 molLc(Q)=0.6 molL由于溫度不變，因此 K 不變，新狀態(tài)達到平衡后_ 1_1c(P)=2 molLc(Q)=2 molL1 1c(M)=2 molLc(N)=(a2) molL2X21K= 2解得 a= 6。(4)設 M 的轉(zhuǎn)化率為 x,則達到平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分