同步高考化學(xué)考前30天備戰(zhàn)沖刺押題系列Ⅲ專題08化學(xué)平衡常數(shù)解題策略

化學(xué)平衡常數(shù)解題策略化學(xué)平衡常數(shù)與化學(xué)平衡及其影響因素的關(guān)系是高考命題的趨勢之一?；瘜W(xué)平衡常數(shù)的引入，對判斷化學(xué)平衡搬動方向帶來了科學(xué)的依照。平衡常數(shù)是表征反應(yīng)限度的一個確定的定量關(guān)系，是反應(yīng)限度的最根本的表現(xiàn)。平衡常數(shù)的使用，從定量的角度解決了平衡的搬動。一、化學(xué)平衡常數(shù)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，反應(yīng)混雜物中各組成成分的含量保持不變，即各物質(zhì)的濃度保持不變。此時：生成物濃度的冪次方乘積與反應(yīng)物濃度的冪次方乘積之比是常數(shù)，化學(xué)上把這一種常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù)。在必然溫度下，可逆反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始還是從逆反應(yīng)開始，無論反應(yīng)混雜物的初步濃度是多少，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪次方乘積與反應(yīng)物濃度的冪次方乘積之比是常數(shù)，這個常數(shù)叫化學(xué)平衡常數(shù)，用K表示。化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算公式為：Kc(C)pc(D)qmnc(A)c(B)－1對于可逆反應(yīng)：mA（g）＋nB（g）o·L），因平衡常數(shù)已歸并，書寫時不用寫出。4、對于同一可逆反應(yīng)，正反應(yīng)的平衡常數(shù)等于逆反應(yīng)的平衡常數(shù)的倒數(shù)，即：K正＝1/K逆。二、有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算：可逆反應(yīng)在必然條件下達(dá)到化學(xué)平衡：mA（g）＋nB（g）o/L）ab00轉(zhuǎn)變（mo/L）（n/m）（）（q/m）平衡（mo/L）a－b－（n/m）（）（q/m）平衡時：A的轉(zhuǎn)變率＝（/a）×100%說明：1、對于同一條件下，同一時間內(nèi)的可逆反應(yīng)，參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與方程式前面的系數(shù)成正比，由于可逆反應(yīng)是在必然的容器中進(jìn)行的，因此，反應(yīng)所耗資（或生成）的物質(zhì)的物質(zhì)的濃度之比也等于方程式前面的系數(shù)比。但平衡時的物質(zhì)的量或濃度與方程式前面的系數(shù)沒有關(guān)系。2、化學(xué)平衡中的反應(yīng)速率是指單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化值，而不是平衡時的濃度。而平衡時的平衡常數(shù)，則是指可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，生成物的物質(zhì)的量濃度的冪次方乘積與反應(yīng)物濃度的冪次方乘積的比值，兩者計(jì)算要求不同樣。3、可逆反應(yīng)中平衡濃度、初步濃度和變化濃度之間存在以下關(guān)系：初步物的物質(zhì)的量等于該物質(zhì)變化的物質(zhì)的量與平衡時的物質(zhì)的量之和，若在必然體積的容器中，則初步濃度等于平衡濃度與變化濃度之和。4、平衡轉(zhuǎn)變率是指達(dá)到平衡時反應(yīng)物耗資的物質(zhì)的量與原有總物質(zhì)的量之間的比值，當(dāng)反應(yīng)物的初步物質(zhì)的量與方程式前面的系數(shù)成正比時，各物質(zhì)的轉(zhuǎn)變率也同樣，否則不一樣。5、平衡時的產(chǎn)率是指實(shí)質(zhì)獲取的產(chǎn)物的產(chǎn)值與理論值之間的比值。理論值是指某種反應(yīng)物完好耗資時所能獲取的產(chǎn)物的最大值。6、由于可逆反應(yīng)一段時間后達(dá)到平衡狀態(tài)，因此，可逆反應(yīng)不能夠進(jìn)行完好，產(chǎn)物的產(chǎn)值應(yīng)該在0—理論值之間，不能能為0，同樣也不能能完好轉(zhuǎn)變。例1CO的中毒是由于CO與血液中血紅蛋白的血紅素部分反應(yīng)生成碳氧血紅蛋白：CO＋Hb·O2→O2＋Hb·CO實(shí)驗(yàn)表示，Hb·CO的濃度即使只有Hb·O2濃度的2%，也可造成人的智力傷害。抽煙后，測得吸入肺部的空氣中CO和O2的濃度分別為10－6－1－2－1mo·L和10mo·L，并已知37℃時上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝220，那么，此時Hb?CO的濃度是Hb·O2的濃度的多少倍解析：依照平衡常數(shù)的看法和計(jì)算公式：c(C)pc(D)qKc(A)mc(B)n生成物濃度的冪次方乘積與反應(yīng)物濃度的冪次方乘積之比是常數(shù)，可得：c(HbCO)c(O2)Kc(HbO2)c(CO)又由于：肺部的空氣2的濃度分別為10－6－1－2－1CO和Omo·L和10mo·L，則：c(HbCO)c(O2)c(Hb2CO)10220KO2)106c(HbO2)c(CO)c(Hb則有：c(HbCO)：c(HbO2)＝%答案：Hb?CO的濃度是Hb·O2的濃度的倍例2現(xiàn)有反應(yīng)：CO＋HOCO＋H（氣）放熱反應(yīng)；在850℃時，K＝1。（氣）2（氣）2（氣）2（1）若高升溫度到950℃時，達(dá)到平衡時K_____（填“大于”、“小于”、或“等于”）2）850℃時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入，，和moH2，則：當(dāng)＝時，上述反應(yīng)向___________________（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行。若要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則應(yīng)滿足的條件是__________________。3）在850℃時，若設(shè)＝和＝，其他物質(zhì)的投放量不變，當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得H2的體積分?jǐn)?shù)分別為a%，b%，則a_____b（填“大于、小于或等于”）解析：化學(xué)平衡常數(shù)不隨濃度或壓強(qiáng)的改變而改變，只隨溫度的改變而改變。（1）對于CO＋HOCO（氣）＋H，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，高升溫度平衡逆向搬動，（氣）2（氣）22（氣）生成物的濃度減小，反應(yīng)物的濃度增大，依照平衡常數(shù)的計(jì)算公式可知，K變小，即小于1。（2）c(CO)c(H)Kc(22)c(H2)COO在一容積可變的密閉容器中同時充入，，和moH2，當(dāng)＝時，則有：K＝5×1/3×1＞1，此時生成的濃度偏大，而在同一溫度下平衡常數(shù)保持不變，則必然隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成物的濃度降低，平衡逆向搬動。若要使平衡正向搬動，則有：K＝×1/3×1＜1，即＜3時，可使平衡正向搬動。3）可逆反應(yīng)在必然條件下達(dá)到化學(xué)平衡：當(dāng)＝時CO（氣）＋H2O（氣）CO2（氣）＋H2（氣）初步（mo/L）1315轉(zhuǎn)變（mo/L）平衡（mo/L）1－3－1＋5＋則有：2/（1－）（3－）＝1，解得＝－1/5，則氫氣的體積分?jǐn)?shù)為：a%＝H2%＝（5＋）/10＝40%同理可得：當(dāng)＝，b%＝%答案：（1）K小于1；（2）當(dāng)＝時，平衡逆向搬動；＜3時，可使平衡正向搬動。（3）＝時，a%＝40%；＝，b%＝%，即a＜b。例3在合成氨過程中，進(jìn)入合成塔的氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比為

1：3，壓強(qiáng)為

160atm，從合成塔出來的混雜氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為25%。求：（1）從合成塔出來的氣體中氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比是多少（2）從合成塔出來的氣體的壓強(qiáng)是多少答案：從合成塔出來的氣體中氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比為：1：3；從合成塔出來的氣體的壓強(qiáng)是128atm。例4在必然溫度下，將100mL氫氣和氮?dú)獾幕祀s氣體充入密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到平衡時保持溫度不變，測得混雜氣體的密度是反應(yīng)前的倍，平均分子量為，則達(dá)到平衡時氮?dú)獾霓D(zhuǎn)變率為多少解析：在同溫同壓下，反應(yīng)前后的氣體的總質(zhì)量保持不變，則混雜氣體的密度與體積成反比。設(shè)混雜氣體中氮?dú)獾捏w積為a，則氫氣的體積為：100－a，則有：N2＋3H22NH3初步（L）a100－a0轉(zhuǎn)變（L）32平衡（L）a－100－a－32則有：ρ前/ρ后＝V前/V后；100/（100－2）＝，＝10mL。又同溫同壓下，氣體的體積比等于物質(zhì)的量之比，則有：混雜氣體的相對分子質(zhì)量等于混雜氣體的總質(zhì)量與混雜氣體的總物質(zhì)的量之比，則有：混雜氣體的總質(zhì)量＝28a＋2（100－a），則有：［28a＋2（100－a）］/100－2＝，可得：a＝40mL則：氮?dú)獾霓D(zhuǎn)變率為：10/40＝25%答案：氮?dú)獾霓D(zhuǎn)變率為25%【考點(diǎn)再現(xiàn)】一、觀察化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫在必然溫度下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，系統(tǒng)內(nèi)所有反應(yīng)物和生成物的濃度保持不變，因此生成物濃度冪（以其化學(xué)計(jì)量數(shù)為冪）之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值就是一個常數(shù)，叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號K表示。以反應(yīng)：mA（g）nB（g）p(C)平衡?cq(D)平衡cm(A)平衡?cn(B)平衡c(CH3COOCH2CH3)?c(H2O)c(CH3COOH)?c(CH3CH2OH)

c4(H2)c2(NH3)c(N2)?c3(H2)

c4(H2O)c2(CrO42)?c2(H)c(CrO2)27c(N2)?c3(H2)c(NH3)1K1Kc2(NH3)132c2(N)?c2(H22)o/L，c（H2O）=3mo/L，反應(yīng)達(dá)到平衡時，CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2的轉(zhuǎn)變率為60%。若將H2O的起始濃度加大為6mo/L，試求CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2的轉(zhuǎn)變率。解析：本題觀察平衡常數(shù)表達(dá)式、有關(guān)計(jì)算及應(yīng)用。先由第一次平衡時CO的轉(zhuǎn)變率可求平衡時各物質(zhì)的濃度：c（CO）=L，c（H2O）=L，c（CO2）=L，c（H2）=L；再由此求K值：K＝1.21.2=0.81.8假設(shè)第二次平衡時，CO的轉(zhuǎn)變濃度為，則CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）初步濃度mo/L2600轉(zhuǎn)變濃度mo/L平衡濃度no/L2－X6－XXX由于溫度不變，平衡常數(shù)不變，則x2=，解得：=L(2x)?(6x)故CO的轉(zhuǎn)變率為：1.5mol/L×100%=75%2mol/L例2、現(xiàn)有反應(yīng)：CO＋HOCO＋H2（氣）放熱反應(yīng)；在850℃時，K＝1。（氣）2（氣）2（氣）（1）若高升溫度到950℃時，達(dá)到平衡時K_____（填“大于”、“小于”、或“等于”）2）850℃時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入，，和moH2，則：當(dāng)＝時，上述反應(yīng)向___________________（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行。若要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則應(yīng)滿足的條件是__________________。解析：化學(xué)平衡常數(shù)不隨濃度或壓強(qiáng)的改變而改變，只隨溫度的改變而改變。1）對于CO（氣）＋H2O（氣）CO2（氣）＋H2（氣），正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，高升溫度平衡逆向搬動，生成物的濃度減小，反應(yīng)物的濃度增大，依照平衡常數(shù)的計(jì)算公式可知，K變小，即小于1。2）c(CO)c(H)K22c(CO)c(HO)2在一容積可變的密閉容器中同時充入，，和moH，當(dāng)＝時，則有：K＝5×1/3×1＞1，此2時生成的濃度偏大，而在同一溫度下平衡常數(shù)保持不變，則必然隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成物的濃度降低，平衡逆向搬動。若要使平衡正向搬動，則有：K＝×1/3×1＜1，即＜3時，可使平衡正向搬動。答案：（1）K小于1；（2）當(dāng)＝時，平衡逆向搬動；＜3時，可使平衡正向搬動。例3CO的中毒是由于CO與血液中血紅蛋白的血紅素部分反應(yīng)生成碳氧血紅蛋白：CO＋Hb·O2→O2＋Hb·CO實(shí)驗(yàn)表示，Hb·CO的濃度即使只有Hb·O2濃度的2%，也可造成人的智力傷害。抽煙后，測得吸入肺部的空氣中CO和O2的濃度分別為10－6－1－2－1mo·L和10mo·L，并已知37℃時上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝220，那么，此時Hb?CO的濃度是Hb·O2的濃度的多少倍答案：Hb?CO的濃度是Hb·O2的濃度的倍例4在合成氨過程中，進(jìn)入合成塔的氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比為

1：3，壓強(qiáng)為

160atm，從合成塔出來的混雜氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為25%。求：（1）從合成塔出來的氣體中氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比是多少（2）從合成塔出來的氣體的壓強(qiáng)是多少解析：同溫同壓下，任何氣體的體積比等于物質(zhì)的量之比，

則依照平衡常數(shù)的計(jì)算公式：有：N2

＋

3H2

2NH3初步（L）

1

3

0轉(zhuǎn)變（L）

3

2平衡（L）

1－

3－3

2則有

2/（4－2）＝25%，＝，則從合成塔出來的氣體中氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比為：

（1－）：（3－3）＝1：3。在必然溫度和體積固定的容器中，氣體的壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量之比，則有：。答案：從合成塔出來的氣體中氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比為：1：3；從合成塔出來的氣體的壓強(qiáng)是128atm。例5在必然溫度下，將100mL氫氣和氮?dú)獾幕祀s氣體充入密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到平衡時保持溫度不變，測得混雜氣體的密度是反應(yīng)前的倍，平均分子量為，則達(dá)到平衡時氮?dú)獾霓D(zhuǎn)變率為多少N2＋3H22NH3初步（L）a100－a0轉(zhuǎn)變（L）32平衡（L）a－100－a－32則有：ρ前/ρ后＝V前/V后；100/（100－2）＝，＝10mL。又同溫同壓下，氣體的體積比等于物質(zhì)的量之比，則有：混雜氣體的相對分子質(zhì)量等于混雜氣體的總質(zhì)量與混雜氣體的總物質(zhì)的量之比，則有：混雜氣體的總質(zhì)量＝28a＋2（100－a），則有：［28a＋2（100－a）］/100－2＝，可得：a＝40mL則：氮?dú)獾霓D(zhuǎn)變率為：10/40＝25%答案：氮?dú)獾霓D(zhuǎn)變率為25%【專題測試】1、在某溫度下，可逆反應(yīng)mA（g）＋nB（g）5LoCO和1mo水蒸氣放入一固定容積的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），達(dá)平衡狀態(tài)后，獲??；再通入水蒸氣，達(dá)到新的平衡狀態(tài)后，CO的物質(zhì)的量可能是（）2A、B、C、D、7、將氣體和2moB氣體在2L的容器中混雜并在必然條件下發(fā)生以下反應(yīng)：2A（g）＋B（g）2C（g），若經(jīng)2后測得C的濃度為·L－1，現(xiàn)有以下幾種說法：①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為·（L·）－1②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為·（L·）－1③2時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)變率為70%④2時物質(zhì)B的濃度為·L－1其中正確的選項(xiàng)是（）A、①③B、①④C、②③D、③④8、在必然體積的密閉容器中放入3L氣體R和5L氣體Q，在必然條件下發(fā)生反應(yīng)：2R（g）＋5Q（g）

4X（g）＋nY（g），反應(yīng)完好后，

容器溫度不變，混雜氣體的壓強(qiáng)是原來的

%，則化學(xué)方程式中的

n值是（

）A、2

B、3

C、4

D、59、某容器中加入

N2和

H2，在必然條件下，

N2＋3H22NH3，達(dá)到平衡時

N2、H2、NH3的濃度分別是

3mo/L、4mo/L、4mo/L，則反應(yīng)開始時

H2的濃度是

（

）A、5mo/L

B、10mo/L

C、8mo/L

D、L10、已知以下反應(yīng)的平衡常數(shù)：H2（g）＋S（）H2S（g）K1S＋OSO（g）K（）2（g）22則反應(yīng)H2（g）＋SO2（g）O2（g）＋H2S（g）的平衡常數(shù)是（）A、K1＋K2B、K1－K2C、K1×K2D、K1／K211、有可逆反應(yīng)（g）（g）2C（g）（g）2A＋2B＋D1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式可表示為：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。2）該反應(yīng)采納了一種合適的催化劑，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度在100℃～400℃的范圍內(nèi)，每高10℃，反應(yīng)速度為原來的3倍，在400℃～450℃時，每高10℃，反應(yīng)速度卻約為原來的10倍，而溫度高于450℃時，反應(yīng)速度卻約為原來的3倍，若其他反應(yīng)條件不變，試解析造成這種現(xiàn)象的原因＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。3）若該反應(yīng)在固定容積的密閉容器中進(jìn)行，并保持溫度不變。往容器里充入等物質(zhì)的量的A、B兩種氣體物質(zhì)，反應(yīng)進(jìn)行5min后，試推測容器內(nèi)的壓強(qiáng)可能發(fā)生的變化＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（填正確的字母編號）A、增大

B、減小

C、不變其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（4）若