化學(xué)平衡常數(shù) （原卷版）-2024年人教版新高二化學(xué)復(fù)習(xí)講義+習(xí)題

第08講化學(xué)平衡常數(shù)

I顏羽目標(biāo)

1.證據(jù)推理：通過化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的濃度數(shù)據(jù)分析，認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡常數(shù)的概念，并能分析推測(cè)其相關(guān)應(yīng)用。

2.模型認(rèn)知：構(gòu)建化學(xué)平衡常數(shù)相關(guān)計(jì)算的思維模型(三段式法)，理清計(jì)算的思路，靈活解答各類問題。

幻如識(shí)導(dǎo)航

一、化

學(xué)平衡常數(shù)

1.化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)濃度數(shù)據(jù)分析

分析課本，457.6。C時(shí)反應(yīng)體系H2(g)+I2(g)=2HI(g)中各物質(zhì)的濃度數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律:

(1)無論該反應(yīng)從正向進(jìn)行還是從逆向進(jìn)行，平衡時(shí)只要一定，°(:黑2)的值近似相等。

(2)無論反應(yīng)物或生成物的濃度如何改變，平衡時(shí)只要—.一定，忘備］的值也近似相等。

2.化學(xué)平衡常數(shù)的概念

在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，與的比值是一個(gè)常

數(shù)(簡(jiǎn)稱平衡常數(shù))，用符號(hào)表示。

3.濃度商與化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式

pC(g)+qD(g),在任意時(shí)刻的喘稱為

(1)濃度商：對(duì)于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)

砥C)d(D)

常用一表示,即。=

c"(A)?呢B)

d(C>4D)

(2)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：當(dāng)在一定溫度下達(dá)到__________時(shí)，K=

/A)d(B)

(3)2與K的關(guān)系：當(dāng)反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的濃度商平衡常數(shù)時(shí)，表明反應(yīng)達(dá)到限度，即達(dá)到化學(xué)。

4.化學(xué)平衡常數(shù)的意義

平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的(也叫)0

K越大，表示反應(yīng)進(jìn)行得越,平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率—，當(dāng)K>105時(shí)，該反應(yīng)就進(jìn)行的基本完全了。

K值越小，表示反應(yīng)進(jìn)行得越,平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

5.化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素

(1)內(nèi)因：不同的化學(xué)反應(yīng)及化學(xué)方程式的書寫形式是決定化學(xué)平衡常數(shù)的o

(2)外因：在化學(xué)方程式一定的情況下，K只受影響。

【方法技巧】

(1)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式書寫注意事項(xiàng)

①化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度必須是平衡時(shí)的濃度，且不出現(xiàn)固體或純液體的濃度。

②化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫有關(guān)。若反應(yīng)方向改變、化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，化學(xué)平

衡常數(shù)都會(huì)相應(yīng)改變。

(2)若兩反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為Ki、K2

①若兩反應(yīng)相加，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)K=K-K2。

②若兩反應(yīng)相減，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)K="。

二、化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算

1.“三段式”法進(jìn)行化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算

可按下列步驟建立模式，確定關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。如可逆反應(yīng)：加A(g)+〃B(g)=pC(g)+qD(g),在體積為V

L的恒容密閉容器中，反應(yīng)物A、B的初始加入量分別為amol、bmol,達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，設(shè)A物質(zhì)轉(zhuǎn)化的

物質(zhì)的量為/nxmolo

⑴模式

mA(g)+/iB(g)-pC(g)+qD(g)

起始量/molab00

轉(zhuǎn)化量/molmxruepxqx

平衡量/mola~mxb-nxpxqx

對(duì)于反應(yīng)物：w(平)="(始)一〃(轉(zhuǎn))

對(duì)于生成物：以平)=〃(始)+"(轉(zhuǎn))

則有①平衡常數(shù)K=

b~nx\J

V

/7—rnx

②平衡時(shí)A的物質(zhì)的量濃度：c(A)=—moLlT1

③平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率：。=受<100%,A、B的轉(zhuǎn)化率之比為a(A)：a(B)=管：管。

/7—TY1Y

④平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)：ff(A)=,.,.,-----------xl00%o

a+b+(p+q—m—n)x

P(平)fl+i>+(p+<7-m-n)x

⑤平衡時(shí)和開始時(shí)的壓強(qiáng)之比：,(始)=~a+b°

⑥混合氣體的密度：夕(混)=yg-L*o

⑦平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量:

一0M(A)+)M(B)

Ma+b+fjy+q—m—n)xgm。10

該物質(zhì)實(shí)際產(chǎn)量

⑧生成物產(chǎn)率=

該物質(zhì)理論產(chǎn)量xlOO%?

(2)基本步驟

①確定反應(yīng)物和生成物的初始加入量;

②確定反應(yīng)過程的轉(zhuǎn)化量(一般設(shè)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為尤);

③確定平衡量。

2.平衡常數(shù)的應(yīng)用

例1.在某密閉容器中把CO和H2O的混合物加熱到800℃,存在平衡CO(g)+H2O(g)-CO2(g)+H2(g),

且平衡常數(shù)K=l。若在2L的密閉容器中充入1molCO和1molH20的混合物并加熱到800℃,則平衡時(shí)

CO的轉(zhuǎn)化率為()

A.40%B.50%C.60%D.83.3%

笈考點(diǎn)精統(tǒng)

考點(diǎn)01化學(xué)平衡常數(shù)的定義、表達(dá)式及其影響因素

【例1】下列關(guān)于平衡常數(shù)的說法正確的是：

A.K不變，平衡可能移動(dòng)

B.同一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)增大2倍，K值也增大兩倍

C.K值越大，反應(yīng)速率也越快

D.對(duì)于合成氨反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，平衡右移，K增大

【變式1-1］對(duì)于3Fe+4H2O(g)gTFe3CU+4H2(g),反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為

c(FeO).c(H)c(FeO).c4(H)

342D.A3——42：----------

,—c(Fe).c(HO)4

2c(Fe).c(H2O)

C4(HO)eg

C.K=2D.K=

44

C(H2)C(H2O)

【變式1-2】化學(xué)平衡常數(shù)可以用K來表示，關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的說法中正確的是

A.K與反應(yīng)的壓強(qiáng)有關(guān)

B.K與反應(yīng)物的濃度有關(guān)

C.K與生成物的濃度有關(guān)

D.K與溫度有關(guān)

考點(diǎn)02化學(xué)平衡常數(shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算

【例2］已知反應(yīng)2NH3QN2+3H2,在某溫度下的平衡常數(shù)為0.25,在此條件下，氨的合成反應(yīng)N2+3H20

2NH3的平衡常數(shù)為

A.4B.2C.1D.0.5

【變式2-l】2000K時(shí)，反應(yīng)CO(g)+g02(g)UC02(g)的平衡常數(shù)為K,則相同溫度下反應(yīng)2co2(g)=2CO(g)

+Ch(g)的平衡常數(shù)K為

111

A.—B.K2C.—D.-

KK-Ki

【變式2-2】某溫度下，反應(yīng)SCh(g)+；02(g)=SO3(g)的平衡常數(shù)Ki=50,在同一溫度下，反應(yīng)2sC)3(g)

-2SO2(g)+O2(g)的平衡常數(shù)K2的值為()

A.2500B.4x10-4C.100D.2x1O-2

考點(diǎn)03化學(xué)平衡常數(shù)的綜合應(yīng)用

【例3】下列有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的描述中正確的是

A.化學(xué)平衡常數(shù)的大小取決于化學(xué)反應(yīng)本身，與其他外界條件無關(guān)

B.相同溫度下，反應(yīng)A(g)+B(g)=C(g)與反應(yīng)C(g)UA(g)+B(g)的化學(xué)平衡常數(shù)相同

C.反應(yīng)2so2(g)+O?(g)U2SO3(g)AH<0的化學(xué)平衡常數(shù)隨反應(yīng)物濃度升高而增大

2(C)

D.反應(yīng)A(g)+B(g)=2C(g)的平衡常數(shù)達(dá)式為K=,c八

c(A)?c(B)

【變式3-l】T℃,向體積為VL的密閉容器中充入NO,容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線如圖所

示。下列說法不正確的是

4

O

E

/W-

岫

S

眼

磐

123//min

A.X是N2O

B.。?3min內(nèi)，v(NO2)=^-mol-(L-min)1

C.T℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為1

D.NO2和X的濃度相等不可以作為判斷反應(yīng)到達(dá)平衡的標(biāo)志

【變式3-2】某溫度下，在容積為2L的密閉容器中，X(g)、Y(g)、Z(g)三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化

的曲線如圖所示，已知4min時(shí)改變了一個(gè)條件。下列說法錯(cuò)誤的是

A.反應(yīng)進(jìn)行到a點(diǎn)時(shí)，Z的轉(zhuǎn)化率為14%

B.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Z(g)+Y(g)u3X(g)

C.該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)為W

64

D.4min時(shí)改變的條件是壓縮體積

￡過關(guān)檢測(cè)

1.下列關(guān)于平衡常數(shù)K的說法正確的是()

A.加入催化劑可能會(huì)改變平衡常數(shù)K

B.改變反應(yīng)物濃度能改變平衡常數(shù)K

C.平衡常數(shù)K與反應(yīng)本身及溫度有關(guān)

D.K越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小

2.只改變一個(gè)影響因素，下列關(guān)于平衡常數(shù)K的敘述錯(cuò)誤的是

A.K值不變，平衡可能移動(dòng)B.K值變化，平衡一定移動(dòng)

C.溫度變化，K值一定變化D.平衡移動(dòng)，K值一定變化

3.對(duì)于3Fe(s)+4H2O(g)q=Fe3O4(s)+4H2(g),化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為

c(FeO)c(H)

A.K=342

—c(Fe)-c(H2O)

4

Kc(Fe3O4)-c(H2)

B.4

一c(Fe)-c(H2O)

cW))

C.4

一C(H2)

」(凡)

D.

4

C(H2O)

4.在1000K時(shí)，已知反應(yīng)Ni(s)+H2O(g)UNiO(s)+H2(g)的平衡常數(shù)K=0.0059。當(dāng)水蒸氣和氫氣的物質(zhì)

的量濃度相等時(shí)，此反應(yīng)

A.已達(dá)平衡狀態(tài)

B.未達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)正向進(jìn)行

C.未達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)逆向進(jìn)行

D.無法確定

5.下列平衡常數(shù)的表達(dá)式書寫錯(cuò)誤的是

1C2(SO)

A.SO(g)-O(g)^SO(g)K二冬局3

2+235n

c(PCl).c(Cl)

PCl(g)^PCl(g)+Cl(g)32

B.532'c(PCL)

c4(Hj

C.3Fe(s)+4H,O(g)Fe,O4(s)+4H,(g)K="工去

c(H2O)

c2(CrO;j.c2(H+)

D.CrO^(aq)+HO(1)2CrOt(aq)+2H+(aq)K=

22-c(Cra)-

6.下列有關(guān)平衡常數(shù)的說法中，正確的是

A.改變條件，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，平衡常數(shù)也一定增大

B.反應(yīng)2NO2(g)UN2O4(g)AH<0,升高溫度該反應(yīng)平衡常數(shù)增大

C.對(duì)于給定可逆反應(yīng)，溫度一定時(shí)，其正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)

D.CO2+H2UCO+H2O的平衡常數(shù)表達(dá)式為^=C(CO)/[C(CO2)C(H2)]

7.在某溫度下，可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)UpC(g)+qD(g)的平衡常數(shù)為K,下列說法不正確的是

cp(C)-cq(D)

A.K越大，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大B.K的表達(dá)式是m3

cvArc(b)

C.K隨反應(yīng)物濃度的改變而改變D.K隨溫度的改變而改變

8.關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)，下列說法不正確的是()

A.化學(xué)平衡常數(shù)不隨反應(yīng)物或生成物的濃度的改變而改變

B.對(duì)于一定溫度下的同一個(gè)反應(yīng)，其正反應(yīng)和逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的乘積等于1

C.溫度越高，K值越大

D.化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度的改變而改變

9.可逆反應(yīng)2so2(g)+O2(g)U2so3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，保持恒溫恒容向容器中加入一定量的。2,設(shè)K

為平衡常數(shù)，Q為濃度商，下列說法正確的是

A.Q變小，K不變，Ch轉(zhuǎn)化率減小B.Q不變，K變大，S02轉(zhuǎn)化率減小

C.Q增大，K不變，SO2轉(zhuǎn)化率增大D.Q不變，K變大，Ch轉(zhuǎn)化率增大

10.在一定條件下，某反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)恒容時(shí)，若溫度適當(dāng)降低，D的濃度增

c(C卜c(D)

加。下列說法正確的是

A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為A(g)+B(g)=C(g)+D(g)

B.減低溫度，逆反應(yīng)速率增大

C.若增大c(A)、c(B),K值增大

D.該反應(yīng)的焰變?yōu)檎?/p>

11.下列有關(guān)平衡常數(shù)的說法正確的是()

A.改變條件，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，平衡常數(shù)也一定增大

c2(NOj

B.2NO2(g)UN2C?4(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=Y7M

C

(N2O4)

C.對(duì)于給定的可逆反應(yīng)，溫度一定時(shí)，其正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)相等

D.CO2(g)+H2(g).-CQ(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K「胃］

12.下列關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述正確的是

A.化學(xué)平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，與溫度無關(guān)

B.兩種物質(zhì)反應(yīng)，