1、1专题 2.3.3 化学平衡常数一、化学平衡常数1定义在一定_下，当一个可逆反应达到化学_状态时，_浓度幂之积与_浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号_表示。2表达式对于一般的可逆反应 mA(g)+ nB(g) pC(g)+qD(g)，平衡常数的表达式为_。3特点K 只受_影响，与反应物或生成物的_无关。4意义K 值越大平衡体系中生成物所占的比例_正向反应进行的程度_反应进行得越_反应物的转化率_；反之，反应进行得就越_，反应物的转化率就越小。一般当_时，该反应进行得就基本完全了。二、平衡转化率1含义平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的
2、量之比，用来表示反应限度。2表达式平衡转化率=或平衡转化率=或平衡转化率=2一、1温度 平衡 生成物 反应物 K 2 K = 3温度 浓度变化 4越大 越大 完全 越大 不完全 K 105一、理解化学平衡常数的三种关系（1）与化学方程式书写形式的关系对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数。若化学方程式中的化学计量数等比例扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会发生改变。两反应相加得到新反应，其平衡常数是两反应平衡常数的乘积。两反应相减得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数相除得到的商。（2）与反应热的关系（3）与物质状态的关系由于固体、纯液体的浓度视为常数，所以在平
3、衡常数表达式中不写出。在稀溶液中进行的反应，如有水参加，由于水的浓度视为常数而不必出现在平衡常数表达式中。在非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则应出现在平衡常数表达式中。二、化学平衡相关计算问题化学平衡问题中常涉及到化学平衡常数、转化率的计算，通常利用“三段式”求解。所谓“三段式”就是在化学方程式下面，表示出“起始状态” 、 “转化部分” 、 “平衡状态”各组分的浓度或物质的量，进行列式求解。如下所示（a、b 可指物质的量、浓度等）： mA（g） nB（g） pC（g） qD（g）3起始：a b 0 0转化： mx nx px qx平衡： amx bnx px qx某恒定温度下，在一个
4、2 L 的密闭容器中充入 A 气体，B 气体，测得其浓度为 2 mol/L 和 1 mol/L；且发生如下反应:3A(g)+2B(g) 4C(?)+2D(?)已知“？”代表 C、D 状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成 1.6 mol C，且反应前后压强比为 54，则下列说法中正确的是该反应的化学平衡常数表达式为： K= 此时 B 的转化率为 35%增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变增加 C 的量，A、B 转化率不变A B C D【答案】D4三、化学平衡常数的应用（1）判断可逆反应进行程度的大小K 值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大； K 值越小，正反应进行
5、的程度越小，反应物的转化率越小。（2）判断可逆反应是否平衡及不平衡时反应进行的方向Qc K，反应向正反应方向进行Qc=K，反应处于平衡状态Qc K，反应向逆反应方向进行（3）判断反应的热效应（4）有关计算（1）利用平衡浓度计算平衡常数 K；（2）利用 K 计算平衡浓度和转化率；（3）利用 K 判断某一时刻是否为平衡状态或 v 正 、 v 逆 的大小关系等。化学平衡常数理解应注意的问题（1）与化学方程式书写形式的关系：对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即 K 正 。若化学方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会发生改变。如化学计量数扩大 1 倍
6、，则 K 。（2）与物质状态的关系：由于固体或纯液体的浓度视为常数，所以在平衡常数表达式中不再写出。稀溶液中进行的反应，如有水参加，由于水的浓度视为常数而不必出现在表达式中。非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则应出现在表达式中。煤 化 工 中 常 需 研 究 不 同 温 度 下 平 衡 常 数 、 投 料 比 及 产 率 等 问 题 。 已 知 反 应 CO(g)5+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在恒容容器中进行，平衡常数随温度的变化如下表：温度/ 400 500 830 1000平衡常数 K 10 9 1 0.6下列判断正确的是A达平衡后升温，反应速率增大，压强减小B其他条件不
7、变，增加压强能提高 CO 的转化率C该反应 H0D830时，在 2 L 的密闭容器中加入 4 mol CO(g)和 4 mol H2O(g)，平衡时，CO 的转化率是 50%【答案】D四、等效平衡等效平衡与等同平衡的异同条件 等效条件 结果恒温恒容：反应前后气体体积不相等的可逆反应， aA(g) bB(g) cC(g) n(g)0投料换算成相同物质表示的物质的量相同回归定值两次平衡时各组分百分含量、 n、 c 均相同完全相同等同平衡恒温恒容：反应前后气体体积相等的可逆反应， aA(g) bB(g) cC(g) n(g)=0投料换算成相同物质表示的物质的量等比例回归定比两次平衡时各组分百分含量相
8、同， n、 c 同比例变化等效平衡6恒温恒压：所有有气体参加的可逆反应投料换算成相同物质表示的物质的量等比例回归定比两次平衡时各组分百分含量相同、 c 相同， n 同比例变化等效平衡已知 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=197 kJmol-1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：（甲）2 mol SO2和 1 mol O2；（乙）1 mol SO2和 0.5 mol O2；（丙）2 mol SO 3。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是A容器内压强 p： p 甲 =p 丙 2p 乙BSO 3的质量 m： m 甲 =m 丙 2m 乙C c(SO2)与 c(O2)
9、之比 k： k 甲 =k 丙 k 乙D反应放出或吸收热量的数值 Q： Q 甲 =Q 丙 2Q 乙比相同，C 错。由等效平衡原理知， Q 甲 +Q 丙 = H， Q 甲 与 Q 丙 不一定相等，D 错。【答案】B1只改变一个影响因素，平衡常数 K 与化学平衡移动的关系叙述错误的是A K 值不变，平衡可能移动 B K 值变化，平衡一定移动C平衡移动， K 值可能不变 D平衡移动， K 值一定变化2双选将BaO 2放入密闭的真空容器中，反应2BaO 2(S) 2BaO(s)+O2(g)达到平衡。保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法正确的是7A平衡常数减小 BBaO量不变 C氧气压强
10、不变DBaO 2量增加3一定条件下，将 3 mol A 和 1 mol B 两种气体混合于固定容积为 2 L 的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g) xC(g)+2D(s)。2 min 末该反应达到平衡，生成 0.8 mol D，并测得 C 的浓度为 0.2 mol/L。下列判断正确的是A从开始到平衡 A 的平均反应速率为 0.3 mol/(L s)B从开始到平衡 B 的转化率为 60%C此反应的化学平衡常数表达式D若混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态4对于可逆反应 A(g)2B(g) 3C(g) D(s)，在 1 L 密闭容器中加入 2 mol A和 4 mol B，
11、恒温恒容时达到化学平衡，A 的物质的量为 1 mol，则下列说法正确的是A若起始加入 6 mol C 和 4 mol D，则达到化学平衡时，各种气体的物质的量之比为121B若起始加入 3 mol C 和 0.5 mol D，则达到化学平衡时，各种气体的物质的量分数之比为 123C该可逆反应达平衡时，A、B 的转化率相等D若向密闭容器中再加入 10 g A 气体，则容器中气体总质量也增加 10 g5某温度下，在一个 2 L 的密闭容器中加入 4 mol A 和 2 mol B 进行如下反应：3A(g)2B(g) 4C(s) D(g)，反应 2 min 后达到平衡，测得生成 1.6 mol C，下
12、列说法正确的是A前 2 min D 的平均反应速率为 0.2 molL1 min1B此时，B 的平衡转化率是 40%C增大该体系的压强，平衡不移动，化学平衡常数不变D增加 B，平衡向右移动，B 的平衡转化率增大62018 江苏卷一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，8发生反应 2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：下列说法正确的是A v1 K3， p2 2p3C v1 3(SO2 ) D c2 2c3， 2(SO3 )+ 3(SO2 ) T182017 天津常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g) Ni(CO
13、)4(g)。230时，该反应的平衡常数 K=2105。已知：Ni(CO) 4的沸点为 42.2，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与 CO 反应转化成气态 Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至 230制得高纯镍。下列判断正确的是9A增加 c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大B第一阶段，在 30和 50两者之间选择反应温度，选 50C第二阶段，Ni(CO) 4分解率较低D该反应达到平衡时， v 生成 Ni(CO)4=4v 生成 (CO)1 【答案】 D2【答案】CD【解析】 A项，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数就不变，错误。B项，该反应的正反应是
14、气体体积增大的反应。保持温度不变，缩小容器容积，即增大了压强，根据平衡移动原理，化学平衡向气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动，所以BaO量减小，错误。C项，由于温度不变，化学平衡常数就不变，其数值就等于氧气的浓度，浓度不变，因此氧气压强不变，正确。D项，缩小容器容积，平衡逆向移动，所以体系重新达到平衡，BaO2量增加，正确。3 【答案】D【解析】依据化学平衡三段式列式计算；3A(g)+B(g) xC + 2D(s)起始量（mol） 3 1 0 0变化量（mol） 1.2 0.4 0.4 x 0.8平衡量（mol） 1.8 0.6 0.4 x 0.8C 的浓度为 0.2 mol/L，C
15、的物质的量为 0.4 mol，计算得到 x=1；10A、A 的平均反应速率= =0.3 mol/（Lmin） ，A 错误；B、B 的转化率=100%=40%，B 错误；C、D 为固体，该条件下此反应的化学平衡常数 K=，C 错误；D、反应生成物中含有固体，密度等于气体质量除以体积，所以若混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态，D 正确；答案选 D。4 【答案】C【解析】先分析起始加入 2 mol A 和 4 mol B 时，平衡体系中 A、B、C 的物质的量。A(g) 2B(g) 3C(g) D(s)起始量 2 mol 4 mol 0 0转化量 1 mol 2 mol 3 mol 1
16、 mol平衡量 1 mol 2 mol 3 mol 1 mol若投料 6 mol C 和 4 mol D，由于 D 是固体，投料与原投料等效，各种气体的物质的量之比为 123，A 项错误；若通入 3 mol C 和 0.5 mol D，投料相当于原投料的一半，平衡时 3 种气体的物质的量分别为 0.5 mol、1 mol、1.5 mol，其中平衡体系中 D 完全转化为A、B，不符合反应特征，B 项错误；由于该反应反应物的投料比等于化学计量系数比，所以反应物的转化率相等，C 项正确；加入 10 g A，由于平衡正向移动，生成固体 D，气体总质量增加少于 10 g，D 项错误。5 【答案】B6 【
17、答案】CD【解析】对比容器的特点，将容器 1 和容器 2 对比，将容器 1 和容器 3 对比。容器 2 中加11入 4molSO3等效于在相同条件下反应物投入量为 4molSO2和 2molO2，容器 2 中起始反应物物质的量为容器 1 的两倍，容器 2 相当于在容器 1 达平衡后增大压强，将容器的体积缩小为原来的一半，增大压强化学反应速率加快， 2 1，增大压强平衡向正反应方向移动，平衡时 c2 2c1，p 2 2p1， 1（SO 2）+ 2（SO 3） 1，容器 1 和容器 2 温度相同，K1=K2；容器 3 相当于在容器 1 达到平衡后升高温度，升高温度化学反应速率加快， 3 1，升高温
18、度平衡向逆反应方向移动，平衡时 c3 c1，p 3 p1， 3（SO 2） 1（SO 2） ，K 3 K1。根据上述分析，A 项， 2 1，c 2 2c1，A 项错误；B 项，K3 K1，p 2 2p1，p 3 p1，则 p2 2p3，B 项错误；C 项， 3 1， 3（SO 2） 1（SO 2） ，C 项正确；D 项，c 2 2c1，c 3 c1，则 c2 2c3， 1（SO 2）+ 2（SO 3） 1， 3（SO 2） 1（SO 2） ，则 2（SO 3）+ 3（SO 2） 1，D 项正确；答案选 CD。7 【答案】CDA根据容器 II 的起始投料， Q= = K，平衡将向正反应方向移动，
19、所以容器II 在平衡时气体的总物质的量一定大于 1 mol，故两容器的压强之比一定小于 45，A错误；B若容器 II 在某时刻， ，由反应 2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2变化量(mol/L) 2 x 2x x平衡量(mol/L) 0.32 x 0.5+2x 0.2+x12因为， ，解之得 x= ，求出此时浓度商 Qc= K，所以容器 II 达平衡时， 一定小于 1，B 错误；C若容器 III 在某时刻，NO 的体积分数为 50%2NO2 2NO + O2起始量(mol/L) 0 0.5 0.35变化量(mol/L) 2 x 2x x平衡量(mol/L) 2 x 0.52x 0.35x 由 0.52x=2x+0.35x，解之得， x=0.05，求出此时浓度商 Qc= ，说明此时反应未达平衡，反应继续向逆反应方向进行，NO 进一步减少，所以 C 正确；D温度为 T2时， 0.8，因为正反应是吸热反应，升高温度后化学平衡常数变大，所以 T2T1，D 正确。8 【答案】B
