第三节化学平衡的移动化学平衡常数

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1、襄阳一中 高三年级 导学提纲 第四章 化学反应速率 化学平衡 编写：郭莉 审核：梅进峰 张晶晶 使用时间： 姓名： 考号：第七章 化学反应速率 化学平衡第三节 化学平衡的移动 化学平衡常数【考纲要求】1.理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。2.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。【自学反馈】 知识点一化学平衡常数1.化学平衡常数（1）定义：在一定温度下，达到平衡的可逆反应，其平衡常数用生成物平衡浓度(气体平衡分压)的方次之积与反应物平衡浓度(气体平衡分压)的方次之积的比值来表示，这时的平衡常数称为浓度平衡常数(压强平衡常数)（2）表达

2、式用Kc(Kp)表示。对:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g), （3）影响因素：.平衡常数K与温度有关，与浓度和压强无关。（4）.平衡常数的意义：K的大小，可推断反应进行的程度。K越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小.平衡常数表达式表明在一定温度条件下达成平衡的条件。在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物的浓度商Qc与Kc比较大小来判断。当Qckc，(正)(逆),未达平衡，反应逆向进行；当Qc(逆),未达平衡，反应正向进行；当Qc=kc，(正)=(逆),达到平衡，平衡不移动。平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们

3、一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。如2SO2(g)+O22SO3(g) 298K时Kp3.61024很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反应。知识点二 化学反应进行的方向。1自发过程含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自发进行的过程。2、化学反应方向进行的判据（1）焓判据放热过程中体系能量降低，H0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应的方向不全面。（2）熵判据熵：量度体系混乱（或有序）的程度的物理量，符号S（同一物质，三种状态下熵值：气态液态固态）熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大。即

4、熵变（S）大于零。熵判据体系的混乱度增大（既熵增），S0，反应有自发进行的倾向，但有些熵减反应也可以自发进行，故只用熵变判断反应的方向也不全面。（3）复合判据自由能判据符号：G，单位：kJmol1 公式：G=HTS 应用：G0 能自发进行G0 平衡状态G0 不能自发进行具体的的几种情况：焓变（H）熵变（S）反应的自发性00任何温度都能自发进行00较低温度下能自发进行00高温下能自发进行00任何温度都不能自发进行注：过程的自发性只能用于判断反应进行的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。知识点三 化学平衡常数应用1应用(1)判断、比较可逆反应进行程度的大小。K值越大，反应进行的程度越

5、大；K值越小，反应进行的程度越小。(2)判断可逆反应是否达到化学平衡状态对于可逆反应aA(g)bB(g)cC(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：浓度商QQ来源:学#科#网Z#X#X#K(3)判断可逆反应的反应热若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。(4)计算反应物或生成物的平衡浓度及反应物的转化率。2相关计算(1)步骤写出有关化学平衡的方程式。确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。根据已知条件建立等式关系进行解答。(2)模式如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/

6、L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度mx mol/L。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始(mol/L)ab00变化(mol/L)mxnxpxqx平衡(mol/L)amxbnxpxqxK。(3)说明反应物：c平c始c变；生成物：c平c始c变。各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。转化率100%。【另】平衡常数的其他应用(1)利用化学平衡常数可以判断反应进行的程度。一般K105时认为该反应基本进行完全；K0，S20BS10，S20CS10 DS10，S2H2OCO2D以上说法都不正确课外作业1已知下列反应在某温度下的平衡常数：H2(g)S(s) H2S(g)K

7、1S(s)O2(g) SO2(g)K2则在该温度下反应H2(g)SO2(g) O2(g)H2S(g)的平衡常数为()AK1K2BK1K2CK1K2DK1/K22某温度下气体反应达到化学平衡，平衡常数K，恒容时，若温度适当降低，F的浓度增加。下列说法中正确的是()A增大c(A)、c(B)，K增大B降低温度，正反应速率增大C该反应的焓变为负值D该反应的化学方程式为：2E(g)F(g) A(g)2B(g)3汽车尾气净化的反应：2NO(g)2CO(g) N2(g)2CO2(g)，已知该反应速率极慢，570 K时平衡常数为11059。下列说法正确的是()A装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO和

8、COB提高尾气净化效率的常用方法是升高温度C提高尾气净化效率的最佳途径是研究高效催化剂D570 K时该反应正向进行的程度很大，故使用催化剂无实际意义4(2013陕西汉中质检)某密闭容器中充入一定量SO2、O2发生反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，测得SO3浓度与反应温度关系如图。下列说法正确的是()A该反应H0 BSO2转化率：abcC化学反应速率：cba D平衡常数K：bca5某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)B(g) C(g)D(g)，5 min后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K1，若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍，A的

9、转化率不发生变化，则()Aa3 Ba2CB的转化率为40% DB的转化率为60%6加热N2O5，依次发生的分解反应为N2O5N2O3O2，N2O3N2OO2；在2 L密闭容器中充入8 mol Na2O5，加热到t ，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol。则t 时反应的平衡常数为()A10.7 B8.5 C9.6 D10.27(2013河北承德质检)恒温下，将1.6 mol N2与2.4 mol H2的混合气体通入一个固定容积为4 L的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，10 min后反应达到平衡时，NH3的体积分数为25%，下列有关说法正确的是

10、()A达到平衡时，N2和H2的转化率之比为11B达到平衡时，混合气体的密度为12.4 gL1C10 min内v(H2)0.35 mol(Lmin)1D平衡混合气体中，n(N2)n(H2)n(NH3)1328已知可逆反应：3A(g)B(g) xC(g)H”或“0，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 molL1，c(N)2.4 molL1；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 molL1，c(N)a molL1；达到平衡后，c

11、(P)2 molL1，a_；(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)c(N)b molL1，达到平衡后，M的转化率为_。11(13分)(2013山东潍坊质检)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如图所示：(1)此流程的第步反应为：CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g)，该反应的化学平衡常数表达式为K_；反应的平衡常数随温度的变化如表所示。温度/4005008301 000平衡常数K10910.6从上表可以推断：此反应是_(填“吸”或“放”)热反应。在830 下，若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1 mol，则达到平衡后CO的转化率为_。(

12、2)此流程的第步反应CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g)，在830 时，以下表的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应，其中反应开始时，向正反应方向进行的有_(填实验编号)。实验编号n(CO)n(H2O)n(H2)n(CO2)来源:学。科。网Z。X。X。KA1523B2211C0.52来源:Zxxk.Com11(3)在一个不传热的固定容积的容器中，判断此流程的第步反应达到平衡的标志是_(填序号)。体系的压强不再发生变化混合气体的密度不变混合气体的平均相对分子质量不变各组分的物质的量浓度不再改变体系的温度不再发生变化v(CO2正)v(H2O逆)(4)下图表示此流程的第步反应

13、在时刻t1达到平衡、在时刻t2分别因改变某个条件而发生变化的情况：图中时刻t2发生改变的条件是_(写出两种)。第七章 化学反应速率 化学平衡第三节 化学平衡的移动 化学平衡常数课堂反馈1B固体、液体、气体的熵逐渐增大气气液，S10；固气固，S20，S0，则反应不能自发进行。5CK1的表达式应为K1，常温下；水分解产生O2，是H2和O2化合生成H2O的逆反应，因此其平衡常数的数值应为K2的倒数，数值为51082；由于三个反应都在常温下进行，根据K值的大小可以得出三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NOH2OCO2。课外作业1D由平衡常数的定义可知，K1，K2，反应H2(g)SO2(g)O

14、2(g)H2S(g)的平衡常数K，可知KK1/K2。2DA项，平衡常数K只随温度变化，不随浓度变化，故不正确；B项，降低温度，正、逆反应速率均减小，不正确；C项，降温，F浓度增大，表明平衡逆向移动，正反应是吸热反应，则焓变为正值，不正确；D项，根据化学平衡常数表达式可知A、B是生成物，E、F为反应物，且对应指数为其化学方程式前的计量数，正确。3C已知反应为可逆反应，故排出的气体含有CO2、N2、NO、CO；汽车尾气处理时升高温度不现实；使用催化剂可以加快反应速率，达到尾气净化的目的。4Cb点c(SO3)最大，且不再变化，故b点为反应平衡点，c点为升温后平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，

15、A项错误；B项转化率bca；C项，温度越高速率越大；D项，温度越高越逆向移动，故abc。5C温度不变，扩大容器体积(相当于减小压强)时，A的转化率不变，说明反应前后气体的体积不变，即a1，A错误，B错误；设达平衡时，B的改变量为x mol，则A、B、C、D的平衡量分别为(2x)mol、(3x)mol、x mol、x mol，设容器体积为1 L，则平衡常数K1，解得：x1.2，B的转化率为1.2340%，所以C正确，D错误。6B题设中有两个反应，可理解为先发生反应，其中生成的N2O3有一部分再发生分解反应，且在两个反应中都有O2生成，再由已知条件列方程组求解。设反应中生成N2O3物质的量浓度为x

16、，反应中生成N2O物质的量浓度为y。则：N2O5(g)N2O3(g)O2(g)来源:学#科#网Z#X#X#K 起始浓度/(mol/L) 4 0 0 转化浓度/(mol/L) x x x来源:学。科。网N2O3(g)N2O(g)O2(g) 起始浓度/(mol/L) x 0 0 转化浓度/(mol/L) y y y 平衡浓度/(mol/L) xy y y依题意O2的平衡浓度为xy4.5 mol/LN2O3的平衡浓度为xy1.7 mol/L解得x3.1 mol/L，y1.4 mol/LN2O5的平衡浓度为4 mol/L3.1 mol/L0.9 mol/LN2O的平衡浓度为1.4 mol/L则反应平衡

17、常数K(1.74.5)/0.98.5。7B设参加反应的N2的物质的量为x，N2(g)3H2(g)2NH3(g) n(始)/mol 1.6 2.4 0 n(变)/mol x 3x 2x n(平)/mol 1.6x 2.43x 2x由100%25%，解得x0.4 mol。A项，平衡转化率之比为12，错误。B项，反应过程中，容器内混合气体密度一直不变，故12.4 gL1，正确。C项，v(H2)0.03 mol(Lmin)1，错误。D项，平衡时n(N2)n(H2)n(NH3)332，错误。8解析：(1)B的平均反应速率可直接用物质B的物质的量浓度的变化值除以时间来求解。(2)C的物质的量n(C)2 L

18、4 molL10.8 mol，而B的物质的量变化为0.2 mol，所以x4；可以求得A、B、C的浓度分别为c(A)1.2 molL1、c(B)0.4 molL1、c(C)0.4 molL1，所以代入平衡常数式可得平衡常数。(3)加入氦气，尽管反应体系的压强增加，但该物质不与体系中的其他物质反应，不会导致其他物质浓度的变化，所以平衡不会移动。(4)达到新的平衡时，A、B、C的平衡浓度之比不变，仍为1.20.40.4311，故n(C)n mol，平衡常数K不变。答案：(1)0.05 molL1min1(2)4(0.037)减小(3)不移动(4)n mol不变9解析：(1)由盖斯定律，方程式得CO2

19、(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)HH1H290 kJmol1(41 kJmol1)49 kJmol1。(2)由图象可知，相同温度下，p2下CO的转化率大于p1下CO的转化率，由方程式可知，增大压强平衡右移，故p1p2；在其他条件不变的情况下，再增加a mol CO与2a mol H2，相当于增大压强，平衡右移，故CO的转化率增大；由于温度不变，故其平衡常数不变。(3)0.012 3v逆。答案：(1)CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49 kJmol1(2)小于增大不变(3)没有此时0.012 310解析：(1)M(g)N(g)P(g)Q(g)始态 1 mol/

20、L 2.4 mol/L 0 0变化量 1 mol/L60% 1 mol/L60%因此N的转化率为：100%25%(2)由于该反应的H0，即该反应为吸热反应，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/Lc(N)1.8 mol/Lc(P)0.6 mol/Lc(Q)0.6 mol/L因此化学平衡常数K由于温度不变，因此K不变，达到平衡后c(P)2 mol/Lc(Q)2 mol/Lc(M)2 mol/Lc(N)(a2)molL1K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/Lc(N)b(1x)mo

21、l/Lc(P)bx mol/Lc(Q)bx mol/LK，解得x41%答案：(1)25%(2)增大(3)6(4)41%11解析：(1)由平衡常数定义可直接写出反应的平衡常数表达式；由表中数据可知，升高温度，K变小，说明反应逆向进行，即正反应为放热反应；在830 时，K1，故可利用K可求出平衡时CO转化0.5 mol，即CO的转化率为50%。(2)将表中数据带入K的表达式，只有B组数据K1(830 ，K1)，故起始时反应正向进行的只有B组。(3)因反应是气体体积不变的反应，故在体积固定的密闭容器中进行该反应，无论是否平衡，混合气体密度、平均相对分子质量、容器内压强等都不变；说法由平衡态定义可知一定能说明反应达到平衡；体系的温度不再发生变化，间接地说明各反应物质的浓度不变。(4)在t2时CO2与CO在原平衡态的基础上分别为增多和减少，说明反应正向移动，故可采取方式有降低温度或增加水蒸气的量或减少氢气的量等。答案：(1)放50%(2)B(3)(4)降低温度或增加水蒸气的量或减少氢气的量第6页