第三节化学平衡常数桐乡一中化学平衡常数1.化学平衡常数的表达式对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),化学平衡常数为K=____________(式中各物质的浓度为_____时的浓度)2.化学平衡常数的影响因素平衡常数与反应物和生成物的浓度无关,只与_____有关。平衡温度cp(C)×cq(D)cm(A)×cn(B)3.化学平衡常数的意义K值越大,正反应进行程度_____,反应物的转化率_____。越大越大1.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式为()2.可逆反应N2+3H22NH3,达到平衡后,增大NH3的浓度则该反应的平衡常数增大。()3.可逆反应的平衡常数与温度有关,所以升高温度,平衡常数一定增大。()4、一个可逆反应的平衡常数越大,则反应进行的越彻底,达到平衡所需时间越短。()××c(C)×c(H2O)c(CO)×c(H2)=K××(2014·上海高考·14)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1、平衡常数的表示和计算列式,和方程的关系,计算2、平衡常数的意义可表示强弱、程度3、化学平衡常数的用途判反应热、移动方向、计算产率等化学平衡常数的考法平衡常数的表示和计算①化学平衡常数表达式(1)固体与纯液体浓度可看为常数,不能代入。(2)关于H2O的浓度问题写出下列2个方程式的平衡常数表达式NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)水溶液中水不用计入表达式②不同方程式之间K的关系N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K11/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)K22NH3(g)N2(g)+3H2(g)K3K1和K2是什么关系?K1和K3呢C(s)+O2CO2K1C(s)+CO22COK22CO+O22CO2K3K1、K2和K3是什么关系?反应热的关系?③不同常数间的关系(1)用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL某未知浓度的醋酸溶液。CH3COOH的电离平衡常数表达式Ka=。(2)水解反应是典型的可逆反应。水解反应的化学平衡常数称为水解常数(用Kh表示),类比化学平衡常数的定义,请写出CH3COONa水解反应的水解常数的表达式:Kh=。(3)CH3COONa溶液和醋酸混合后,找出Ka,Kh和KW的关系__________。例题1.某温度下,在一个2L的密闭容器中,加入4molA和2molB进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g),反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6molC,则下列说法正确的是()A.该反应的化学平衡常数表达式是K=B.此时,B的平衡转化率是40%C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大D.增加B,平衡向右移动,B的平衡转化率增大【解析】选B。4232c(C)×c(D)c(A)×c(B)(2014·山东高考·29)·研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1ΔH10(Ⅰ)2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K2ΔH20(Ⅱ)(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=(用K1、K2表示)。(2014·海南高考·14)硝基苯甲酸乙酯在OH-存在下发生水解反应:O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH两种反应物的初始浓度均为0.050mol·L-1,15℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示,回答下列问题:(2)列式计算15℃时该反应的平衡常数。t/s0120180240330530600700800α/%033.041.848.858.069.070.471.071.0(2015四川7)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。下列说法正确的是()A.550℃时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=24.0P总(2015·安徽)11.汽车尾气中,产生NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g),一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是:A.温度T下,该反应的平衡常数K=B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的△H<0(2015·新课标I)(4)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:_______。②上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为________(以K和k正表示)。若k正=0.0027min-1,在t=40min时,v正=__________min-1t/min020406080120X(HI)10.910.850.8150.7950.784X(HI)00.600.730.7730.7800.784(2015·浙江)28.(15分)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数K=____________(用α等符号表示)。VnKcpKp)1(12222==或化学平衡常数的意义①可表示反应进行的程度②可表示酸或碱的强弱KaKb*③可表示同类型的物质在水中的溶解度Ksp*④可表示盐水中的水解程度Kh不能表示反应的快慢(2015·天津)28.(14分)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:(3)FeCl3在溶液中分三步水解:Fe3++H2OFe(OH)2++H+K1Fe(OH)2++H2OFe(OH)2++H+K2Fe(OH)++H2OFe(OH)3+H+K3以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是__________________.(2015·福建)23.(15分)研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。(3)25℃,两种酸的电离平衡常数如右表。①HSO3-的电离平衡常数表达式K=_______。②0.10mol·L-1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为。③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为。④相同温度下,浓度均为0.10mol·L-1的Na2SO3、Na2CO3、NaHSO3、NaHCO3四种溶液的pH从大到小排列顺序为_____________。Ka1Ka2H2SO31.3×10-26.3×10-8H2CO34.2×10-75.6×10-11化学平衡常数的用途1.化学平衡常数可判断反应的热效应一般情况下:升高温度正反应吸热正反应放热K值增大K值减小mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)△H?cp(C)×cq(D)cm(A)×cn(B)K=三27.(14分)甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-99kJ·mol-1科网ZXXK](2)反应①的化学平衡常数K的表达式为;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为(填曲线标记字母),其判断理由是。(2014·新课标全国卷Ⅱ·26)在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:(1)反应的ΔH0(填“大于”或“小于”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。反应的平衡常数K1为。(2)100℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10s又达到平衡。a:T100℃(填“大于”或“小于”),判断理是。b:计算T时常数K2。2、可判断是否平衡或移动的方向对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),Qc=(式中浓度是任意时刻的浓度)。根据Qc与K的关系可以判断可逆反应所处的状态。Qc=K反应达到平衡状态QcK反应向正反应方向移动QcK反应向逆反应方向移动pqmnc(C)c(D)c(A)c(B)例题4在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表:回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=_________。(2)该反应为________反应(选填“吸热”、“放热”)。(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为____。(4)若1200℃时,在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol·L-1、2mol·L-1、4mol·L-1、4mol·L-1,则此时上述反应的平衡移动方向为______(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)。t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6吸热700℃逆向3、化学平衡常数可用于计算——“三段式”法计算浓度和转化率可按下列模式进行计算:如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为amol/L、bmol/L,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol/L。起始(mol/L)ab00变化(mol/L)mxnxpxqx平衡(mol/L)a-mxb-nxpxqxmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(2015·重庆)7.羰基硫(COS)可作为一种××熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和××的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)K=0.1,反应前CO的物质的量为10mol,平衡后CO物质的量为8mol,下列说法正确的是()A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应B.通入CO后,正反应速率逐渐增大C.反应前H2S物质的量为7molD.CO的平衡转化率为80%(2014·四川高考·7)在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得实验数据如下表:下列说法正确的是()A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2mol·L-1·min-1B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%D.实验④中,达到平衡时,b0.060实验编号温度/℃起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)①7000.400.100.090②8000.100.400.080③8000.200.30a④9000.100.15b(2014·福建高考·24)(3)已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K