化学平衡常数及其计算

课时22化学平衡常数及其计算专题五化学反应速率和化学平衡高三化学一轮复习（1）CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)（2）CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)（3）Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+（4）2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O（5）N2(g)+3H2(g)2NH3(g)（6）1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)（7）NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)【问题1】写出下列反应的平衡常数表达式。对于可逆反应:aA+bBcC+dD)()()()(BcAcDcCcKbadc在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数简称平衡常数。化学平衡的特征——平衡常数（1）K的表达式、单位与什么有关？（2）反应中固体、纯液体浓度如何处理？（3）同一反应相同条件下的正逆反应的平衡常数是什么关系？【问题1.1】通过练习，回答以下问题：【练习1】1.已知在一定温度下：C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K；C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)平衡常数K1；CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)平衡常数K2，则K、K1、K2之间的关系是：。K=K1K22.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：达平衡时，c(H2)=0.5mol·L-1，c(HI)=4mol·L-1，则此温度下反应①的平衡常数为（）A．9B．16C．20D．25C【问题2】下列反应在210℃达到平衡:PCl5(气)PCl3(气)+Cl2(气)K1=1①CO(气)+Cl2(气)COCl2(气)K2=5x104②COCl2(气)CO(气)+Cl2(气)K3③（1）根据反应①的平衡常数K1表达式，下列等式必定成立的是A.c(PCl5)=c(PCl3)=c(Cl2)=1B.c(PCl5)=c(PCl3)·c(Cl2)=1C.c(PCl5)=c(PCl3)·c(Cl2)（2）反应②和反应③的平衡常数K2、K3表达式(填“相同”或“不同”)（3）降低Cl2浓度，反应③的K3值(填“增大”、“减小”或“不变”)不同不变【问题2.1】二氧化硫和氮的氧化物是常用化工原料，但也是大气主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)SO3(g)。某温度下，SO2平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如图所示。问：平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_____K(B)(填“＞”、“＜”或“=”)。=平衡常数的影响因素：平衡常数K只与温度有关，与浓度无关【问题3】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的关系如下表：①该反应的化学平衡常数表达式为K=。②该反应为(填“吸热”或“放热”)反应。T/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6吸热（2）利用Ｋ可判断反应的热效应A、若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为热反应。B、若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为热反应。吸放平衡常数的意义：（1）K值的大小定量地衡量化学反应进行的程度B、一般当K＞105时，该反应进行得基本完全了。A、K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。【练习2】1.T℃时，在2L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图3所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，Y的体积分数与时间的关系如图4所示。该反应的平衡常数表达式为K=，在T1时，该反应的平衡常数为K1，在T2时，该反应的平衡常数为K2，则K1(填“”、“”或“=”)K2。图3图423(Z)(X)(Y)ccc2.图1是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，图2是反应中的CO和NO的浓度随时间变化的示意图。此温度下该反应的平衡常数K=；温度降低，K(填“变大”、“变小”或“不变”)。图1图29变大3.高温下，某反应达到平衡，平衡常数K＝。恒容时，升温，H2浓度减小。下列说法正确的是（）A．该反应化学方程式为CO＋H2OCO2＋H2B．升高温度，逆反应速率减小C．该反应是焓变为正值D．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小)()()()(222HcCOcOHcCOc催化剂高温C（3）利用K判断反应进行的方向mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g))()()()(BCACDCCCKnmqpQC叫该反应的浓度商①若QC＜K，则V（正）V（逆），反应向方向进行。②若QC＝K，则V（正）V（逆），反应。③若QC＞K，则V（正）V（逆），反应向方向进行。正达到了平衡逆=平衡常数的意义：【练习3】1.恒容密闭容器中，进行反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。其平衡常数K与温度t的关系如下表：（1）该反应为_________（“放热”“吸热”）反应；（2）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断该温度为______；在此温度下，若该容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O，这状态是否平衡状态？若不是，反应向哪个方向进行？t70080083010001200K0.60.91.01.72.6830不平衡，K'=0.94K吸热2.（2014江苏15）一定温度下，在三个体积约为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)下列说法正确的是（）A．该反应的正方应为放热反应D．若起始时向容器I中充入CH3OH0.1mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol，则反应将向正反应方向进行容器编号温度（℃）起始物质的量（mol）平衡物质的量（mol）CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)I3870.200.0800.080Ⅱ3870.40Ⅲ2070.200.0900.090AD【问题5】在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：物质XYZ初始浓度/mol·L-10.10.20平衡浓度/mol·L-10.050.050.1下列说法错误的是（）A．反应可表示为X+3Y2Z，其平衡常数为1600B．改变温度可以改变此反应的平衡常数C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大D．反应达到平衡时，X的转化率为50％C对于可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率α来表示反应限度。平衡转化率【练习4】1.在2L的恒容容器中充入1molCO和1molH2O(g)，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。800℃时反应达平衡，若k=1。求：(1)CO的平衡浓度和转化率。(2)若温度不变，上容器中充入的是1molCO和2molH2O(g)，求CO和H2O的平衡浓度和转化率。(3)若温度不变，上容器中充入的是2molCO和4molH2O(g)，求CO和H2O的平衡浓度和转化率。2.相同容器的四个密闭容器中，进行同样的可逆反应：2A（g）+B（g）3C（g）+2D（g）起始时四个容器所装A、B的量分别为：在相同温度下建立平衡时，A或B的转化率大小关系为（）A、A的转化率：甲＜丙＜丁＜乙B、A的转化率：甲＜丙＜乙＜丁C、B的转化率：甲＞乙＞丙＞丁D、B的转化率：丁＞乙＞丙＞甲A转化率：丁＞乙＞丙＞甲B转化率：甲＞乙＞丙＞丁BC甲乙丙丁A2mol1mol2mol1molB1mol1mol2mol2mol