平衡常数

1化学平衡常数1．概念：在一定温度下，当反应达到平衡状态时，浓度幂之积与浓度幂之积的比值是一个常数，固体和纯液体的浓度视为数，不计入平衡常数表达式，化学平衡常数是指某一反应的平衡常数，用符号表示，只受影响，与反应物或生成物的浓度等其他因素无关。2．表达式：对于反应mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)，K＝。练习：书写下列化学平衡的平衡常数表达式。(1)Cl2＋H2O=HCl＋HClO(2)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)(3)CH3COOH＋C2H5OH=CH3COOC2H5＋H2O(4)CO2－3＋H2O=HCO－3＋OH－(5)CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)练习：一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系①N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)K1②12N2(g)＋32H2(g)=NH3(g)K2③2NH3(g)=N2(g)＋3H2(g)K3(1)K1和K2，K1＝(2)K1和K3，K1＝。练习：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)K12NO(g)＋Cl2(g)=2ClNO(g)K2则4NO2(g)＋2NaCl(s)=2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝(用K1、K2表示)。练习：正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度()(2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数()(3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动()(4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化()(5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度()(6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热()练习：抽烟对人体有害。烟草不完全燃烧产生的一氧化碳被吸进肺里跟血液中的血红蛋白（用Hb•O2表示）化合，发生下述反应：CO+Hb•O2O2+Hb•CO实验表明，Hb•CO的浓度即使只有Hb•O2浓度的2%，也足以使人的智力受损。试回答：（1）上述反应的平衡常数表达式为：K=。（2）抽烟后，吸入肺部的空气中测得的CO和O2的浓度分别为10-6摩/升和10-2摩/升。已知37℃时，平衡常数K=220，这时Hb•CO的浓度（填大于、等于或小于）Hb•O2浓度的0.02倍。（1）计算①一个模式——“三段式”如mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)，A、B起始物质的量浓度分别为amol·L－1、bmol·L－1，达到平衡后消耗A的物质2的量浓度为mxmol·L－1。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)c始/(mol·L－1)ab00c转/(mol·L－1)c平/(mol·L－1)K＝②三个量的关系Ⅰ三个量：起始量、变化量、平衡量。Ⅱ关系ⅰ对于同一反应物，起始量－＝平衡量。ⅱ对于同一生成物，起始量＋＝平衡量。③四个公式Ⅰ反应物的＝n转化n起始×100%＝c转化c起始×100%。Ⅱ生成物的产率：产率＝实际产量理论产量×100%。Ⅲ百分含量＝平衡量平衡时各物质的总量×100%。Ⅳ体积分数＝某组分的物质的量混合气体总的物质的量。练习：反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为60%，试求：在该温度下。（1）此反应的浓度平衡常数。（2）若SO2(g)的初始浓度增大到3mol/L,则它们的转化率变为多少？练习：在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：其化学平衡常数K与温度t的关系如下：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：请回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数K=。（2）该反应为反应。（填“吸热”或“放热”）（3）800℃，固定容积的密闭容器中，放入混合物，其始浓度为c(CO)=0.01mol/L,c(H2O)=0.03mol/L,c(CO2)=0.01mol/L,c(H2)=0.05mol/L,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率(填＂大＂＂小＂或＂不能确定＂)(4)830℃,在1L的固定容器的密闭容器中放入2molCO2和1molH2,平衡后CO2的转化率为,H2的转化率为.⑵意义①判断反应进行的程度。K值越大，反应物的转化率，正反应进行的程度。②判断反应是否达到或向何方向进行。对于化学反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Qc＝ccC·cdDcaA·cbB。Q＜K，反应向反应方向进行；Q＝K，反应处于状态；Q＞K，反应向反应方向进行。3练习：A、B、C、D为四种易溶物质，它们在稀溶液中建立如下平衡：A+2B+H2OC+D。当加水稀释时，平衡向（填“正”或“逆”）反应方向移动，理由是练习：在密闭容器中进行的如下反应：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）。SO2的起始浓度是0.4mol/l,O2的起始浓度是1mol/l,当SO2的转化率为80%时,反应达到平衡状态.（1）求反应的平衡常数（2）若将平衡时反应混合物的压强增大1倍,平衡将如何移动?（3）若将平衡时反应混合物的压强减少1倍,平衡将如何移动?（4）平衡时保持体积不变,向平衡混合气体中充入稀有气体Ar,使体系总压变为原来的3倍,平衡又将如何移动?③判断反应的热效应：若升高温度，K值增大，则正反应为热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为热反应。练习：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的关系如表所示：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6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(填“吸热”或“放热”)反应。(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830℃时，向容器中充入1molCO、5molH2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K(填“大于”“小于”或“等于”)1.0。(5)830℃时，容器中的化学反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积。平衡(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动。④解释浓度改变对化学平衡的影响。练习：在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2（g）＋O2(g)2SO3(g)⊿H＜0（1）写出该反应的化学平衡常数表达式K＝（2）降低温度，该反应K值，二氧化硫转化率，化学反应速率（以上均填增大、减小或不变）（3）600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是。（4）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是（用文字表达）；10min到15min的曲线变化的原因可能是（填写编号）。A加了催化剂B.缩小容器体积C.降低温度D.增加SO3的物质的量练习：在一个体积为2L的真空密闭容器中加入0.5molCaCO3，发生反应CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)，测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示，图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线，B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题：4(1)该反应正反应为(填“吸”或“放”)热反应，温度为T5℃时，该反应耗时40s达到平衡，则T5℃时，该反应的平衡常数数值为。(2)如果该反应的平衡常数K值变大，该反应(选填字母)。a．一定向逆反应方向移动b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小c．一定向正反应方向移动d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大(3)请说明随温度的升高，曲线B向曲线A逼近的原因：。(4)保持温度、体积不变，充入CO2气体，则CaCO3的质量，CaO的质量，CO2的浓度(填“增大”，“减小”或“不变”)。(5)在T5℃下，维持温度和容器体积不变，向上述平衡体系中再充入0.5molN2，则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为g。练习：羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。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%练习：已知可逆反应：M(g)＋N(g)=P(g)＋Q(g)ΔH0，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)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1；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)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2mol·L－1，a＝。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝bmol·L－1，达到平衡后，M的转化率为。题组二速率常数与平衡常数的关系练习：(2016·海南，16)顺­1,2­二甲基环丙烷和反­1,2­二甲基环丙烷可发生如下转化：该反应的速率方程可表示为v(正)＝k(正)c(顺)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题：5(1)已知：t1温度下，k(正)＝0.006s－1，k(逆)＝0.002s－1，该温度下反应的平衡常数值K1＝；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则ΔH(填“小于”、“等于”或“大于”)0。(2)t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是(填曲线编号)，平衡常数值K2＝；温度t1t2(填“小于”、“等于”或“大于”)，判断理由是。练习：无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝＋24.4kJ·mol－1。上述反应中，正反应速率v正＝k正·p(N2O4)，逆反应速率v逆＝k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为(以k正、k逆表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298K、压强100kPa)，已知该条件下k正＝4.8×104s－1，当N2O4分解10%时，v正＝kPa·s－1。题组三压强平衡常数的相关计算练习：汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一，尾气中的主要污染物为CxHy、NO、CO、SO2及固体颗粒物等。研究汽车尾气的成分及其发生的反应，可以为更好的治理汽车尾气提供技术支持。请回答下列问题：活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO，在1L恒容密闭容器中加入0.1000molNO和2.030mol固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表：活性炭/molNO/molA/molB/molp/MPa200℃2.0000.04000.03000.03003.93335℃2.0050.05000.02500.0250p根据上表数据，写出容器中发生反应的化学方程式：，判断p(用“＞”、“＜”或“＝”填空)3.93Pa。计算反应体系在200℃时的平衡常数Kp＝(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。化学反应进行的方向1．自发过程(1)含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。(2)特点①体系趋向于从状态转变为状态(体系对外部做功或释放热量)。②在密闭条件下，体系有从转变为的倾向性(无序体系更加稳定)。2．自发反应：在一定条件下就能自