2017-2018学年人教版高中化学选修4导学案：2.3化学平衡 第3课时 化学平衡常数

第3课时 化学平衡常数

1.知道化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。

2.应用化学平衡常数判断可逆反应进行的程度、方向以及反应的热效应。

3.能够利用化学平衡常数进行简单的计算。

化学平衡常数

1．含义

在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，简称平衡常数，用符号K 表示。

2．表达式

对于一般的可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，平衡常数的表达式为K ＝c p (C)·c q (D)c (A)·c (B)

。 3．意义与影响因素

(1)K 值越大，说明正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；反之，就转化得越不完全，转化率就越小。

(2)K 只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。( )

(2)对于一个可逆反应，平衡正向移动时，平衡常数一定增大。( )

(3)升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应。( )

(4)K 值越大，表明可逆反应正向进行的程度越大。( )

(5)平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关。( )

答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√

2．对于3Fe(s)＋4H 2O(g)

Fe 3O 4(s)＋4H 2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为( ) A ．K ＝c (Fe 3O 4)·c (H 2)c (Fe)·c (H 2O)

B ．K ＝c (Fe 3O 4)·c 4(H 2)c (Fe)·c 4(H 2O)

C ．K ＝c 4(H 2O)c 4(H 2)

D ．K ＝c 4(H 2)c 4(H 2O)

解析：选D 。平衡常数表达式中只表示出气体或溶液中溶质的浓度，而固体或纯液体不表示出来。

化学平衡常数的应用

1．判断反应进行的程度

K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。

2．判断反应的热效应

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。

3．判断平衡移动方向

利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。

对于可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，在任意状态下，生成物的浓度和反应

物的浓度之间的关系用浓度商Q ＝c p (C)·c q (D)c m (A)·c n (B)

表示，则： 当Q ＝K 时，反应处于平衡状态，v 正＝v 逆；

当Q ＜K 时，反应向正反应方向进行，v 正＞v 逆；

当Q ＞K 时，反应向逆反应方向进行，v 正＜v 逆。

4．计算转化率

依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。

(1)平衡常数表达式中的各物质的浓度指平衡时的物质的量浓度，以其化学计量数为幂。同一化学反应，由于化学方程式书写不同，平衡常数的表达式不同。

(2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作常数而不代入公式。

(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。

①若反应方向改变，则平衡常数改变。

②若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。

例如：N 2＋3H 2

2NH 3，K ＝a ，则： 2NH 3N 2＋3H 2，K ′＝1a ，

12N 2＋32

H 2NH 3，K ″＝a 1

2。

在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO 2(g)＋H 2(g)

CO(g)＋

H 2O(g)，其化学平衡常数K 和温度T 的关系如表所示：

(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，平衡浓度符合下式：c (CO 2)·c (H 2)＝c (CO)·c (H 2O)，试判断此时的温度为____℃。此温度下加入1 mol CO 2(g)和1 mol H 2(g)，充分反应，达到平衡时，CO 2的转化率为____。

(4)在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c (CO 2)为2 mol/L ，c (H 2)为1.5 mol/L ，c (CO)为1 mol/L ，c (H 2O)为3 mol/L ，则正、逆反应速率的比较为v 正____(填“＞”“＜”或“＝”)v 逆。

[解析] (1)K ＝

c (CO)·c (H 2O)

c (CO 2)·c (H 2)

。(2)温度越高，K 值越大，说明升温平衡正向移动，正

反应为吸热反应。(3)由题意可得K ＝1，查表可知温度为830 ℃。设反应了的CO 2为x mol ，

则消耗掉的H 2为x mol ，生成的CO 和H 2O 均是x mol(体积为V L)，K ＝(x V )·(x V

)

(1－x V )·(1－x V

)＝1，

整理得x ＝0.5，则CO 2的转化率为50%。(4)Q ＝

c (CO)·c (H 2O)c (CO 2)·c (H 2)＝1×3

2×1.5

＝1＞K ＝0.9，所以

v 正＜v 逆。

[答案] (1)

c (CO)·c (H 2O)

c (CO 2)·c (H 2)

(2)吸热 (3)830 50%(4)＜

对于上述例题中的反应：

(1)830℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，若增大CO 的浓度，平衡是否移动？平衡常数是否变化？

(2)上述例题中最后一问若CO 2、H 2、CO 、H 2O 的浓度分别为 2 mol/L 、2 mol/L 、3 mol/L 、3 mol/L ，则反应向什么方向进行？说明理由。

答案：(1)平衡向逆反应方向移动；平衡常数不变。 …… 此处隐藏：11703字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……