1、第3课时化学平衡常数与化学平衡计算目标要求1.知道化学平衡常数的含义。2.能运用化学平衡常数对化学反应进行的程度做出判断。3.能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。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：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，当在一定温度下达到化学平衡状态时，平衡常数的表达式为：K。3意义(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；反之进行的程度就越小，转化率就越小。(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。4反应物的转化
2、率某指定反应物的转化率100%100%。知识点一化学平衡常数的概念1对于3Fe4H2O(g)高温Fe3O44H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为()AK BKCK DK答案D解析平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，但固体浓度视为1，不写入平衡常数计算式中。2关于化学平衡常数的叙述，正确的是()A只与化学反应方程式本身和温度有关B只与反应的温度有关C与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响D只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数答案A解析大量实验证明，化学平衡常数决定于两个方面的因素：化学反应的本身和反应体系的温度，与起始浓度等其他外界条件没有任何
3、关系。知识点二平衡常数的应用31 000 K时反应C(s)2H2(g)CH4(g)的K8.28107，当各气体物质的量浓度分别为H2 0.7 molL1、CH4 0.2 molL1时，上述反应()A正向移动 B逆向移动 C达到平衡 D不一定答案A解析Q0.408Qv逆。4放热反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)c1(H2O)1.0 molL1，其平衡常数为K1。其他条件不变，升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则()A若增大CO浓度，K2和K1都增大BK2K1Cc2(CO)c2(H2O)D
4、c1(CO)c2(CO)答案C解析升高温度，该平衡左移，c2(CO)c1(CO)，K1K2，因为K只与温度有关，与浓度无关，则增大CO浓度不会影响K1、K2。练基础落实12 000 K时，反应CO(g)O2(g)CO2(g)的平衡常数为K，则相同温度下反应2CO2(g)2CO(g)O2(g)的平衡常数K为()A. BK2 C. D.答案C解析平衡常数与化学方程式的写法有关，对于以上两个反应：K，K，所以K。2下列对化学平衡常数K的描述中，正确的是()AK越大，正反应进行的程度越大B温度升高，K值增大C反应物的转化率增大时，K值一定增大D平衡向逆反应方向移动时，K值减小答案A解析温度升高时，对于
5、放热反应，K将减小，对于吸热反应，K才增大，因为K只与温度有关，而平衡移动的方向还与其他多种因素有关，也就是说当平衡右移时，K值不一定增大。3在密闭容器中发生如下反应mA(g)nB(g)pC(g)，达到平衡后，保持温度不变，将气体体积缩小到原来的，当达到新平衡时，C的浓度为原来的1.9倍，下列说法正确的是()Amnp B平衡向逆反应方向移动CA的转化率提高 DC的体积分数增加答案B解析气体体积缩小到原来的，相当于加压，若平衡不移动，各物质的浓度应为原来的2倍。现在C的浓度为原来的1.9倍，说明平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，C的体积分数减小。根据勒夏特列原理，mnp。4298 K时，各反
6、应的平衡常数如下：N2(g)O2(g)2NO(g)，K11030；2H2(g)O2(g)2H2O(g)，K21081；2CO2(g)2CO(g)O2(g)，K41092则常温下，NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向最大的是()A B C D无法判断答案A解析要判断NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向，则必须求出各个分解放氧反应的平衡常数，然后比较大小即可。由计算可知：2NO(g)N2(g)O2(g)，K110302H2O(g)2H2(g)O2(g)，K510822CO2(g)2CO(g)O2(g)，K41092平衡常数越大，表示反应进行得越彻底，因此反应即NO分解放氧的倾向
7、最大。5写出下列反应中平衡常数的表达式：(1)Cr2OH2O2CrO2H(2)C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)(3)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)答案(1)K(2)K(3)K6合成氨反应N2(g)3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)在某温度下达到平衡时，各物质的浓度是c(N2)3 molL1，c(H2)9 molL1，c(NH3)4 molL1，求：该温度时的平衡常数；N2、H2的起始浓度。答案K7.32103 c(N2)5 molL1c(H2)15 molL1解析K7.3103N23H2 2NH3起始xy 0平衡3 molL19 molL1 4 molL1cx3
8、moly9 molL14 molL1x5 molL1y15 molL17对可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，达到平衡时，各物质的物质的量浓度应满足以下关系：K，K为一常数，称为化学平衡常数，其反应的K值只与温度有关，现有反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，在850时，K1。(1)若升高温度到950，达到平衡时K_(填“大于”、“小于”或“等于”)1。(2)850时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2和x mol H2，则：当x5.0时，上述平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。若要使
9、上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是_。答案(1)小于(2)逆反应x1此时，v逆v正，平衡向逆反应方向移动，Qv逆，根据上式，当x3.0时，QK。练方法技巧关于平衡常数的计算8在一个容积为500 mL的密闭容器中，充入5 mol H2和2 mol CO。在一定温度和一定压强下，发生如下反应：2H2(g)CO(g)CH3OH(g)，经过5 min后达到平衡状态。若此时测得CH3OH蒸气的浓度为2 molL1，求：(1)以H2的浓度变化表示的该反应的速率。(2)达到平衡时CO的转化率。(3)该温度下的K。答案(1)0.8 molL1min1(2)(CO)50%(3)K0.17解析2H
10、2(g)CO(g)CH3OH(g)c(始)10 molL1 4 molL10 c 2x x x c(平) 102x 4x xx2 molL1，则c(H2)4 molL1则v(H2)0.8 molL1min1(CO)100%50%K0.17。练综合拓展9氨是重要的氮肥，合成原理为：N2(g)3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)H92.4 kJmol1。回答下列问题：(1)写出平衡常数K的表达式_，如果降低温度，该反应K值_，化学反应速率_，N2的转化率_。(填“增大”、“减小”或“不变”)(2)在500、20 MPa时，将N2、H2置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物
11、质的物质的量随时间的变化如图所示，回答下列问题： 10 min内以NH3表示的平均反应速率为_。在1020 min内，NH3浓度变化的原因可能是()A使用了催化剂 B缩小容器体积C降低温度 D增加NH3物质的量第1次平衡的时间为：_，第2次平衡的时间为：_，第1次平衡：平衡常数K1_(带数据的表达式)，第2次平衡时NH3的体积分数_；在反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因：_，达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K2_K1(填“大于”、“小于”或“等于”)。答案(1)K增大减小增大(2)0.005 molL1min1A2025 min3540 min45.5%移走0.1 mol NH3等于