高三化学第七章第三节化学平衡常数化学反应进行的方向学案
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1．化学平衡常数 (1)概念
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，称为化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号K表示。
(2)表达式
①对于反应mA(g)＋nB(g)
cpC·cqD
pC(g)＋qD(g)，K＝m(固体和纯液体的
cA·cnB
浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。
②K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (3)实例
化学方程式 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 13N2(g)＋H2(g) 22NH3(g) 2NH3(g) 平衡常数 关系式 c2NH3K1＝ cN2·c3H2K2＝1c2cNH3N2·c23K2＝K1(或 K121 H2) 1N2(g)＋3H2(g) (4)影响因素：温度。 cN2·c3H2K3＝ c2NH3K3＝ K1(5)K值与可逆反应进行程度的关系
K 反应程度 2.平衡转化率 <10 很难进行 －510～10 反应可逆 －55>10 反应可接近完全 5对于上例反应中A(g)的平衡转化率可表示为α(A)＝始浓度，c平(A)代表A的平衡浓度]。
[小题练微点]
c平A
×100%[c0(A)代表A的初
c0A
1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)平衡常数表达式中，物质的浓度可以是任一时刻的浓度( )
(2)可逆反应2A(s)＋B(g) ( )
c2C·c3D
2C(g)＋3D(g)的平衡常数为K＝2
cA·cB
(3)化学平衡发生移动，平衡常数一定改变( ) (4)对于反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)，升高温度，K值减小，则ΔH<0( )
(5)平衡常数大的可逆反应的反应物的转化率一定大( ) 答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× 2．已知反应A(g)＋3B(g)
3C(g)在一定温度下达到平衡，该反应的平衡常数表达式
－1
－1
为____________。若各物质的平衡浓度分别为c(A)＝2.0 mol·L、c(B)＝2.0 mol·L、
c(C)＝1.0 mol·L－1，则K＝________。
c3C
答案：K＝ 0.062 5
cA·c3B
[学霸微提醒]
(1)K只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
(2)计算平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，一般不能用物质的量代替浓度。
(3)催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会改变平衡常数的大小。 (4)化学反应方向改变或化学计量数改变，平衡常数均发生改变。
平衡常数、转化率的有关计算 1.(2018·全国卷Ⅰ节选)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
t/min p/kPa 0 35.8 40 40.3 80 42.5 160 45.9 260 49.2 1 300 61.2 1 700 62.3 ∞ 63.1 25 ℃时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。
解析：时间无限长时N2O5完全分解，故由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)知，此时生成的pNO2
＝2pN2O5＝2×35.8 kPa＝71.6 kPa，pO2＝0.5×35.8 kPa＝17.9 kPa。由题意知，平衡时体系的总压强为63.1 kPa，则平衡体系中NO2、N2O4的压强和为63.1 kPa－17.9 kPa＝45.2 kPa，
设N2O4的压强为x kPa，则
N2O4(g)
2NO2(g)
初始压强/kPa 0 71.6 转化压强/kPa x 2x 平衡压强/kPa x 71.6－2x
则x＋(71.6－2x)＝45.2，解得x＝26.4,71.6 kPa－26.4 kPa×2＝18.8 kPa，Kp＝
p2NO218.8 kPa
＝
pN2O426.4 kPa
答案：13.4
2
≈13.4 kPa。
2．(2018·全国卷Ⅱ节选)CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2 以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为________mol·L。
解析： CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) 起始/(mol·L) 1 0.5 0 0 转化/(mol·L) 0.25 0.25 0.5 0.5 平衡/(mol·L) 0.75 0.25 0.5 0.5
－1－1－1
2
－2
c2CO·c2H2
K＝ cCH4·cCO2
0.5 mol·L×0.5 mol·L＝－1－1
0.75 mol·L×0.25 mol·L1答案：
3
3．(2018·全国卷Ⅲ节选)对于反应2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K 和343 K 时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
－1
2
－1
2
12－2
＝ mol·L。 3
(1)343 K时反应的平衡转化率α＝________%。平衡常数K343 K＝________(保留2位小数)。
(2)在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是________________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有________________、________________。
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