第25讲 化学平衡常数及转化率的计算
【考纲要求】1.了解化学平衡常数(Q的含义。2.能利用化学平衡常数进行相关计算。
考点一 化学平衡常数的概念及应用
r知识梳理
1. 概念
夯实基础强化要点
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在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幕之积与反应物浓度幕之积的比值 是一个常数，用符号生表示。
2. 表达式
对于反应加(g) + /?B (g) ??皿(g) + qD (g), 心
；韦::閑(固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。
3. 意义及影响因素
(1) ?值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2) ?只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3) 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4. 应用
(1) 判断可逆反应进行的程度。
(2) 利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。
对于化学反应(g) + Z?B(g)??c�(g) + flD(g)的任意状态，浓度商：片: /沐。
Q
(3) 利用f nJ判断反应的热效应：若升高温度，X值增大，则正反应为咏热反应；若升高温度，K 值
减小，则正反应为放热反应。
「正误判断?辨析易错易混」
(1) 平衡常数表达式屮，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() 答案
⑴ X (2) X (3) X (4) J (5) V (6) J
\\深度思考?提升思维能力」
书写下列反应的平衡常数表达式。
(1) C12+H2O??HC1+HC1O
(2) C (s) +出0 (g) ??C0 (g) +H2 (g) (3) CHaCOOH+C2H5OMCH3COOC2H5+H2O (4) CO'\20??HC0r+0H~
(5) CaC03 (s) ??CaO (s) +CO2 (g)
答案 (1)仁
Q(HC1)? dHClO) c(Cl2)
⑵仁
dCO)?期2) ~C(H20)
QCIbCOOGIb)? ?氏0)
⑶ K= 4CH3COOH) - 4C2H5OH) ao『)? aiicoc ⑷ K=^(c6rj (5)7T=C(CO2)
■解题探究
总结规律提炼方法
题组一化学平衡常数表达式的书写
1. 写出下列反应的平衡常数表达式：
(l)4NO2(g) +2NaCl (s) ??2NaN03 (s) +2NO(g) +Cl2(g)
K= 。
⑵人体中肌红蛋白(Mb)与血红蛋白(Hb)的主要功能为运输氧气与二氧化碳，肌红蛋白(Mb)可以 与小分子
X(如氧气或一氧化碳)结合，反应方程式为Mb(aq)+X(g)??MbX(aq),反应的平衡常数表 达式K= 0
姣安 m/(N0)? HCL)
口条⑴?(NO2) ⑵期b)?qx)
c(MbX)
2. 甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或C0?来生产燃料甲醇。
已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
温度/°c 化学反应 ① 2H2(g)+C0(g)??CH30H(g) 平衡常数 500 2.5 1.0 800 0. 15 2. 50 K\\ K2 Kz ②氏(g) +C02 (g) ??II20 (g) +C0 (g) ③ 3出(g) +C02 (g) ??CH30H (g) +H2O (g)
⑴据反应①与②可推导出心 金与心之间的关系，则矗= ____________ （用乩 金表示）。
（2）反应③的A ________ （填“〉”或“＜”）0。
答案仃）亞?金（2）＜ 解析
c(C0) ?厲氏0) c(H>) ? c(C02)
c(H4) ? c(CH：QH) 巫)? c(C0J
Ks=K\\ ? K“
⑵根据金=心?&,500°C、800°C时，反应③的平衡常数分别为2.5, 0. 375；升温，攵减小，平衡 左移，正反应为放热反应，所以A//V0。
_■反思归纳■ ---------------------------------
1. 化学平衡常数与具体的化学反应方程式有关，同一类型的化学方程式，化学计量数不同，则斤 不
同。
2. 在水溶液中进行的可逆反应，水可视为纯液体，不要写入化学平衡常数表达式中；固体也不 能写
入化学平衡常数表达式中。
题组二影响化学平衡常数的因素
3. （2018 ?西安市铁一中学质检）0：,是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。 0：＜可溶于水，在水中易分解，产生的[0]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生
的反应如下： 反应①03??02 + [0]
A/^0平衡常数为心
反应②[0] +0畀?202 A /X0平衡常数为血 总反应：2O3??3O2 A/K0平衡常数为兀 下列叙述正确的是（）
A. 降低温度，总反应&减小 B. K= K\\ + 仏
C. 适当升温，可提高消毒效率 D. 压强增大，&减小
答案C 解析 降温，总反应平衡向右移动，X增大，A项错误；人=
恥2寫[0])、人 =氓=尤?
金，B项错误；升高温度，反应①平衡向右移动，c([01)增大，可提高消毒效率，C 项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D项错误。
4.在一个体积为2L的真空密闭容器中加入0. 5molCaC03,发生反应CaC03(s)??Ca0 (s)+C02(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CO?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吋|'可吋C02的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回 答下列问题:
(1)该反应正反应为 ______
则此温度下，该反应的平衡常数数值为 _________ O
(2)如果该反应的平衡常数/T值变大，该反应 a. ―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. 一定向止反应方向移动
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C02气体，则CaC03的质量__________ , 80的质量 _________ , CO?的
(填编号)。
浓度 ________ (填“增大”“减小”或“不变”)。 答案(1)吸0.20 增大减小不变
解析(1)%时，c(C02)=0. 20mo 1?L, K=C(C02)=0.20。
(2)X值增大，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。
(2) be (3)随着温度升高，反应速率加快，达到平衡所需要的吋I'可变短(4)
⑷体积不变，增大c(C02),平衡左移，CaC0.3质量增大，50质量减小，由于温度不变，X不变， 所以
c(C02)不变。
注意 浓度、压强引起化学平衡发生移动吋，平衡常数不变，只有温度变化引起的化学平衡移动， 平衡常数才发生变化。
5. (2017?山西八校联考)将一定量的S02(g)和(h(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，在 不同温
度下进行反应，得到如下表中的两组数据：
平衡量 实验 温度/°c 编号 起始fi/mol 平衡常数 S02 K\\ /mol SO2 X 达到平衡所需 02 2 2 02 0.8 时间/min 6 1 2
4 4 T, 0.4 y t 下列说法中不正确的是()
A. x=2. 4
B. 7；、爲的关系：TAT? C. 矗、區的关系：K>K\\
D. 实验1在前6min的反应速率r(SO，) =0. 2mol?L_1?min-1
答案A
解析 根据题中信息可列“三段式”：
2S02(g)+02(g)??2S03(g)
〃(起始)/mol 4 2
〃(转化)/mol 4 —% 2 — 0. 8 刀(平衡)/mol x 0. 8
(4-x) : (2-0. 8)=2 : 1
解得：/=1.6 同理，解得尸0.2,
由于2S02(g)+02(g)??2S03(g)是放热反应，温度越高，反应正向进行的程度越小，根据x, y可 以判断出TA區,K\\ 4 mol —1. 6 mol 2 LX6 min 0. 2 mol ? L ? min,故本题选 A。 _1-1 题组三化学平衡常数的应用 6. (2018 ?合肥高三模拟)在体积为1L的密闭容器中，进行如下化学反应：C0,(g)+H2(g)??C0(g) +H2O(g),化学平衡常数斤与温度厂的关系如下表： T/°C K 回答下列问题： 700 0.6 800 0.9 850 1.0 1000 1.7 1200 2.6
2019年高考化学一轮综合复习第七章化学反应速率和化学平衡第25讲化学平衡常数及转.docx
