考点24 化学平衡常数和化学反应方向

【考纲解析】

1、掌握化学平衡常数的概念及其表示方法，能够利用化学平衡常数进行简单计算。 2、能初步利用焓变和熵变说明化学反应的方向。 【知识整理】 一、化学平衡常数

1． 对于达到平衡的一般可逆反应：aA（g）+ bB(g)

pC(g) + qD(g)反应物和生成物平衡浓

度表示为C(A) 、 C (B)、C(C) 、C(D) 在一定温度下达到平衡时化学平衡常数：

K= 。

2．K仅受 的影响，与反应物或生成物的浓度无关。

3．K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例 ，它的正向反应进行的程度 ，即该反应进行的越完全，反应转化率 ；反之，就越不完全，转化率就越小。 4．化学平衡常数的应用及计算

（1）若用任意状态的浓度幂之积的比值（称为浓度商，用QC表示）与K比较，可判断可逆反应是否c（C）c（D）

达到平衡状态和反应进行的方向。即：QC=a b

c（A）c（B）

QC＜K 反应向 反应方向进行 QC=K 反应达到 状态

QC＞K 反应向 反应方向进行

（2）利用K可判断反应的热效应。

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。 若降低温度，K值增大，则正反应为 热反应。 若降低温度，K值减小，则正反应为 热反应。 二、化学平衡中涉及的计算

1．一般思路：

2．化学平衡计算的基本模式——平衡“三步曲”(三段式) 设平衡时，A的物质的量的变化为mx mol

c

d

例： mA ＋ nB pC＋qD

起始(mol)：a b 0 0 转化(mol)：mx nx px qx 平衡(mol)：a－mx b－nx px qx

注意：(1)转化量与方程式中各物质的系数成比例。 (2)这里a、b可指：物质的量、浓度、体积等 。

(3)对于反应物：平衡＝起始－转化。对于生成物：平衡＝起始＋转化。 3．常用计算式

(1)反应物的转化率＝ 反应物的转化量/该反应物起始量×100% (2)产物的产率＝产物的实际量/该产物的理论量×100%

(3)平衡混合物中某物质的物质的量分数 ＝ 该物质平衡量／平衡时各物质总量×100%

（4）一定温度下在固定容积的容器内的气体反应满足反应前、后气体的物质的量之比等于容器内的反应前后压强之比。 三、化学反应进行的方向 1．自发过程的特点

2．化学反应方向的判据

由焓判据知 是易进行的，由熵判据知 是自发的。很多情况下

用不同的判据判定同一反应，可能会出现相反的判断结果，所以应该两个判据兼顾。即从 判断。?G=

【自主检测】

?S ?H 0 ?S 0 反应能自发进行 ?H 0 ?S 0 高温下反应能自发进行 ?H 0 ?S 0 低温下反应能自发进行 ?H 0 ?S 0 反应不能自发进行 ?H

1. 已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝别为： ，在不同的温度下该反应的平衡常数值分t℃ K 下列有关叙述不正确的是 700 1.67 800 1.11 830 1.00 1000 0.60 1200 0.38 A．该反应的化学方程式是：CO(g)＋H2O(g)B．上述反应的正反应是放热反应 CO2(g)＋H2(g) C．如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO为0.4 mol时，该反应为平衡状态 D．某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：2、在密闭容器中进行的如下反应：2SO2（g）+O2（g）

，判断此时的温度是1000 ℃ 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、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)

t℃ K 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℃，固定容器的密闭容器中，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 .

CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表： 700 0.6 800 0.9 830 1.0 1000 1.7 1200 2.6

【课堂点拨】

一、书写化学平衡常数关系式应注意的问题：

1．反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入化学平衡常数的计算公式。

2．平衡常数的表达式与化学方程式的书写有关。对于给定的可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数；若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。 二、例题：

1．某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX（g）和2molY（g）发生反应： X（g）+m Y（g）

3Z（g），平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系

中加入1molZ（g），再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是（ ） ．．．

A．m=2

B．两次平衡的平衡常数相同

C．X与Y的平衡转化率之比为1:1

D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L

2．在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)合气体的颜色变深。 回答下列问题：

（1）反应的△H 0（填“大于”“小于”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段，反应速率v(N2O4)为 mol?L?s反应的平衡常数K1为 。 （2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020 mol?L?s的平均速率降低，经10s又达到平衡。

①T 100℃（填“大于”“小于”），判断理由是 。 ②列式计算温度T是反应的平衡常数K2

（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向 （填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是 。

-1

-1

-1

-1

－1

2NO2(g)，随温度升高，混