《高中化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度 5 化學(xué)平衡常數(shù)學(xué)案 蘇教版選修4.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度 5 化學(xué)平衡常數(shù)學(xué)案 蘇教版選修4.doc(3頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
化學(xué)平衡常數(shù)
【考點(diǎn)精講】
1. 概念:在一定溫度下,達(dá)到平衡的可逆反應(yīng),其生成物平衡濃度冪之積與反應(yīng)物平衡濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù),該常數(shù)即為平衡常數(shù),用K表示。
2. 表達(dá)式:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
①對于給定反應(yīng),正逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不一樣。
例如:aA(g)+bB(g)cC(g)
正逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系
②對于一個(gè)可逆反應(yīng),化學(xué)計(jì)量數(shù)擴(kuò)大或縮小,化學(xué)平衡常數(shù)不一樣。
例如:a A(g)+b B(g)c C(g)
naA(g)+nbB(g)ncC(g)=或K1=
3. 特點(diǎn):平衡常數(shù)K與溫度有關(guān),與濃度和壓強(qiáng)無關(guān)。
4. 意義:
①K的大小,可推斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。K越大,表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大;K越小,表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小。
②平衡常數(shù)表達(dá)式表明在一定溫度條件下達(dá)成平衡的條件。在某溫度下,某時(shí)刻反應(yīng)是否達(dá)到平衡,可用該時(shí)刻產(chǎn)物的濃度商Qc與Kc比較大小來判斷。
當(dāng)Qc>Kc,υ(正)<υ(逆),未達(dá)平衡,反應(yīng)逆向進(jìn)行;
當(dāng)Qc
υ(逆),未達(dá)平衡,反應(yīng)正向進(jìn)行;
當(dāng)Qc=Kc,υ(正)=υ(逆),達(dá)到平衡,平衡不移動(dòng)。
③平衡常數(shù)數(shù)值的大小,只能大致告訴我們一個(gè)可逆反應(yīng)的正向反應(yīng)所進(jìn)行的最大程度,并不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。如2SO2(g)+O22SO3(g)298K時(shí),Kp=3.61024很大,但由于速度太慢,常溫時(shí),幾乎不發(fā)生反應(yīng)。
注意:(1)平衡常數(shù)的表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān);
(2)對于給定的化學(xué)方程式,正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù);
(3)平衡常數(shù)的單位與化學(xué)方程式的表示形式一一對應(yīng);
(4)固體或純液體或液態(tài)水不列入平衡常數(shù)的表達(dá)式中(因其濃度為常數(shù),可認(rèn)為為“1”,代入表達(dá)式中,可消去)。
【典例精析】
例題1已知反應(yīng)①:CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s)在某溫度下的平衡常數(shù)為K1;
反應(yīng)②:H2(g)+CuO(s)Cu(s)+H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)為K2;
反應(yīng)③:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是()
A. 反應(yīng)①的平衡常數(shù)
B. 反應(yīng)③的平衡常數(shù)K=
C. 對于反應(yīng)③,恒溫時(shí),增大壓強(qiáng),平衡常數(shù)一定增大
D. 對于反應(yīng)③,恒容下,升高溫度,平衡常數(shù)一定不變
思路導(dǎo)航:在書寫平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí),純固體不能表示在平衡常數(shù)表達(dá)式中,A錯(cuò)誤;由于反應(yīng)③=反應(yīng)①-反應(yīng)②,因此平衡常數(shù)K=,B正確;反應(yīng)③中,溫度不變平衡常數(shù)不變,溫度升高,溫度改變平衡常數(shù)一定改變,所以C、D錯(cuò)誤。
答案:B
例題2已知可逆反應(yīng):M(g)+N(g)P(g)+Q(g),請回答下列問題:
(1)在某溫度下,反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)=1 molL-1,c(N)=2.4 molL-1;達(dá)到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為60%,此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為________;
(2)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)=4 molL-1,c(N)=amolL-1;達(dá)到平衡后,c(P)=2 molL-1,a=________;
(3)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度為c(M)=c(N)=bmolL-1,達(dá)到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為________。
思路導(dǎo)航:(1)M(g)+N(g)P(g)+ Q(g)
始態(tài)(molL-1) 1 2.4 0 0
變化量(molL-1)160% 160%
因此N的轉(zhuǎn)化率為100%=25%。
(2)根據(jù)(1)可求出各平衡濃度:
c(M)=0.4 molL-1c(N)=1.8 molL-1 c(P)=0.6 molL-1c(Q)=0.6 molL-1
因此化學(xué)平衡常數(shù)K===
由于溫度不變,因此K不變,達(dá)到平衡后
c(P)=2 molL-1c(Q)=2 molL-1 c(M)=2 molL-1c(N)=(a-2)molL-1
K===
解得a=6。
(3)設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x,則達(dá)到平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為
c(M)=b(1-x)molL-1c(N)=b(1-x)molL-1 c(P)=bxmolL-1c(Q)=bxmolL-1
K===
解得x≈41%。
答案:(1)25% (2)6 (3)41%
例題3在體積為1 L的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表:
T/℃
700
800
850
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列問題:
(1)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。(填序號(hào))
A. c(CO2)=c(CO)
B. K不變
C. 容器中的壓強(qiáng)不變
D. v正(H2)=v正(CO2)
E. c(H2)保持不變
(2)若某溫度下,平衡濃度符合下列關(guān)系:c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),此時(shí)的溫度為__________;在此溫度下,若該容器中含有1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol CO、1.5 mol H2O,則此時(shí)反應(yīng)所處的狀態(tài)為____________(填“向正反應(yīng)方向進(jìn)行中”、“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行中”或“平衡狀態(tài)”)。
思路導(dǎo)航:(1)A項(xiàng),達(dá)到平衡時(shí)c(CO2)不一定等于c(CO),反之相等時(shí)也不一定處于平衡狀態(tài);B項(xiàng),溫度不變K不變,不正確;C項(xiàng),此反應(yīng)不論是否平衡,壓強(qiáng)均不改變,故不正確;D項(xiàng),v正(CO2)與v正(H2)表示的反應(yīng)方向一致,故不能判斷是否達(dá)到平衡;E項(xiàng),達(dá)到平衡時(shí),各種反應(yīng)物、生成物的濃度保持不變,正確。(2)由c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),則計(jì)算出K=1.0,即此時(shí)溫度為850℃,此溫度下==0.94<1.0,故反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行中。
答案:(1)E (2)850 ℃向正反應(yīng)方向進(jìn)行中
【總結(jié)提升】
化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算的思路整理
1. 分析三個(gè)量:即起始量、變化量、平衡量。
2. 明確三個(gè)關(guān)系:
(1)對于同一反應(yīng)物,起始量-變化量=平衡量。
(2)對于同一生成物,起始量+變化量=平衡量。
(3)各變化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
3. 計(jì)算方法:三段式法
化學(xué)平衡計(jì)算模式:對以下反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b,達(dá)到平衡后,A的消耗量為mx,容器容積為V L。
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始(mol)a b 0 0
變化(mol)mx nx px qx
平衡(mol)a-mx b-nx px qx
則有:(1)K=
(2)c(A)平=(molL-1)
(3)α(A)平=100%,α(A)∶α(B)=∶=
(4)φ(A)=100%
(5)=
(6)
(7)
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