高考化学一轮复习 化学平衡常数 化学反应进行的方向Word文档格式.docx
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对于反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),
K=。
(3)实例
化学方程式
平衡常数
关系式
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
K1=
K2=(或K1)K3=
N2(g)+2(g)
NH3(g)
K2=
K3=
(1)纯液体、纯固体物质或稀溶液中水的浓度均不写,但是水蒸气的浓度要写。
在非水溶液中进行的反应,若有水参加或生成,则水的浓度不可视为常数,应写进平衡常数表达式中。
(2)平衡常数表达式中各物质的浓度为平衡时的浓度,其书写形式与化学方程式的书写有关。
(4)意义及影响因素
①K值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越大通常K>
105可认为反应彻底,K<
10-5认为反应不能发生。
②K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。
(5)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aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g)的任意状态,浓度商:
Qc=。
Qc<K,反应向正反应方向进行;
Qc=K,反应处于平衡状态;
Qc>K,反应向逆反应方向进行。
③利用K可判断反应的热效应:
若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;
若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。
(1)计算化学平衡常数利用的是物质的平衡浓度,而不是任意时刻浓度,也不能用物质的量。
(2)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。
2.平衡转化率
对于上例反应中A(g)的平衡转化率可表示为:
α(A)=×
100%{c0(A)代表A的初始浓度,c平(A)代表A的平衡浓度}。
1.对于A(g)+B(g)
C(g)类反应,达到平衡后,保持温度、容积不变,又加入一定量的A,则平衡向正反应方向移动,α(B)增大而α(A)减小。
2.对于aA(g)
bB(g)类反应,达到平衡后,保持温度、容积不变,又加入一定量的A,相当于增大压强。
[速查速测]
1.(易混点排查)正确的打“√”,错误的打“×
”
(1)平衡常数表达式中,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(√)
2.(教材改编题)(RJ选修4·
P322改编)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为________________。
若各物质的平衡浓度分别为c(A)=2.0mol·
L-1、c(B)=2.0mol·
L-1、c(C)=1.0mol·
L-1,则K=________。
答案 K= 0.0625
3.(思维探究题)已知下列反应在某温度下的平衡常数:
H2(g)+S(s)
H2S(g) K1
S(s)+O2(g)
SO2(g) K2
则在该温度下反应H2(g)+SO2(g)
O2(g)+H2S(g)的平衡常数为________。
答案 K1/K2。
[A组 基础知识巩固]
1.(2018·
潍坊质检)某温度下,在一个2L的密闭容器中,加入4molX和2molY进行如下反应:
3X(g)+2Y(g)
4Z(s)+2W(g),反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6molZ,则下列说法正确的是( )
A.该反应的化学平衡常数表达式是K=
B.此时,Y的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强,化学平衡常数增大
D.增加Y,Y的平衡转化率增大
解析 化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体物质,而物质Z是固体,A错误;
根据化学方程式可知,平衡时减少的Y的物质的量是1.6mol×
=0.8mol,所以Y的转化率为×
100%=40%,B正确;
平衡常数只与温度有关,增大压强时平衡常数不变,C错误;
增加Y后平衡右移,X的转化率增大,而Y的转化率减小,D错误。
答案 B
2.某温度下,反应H2(g)+CO2(g)
H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=。
该温度下,在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如表所示:
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)/(mol·
L-1)
0.010
0.020
c(CO2)/(mol·
下列判断不正确的是( )
A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.008mol·
L-1
D.反应开始时,乙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
解析 设甲容器中,平衡时氢气的变化浓度为x,则:
K==,解得x=0.0060mol·
L-1,平衡时c(H2)=c(CO2)=0.010-x=0.0040mol·
L-1,c(H2O)=c(CO)=0.0060mol·
L-1,α(H2)=×
100%=60%。
因乙中H2的起始浓度大于甲,故乙平衡相当于是甲平衡正向移动的结果,乙中CO2的转化率大于60%,A项正确;
丙平衡可看作是2个甲平衡合并而成的,又因H2(g)+CO2(g)
H2O(g)+CO(g)是平衡不受压强影响的反应,故丙平衡中物质的转化率不变,仅各物质的浓度是甲平衡中各物质浓度的2倍,所以B、C项正确;
由于三组反应中丙中各物质的浓度最大,甲中各物质的浓度最小,所以丙反应速率最快,甲反应速率最慢,D项错误。
答案 D
3.(2018·
湖南师大附中摸底)N2O5是一种新型硝化剂,一定温度下发生反应2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g) ΔH>
0,T1温度下的部分实验数据为:
t/s
500
1000
1500
c(N2O5)/(mol·
5.00
3.52
2.50
下列说法不正确的是( )
A.500s内,N2O5的分解速率为2.96×
10-3mol·
L-1·
s-1
B.T1温度下的平衡常数为K1=125,1000s时N2O5的转化率为50%
C.其他条件不变时,T2温度下反应到1000s时测得N2O5(g)浓度为2.98mol·
L-1,则有T1<
T2
D.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若T1>
T2,则有K1>
K2
解析 500s内c(N2O5)由5.00mol·
L-1降低到3.52mol·
L-1,则有v(N2O5)==2.96×
10-3mol·
s-1,A正确。
1000s时,c(N2O5)=2.50mol·
L-1,则c(NO2)=5mol·
L-1,c(O2)=1.25mol·
L-1,此时N2O5的转化率为×
100%=50%;
化学平衡常数K1===125,B正确。
T2温度下反应到1000s时测得N2O5(g)浓度为2.98mol·
L-1>
2.50mol·
L-1,说明反应正向进行的程度减小,又反应ΔH>
0,故有T1>
T2,C错误。
该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,由于T1>
K2,D正确。
答案 C
【规范答题】
化学平衡计算模板
反应:
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b,达到平衡后,A的消耗量为mx,容器容积为VL。
对于反应物:
n(平)=n(始)-n(变)
对于生成物:
n(平)=n(始)+n(变)
则有:
(1)平衡常数:
(2)A的平衡浓度:
c(A)平=mol·
L-1。
(3)A的转化率:
α(A)平=×
100%。
(4)A的体积分数:
φ(A)=×
(5)平衡与起始压强之比:
=。
(6)混合气体的平均密度:
ρ混=g·
(7)平衡时混合气体的平均摩尔质量:
M=g·
mol-1。
[B组 考试能力过关]
4.[2017·
课标全国Ⅰ,28(3)]近期发现,H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。
回答下列问题:
H2S与CO2在高温下发生反应:
H2S(g)+CO2(g)
COS(g)+H2O(g)。
在610K时,将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
(1)H2S的平衡转化率α1=________%,反应平衡常数K=________。
(2)在620K重复试验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2________α1,该反应的ΔH________0。
(填“>
”“<
”或“=”)
(3)向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是________(填标号)。
A.H2SB.CO2
C.COSD.N2
解析
=0.02,x=0.01。
H2S的转化率为×
100%=2.5%。
K==2.8×
10-3。
(2)水的物质的量分数增大,说明平衡正向移动,H2S的转化率增大;
温度升高,平衡正向移动,说明正反应是吸热反应。
(3)增大H2S浓度,平衡正向移动,CO2转化率增大,H2S转化率降低,A错误;
同理,增大CO2浓度,H2S转化率增大,CO2转化率降低,B正确;
增大COS浓度,平衡向逆反应方向移动,H2S转化率降低,C错误;
加入不反应的N2,反应物、生成物浓度均不变,平衡不移动,H2S转化率不变,D错误。
答案
(1)2.5 2.8×
10-3
(2)>
>
(3)B
5.(2018·
课标全国Ⅱ,27)CH4CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。
(1)CH4CO2催化重整反应为:
CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)。
已知:
C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH=-75kJ·
mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-394kJ·
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-111kJ·
该催化重整反应的ΔH=________kJ·
有利于提高CH4平衡转化率的条件是________(填标号)。
A.高温低压B.低温高压
C.高温高压D.低温低压
某温度下,在体