2022高考化学第7章化学反应速率和化学平衡第3节化学平衡常数化学反应进行的方向考点1化学平衡常数及应用讲与练含解析.docx

1、第七章化学反应速率和化学平衡李仕才考点一化学平衡常数及应用 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，用符号K表示。2表达式对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，K(固体和纯液体的浓度视为常数，不计入平衡常数表达式中)。例如：3.意义化学平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度。(1)K越大，表示反应进行得越完全，反应物的转化率越大。一般来说，反应的平衡常数K105认为正反应进行得较完全。(2)K越小，表示反应进行得越不完全，反应物的转化率越小。一般来说，K105认为这个反应的正反应很难进行。(3)K值大小只能预示某可逆反应

2、向某方向进行的最大限度，而不能预示反应达到平衡所需要的时间。4影响因素一个可逆反应的K仅受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。5应用(1)化学平衡常数数值的大小是可逆反应进行程度的标志。一个反应的K值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率越大。可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。(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。QcK，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

3、度，K值减小，则正反应为放热反应。(4)计算转化率：利用平衡常数计算转化率的主要途径是利用温度不变时，平衡常数不变列方程求解。判断正误(正确的打“”，错误的打“”)1C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)的平衡常数表达式为K。()2对于N2(g)3H2(g)2NH3(g)达到平衡，在温度不变、容积不变的密闭容器中充入N2，化学平衡常数不变。()3平衡常数表达式中，可以是物质的任一时刻的浓度。()4化学平衡移动，化学平衡常数一定改变。()5对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。()6反应A(g)3B(g)2C(g)达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数K值增大。()7化

4、学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度。()8其他条件不变，使用不同催化剂，反应的平衡常数不变。()CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(l)1不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀溶液中水的浓度写进平衡常数的表达式中。如：CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)，Kc(CO2)；Cr2O(aq)H2O(l)2CrO(aq)2H(aq)，Kc2(CrO)c2(H)/c(Cr2O)2非水溶液中发生的反应，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数的表达式中。如：C2H5OHCH3COOHCH3COOC2H5H2O，K。3同一化学反应，化学方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值

5、亦不同。如：N2O4(g)2NO2(g)K0.361/2N2O4(g)NO2(g)K0.602NO2(g)N2O4(g)K2.8因此书写化学平衡常数表达式及数值，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。4化学方程式进行相加(减)处理，平衡常数应相乘(除)。一、化学平衡常数及应用1在一定条件下，有已达平衡的可逆反应：2A(g)B(g)2C(g)，下列说法中正确的是()A平衡时，此反应的平衡常数K与各物质的浓度有如下关系：KB改变条件后，该反应的平衡常数K一定不变C如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化D若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小解析：K只随温度的改变而改变，除改变温度外

6、，改变其他条件都不会引起平衡常数的改变。答案：A2某温度下2 L密闭容器中3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如表所示，下列说法正确的是()A.该温度下，此反应的平衡常数表达式是KB其他条件不变，升高温度，若W的体积分数减小，则此反应H0C其他条件不变，使用催化剂，正、逆反应速率和平衡常数均增大，平衡不移动D其他条件不变，当密闭容器中混合气体密度不变时，表明反应已达到平衡解析：该温度下，此反应的平衡常数表达式是K，A错误；升高温度，若W的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则此反应Ht1)。反应时间/minn(H2)/moln(I2)/mol00.90.3t10.8t20.2下列说

7、法正确的是()A反应在t1 min内的平均速率为：v(H2) molL1min1B保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2，与原平衡相比，达到新平衡时I2(g)转化率增大，H2的体积分数不变C保持其他条件不变，起始时向容器中充入的H2和I2(g)都为0.5 mol，达到平衡时n(HI)0.2 molD升高温度至T2时，上述反应平衡常数为0.18，则正反应为吸热反应解析：由表中数据可知，t1 min内参加反应的H2的物质的量为0.9 mol0.8 mol0.1 mol，故v(H2) molL1min1，故A错误；保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2，与原平

8、衡相比，H2的体积分数增大；H2的浓度增大，平衡正向移动，故I2(g)转化率增大，故B错误；t1时，H2(g)I2(g)2HI(g)起始0.90.3转化0.10.10.2平衡0.80.20.2平衡常数K0.25，t2时，H2(g)I2(g)2HI(g)起始0.50.5转化xx2x平衡0.5x0.5x2xK0.25，解得x0.1 mol，故平衡时n(HI)0.1 mol20.2 mol，故C正确；升高温度至T2时，上述反应平衡常数为0.18(3)K3(4)正反应方向不变5在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表：t/

9、7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式K_。(2)该反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。(3)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)c(H2)5c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为_。(4)若830 时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K_(填“大于”“小于”或“等于”)1.0。(5)830 时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积，平衡_(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。(6)若1 200 时，在某时刻平

10、衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 molL1、2 molL1、4 molL1、4 molL1，则此时上述反应的平衡移动方向为_(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。解析：(1)根据化学方程式可写出K。(2)分析表中数据可知，随着温度的升高，K值逐渐增大，说明正反应是吸热反应。(3)某温度下，由3c(CO2)c(H2)5c(CO)c(H2O)得出0.6K，查表知K0.6时对应温度是700 。(4)只要温度不变，K数值就不变，故830 条件下，K的数值是1.0。(5)830 时达到平衡，扩大容器体积，由于反应前后气体的物质的量不变，则平衡不移动。(6)该条件下Qc4K2.

11、6，故反应向逆反应方向移动。答案：(1)(2)吸热(3)700 (4)等于(5)不(6)逆反应方向二、化学平衡常数的有关计算6N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)H0T1温度下的部分实验数据如下表：t/s05001 0001 500c(N2O5)/(mol/L)5.003.522.502.50下列说法不正确的是()A500 s内N2O5分解速率为2.96103 mol/(Ls)BT1温度下的平衡常数为K1125,1 000 s时N2O5转化率为50%C其他条件不变时，T2温度下反应到达1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 m

12、ol/L，则T1K3，则T1T3解析：T2温度下的N2O5浓度大于T1温度下的浓度，则改变温度使平衡逆向移动，逆向是放热反应，则降低温度平衡向放热反应方向移动，即T20.060解析：A项，0至5 min内，v(M)1103 mol/(Lmin)，v(N)v(M)1103 mol/(Lmin)，A项错误；B项，根据“三段式”： X(g)Y(g)M(g)N(g)初始(mol/L)0.0100.040 00转化(mol/L)0.0080.0080.0080.008平衡(mol/L)0.0020.0320.0080.008K1，B项错误；实验，根据“三段式”得： X(g) Y(g)M(g)N(g)初始

13、(mol/L) 0.020 0.030 0 0转化(mol/L) x x x x平衡(mol/L) 0.020x 0.030x x x根据温度不变，K不变可得1，x0.012X的转化率100%60%，C项正确；由实验中数据可知该反应为放热反应，900 时的平衡常数应小于800 时的平衡常数，假设实验中K1，则1b0.06综上所述，900 达到平衡时b0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_。(2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)若反应温度

14、不变，反应物的起始浓度分别为c(M)4 molL1，c(N)a molL1；达到平衡后，c(P)2 molL1，a_。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)c(N)b molL1，达到平衡后，M的转化率为_。解析：(1)M(g) N(g)P(g)Q(g)始态/molL1 1 2.4 0 0变化量/molL1 160% 160%因此N的转化率为100%25%。(2)由于该反应的H0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度：c(M)0.4 molL1c(N)1.8 molL1c(P)0.6 molL1c(Q)0.6 molL1因此化学平衡常数K由于温度不变，因此K不变，新状态达到平衡后c(P)2 molL1c(Q)2 molL1c(M)2 molL1c(N)(a2) molL1K解得a6。(4)设M的转化率为x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c(M)b(1x) molL1c(N)b(1x) molL1c(P)bx molL1c(Q)bx molL1K解得x41%。答案：(1)25%(2)增大(3)6(4)41%