内容正文:
第7讲 化学平衡常数
知识梳理
一、化学平衡常数
1.化学平衡状态时浓度数据分析
分析课本表2-1 457.6 ℃时反应体系H2(g)+I2(g)2HI(g)中各物质的浓度数据,我们可以发现以下规律:
(1)无论该反应从 进行还是从 进行,平衡时,只要 一定,的值近似 。
(2)无论反应物或生成物的 如何改变,平衡时只要 一定,的值也近似 。
2.化学平衡常数的概念
在一定温度下,当一个 反应达到 时,生成物 幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个 (简称平衡常数),用符号K表示。
3.浓度商与化学平衡常数的表达式
(1)浓度商:对于一般的 反应,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在任意时刻的 称为浓度商,常用Q表示,即Q=。
(2)化学平衡常数表达式:当在一定温度下达到化学平衡时,K= 。
(3)Q与K关系:当反应中有关物质的 等于平衡常数时,表明反应达到化学平衡状态。
4.化学平衡常数的意义
平衡常数的大小反映了化学反应进行的 (也叫反应的 )。
K值 ,表示反应进行得越 ,反应物的 越大,当K> 时,该反应就进行的基本完全了。K值越小,表示反应进行得越不完全,反应物的 越小。当K< 时,该反应 发生。
5.化学平衡常数的影响因素
(1)内因:不同的化学反应及方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。
(2)外因:在化学方程式一定的情况下,K只受 影响。
二、化学平衡的有关计算
“三段式”法进行化学平衡的有关计算
可按下列步骤建立模式,确定关系式进行计算。如可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在体积为V的恒容密闭容器中,反应物A、B的 加入量分别为a mol、b mol,达到 时,设A物质转化的物质的量为mx mol。
(1)模式
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始量/mol a b 0 0
转化量/mol mx nx px qx
平衡量/mol a-mx b-nx px qx
对于反应物:n(平)=
对于生成物:n(平)=
则有:①平衡常数K= 。
②平衡时A的物质的量浓度:c(A)= mol·L-1。
③平衡时A的转化率:α=×100%,A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)= 。
④平衡时A的体积分数:φ(A)= ×100%。
⑤平衡时和开始时的压强比:= 。
⑥混合气体的密度:ρ(混)= g·L-1。
⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量:= g·mol-1。
⑧生成物产率= ×100%。
(2)基本步骤
①确定反应物和生成物的初始加入量;
②确定反应过程的转化量(一般设某物质的转化量为x);
③确定平衡量。
典例分析
考点一:化学平衡常数的概念及其表达形式
【典例1】二氧化碳减排和再利用技术是促进社会环保和工业可持续发展的重要措施。将工业废气中的转化为,可以通过以下途径实现。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数K随温度T的变化如图所示。
下列说法错误的是( )
A.反应Ⅰ、Ⅱ都是放热反应 B.温度:
C.反应Ⅲ的 D.时反应Ⅲ的平衡常数
考点二:化学平衡的有关计算
【典例2】在某密闭容器中把CO和H2O的混合物加热到800℃,存在平衡,且平衡常数K=4。若在2L的密闭容器中充入1molCO和1molH2O的混合物并加热到800℃,则平衡时CO的转化率为( )
A.40% B.50% C.66.7% D.83.3%
同步训练
一、单选题
1.已知下列反应的平衡常数:①S(s)+O2(g)SO2(g),K1;②H2(g)+S(s)H2S(g),K2。