内容正文:
2.2.1 化学平衡常数
【教师】我们先复习一下高一学习的化学平衡移动。可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡后,在其他条件不变时,如果只增加H2的浓度或I2的浓度,平衡怎么移动?
【学生】正向移动。
【教师】如果同时增大c(H2)和c(HI)至一定量,该反应是否处于平衡状态?
【学生】?
【教师】在这种情况下,要判断该反应是否达到平衡,或平衡怎么移动,需要一个定量的指标才能判断。这就是我们这节课要学习的“化学平衡常数”。
(板书)化学平衡常数
(
学习聚焦
)
(
知识精讲
)
知识点01 化学平衡常数的概念
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,这个常数就是该反应的化学平衡常数,简称平衡常数,用符号K表示。
对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),在一定温度下达到平衡:K= 。
化学平衡常数(K)是表明化学反应限度的一个定量表达,在外界条件中,通常情况下只受 影响。
【即学即练1】在一定温度下,反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡,写出该反应的平衡常数表达式:K= 。若平衡时各物质的浓度分别为:c(A)=2.0 mol·L-1,c(B)=2.0 mol·L-1,c(C)=1.0 mol·L-1,则K= 。
知识点02 化学平衡常数的意义及影响因素
1.化学平衡常数的大小反映了一个化学反应可能进行的 (即反应限度),K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越 ,正反应进行的程度越 ,即反应进行得越 。
2.影响因素: 内因—— ;
外因—— 。
【即学即练2】下列关于平衡常数K的说法正确的是( )
A.加入催化剂可能会改变平衡常数K B.改变反应物浓度能改变平衡常数K
C.平衡常数K与反应本身及温度有关 D.K越大,反应物的转化率越小
知识点03 化学平衡常数的应用
1.判断可逆反应进行程度的大小
K值越大→正反应进行的程度越 →反应物的转化率越 ;
K值越小→正反应进行的程度越 →反应物的转化率越 。
一般来说,当K> 时,通常认为反应基本完全;当K< 时,通常认为这个反应很难发生。
【即学即练3-1】已知卤化氢生成的平衡常数如下(25℃):
则与H2反应最完全的卤素是( )
A.F2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
2.判断反应的热效应
(1)升高温度 K值增大→正反应为 反应;
K值减小→正反应为 反应
(2)降低温度 K值增大→正反应为 反应;
K值减小→正反应为 反应
【即学即练3-2】在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq) I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示:
t/℃
5
15
25
35
50
K
1 100
841
689
533
409
下列说法正确的是( )
A.反应I2(aq)+I-(aq) I(aq)的ΔH>0
B.其他条件不变,升高温度,溶液中c(I)减小
C.该反应的平衡常数表达式为K=
D.25 ℃时,向溶液中加入少量KI固体,平衡常数K小于689
3.判断可逆反应是否平衡及不平衡时的反应方向
浓度商(Q):对于可逆反应aA(g) + bB(g)cC(g) + dD(g),在任意时刻,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,称为浓度商,常用Q表示。即Q=__________
Q=K,反应处于 状态;
Q≠K,反应处于 状态。
【即学即练3-3】1000K时,已知反应Ni(s)+H2O(g)NiO(s)+H2(g)的平衡常数K=0.0059。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时,下列说法正确的是( )
A.该反应已达到平衡状态
B.该反应未达到平衡状态,反应正向进行
C.该反应未达到平衡状态,反应逆向进行
D.无法确定该反应是否达到平衡状态
知识点04 平衡转化率的简单计算
1.含义:平衡时已转化了的某反应物的“量”与转化前(初始时)该反应物的“量”之比。
2.表达式:
对于可逆反应:aA+bBcC+dD
αA=×100%=×100%
αA=×100%=×100%。
【即学即练4】合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在某温度下达到平衡时,各物质的浓度是c(N2)=3 mol·L-1,c(H2)=9 mol·L-1,c(NH3)=4 m