内容正文:
第3课时 化学平衡常数
[明确学习目标] 1.能根据一定条件下,可逆反应的平衡常数和转化率描述反应的限度。2.认识平衡转化率对调控化工生产的重要意义。
1.化学平衡常数
(1)化学平衡常数的定义
对于可逆反应aA+bBcC+dD,在一定温度下,无论反应物的起始浓度如何,反应达到平衡状态后,K=是一个定值。我们把这个定值称作该反应的化学平衡常数,简称平衡常数。
(2)化学平衡常数的意义
平衡常数K的大小能说明反应进行的程度(也叫反应的限度)。K值越大,表示反应进行得越完全;K值越小,表示反应进行得越不完全。
2.平衡转化率
(1)平衡转化率的表达式
α=×100%
(2)平衡转化率的意义
表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。对控制化学工艺的条件、提高化工生产的效益有直接的指导意义。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)平衡常数表达式中,可以是任何物质的任意浓度。( )
(2)温度、浓度、压强、催化剂均能改变平衡常数。( )
(3)对于可逆反应,改变外界条件使平衡向正反应方向移动,平衡常数一定增大。( )
(4)K值越大,表明可逆反应正向进行的程度越大。( )
(5)K值越大,该可逆反应的速率越快。( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
2.下列关于化学平衡常数的说法中,正确的是( )
A.在任何条件下,化学平衡常数都是一个定值
B.当改变反应物的浓度时,化学平衡常数会发生改变
C.化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关
D.由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度
答案 D
解析 化学平衡常数是在一定温度下,当可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积和反应物浓度幂之积的比值。对于一个确定的化学反应,平衡常数只与温度有关,所以A、B、C错误,D正确。
3.在某温度下,可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常数为K,下列说法正确的是( )
A.K越大,达到平衡时,反应正向进行的程度越大
B.K越小,达到平衡时,反应物的转化率越大
C.K随反应物浓度的改变而改变
D.K随温度和压强的改变而改变
答案 A
4.已知在450 ℃时,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的K为50,由此推断出在450 ℃时,反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的化学平衡常数为( )
A.50 B.0.02
C.100 D.无法确定
答案 B
解析 依据化学平衡常数的表达式可知,2HI(g)H2(g)+I2(g)的化学平衡常数为K′===0.02。故选B。
知识点一 化学平衡常数
1.化学平衡常数使用时应注意的问题
(1)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时,由于其浓度可视为定值而不代入公式。
(2)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
①若反应方向改变,则平衡常数改变。对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数,即K正=。
②若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变。
已知N2+3H22NH3 K=a,则有:
2NH3N2+3H2 K′=,
N2+H2NH3 K″=a。
(3)化学平衡常数与温度的关系
①化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。
②化学平衡常数随温度变化的规律,对于吸热反应,升温,K增大;对于放热反应,升温,K减小。
2.化学平衡常数的应用
(1)判断反应进行的程度
K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,正反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,就越不完全,转化率就越小。
(2)判断反应的热效应
升高温度,K值增大,正反应为吸热反应;
升高温度,K值减小,正反应为放热反应。
1.已知下列反应的平衡常数:①H2(g)+S(s)H2S(g),K1;②S(s)+O2(g)SO2(g),K2。则反应③H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数是( )
A.K1+K2 B.K1-K2
C.K1×K2 D.
答案 D
解析 由于所求的反应式③可用反应式①-反应式②得到,故反应③化学平衡常数为。故选D。
2.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的关系如表所示:
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
(2)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)某温度