第七章 第23讲 化学平衡常数 化学反应的方向与调控-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，通用版）

第23讲　化学平衡常数　化学反应的方向与调控 1.了解化学平衡常数(K)的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算。 2.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 　　　化学平衡常数、转化率及相关计算　 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,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。 2.表达式 对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当在一定温度下达到平衡时,可以得出:K=。 (1)纯液体、纯固体物质或稀溶液中水的浓度均不列入平衡常数表达式中,但是水蒸气的浓度要列入其中。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,应列入平衡常数表达式中。 (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。 (3)平衡常数与化学方程式的关系。 ①平衡常数指某一具体反应的平衡常数。 ②在相同温度下,对于给定的可逆反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数,即K正=。 ③化学方程式乘以某个系数x,则平衡常数变为原来的x次方。 ④两个化学方程式相加得总化学方程式,则总化学方程式的平衡常数等于两个化学方程式平衡常数的乘积,即K总=K1·K2。 3.意义及影响因素 (1)通常,K越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,其正向反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,平衡时反应物的转化率越大。 (2)通常情况下,K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度、压强变化无关。 4.应用 (1)利用平衡常数判断化学反应可能进行的程度。当K>105时,认为反应基本进行完全,当K<10-5时,反应很难进行。 (2)利用平衡常数判断化学平衡移动的方向。对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在任意时刻的称为浓度商,常用符号Qc表示,根据浓度商与平衡常数的大小关系,可以判断化学平衡移动的方向。 (3)利用平衡常数判断可逆反应的反应热。 5.平衡转化率 (1)概念。 转化率是指反应进行到一定程度时某一反应物转化的百分率。平衡转化率是可逆反应达到平衡状态时某反应物转化的百分率。 (2)数学表达式。 对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),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。 [理解辨析] 判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)化学平衡常数的大小取决于化学反应本身,与其他外界条件无关。(　×　) 提示:温度的变化也会影响平衡常数大小。 (2)K越大,反应物的转化率越小。(　×　) 提示:平衡常数K越大,反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大。 (3)反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0的化学平衡常数随温度升高而增大。(　×　) 提示:该反应焓变小于0,为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小。 (4)一定温度下,反应A(g)+B(g)2C(g)的平衡常数只有一个。(　√　) 　化学平衡常数、转化率的理解与应用 1.(2023·山东济南模拟)已知反应①:CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s)和反应②:H2(g)+CuO(s)Cu(s)+H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2,该温度下反应③:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(　B　) A.反应①的平衡常数K1= B.反应③的平衡常数K= C.对于反应③,恒容时,升高温度,H2的浓度减小,则该反应的焓变为正值 D.对于反应③,恒温恒容下,增大压强,H2的浓度一定增大 解析:在书写平衡常数表达式时,纯固体不能出现在平衡常数表达式中,A错误;由于反应③=反应①-反应②,因此反应③的平衡常数K=,B正确;对于反应③,恒容时,升高温度,H2的浓度减小,则平衡逆向移动,即正反应为放热反应,因此该应的焓变为负值,C错误;对于反应③,恒温恒容下,增大压强,因该反应前后气体体积无变化,则平衡不移动,H2的浓度不变,D错误。 2.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示: 化学反应 平衡 常数 温度/℃ 500 800 ①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15 ②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) K2 1.0 2.50 ③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) K3 (1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,