内容正文:
考点13 化学平衡常数
【核心考点梳理】
一、化学平衡常数
1.定义式
对于可逆反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),在一定温度下,反应达到平衡后,将各物质的物质的量浓度代入表示式K=,得到的结果是一个定值,称为该反应的化学平衡常数。写出下表中各反应的平衡常数表达式:
化学方程式
平衡常数表达式
2NO2(g)N2O4(g)
K=
3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)
K=
Br2+H2OH++Br-+HBrO
K=
2.意义
K值越大,反应进行的程度越大,反应物转化率越大。一般地,K>105时,认为该反应进行得就基本完全了。
3.影响因素
K只受温度影响,与反应物和生成物的浓度无关。
固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值,其浓度不列入平衡常数表达式中。
4.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。
若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小,化学平衡常数也会改变。
已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。
①若两反应互为逆反应,则K1•K2=1。
②若两反应的反应物和生成物相同,反应1的系数是反应2的n倍,则K1=K。
③若两反应相加,则总反应的平衡常数K=K1•K2。
④若两反应相减,则总反应的平衡常数K=。
二、平衡转化率
1.定义:某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值。
2.表达式:平衡转化率α=×100%
对于反应aA+bBcC+dD,反应物A的平衡转化率为α(A)=×100%,式中c0(A)和c(A)分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。
3.意义:反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
4.相关计算——三段式
对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol,达到平衡后,A的消耗量为mx mol,容器容积为V L,则有
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始(mol) a b 0 0
变化(mol) mx nx px qx
平衡(mol) a-mx b-nx px qx
(1)A的转化率α(A)=×100%[或等于消耗的质量(浓度)与起始质量(浓度)之比],同理可计算α(B)。
(2)α(A):α(B)=:[若a:b=m:n,即投料比等于化学计量数之比,则α(A)=α(B)]。
(3)A的体积(物质的量)分数φ(A)=×100%,同理可计算φ(B)、φ(C)、φ(D)。
(4)平衡和起始时的压强比=。
(5)混合气体的密度ρ(混)= g/L。
(6)平衡时混合气体的平均摩尔质量M= g/mol。
【典型例题】
例1.(2023•河北石家庄第二十一中高二月考)下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A.在平衡常数表达式中,反应物浓度用起始浓度,生成物浓度用平衡浓度
B.化学平衡正向移动,则化学平衡常数一定变大
C.平衡常数的大小只与温度有关,而与浓度、压强、催化剂等无关
D.从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的快慢
例2.(2023秋·高二课时练习)已知下列反应的平衡常数:①S(s)+O2(g)SO2(g),K1;②S(s)+H2(g)H2S(g) K2;则反应H2(g)+SO2(g)H2S(g)+O2(g)的平衡常数是( )
A.K1-K2 B.K2 -K1 C.K2 /K1 D.K1/K2
例3.(2023秋·高二课时练习)11.温度为T时,将NH4HS(s)置于抽成真空的容器中,当NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)达到平衡时,测得体系的总压强为6 kPa,则该反应的平衡常数Kp为( )
A.6(kPa)2 B.9(kPa)2 C.8(kPa)2 D.36(kPa)2
例4.(2023秋·高二课时练习)X、Y、Z三种气体,取X和Y按1:1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y2Z ,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3:2,则Y的转化率最接近于( )
A.33% B.40% C.50% D.65%
【必备知识基础练】
1.(2023秋·高二课时练习)在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,此反应
A.已达平衡状态 B.未