内容正文:
化学平衡常数
一、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_______________与反应物 的比值是一个常数,简称_________________,用符号K表示
表达式:对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) K=____________________
注意:固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中
例:
1、书写下列化学平衡的平衡常数表达式。
(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ____________________
(2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ___________________
(3)CO32-+H2OHCO3-+OH- ____________________
(4)(5)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)___________________
2、一定温度下,分析下列三个反应的平衡常数的关系
①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) K1
②N2(g)+H2(g)NH3(g) K2
③2NH3(g)N2(g)+3H2(g) K3
(1)K1和K2的关系:K1= ___________ (2)K1和K3的关系:,K1= ___________
例:研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ②2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2
则4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=_______ (用K1、K2表示)
二、化学平衡常数的意义
(1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的________
(2)K值越大,表示反应进行得越__________,反应物的转化率越__________,当K>_______
时,该反应就进行的基本完全了
(3) K值越小,表示反应进行得越__________,反应物的转化率越_________,当K<_______
时,该反应很难发生
(4)在化学方程式一定的情况下,K只受___________影响
例1、在某温度下,将H2和I2各0.01mol/L的气态混合物充入10L密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(H2)=0.008mol/L.求反应的平衡常数.
2、在容积不变的密闭容器中,将 2.0mol CO和 10mol H2O(g)混合加热到830℃,达到下列平衡:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),此时该反应的k=1.0。求达到平衡时CO的物质的量
三、化学平衡常数的应用
对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)任意时刻Q=称为浓度商
其中各物质的浓度为_________________________
当Q=K时:反应处于_________状态,v正_______v逆
当Q<K时:反应向___________进行,v正_______v逆
当Q>K时:反应向___________进行,v正_______v逆
例:高炉炼铁中发生的基本反应如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) 已知1100℃,K=0.263,某时刻测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1 在这种情况下:
(1)该反应是否处于平衡状态__________(填“是”或“否”);
(2)此时反应会向____________进行?(填“正向”或“逆向”);
(3)此时化学反应速率是ν正 ________ν逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。
当堂检测
1、2 000 K时,反应CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)的平衡常数为K,则相同温度下反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的平衡常数K′为
A. B.K2 C. D.
2、在一定条件下,有下列分子数之比相同的可逆反应,其平衡常数K值分别是①H2+F22HF K=1047;②H2+Cl22HCl K=1017;③H2+Br22HBr K=109;④H2+I22HI K=1。比较K值大小,可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是
A.①②③④ B.④②③① C.①④③② D.无法确定
3.下列有关平衡常数的说法中,正确的是( )
A.改变条件,反应物的转化率增大,平衡常数一定增大
B.反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,增加c(N2O4),该反应的平衡常数增大
C.对于给定的可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数相等
D.平衡常数为K=的反应,化学方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
4.对于反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常数,下列说法正确的是
A.K=
B.K=
C.增大c(H2O)或减小c(H2),会使该反应平衡常数增大
D.改变反应的温度,平衡常数不一定变化
5.已知下列反应的平衡常数:H2(g)+S(s)H2S(g) K1;S(s)+O2(g)SO2(g) K2。则反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数为
A.K1+K2 B.K1-K2 C.K1·K2 D.
8.将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中,在一定条件下反应2SO2+O22SO3,测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L-1。则此条件下的平衡常数K为
A.4 B.0.25 C.0.4 D.0.2
6.以Cl2、SO2和PCl3为原料,制备POCl3和氯化亚砜(SOCl2)的原理为:PCl3(g)+Cl2+(g)+SO2(g)POCl3(s)+SOCl2(g) ΔH<0下列说法正确的是
A.反应平衡常数
B.1molCl—Cl键断裂的同时有2molS—Cl键形成,说明反应到达该条件下的平衡状态
C.使用催化剂可以同时降低正反应和逆反应的活化能
D.上述反应中消耗33.6LCl2,转移电子数为0.3NA
7.某温度下,若反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的化学平衡常数K1=2500,则该温度下HI(g)1/2H2(g)+1/2I2(g)的化学平衡常数K2为
A.0.02 B.0.04 C.0.0004 D.50
8.某温度下气体反应体系达到化学平衡,平衡常数K=,下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为2E(g)+F(g)A(g)+2B(g)
B.降低温度,正反应速率增大
C.该温度时,v(F)=v(A)则反应达到平衡状态
D.增大c(A)、c(B),K增大
9、发生反应2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) ΔH<0下列说法正确的是
A.仅适当降低温度,该反应的正逆反应速率均减小
B.加入合适的催化剂,该反应达到平衡时的值将增大
C.该反应的反应物的键能总和大于生成物的键能总和
D.保持其他条件不变,仅充入少量的稀有气体,该反应的速率将增大
10.在一密闭容器中,反应aX(g)+bY(g) cZ(g)达到平衡时平衡常数为K1;在温度不变的条件下向容器中通入一定量的X和Y气体,达到新的平衡后Z的浓度为原来的1.2倍,平衡常数为K2,则K1与K2的大小关系是:
A. K1<K2 B. K1=K2 C. K1>K2 D.无法确定
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