22課時3化學(xué)平衡常數(shù)

2-3課時3化學(xué)均衡常數(shù)知能定位1.認(rèn)識化學(xué)均衡常數(shù)的含義、表達(dá)式及影響要素。2.認(rèn)識均衡轉(zhuǎn)變率的含義。3.能夠利用化學(xué)均衡常數(shù)進(jìn)行簡單計算。情形切入.可逆反響在必定條件下不可以進(jìn)行完整，如何才能定量地描繪化學(xué)反響的限度呢？自主研習(xí)一、化學(xué)均衡常數(shù)1.定義在必定溫度下，當(dāng)一個可逆反響達(dá)到化學(xué)均衡狀態(tài)時，生成物濃度冪之積與反響物濃度冪之積的比值，用符號K表示。2.表達(dá)式以化學(xué)反響

aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g)為例：K=Cc(C)Cd(D)（純固體或溶劑不出此刻均衡常數(shù)的表達(dá)式中）。Ca(A)Cb(B)3.意義均衡常數(shù)的大小反應(yīng)化學(xué)反響可能進(jìn)行的程度；均衡常數(shù)的數(shù)值越大，說明反響能夠進(jìn)行得越完全。4.影響要素1）內(nèi)因：反響物的自己性質(zhì)。2）外因：反響系統(tǒng)的溫度。二、均衡轉(zhuǎn)變率1.定義物質(zhì)在反響中已轉(zhuǎn)變的量與該物質(zhì)總量的比值。2.表達(dá)式對于反響aA+bBcC+dD,反響物A的均衡轉(zhuǎn)變率為：α(A)=C0(A)C(A)×100%,式中c0(A)和c(A)分別表示A的初始濃度和A的均衡濃度。C0(A)3.影響要素1）初始濃度和均衡濃度2）多種反響物參加反響時，提高一種物質(zhì)的濃度，能夠提高其余物質(zhì)的轉(zhuǎn)變率，而此物質(zhì)自己轉(zhuǎn)變率會降低。4.意義反響的均衡轉(zhuǎn)變率表示在必定溫度和必定開端濃度下反響進(jìn)行的限度。講堂師生互動知識點(diǎn)1化學(xué)均衡常數(shù)使用注意事項及應(yīng)用1.使用化學(xué)均衡常數(shù)應(yīng)注意的問題：（1）化學(xué)均衡常數(shù)只與溫度相關(guān)，與反響物和生成物的濃度沒關(guān)。（2）反響物和生成物中有固體和純液體存在時，因為其濃度可看做“1”而不代入公式。3）化學(xué)均衡常數(shù)是指某一詳細(xì)反響的均衡常數(shù)。①若反響方向改變，則均衡常數(shù)改變。②若方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)等倍擴(kuò)大或減小，只管是同一反響，均衡常數(shù)也會改變。如N2+3H22NH3K′=a則有2NH3N2+3H2K=1/a1312N2+2H2NH3K″=a22.化學(xué)均衡常數(shù)的應(yīng)用1）判斷均衡挪動方向利用均衡常數(shù)可從定量的角度解說恒溫下濃度、壓強(qiáng)對化學(xué)均衡挪動的影響。對于可逆反響mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g）在隨意狀態(tài)下，生成物的濃度和反響物的濃度之間的關(guān)系用Qc=cp(C)·cq(D)表示，Qc叫該反響的濃度商，則：cm(A)·cn(B)當(dāng)Qc=K時，反響處于均衡狀態(tài)；當(dāng)Qc<K時，反響向正反響方向進(jìn)行；當(dāng)Qc>K時，反響向逆反響方向進(jìn)行。（2）利用K可判斷反響的熱效應(yīng)若高升溫度，K值增大，則正反響為吸熱反響；若高升溫度，K值減小，則正反響為放熱反響。（3）計算轉(zhuǎn)變率依照開端濃度（或均衡濃度）和均衡常數(shù)能夠計算均衡濃度（或開端濃度）應(yīng)物的轉(zhuǎn)變率。特別提示(1)化學(xué)均衡常數(shù)(K)與濃度商(Qc)的表達(dá)式同樣，但各物質(zhì)的濃度不同樣，

，進(jìn)而計算反K值中各物質(zhì)的濃度一定是均衡狀態(tài)下的濃度，而Qc值中是任一時刻的濃度。（2）化學(xué)均衡常數(shù)不表示反響的快慢，即化學(xué)反響速率快,K值不必定大。3）化學(xué)均衡常數(shù)只與溫度相關(guān)，加入催化劑不會改變化學(xué)均衡常數(shù)?？祭?寫出下表中各反響的均衡常數(shù)的表達(dá)式。反響Kc高溫①C(s)+CO2(g)2CO(g)②H2(g)+I2(g)2HI(g)③FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)④AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)分析：對于化學(xué)反響aA+bBcC+dDK=Cc(C)Cd(D)此中A、B代表反響物，C、D代表生成物，它們不是固體，也不是純Ca(A)Cb(B)液體，各物質(zhì)濃度一定是均衡濃度，

對于固體或溶劑參加的反響，

它們的濃度不列入均衡常數(shù)的表達(dá)式中。答案：①Kc=c2(CO)c(CO2)②Kc=c2(HI)c(H2)·c(I2)Kc=c(CO2)c(CO)Kc=c(Ag+)·c(Cl-)變式研究1在必定體積的密閉容器中，進(jìn)行以下化學(xué)反響：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)，其化學(xué)均衡常數(shù)

K和溫度

t的關(guān)系以下表：t/℃

700800

830

1000

1200K

0.60.9

1.0

1.72.6回答以下問題：（1）該反響的化學(xué)均衡常數(shù)表達(dá)式為K=（2）該反響為反響（選填“吸熱”或“放熱”

。）。（3）能判斷該反響能否達(dá)到化學(xué)均衡狀態(tài)的依照是

。a.容器中壓強(qiáng)不變b.混淆氣體中c(CO)不變v正(H2)=v逆(H2O)c(CO2)=c(CO)（4）某溫度下，均衡濃度切合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，試判斷此時的溫度為℃。答案：（1）c(CO)·c(H2O)c(CO2)·c(H2)2）吸熱（3）bc（4）830分析：（1）依據(jù)化學(xué)均衡常數(shù)的表達(dá)式，即可寫出K的表達(dá)式。2）由化學(xué)均衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系能夠看出，溫度越高，均衡常數(shù)越大，說明反響混淆物中CO和水蒸氣的濃度越大，即高升溫度，有益于向正反響方向進(jìn)行，則正反響為吸熱反響。（3）化學(xué)均衡狀態(tài)的特點(diǎn)是v正=v逆，各組分的濃度保持不變，以此作為依照可判斷：容器內(nèi)的壓強(qiáng)不該依據(jù)反響前后氣體的物質(zhì)的量能否改變而定。（4）當(dāng)c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)時，即K=1。知識點(diǎn)2化學(xué)均衡的計算——“三段式”剖析法1.模式mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)開端量ab00變化量mxnxpxqx平權(quán)衡a-mxb-nxpxqx對于反響物：n(平)＝n(始)－n(變)對于生成物：n(平)＝n(始)+n（變）2.解題基本思路（１）設(shè)未知數(shù)：詳細(xì)數(shù)量要詳細(xì)剖析，靈巧建立，一般設(shè)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)變量為x。（２）確立三個量：依據(jù)反響物、生成物及變化量的三者關(guān)系代入求出未知數(shù)確立均衡體系中各物質(zhì)的開端量、變化量、平權(quán)衡并按1中“模式”列表。3）解答題設(shè)問題：明確了“如”、“變”、“平”三個量的詳細(xì)數(shù)值，再依據(jù)相應(yīng)關(guān)系求反響物轉(zhuǎn)變率、混淆氣體的密度、均勻相對分子質(zhì)量等，給出題目答案。3.化學(xué)均衡計算頂用到的基本關(guān)系與定律1）各物質(zhì)濃度變化量之比＝反響式中的化學(xué)計量數(shù)比；2）反響物轉(zhuǎn)變率＝其耗費(fèi)濃度與開端濃度之比?？祭?X、Y、Z為三種氣體，把a(bǔ)molX和bmolY充入一個密閉容器，發(fā)生反響：X+2Y2Z。達(dá)到均衡時，若它們的物質(zhì)的量知足：n(X)+n(Y)=n(Z)，則Y的轉(zhuǎn)變率為( )A.ab×100%5B.2(ab)×100%5bC.2(ab)×100%5D.ab×100%5b分析：設(shè)X耗費(fèi)的量為n(X)，則X+2Y2Z開端量/molab0轉(zhuǎn)變量/moln(X)2n(X)2n(X)平權(quán)衡/mola-n(X)b-2n(X)2n(X)因為n(X)+n(Y)=n(Z)，所以［a-n(X)］+［b-2n(X)］=2n(X)，故n(X)=ab(mol)。5則Y的轉(zhuǎn)變率為：2n(X)×100%=2(ab)×100%。答案：Bb5b變式研究2已知可逆反響：M(g)+N(g)P(g)+Q(g)H>0，請回答以下問題：（1）在某溫度下，反響物的開端濃度分別為：c(M)=1mol·L-1，c(N)=2.4mol·L-1。達(dá)到均衡后，M的轉(zhuǎn)變率為60%，此時N的轉(zhuǎn)變率為；（2）若反響溫度不變，反響物的開端濃度分別為：c（M）=4mol·L-1，c（N）=amol·L-1；達(dá)到均衡后，c(P)=2mol·L-1，a=；（3）若反響溫度不變，反響物的開端濃度為：c(M)=c(N)=bmol·L-1，達(dá)到均衡后，M的轉(zhuǎn)變率為。分析：（1）M(g)+N(g)P(g)+Q(g)開端濃度(mol/L)12.400轉(zhuǎn)變濃度(mol/L)1×60%1×60%1×60%1×60%均衡濃度(mol/L)0.41.80.60.6的轉(zhuǎn)變率為6mol/L×100%=25%4mol/L溫度不變，均衡常數(shù)不變，K=0.60.6=22=10.41.82)(a,a=6。(42)2（3）依據(jù)(2)的結(jié)果，設(shè)M的轉(zhuǎn)變率為x，則K=bxbx1b(1x)=,則b(1x)2x1=,x=41%。1x2答案：1）25%（2）增大（3）6（4）41%課后加強(qiáng)作業(yè)基礎(chǔ)夯實(shí)1.對于可逆反響：

C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g)，在必定溫度下達(dá)到均衡時，其均衡常數(shù)表示式正確的選項是

(

)c(C)·c(H2O)A.K=c(CO)·c(H2)c(CO)·c(H2)B.K=c(C)·c(H2O)c(H2O)C.K=c(CO)·c(H2)c(CO)·c(H2)D.K=c(H2O)答案：D分析：均衡常數(shù)的表達(dá)式中不包含純液體、固體的濃度。2.（2011·涿鹿高二檢測）已知在450℃時，反響H2(g)+I2(g)2HI(g)的化學(xué)均衡常數(shù)為50，由此推測出在450℃時，反響2HI(g)H2(g)+I2(g)的化學(xué)均衡常數(shù)為( )A.50

C.100D.沒法確立答案：B分析：在同樣的溫度下，兩個反響互為逆反響，均衡常數(shù)互為倒數(shù)，應(yīng)選B。3.對于可逆反響:C(s)+CO2(g)2CO(g),在必定溫度下，其均衡常數(shù)為K,以下條件的變化中，能使K發(fā)生變化的是()A.將C(s)的表面積增大B.增大概系壓強(qiáng)C.高升系統(tǒng)溫度D.使用適合的催化劑答案：C分析：對于一個給定的可逆反響，其化學(xué)均衡常數(shù)K的大小僅與溫度相關(guān)，與其余要素沒關(guān)。4.某溫度下，對于反響N(g)+3H(g)2NH3(g)H=-92.4kJ/mol。N2的均衡轉(zhuǎn)變率(α)22與系統(tǒng)總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系以下圖。以下說法正確的選項是()A.將1.0mol氮?dú)狻?.0mol氫氣，置于B.均衡狀態(tài)由A變到B時，均衡常數(shù)

1L密閉容器中發(fā)生反響，放出的熱量為K(A)<K(B)

92.4kJC.上述反響在達(dá)到均衡后，增大壓強(qiáng)，H2的轉(zhuǎn)變率提高高升溫度，均衡向逆反響方向挪動，說明逆反響速率增大，正反響速度減小答案：C分析：A項此反響為可逆反響，1.0mol氮?dú)狻?.0mol氫氣在實(shí)質(zhì)過程中不可以完整轉(zhuǎn)變，故放出的熱量小于92.4kJ，A錯。B項溫度不變，改變壓強(qiáng)，均衡常數(shù)不變，B錯。C項由圖知，增大壓強(qiáng)，均衡向正反響方向挪動，H2的轉(zhuǎn)變率提高，C正確。D項高升溫度，逆反響速率、正反響速率都增大，D錯。5.以下對于均衡常數(shù)的說法正確的選項是( )在均衡常數(shù)表達(dá)式中，反響物濃度用開端濃度，生成物濃度用均衡濃度在任何條件下，化學(xué)均衡常數(shù)是一個恒定值對于放熱反響，高升溫度，K值增大，反響物的轉(zhuǎn)變率增大從均衡常數(shù)的大小能夠推測一個反響進(jìn)行的程度答案：D分析：A項，在均衡常數(shù)表達(dá)式中，反響物、生成物的濃度均為均衡濃度；B項，均衡常數(shù)與溫度相關(guān)，溫度改變，均衡常數(shù)隨之改變；C項，對于放熱反響，高升溫度均衡逆向挪動，K值減小，反響物轉(zhuǎn)變率減小。6.將固體NH4I置于密閉容器中，在必定溫度下發(fā)生以下反響：①NH4I(s)NH3(g)+HI(g);②2HI(g)H2(g)+I2(g)達(dá)到均衡時，c（H2）=0.5mol·L-1，c（HI）=4mol·L-1，則此溫度下反響①的均衡常數(shù)為( )A.9B.16C.20D.25答案：C分析：依據(jù)反響②：2HI（g）H222）=1mol·L-1，再結(jié)(g)+I(g)耗費(fèi)的c（HI）=2c（H合反響①:NH4I(s)NH3(g)+HI(g)知：c（NH3）=c(HI)=1mol·L-1+4mol·L-1=5mol·L-1，所以該溫度下，反響①的均衡常數(shù)：K=c（NH3）·c(HI)=5mol·L-1×4mol·L-1=20mol2·L-2。7.必定條件下，合成氨反響呈均衡狀態(tài)時有均衡常數(shù)K的不同表達(dá)式：3H2(g)+N2(g)2NH3(g)K132123K22H(g)+2N(g)NH(g)12N2(g)H2(g)+NH3(g)K333則K1、K2、K3的關(guān)系為( )K1=K2=K3K1=(K2)2=(K3)3C.(K1)6=(K2)3=(K3)2D.沒法確立答案：B8.如圖表示反響X(g)4Y(g)+Z(g)以下相關(guān)該反響的描繪正確的選項是(

)

H<0，在某溫度時

X的濃度隨時間變化的曲線：A.第6min后，反響就停止了B.X的均衡轉(zhuǎn)變率為85%C.若高升溫度，X的均衡轉(zhuǎn)變率將大于85%若降低溫度，該反響的均衡常數(shù)將減小答案：B分析：此題聯(lián)合圖像考察均衡常數(shù)及其應(yīng)用和均衡轉(zhuǎn)變率的計算，解題的重點(diǎn)在于正確把握圖像信息。由圖像可知該反響在6min時達(dá)化學(xué)均衡狀態(tài)，但反響并未停止，故A錯；由圖可知均衡時c(X)=0.15mol·L-1,開端時c（X）＝1.0mol·L-1,故均衡轉(zhuǎn)變率α=0mol·L10.5mol·L1×100%=85%,B正確；因為該反響為放熱反響，故高升溫度1.0mol·L1其均衡常數(shù)減小，反響進(jìn)行程度減小，X的均衡轉(zhuǎn)變率減小，且降低溫度，均衡常數(shù)增大，故C、D均錯。能力提高1.在必定條件下，有以下分子數(shù)同樣的可逆反響，其均衡常數(shù)K值分別是①H2+F22HFK=1047②H2+Cl22HClK=1017③H2+Br22HBrK=109④H2+I22HIK=1比較K值大小，可知各反響的正反響進(jìn)行的程度由大到小的次序是( )①②③④④②③①①④③②沒法確立答案：A分析：化學(xué)均衡常數(shù)越大，表示該反響的正反響進(jìn)行的程度越大，故A正確。2.（2010·中山高二檢測）已知：H2(g)+I2(g)2HI(g)的均衡常數(shù)為K1；11K2，則K1、K2的關(guān)系為( )H2(g)+I2(g)HI(g)的均衡常數(shù)為22A.K1=2K2B.K1=K221212D.K1=K2答案：B分析：K1=c2(HI),K2=c(HI),所以K1=K22。c(H2)·c(I2)c(H2)·c(I2)3.（2009·安徽高考）汽車尾氣凈化中的一個反響以下：NO(g)+CO(g)1N2(g)+CO2(g)H=-373.4kJ·mol-12在恒容的密閉容器中，反響達(dá)均衡后，改變某一條件，以下表示圖正確的選項是：( )答案：C分析：H=-373.4kJ·mol-1，溫度高升，均衡向逆反響方向挪動，K值減小，CO的轉(zhuǎn)化率降低，故A、B錯；K只與溫度相關(guān)，C項正確；D項增大N2的物質(zhì)的量均衡左移，則NO的轉(zhuǎn)變率降低，故D錯。4.取1molA和amolB使其發(fā)生反響A(g)+aB(g)bC(g)，當(dāng)反響達(dá)到均衡時，A的轉(zhuǎn)變率為50%，在同溫、]同壓下測得混淆氣體的密度是本來的4倍，則a、b可能是( )3A.a=1，b=4B.a=3，b=3C.a=2，b=3D.a=3，b=2答案：D分析：因為是同溫、同壓下的氣體反響，密度改變可推容積改變。ρ=m在同溫、同壓V下，反響前和反響后混淆氣體的密度比為：ρ=V2，氣體體積比等于物質(zhì)的量比，可推1ρ2V1出=1=n2，求出反響達(dá)到均衡時混淆氣體的物質(zhì)的量，代入上式可成立關(guān)系式，再討n1論可得答案。A(g)+aB(g)bC(g)開端量：1molamol0mol轉(zhuǎn)變量：0.5mol0.5amol0.5bmol平權(quán)衡：0.5mol(a-0.5a)mol0.5bmoln1=(1+a)moln2=0.5mol+(a-0.5a)mol+0.5bmol=(0.5+0.5a+0.5b)moln2=(0.50.5a0.5b)==1n1(1a)mol2

3=4則0.50.5a0.5b=3，整理得：1a42b=1+a，用各選項數(shù)據(jù)代入，只有a=3，b=2切合。5.反響2A(g)B(g)+xC(g)在必定條件下達(dá)到均衡后，容器內(nèi)的壓強(qiáng)較反響前增大了p，A的轉(zhuǎn)變率也為p，則化學(xué)計量數(shù)x為( )A.1B.2C.3D.4答案：C分析：設(shè)反響前A的物質(zhì)的量為2mol。2A(g)B(g)+xC(g)開端量：2mol0mol0mol轉(zhuǎn)變量：2×pmol1×pmolx×pmol平權(quán)衡：(2-2×p)mol1×pmolx×pmol均衡時混淆氣體總物質(zhì)的量為：2-2×p）mol+1×pmol+x×pmol=［2+(x-1)×p］mol依據(jù)氣體的壓強(qiáng)比等于氣體的物質(zhì)的量之比，得：[2(x1)p]mol(1p)=12mol解得：x=36.在必定條件下，發(fā)生反響X（g）+3Y(g)2Z(g)。當(dāng)反響達(dá)到均衡時，有37.5%的Y轉(zhuǎn)化為Z，有25%的X轉(zhuǎn)變?yōu)閆，則反響開端時，充入容器中的n(X):n（Y）為( )A.1:3B.3:1C.3:2D.1:2答案：D分析：均衡時，轉(zhuǎn)變的X與Y的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比，即1:3，所以開端時，n(X):n(Y)=1/25%:3/37.5%=1:2。7.在某溫度下，將氫氣和碘蒸氣各0.1mol的氣態(tài)混淆物充入10L的密閉容器中，充分反響，達(dá)到均衡后，測得c(H2-1。)=0.008mol·L（1）求該反響的均衡常數(shù)。（2）在上述溫度下，該容器中若通入氫氣和碘蒸氣各0.30mol。試求達(dá)到化學(xué)均衡時各物質(zhì)的濃度。答案：（1）0.25（2）c(H2)=c(I2)=0.024mol·L-1，c(HI)=0.012mol·L-1。分析：要求均衡常數(shù)，先要求出均衡時各物質(zhì)的濃度；求出均衡常數(shù)后，在同溫下利用公式能夠求耗費(fèi)濃度，再求均衡濃度。解：（1）依題意知，開端濃度（mol·L-1）轉(zhuǎn)變濃度（