人教版高中化学第3讲　化学平衡常数.doc

第3讲　化学平衡常数
课 程 标 准
知 识 建 构
1.能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算。
2．能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
3．了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。
4．知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。
一、化学平衡常数
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，用符号K表示。
2．数学表达式
(1)一般形式：对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝(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)。
(2)实例
如：①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式K＝。
②Fe3＋(aq)＋3H2O(l)Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)的平衡常数表达式K＝。
(3)化学平衡常数与化学方程式的关系
化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。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。如：
化学方程式
平衡常数
关系式
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
K1＝
K2＝
(或K1)
K3＝
N2(g)＋H2(g)NH3(g)
K2＝
2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)
K3＝
3.意义
平衡常数表示可逆反应正向进行的程度，K值越大，反应进行的程度越大。
4．影响因素
K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
5.应用
(1)判断可逆反应进行的程度。通常K＞105可认为反应彻底，K<10－5认为反应不能发生。
(2)判断反应是否达到平衡或反应进行的方向。
对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Q＝。
(3)判断可逆反应的热效应
升高温度
降低温度
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)平衡常数能体现可逆反应进行的程度(　　)
(2)平衡常数大的可逆反应的平衡体系中，生成物的浓度一定大(　　)
(3)平衡常数表达式中应含有参加反应的所有物质(　　)
(4)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大(　　)
(5)对于某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大(　　)
(6)平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动(　　)
(7)反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数增大(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×
二、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的转化百分率。
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。
3．“三段式”法应用于化学平衡的计算
(1)一个模式——“三段式”
如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。
则K＝，α(A)＝×100%。
(2)明确三个量的关系
①三个量：即起始量、变化量、平衡量。
②对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
③对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
④各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
(3)掌握四个公式
①恒容条件下反应物的转化率＝×100%＝×100%。
②生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。
产率＝×100%。
③平衡时混合物组分的百分含量＝×100%。
④某气体组分的体积分数＝×100%。
【诊断2】 在一定温度下，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol M和一定量的N，发生反应M(g)＋N(g)E(g)；当反应进行到4 min时达到平衡，测得M的浓度为0.2 mol·L－1。下列说法正确的是(　　)
A．4 min时，M的转化率为80%
B．0～4 min，用M表示的平均反应速率为0.8 mol·L－1·min－1
C．2 min时，M的物质的量浓度为0.6 mol·L－1
D．4 min后，向容器中充入惰性气体，M的物质的量减小
答案　A
解