第08講 化學(xué)平衡常數(shù) （學(xué)生版）【暑假彎道超車】2024年新高二化學(xué)暑假講義+習(xí)題（人教版2019選擇性必修1）

第08講化學(xué)平衡常數(shù)1.證據(jù)推理：通過化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的濃度數(shù)據(jù)分析，認(rèn)識化學(xué)平衡常數(shù)的概念，并能分析推測其相關(guān)應(yīng)用。2.模型認(rèn)知：構(gòu)建化學(xué)平衡常數(shù)相關(guān)計(jì)算的思維模型(三段式法)，理清計(jì)算的思路，靈活解答各類問題。一、化學(xué)平衡常數(shù)1．化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)濃度數(shù)據(jù)分析分析課本，457.6℃時(shí)反應(yīng)體系H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)中各物質(zhì)的濃度數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律：(1)無論該反應(yīng)從正向進(jìn)行還是從逆向進(jìn)行，平衡時(shí)只要一定，eq\f(c2HI,cH2·cI2)的值近似相等。(2)無論反應(yīng)物或生成物的濃度如何改變，平衡時(shí)只要一定，eq\f(c2HI,cH2·cI2)的值也近似相等。2．化學(xué)平衡常數(shù)的概念在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，與的比值是一個(gè)常數(shù)(簡稱平衡常數(shù))，用符號表示。3．濃度商與化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式(1)濃度商：對于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意時(shí)刻的eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)稱為，常用表示，即Q＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)。(2)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：當(dāng)在一定溫度下達(dá)到時(shí)，K＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)。(3)Q與K的關(guān)系：當(dāng)反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的濃度商平衡常數(shù)時(shí)，表明反應(yīng)達(dá)到限度，即達(dá)到化學(xué)。4．化學(xué)平衡常數(shù)的意義平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的(也叫)。K越大，表示反應(yīng)進(jìn)行得越，平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，當(dāng)K＞105時(shí)，該反應(yīng)就進(jìn)行的基本完全了。K值越小，表示反應(yīng)進(jìn)行得越，平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。5．化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素(1)內(nèi)因：不同的化學(xué)反應(yīng)及化學(xué)方程式的書寫形式是決定化學(xué)平衡常數(shù)的。(2)外因：在化學(xué)方程式一定的情況下，K只受影響?！痉椒记伞?化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式書寫注意事項(xiàng)①化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度必須是平衡時(shí)的濃度，且不出現(xiàn)固體或純液體的濃度。②化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫有關(guān)。若反應(yīng)方向改變、化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，化學(xué)平衡常數(shù)都會相應(yīng)改變。2若兩反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2①若兩反應(yīng)相加，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝K1·K2。②若兩反應(yīng)相減，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)。二、化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算1.“三段式”法進(jìn)行化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算可按下列步驟建立模式，確定關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。如可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在體積為VL的恒容密閉容器中，反應(yīng)物A、B的初始加入量分別為amol、bmol，達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，設(shè)A物質(zhì)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為mxmol。(1)模式mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始量/molab00轉(zhuǎn)化量/molmxnxpxqx平衡量/mola－mxb－nxpxqx對于反應(yīng)物：n(平)＝n(始)－n(轉(zhuǎn))對于生成物：n(平)＝n(始)＋n(轉(zhuǎn))則有①平衡常數(shù)K＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(px,V)))p·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(qx,V)))q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a－mx,V)))m·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b－nx,V)))n)。②平衡時(shí)A的物質(zhì)的量濃度：c(A)＝eq\f(a－mx,V)mol·L－1。③平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率：α＝eq\f(mx,a)×100%，A、B的轉(zhuǎn)化率之比為α(A)∶α(B)＝eq\f(mx,a)∶eq\f(nx,b)。④平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)：φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋p＋q－m－nx)×100%。⑤平衡時(shí)和開始時(shí)的壓強(qiáng)之比：eq\f(p平,p始)＝eq\f(a＋b＋p＋q－m－nx,a＋b)。⑥混合氣體的密度：ρ(混)＝eq\f(a·MA＋b·MB,V)g·L－1。⑦平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量：eq\x\to(M)＝eq\f(a·MA＋b·MB,a＋b＋p＋q－m－nx)g·mol－1。⑧生成物產(chǎn)率＝eq\f(該物質(zhì)實(shí)際產(chǎn)量,該物質(zhì)理論產(chǎn)量)×100%。(2)基本步驟①確定反應(yīng)物和生成物的初始加入量；②確定反應(yīng)過程的轉(zhuǎn)化量(一般設(shè)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為x)；③確定平衡量。2.平衡常數(shù)的應(yīng)用例1.在某密閉容器中把CO和H2O的混合物加熱到800℃，存在平衡CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，且平衡常數(shù)K＝1。若在2L的密閉容器中充入1molCO和1molH2O的混合物并加熱到800℃，則平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為()A．40%B．50%C．60%D．83.3%考點(diǎn)01化學(xué)平衡常數(shù)的定義、表達(dá)式及其影響因素【例1】下列關(guān)于平衡常數(shù)的說法正確的是：A．K不變，平衡可能移動B．同一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)增大2倍，K值也增大兩倍C．K值越大，反應(yīng)速率也越快D．對于合成氨反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，平衡右移，K增大【變式1-1】對于3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g)，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為A．K＝ B．K＝C．K＝ D．K＝【變式1-2】化學(xué)平衡常數(shù)可以用K來表示，關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的說法中正確的是A．K與反應(yīng)的壓強(qiáng)有關(guān)B．K與反應(yīng)物的濃度有關(guān)C．K與生成物的濃度有關(guān)D．K與溫度有關(guān)考點(diǎn)02化學(xué)平衡常數(shù)的簡單計(jì)算【例2】已知反應(yīng)2NH3N2+3H2，在某溫度下的平衡常數(shù)為0.25，在此條件下，氨的合成反應(yīng)N2+3H22NH3的平衡常數(shù)為A．4 B．2 C．1 D．0.5【變式2-1】2000K時(shí)，反應(yīng)CO(g)＋O2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)為K，則相同溫度下反應(yīng)2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)K′為A． B．K2 C． D．【變式2-2】某溫度下，反應(yīng)SO2(g)+O2(g)SO3(g)的平衡常數(shù)K1=50，在同一溫度下，反應(yīng)2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的平衡常數(shù)K2的值為（

）A．2500 B．4×10-4 C．100 D．2×10-2考點(diǎn)03化學(xué)平衡常數(shù)的綜合應(yīng)用【例3】下列有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的描述中正確的是A．化學(xué)平衡常數(shù)的大小取決于化學(xué)反應(yīng)本身，與其他外界條件無關(guān)B．相同溫度下，反應(yīng)與反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)相同C．反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)隨反應(yīng)物濃度升高而增大D．反應(yīng)的平衡常數(shù)達(dá)式為【變式3-1】T℃，向體積為VL的密閉容器中充入NO，容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是A．X是N2OB．0～3min內(nèi)，v(NO2)=mol·(L·min)-1C．T℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為1D．NO2和X的濃度相等不可以作為判斷反應(yīng)到達(dá)平衡的標(biāo)志【變式3-2】某溫度下，在容積為的密閉容器中，、、三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，已知時(shí)改變了一個(gè)條件。下列說法錯(cuò)誤的是A．反應(yīng)進(jìn)行到a點(diǎn)時(shí)，Z的轉(zhuǎn)化率為14%B．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為C．該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)為D．時(shí)改變的條件是壓縮體積1．下列關(guān)于平衡常數(shù)K的說法正確的是（

）A．加入催化劑可能會改變平衡常數(shù)KB．改變反應(yīng)物濃度能改變平衡常數(shù)KC．平衡常數(shù)K與反應(yīng)本身及溫度有關(guān)D．K越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小2．只改變一個(gè)影響因素，下列關(guān)于平衡常數(shù)K的敘述錯(cuò)誤的是A．K值不變，平衡可能移動 B．K值變化，平衡一定移動C．溫度變化，K值一定變化 D．平衡移動，K值一定變化3．對于3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為A．B．C．D．4．在1000K時(shí)，已知反應(yīng)Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常數(shù)K=0.0059。當(dāng)水蒸氣和氫氣的物質(zhì)的量濃度相等時(shí)，此反應(yīng)A．已達(dá)平衡狀態(tài)B．未達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)正向進(jìn)行C．未達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)逆向進(jìn)行D．無法確定5．下列平衡常數(shù)的表達(dá)式書寫錯(cuò)誤的是A．B．C．D．6．下列有關(guān)平衡常數(shù)的說法中，正確的是A．改變條件，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，平衡常數(shù)也一定增大B．反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)△H＜0，升高溫度該反應(yīng)平衡常數(shù)增大C．對于給定可逆反應(yīng)，溫度一定時(shí)，其正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)D．CO2＋H2?CO＋H2O的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c(CO)/[c(CO2)c(H2)]7．在某溫度下，可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常數(shù)為K，下列說法不正確的是A．K越大，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大 B．K的表達(dá)式是C．K隨反應(yīng)物濃度的改變而改變 D．K隨溫度的改變而改變8．關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)，下列說法不正確的是（

）A．化學(xué)平衡常數(shù)不隨反應(yīng)物或生成物的濃度的改變而改變B．對于一定溫度下的同一個(gè)反應(yīng)，其正反應(yīng)和逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的乘積等于1C．溫度越高，K值越大D．化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度的改變而改變9．可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2，設(shè)K為平衡常數(shù)，Q為濃度商，下列說法正確的是A．Q變小，K不變，O2轉(zhuǎn)化率減小 B．Q不變，K變大，SO2轉(zhuǎn)化率減小C．Q增大，K不變，SO2轉(zhuǎn)化率增大 D．Q不變，K變大，O2轉(zhuǎn)化率增大10．在一定條件下，某反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)，恒容時(shí)，若溫度適當(dāng)降低，D的濃度增加。下列說法正確的是A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為B．減低溫度，逆反應(yīng)速率增大C．若增大、，K值增大D．該反應(yīng)的焓變?yōu)檎?1．下列有關(guān)平衡常數(shù)的說法正確的是（

）A．改變條件，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，平衡常數(shù)也一定增大B．的平衡常數(shù)表達(dá)式為C．對于給定的可逆反應(yīng)，溫度一定時(shí)，其正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)相等D．的平衡常數(shù)表達(dá)式為12．下列關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述正確的是A．化學(xué)平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，與溫度無關(guān)B．兩種物質(zhì)反應(yīng)，不管怎樣書寫化學(xué)方程式，平衡常數(shù)均不變C．化學(xué)平衡常數(shù)等于某一時(shí)刻生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值D．溫度一定，對于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)13．一定溫度時(shí)N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的平衡常數(shù)是K．則相同溫度NH3（g）?N2（g）+H2（g）的平衡常數(shù)為（）A． B