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1、第 3 课时化学平衡常数 目标要求 1. 知道化学平衡常数的含义。 2. 能运用化学平衡常数对化学反应进行程度的判断。 3. 能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。一、化学平衡常数1表达式对于一般的可逆反应：aA(g) bB(g)cC(g) dD(g) ，当在一定温度下达到化学平衡状cccd态时，平衡常数的表达式为：acb。K c2意义(1) K 值越大，说明正反应进行的程度越大， 反应物的转化率越大； 反之就转化越不完全，转化率就越小。(2) K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。二、反应物的平衡转化率1定义物质在反应中转化量与起始量的比值。2表达式 n100%cc100%。n始
2、始3意义反应物的平衡转化率表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。知识点一化学平衡常数1关于化学平衡常数的叙述，正确的是()A只与化学反应方程式本身和温度有关B只与反应的温度有关C与化学 反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响D只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数答案A解析大量实验证明，化学平衡常数决定于两个方面的因素：化学反应的本身和反应体系的温度，与起始浓度等其他外界条件没有任何关系。2 1 000 K 时反应 C(s) 2H2(g)CH4(g) 的 K8.28 10 7，当各气体物质的量浓度分别为 H2 0.7 mol L 1、CH40.2 mol L 1
3、 时，上述反应 ()A正向移动B逆向移动C达到平衡D不一定答案A解析0.220.408Qv逆。Q K知识点二转化率3在某温度下，将2 mol A 和 3 mol B 充入一密闭容器中发生反应：aA(g) B(g) C(g) D(g) ， 5 min 后达平衡。已知各物质的平衡浓度关系为c(A) ac(B) c(C) c(D) 。若在温1度不变的情况下，将容器的容积扩大为原来的10 倍， A 的转化率不发生变化，则B 的转化率为 ()A 60%B 24%C 12%D 40%答案D4在一定条件下，SO2 和 O2 发生如下反应：2SO(g) O2(g)2SO3(g)H0，请回答下列问题：H(1)
4、在某温度下，反应物的起始浓度分别为： c(M) 1 mol L1， c(N) 2.4 mol L 1。达到平衡后， M的转化率为 60%，此时 N 的转化率为 _；(2) 若反应温度升高， M的转化率 _( 填“增大”、“减小”或“不变” ) ；(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：1，(N) a 1(M) 4 molLmolL ；达 到平衡后， c(P) 2 mol L 1， a _。ccmolL 1，达到平衡后， M(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：(M) (N) bcc3的转化率为 _。思路点拨：解答本题要把握以下两点：(1) 运用三段式求出平衡转化率。(2) 温度不变平
5、衡常数不变。答案 (1)25%(2) 增大(3)6 (4)41.4%解析M(g) N(g) P(g) Q(g)起始浓度12.400 1转化浓度1 60%160%160%160% 1平衡浓度0.41.80.60.6 10.6 mol L1N 的转化率为 2.4 mol L1100% 25%。(2) 由于该反应正反应吸热，温度升高，K 增大，平衡右移，则 M的转化率增大。0.60.6221(3)温度不变，平衡常数不变，K 0.41.8 a 2， a 6。(4)根据 (3)的结果，设 M的转化率为 x，则 K bbxbx1x1xb x 2，则 1 x2，x 41.4%。各 0.1mol 的气态混合物
6、充入10 L 的密闭容器中，充分反应达6某温度下，将 H 和 I22到平衡后，测得c(H2) 0.008 mol L 1。(1) 求该反应的平衡常数。(2) 在上述温度下，该容器中若通入H2 和 I 2 蒸气各 0.2 mol ，试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。答案(1)平衡常数为 0.25 11(2) c22(H ) c(I) 0.016 mol L， c(HI) 0.00 8 mol L解析(1)依题意可知，平衡时c(H2) 0.008 mol L1，消耗 c(H2) 0.002 mol L 1，1生成 c(HI) 0.004 mo l LH2 I 22HI起始时各物质浓度 (mol
7、L 1)0.010.010平衡时各物质浓度 (mol L 1)0.0080.0080.004K cc222c22 0.25 。(2) 依题意可知， c(H2) 0.02 mol L 1， c(I 2) 0.02 mol L 1。设 H2 的消耗浓度为 x，则：H2I 2平衡时物质浓度 (mol L 1)0.02 x 0.02 x2x因为 K 不随浓度发生变化，只与温度有关，则有：K cc2x22 0.25 ，2c2 x解得 x0.004 mol L1。平衡时 c(H2) c(I2) 0.016 mol L 1，c(HI)0.008 mol L 1。7合成氨反应N2(g) 3H2(g)高温、高压
8、32NH(g) 在某温度下达到平衡时，各物质的浓催化剂度是 c(N2) 3 mol L 1， c(H2) 9 mol L 1， c(NH3) 4 mol L 1，求：4该温度时的平衡常数；N 、H 的起始浓度。22答案 K7.32 10 3 c(N2) 5 mol L1c(H2) 15 mol L1c2342解析37.3 10 3cc3K2239N23H22NH3起始xy0平衡3 mol L 19 mol L 14 mol L1cx3 moly1 1 9 mol L4 mol Lx 3114 2x5 mol L 93y 4 2y15 mol L 18在一个容积为 500 mL 的密闭容器中，充
9、入 5 mol H 2 和 2 mol CO 。在一定温度和一定压强下，发生如下反应：2H2(g) CO(g)CH3OH(g) ，经过 5 min 后达到平衡状态。若此时测得CH3OH蒸气的浓度为 2 mol L 1，求：(1) 以 H2 的浓度变化表示的该反应的速率；(2) 达平衡时 CO的转化率；(3) 该温度下的 K。答案(1) v(H2) 0.8 mol L 1min 1(2)50%(3)0.028L2mol 2解析 设 CO反应的浓度为x，则 H 反应的浓度为2x，由题意可得：2c( 起始 H2) 5 mol/0.5 L10 mol L 1，c ( 起始 CO) 2 mol/0.5
10、L4 mol L 1，2H 2(g)3OH(g)起始浓度： 10 mol L 1 4 mol L 10反应浓度： 2xx2 mol L1平衡浓度： 10 2x4 x2 mol L1解得： x2 mol L 110 2x6 mol L14 x2 mol L 1 1(1) v(H2) c(H2)/t 4 mol L /5 min 0.8 mol L 1min 1(2) (CO) c ( 反应 CO)/c( 起始 CO)100% 2 1 1molL /4 mol L 100% 50%(3)Kc322 2L2 mol 2 0.028 L 2mol 2cc226练综合拓展9 氨是重要的氮肥，合成原理为：
11、22高温、高压3H 92.4N (g) 3H (g)2NH(g)催化剂kJmol 1。回答下列问题：(1) 写出平衡常数 K的表达式 _ ，如果降低温度， 该反应 K值 _ ，化学反应速率 _，N2 的转化率 _。( 填“增大”、“减小”或“不变”)(2) 在 500、 20 MPa时，将 N2、 H2 置于一个容积为2 L 的密闭容器中发生反应，反应过5程中各种物质的物质的量随时间的变化如图所示，回答下列问题：10 min 内以 NH3 表示的平均反应速率为_ 。在 10 20 min 内， NH3 浓度变化的原因可能是()A使用了催化剂B缩小容器体积C降低温度D增加 NH3 物质的量第 1 次平衡的时间为： _，第 2 次平衡的时间为：_，第 1 次平衡：平衡常数 K1 _( 带数据的表达式 ) ，第 2 次平衡时 NH的体积分数 _；3在反应进行至25 min 时，曲线发生变化的原因：_ ，达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K2_K1( 填“大于”、“小于”或“等于” ) 。c2答案 (1) K c3增大 减小 增大2c32(2) 0.005 mol L 1min 1A220 25 min3540 min345.5%移走 0.1 mol NH 3等于6