化学平衡常数 知识精讲（教师版）.docxVIP

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第3讲化学平衡常数

复习目标

知识建构

1.了解化学平衡常数(K)的含义。

2．能利用化学平衡常数进行相关计算。

3．能正确计算化学反应的转化率(α)。

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＝eq\f(cp（C）·cq（D）,cm（A）·cn（B）)(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＝eq\f(c（CO）·c（H2）,c（H2O）)。

②Fe3＋(aq)＋3H2O(l)Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)的平衡常数表达式K＝eq\f(c3（H＋）,c（Fe3＋）)。

(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＝eq\f(c2（NH3）,c（N2）·c3（H2）)

K2＝eq\r(K1)

(或Keq\s\up6(\f(1,2))1)

K3＝eq\f(1,K1)

eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)

K2＝eq\f(c（NH3）,c\s\up6(\f(1,2))（N2）·c\s\up6(\f(3,2))（H2）)

2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)

K3＝eq\f(c（N2）·c3（H2）,c2（NH3）)

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，K10－5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＝eq\f(cc（C）·cd（D）,ca（A）·cb（B）)。

(3)判断可逆反应的热效应

升高温度eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(K值增大→正反应为吸热反应，ΔH0,K值减小→正反应为放热反应，ΔH0))

降低温度eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(K值增大→正反应为放热反应，ΔH0,K值减小→正反应为吸热反应，ΔH0))

【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)＝eq\f(c0（A）－c平（A）,c0（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amol·L－1、bmol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol·L－1。

eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,mA（g）,＋,nB（g）,,pC（g）,＋,qD（g）,起始（mol·L－1）,a,,b,,0,,0,转化（mol·L－1）,mx,,nx,,px,,qx,平衡（mol·L－1）,a－mx,,b－nx,,px,,qx)

则K＝eq\f(（px）p·（qx）q,（a－mx）m·（b－nx）n)，α(A)＝eq\f(mx,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。