选修四 专题2 第二单元 化学反应的方向和限度 第3课时-解析版

第二单元　化学反应的方向和限度 第3课时　化学平衡常数 一、化学平衡常数 1．化学平衡状态时的浓度数据分析 (1)NO2、N2O4的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g)?N2O4(g)。在25 ℃时，如果用不同起始浓度的NO2或N2O4进行反应，平衡后得到以下实验数据。请根据表中已知数据填写空格： 起始浓度/mol·L－1 平衡浓度/mol·L－1 平衡浓度关系 c(NO2) c(N2O4) c(NO2) c(N2O4) 2.00×10－2 0 6.32×10－3 6.84×10－3 3.00×10－2 0 8.00×10－3 1.10×10－2 0 2.00×10－2 9.46×10－3 1.52×10－2 0 0.100 2.28×10－2 8.86×10－2 (2)根据上表数据，判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) ①一定温度下，N2O4和NO2的平衡浓度相等( ) ②一定温度下，N2O4与NO2的平衡浓度之比相等( ) ③一定温度下，平衡时近似相等( ) 2．化学平衡常数的概念与表达式 (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 与反应物 的比值是一个常数(简称 )，用符号K表示。 (2)表达式 对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，K＝。 (3)应用 已知：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)的平衡常数为K1，N2(g)＋H2(g)?NH3(g)的平衡常数为K2， NH3(g)?N2(g)＋H2(g)的平衡常数为K3。 ①写出K1和K2的关系式： ； ②写出K2和K3的关系式： ； ③写出K1和K3的关系式： 。 (4)化学平衡常数表达式书写注意事项 ①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体或纯液体的浓度。 ②化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。 3．化学平衡常数的意义 已知：25 ℃时，卤化氢生成反应的平衡常数： 化学方程式 平衡常数K F2＋H2?2HF 6.5×1095 Cl2＋H2?2HCl 2.57×1033 Br2＋H2?2HBr 1.91×1019 I2＋H2?2HI 8.67×102 请比较表中K值的相对大小，说明平衡常数的意义： 平衡常数的大小反映了化学反应进行的 (也叫 。 K值越大，表示反应进行得越 ，反应物转化率越 ； K值越小，表示反应进行得越 ，反应物转化率越 。 4．化学平衡常数的影响因素及应用 (1)影响因素 已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数与温度的关系如下： T/K 373 473 573 673 773 K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103 由上表数据分析可知： 温度升高，K值减小，则正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)应用：判断可逆反应是否平衡或反应向何方向进行 对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)?cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Q＝，称为该反应的浓度商。 例1　对于反应：C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)　ΔH>0，下列有关说法正确的是(　　) A．平衡常数表达式为K＝ B．增大体系压强，平衡常数K不发生变化 C．升高体系温度，平衡常数K减小 D．增加C(s)的量，v正增大 例2　在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示： T/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝ 。 (2)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 (3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 ℃。该温度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)，充分反应，达到平衡时，CO2的转化率为 。 (4)在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L－1，c(H2)为1.5 mol·L－1，c(CO)为1 mol·L－1，c(H2O)为3 mol·L－1，则反应 (填“正向进行”“逆向进行”或“处于平衡状态”)。 相关链接 (1)化学平衡常数的应用 ①用任意状态的浓度幂之积的比值(称为浓度商，用Q表示)，如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Q＝。以平衡常数的值为标 ... ...