同步高考化学考前30天备战冲刺押题系列Ⅲ专题08化学平衡常数解题策略

化学平衡常数解题策略化学平衡常数与化学平衡及其影响因素的关系是高考命题的趋势之一。化学平衡常数的引入，对判断化学平衡搬动方向带来了科学的依照。平衡常数是表征反应限度的一个确定的定量关系，是反应限度的最根本的表现。平衡常数的使用，从定量的角度解决了平衡的搬动。一、化学平衡常数可逆反应达到化学平衡状态后，正反应速率等于逆反应速率，反应混杂物中各组成成分的含量保持不变，即各物质的浓度保持不变。此时：生成物浓度的幂次方乘积与反应物浓度的幂次方乘积之比是常数，化学上把这一种常数称为化学平衡常数。在必然温度下，可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始，无论反应混杂物的初步浓度是多少，当反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂次方乘积与反应物浓度的幂次方乘积之比是常数，这个常数叫化学平衡常数，用K表示。化学平衡常数的计算公式为：Kc(C)pc(D)qmnc(A)c(B)－1对于可逆反应：mA（g）＋nB（g）o·L），因平衡常数已归并，书写时不用写出。4、对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即：K正＝1/K逆。二、有关化学平衡的计算：可逆反应在必然条件下达到化学平衡：mA（g）＋nB（g）o/L）ab00转变（mo/L）（n/m）（）（q/m）平衡（mo/L）a－b－（n/m）（）（q/m）平衡时：A的转变率＝（/a）×100%说明：1、对于同一条件下，同一时间内的可逆反应，参加反应的各物质的物质的量之比与方程式前面的系数成正比，由于可逆反应是在必然的容器中进行的，因此，反应所耗资（或生成）的物质的物质的浓度之比也等于方程式前面的系数比。但平衡时的物质的量或浓度与方程式前面的系数没有关系。2、化学平衡中的反应速率是指单位时间内反应物或生成物浓度的变化值，而不是平衡时的浓度。而平衡时的平衡常数，则是指可逆反应达到平衡时，生成物的物质的量浓度的幂次方乘积与反应物浓度的幂次方乘积的比值，两者计算要求不同样。3、可逆反应中平衡浓度、初步浓度和变化浓度之间存在以下关系：初步物的物质的量等于该物质变化的物质的量与平衡时的物质的量之和，若在必然体积的容器中，则初步浓度等于平衡浓度与变化浓度之和。4、平衡转变率是指达到平衡时反应物耗资的物质的量与原有总物质的量之间的比值，当反应物的初步物质的量与方程式前面的系数成正比时，各物质的转变率也同样，否则不一样。5、平衡时的产率是指实质获取的产物的产值与理论值之间的比值。理论值是指某种反应物完好耗资时所能获取的产物的最大值。6、由于可逆反应一段时间后达到平衡状态，因此，可逆反应不能够进行完好，产物的产值应该在0—理论值之间，不能能为0，同样也不能能完好转变。例1CO的中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白：CO＋Hb·O2→O2＋Hb·CO实验表示，Hb·CO的浓度即使只有Hb·O2浓度的2%，也可造成人的智力伤害。抽烟后，测得吸入肺部的空气中CO和O2的浓度分别为10－6－1－2－1mo·L和10mo·L，并已知37℃时上述反应的平衡常数K＝220，那么，此时Hb?CO的浓度是Hb·O2的浓度的多少倍解析：依照平衡常数的看法和计算公式：c(C)pc(D)qKc(A)mc(B)n生成物浓度的幂次方乘积与反应物浓度的幂次方乘积之比是常数，可得：c(HbCO)c(O2)Kc(HbO2)c(CO)又由于：肺部的空气2的浓度分别为10－6－1－2－1CO和Omo·L和10mo·L，则：c(HbCO)c(O2)c(Hb2CO)10220KO2)106c(HbO2)c(CO)c(Hb则有：c(HbCO)：c(HbO2)＝%答案：Hb?CO的浓度是Hb·O2的浓度的倍例2现有反应：CO＋HOCO＋H（气）放热反应；在850℃时，K＝1。（气）2（气）2（气）2（1）若高升温度到950℃时，达到平衡时K_____（填“大于”、“小于”、或“等于”）2）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入，，和moH2，则：当＝时，上述反应向___________________（填“正反应”或“逆反应”）方向进行。若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则应满足的条件是__________________。3）在850℃时，若设＝和＝，其他物质的投放量不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a%，b%，则a_____b（填“大于、小于或等于”）解析：化学平衡常数不随浓度或压强的改变而改变，只随温度的改变而改变。（1）对于CO＋HOCO（气）＋H，正反应为放热反应，高升温度平衡逆向搬动，（气）2（气）22（气）生成物的浓度减小，反应物的浓度增大，依照平衡常数的计算公式可知，K变小，即小于1。（2）c(CO)c(H)Kc(22)c(H2)COO在一容积可变的密闭容器中同时充入，，和moH2，当＝时，则有：K＝5×1/3×1＞1，此时生成的浓度偏大，而在同一温度下平衡常数保持不变，则必然随着反应的进行，生成物的浓度降低，平衡逆向搬动。若要使平衡正向搬动，则有：K＝×1/3×1＜1，即＜3时，可使平衡正向搬动。3）可逆反应在必然条件下达到化学平衡：当＝时CO（气）＋H2O（气）CO2（气）＋H2（气）初步（mo/L）1315转变（mo/L）平衡（mo/L）1－3－1＋5＋则有：2/（1－）（3－）＝1，解得＝－1/5，则氢气的体积分数为：a%＝H2%＝（5＋）/10＝40%同理可得：当＝，b%＝%答案：（1）K小于1；（2）当＝时，平衡逆向搬动；＜3时，可使平衡正向搬动。（3）＝时，a%＝40%；＝，b%＝%，即a＜b。例3在合成氨过程中，进入合成塔的氮气和氢气的体积比为

1：3，压强为

160atm，从合成塔出来的混杂气体中氨的体积分数为25%。求：（1）从合成塔出来的气体中氮气和氢气的体积比是多少（2）从合成塔出来的气体的压强是多少答案：从合成塔出来的气体中氮气和氢气的体积比为：1：3；从合成塔出来的气体的压强是128atm。例4在必然温度下，将100mL氢气和氮气的混杂气体充入密闭容器中进行反应，达到平衡时保持温度不变，测得混杂气体的密度是反应前的倍，平均分子量为，则达到平衡时氮气的转变率为多少解析：在同温同压下，反应前后的气体的总质量保持不变，则混杂气体的密度与体积成反比。设混杂气体中氮气的体积为a，则氢气的体积为：100－a，则有：N2＋3H22NH3初步（L）a100－a0转变（L）32平衡（L）a－100－a－32则有：ρ前/ρ后＝V前/V后；100/（100－2）＝，＝10mL。又同温同压下，气体的体积比等于物质的量之比，则有：混杂气体的相对分子质量等于混杂气体的总质量与混杂气体的总物质的量之比，则有：混杂气体的总质量＝28a＋2（100－a），则有：［28a＋2（100－a）］/100－2＝，可得：a＝40mL则：氮气的转变率为：10/40＝25%答案：氮气的转变率为25%【考点再现】一、观察化学平衡常数表达式的书写在必然温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，系统内所有反应物和生成物的浓度保持不变，因此生成物浓度幂（以其化学计量数为幂）之积与反应物浓度幂之积的比值就是一个常数，叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。以反应：mA（g）nB（g）p(C)平衡?cq(D)平衡cm(A)平衡?cn(B)平衡c(CH3COOCH2CH3)?c(H2O)c(CH3COOH)?c(CH3CH2OH)

c4(H2)c2(NH3)c(N2)?c3(H2)

c4(H2O)c2(CrO42)?c2(H)c(CrO2)27c(N2)?c3(H2)c(NH3)1K1Kc2(NH3)132c2(N)?c2(H22)o/L，c（H2O）=3mo/L，反应达到平衡时，CO转变为CO2的转变率为60%。若将H2O的起始浓度加大为6mo/L，试求CO转变为CO2的转变率。解析：本题观察平衡常数表达式、有关计算及应用。先由第一次平衡时CO的转变率可求平衡时各物质的浓度：c（CO）=L，c（H2O）=L，c（CO2）=L，c（H2）=L；再由此求K值：K＝1.21.2=0.81.8假设第二次平衡时，CO的转变浓度为，则CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）初步浓度mo/L2600转变浓度mo/L平衡浓度no/L2－X6－XXX由于温度不变，平衡常数不变，则x2=，解得：=L(2x)?(6x)故CO的转变率为：1.5mol/L×100%=75%2mol/L例2、现有反应：CO＋HOCO＋H2（气）放热反应；在850℃时，K＝1。（气）2（气）2（气）（1）若高升温度到950℃时，达到平衡时K_____（填“大于”、“小于”、或“等于”）2）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入，，和moH2，则：当＝时，上述反应向___________________（填“正反应”或“逆反应”）方向进行。若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则应满足的条件是__________________。解析：化学平衡常数不随浓度或压强的改变而改变，只随温度的改变而改变。1）对于CO（气）＋H2O（气）CO2（气）＋H2（气），正反应为放热反应，高升温度平衡逆向搬动，生成物的浓度减小，反应物的浓度增大，依照平衡常数的计算公式可知，K变小，即小于1。2）c(CO)c(H)K22c(CO)c(HO)2在一容积可变的密闭容器中同时充入，，和moH，当＝时，则有：K＝5×1/3×1＞1，此2时生成的浓度偏大，而在同一温度下平衡常数保持不变，则必然随着反应的进行，生成物的浓度降低，平衡逆向搬动。若要使平衡正向搬动，则有：K＝×1/3×1＜1，即＜3时，可使平衡正向搬动。答案：（1）K小于1；（2）当＝时，平衡逆向搬动；＜3时，可使平衡正向搬动。例3CO的中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白：CO＋Hb·O2→O2＋Hb·CO实验表示，Hb·CO的浓度即使只有Hb·O2浓度的2%，也可造成人的智力伤害。抽烟后，测得吸入肺部的空气中CO和O2的浓度分别为10－6－1－2－1mo·L和10mo·L，并已知37℃时上述反应的平衡常数K＝220，那么，此时Hb?CO的浓度是Hb·O2的浓度的多少倍答案：Hb?CO的浓度是Hb·O2的浓度的倍例4在合成氨过程中，进入合成塔的氮气和氢气的体积比为

1：3，压强为

160atm，从合成塔出来的混杂气体中氨的体积分数为25%。求：（1）从合成塔出来的气体中氮气和氢气的体积比是多少（2）从合成塔出来的气体的压强是多少解析：同温同压下，任何气体的体积比等于物质的量之比，

则依照平衡常数的计算公式：有：N2

＋

3H2

2NH3初步（L）

1

3

0转变（L）

3

2平衡（L）

1－

3－3

2则有

2/（4－2）＝25%，＝，则从合成塔出来的气体中氮气和氢气的体积比为：

（1－）：（3－3）＝1：3。在必然温度和体积固定的容器中，气体的压强比等于物质的量之比，则有：。答案：从合成塔出来的气体中氮气和氢气的体积比为：1：3；从合成塔出来的气体的压强是128atm。例5在必然温度下，将100mL氢气和氮气的混杂气体充入密闭容器中进行反应，达到平衡时保持温度不变，测得混杂气体的密度是反应前的倍，平均分子量为，则达到平衡时氮气的转变率为多少N2＋3H22NH3初步（L）a100－a0转变（L）32平衡（L）a－100－a－32则有：ρ前/ρ后＝V前/V后；100/（100－2）＝，＝10mL。又同温同压下，气体的体积比等于物质的量之比，则有：混杂气体的相对分子质量等于混杂气体的总质量与混杂气体的总物质的量之比，则有：混杂气体的总质量＝28a＋2（100－a），则有：［28a＋2（100－a）］/100－2＝，可得：a＝40mL则：氮气的转变率为：10/40＝25%答案：氮气的转变率为25%【专题测试】1、在某温度下，可逆反应mA（g）＋nB（g）5LoCO和1mo水蒸气放入一固定容积的密闭容器中，发生反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），达平衡状态后，获取；再通入水蒸气，达到新的平衡状态后，CO的物质的量可能是（）2A、B、C、D、7、将气体和2moB气体在2L的容器中混杂并在必然条件下发生以下反应：2A（g）＋B（g）2C（g），若经2后测得C的浓度为·L－1，现有以下几种说法：①用物质A表示的反应的平均速率为·（L·）－1②用物质B表示的反应的平均速率为·（L·）－1③2时物质A的转变率为70%④2时物质B的浓度为·L－1其中正确的选项是（）A、①③B、①④C、②③D、③④8、在必然体积的密闭容器中放入3L气体R和5L气体Q，在必然条件下发生反应：2R（g）＋5Q（g）

4X（g）＋nY（g），反应完好后，

容器温度不变，混杂气体的压强是原来的

%，则化学方程式中的

n值是（

）A、2

B、3

C、4

D、59、某容器中加入

N2和

H2，在必然条件下，

N2＋3H22NH3，达到平衡时

N2、H2、NH3的浓度分别是

3mo/L、4mo/L、4mo/L，则反应开始时

H2的浓度是

（

）A、5mo/L

B、10mo/L

C、8mo/L

D、L10、已知以下反应的平衡常数：H2（g）＋S（）H2S（g）K1S＋OSO（g）K（）2（g）22则反应H2（g）＋SO2（g）O2（g）＋H2S（g）的平衡常数是（）A、K1＋K2B、K1－K2C、K1×K2D、K1／K211、有可逆反应（g）（g）2C（g）（g）2A＋2B＋D1）该反应的化学平衡常数的表达式可表示为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。2）该反应采纳了一种合适的催化剂，发现反应温度在100℃～400℃的范围内，每高10℃，反应速度为原来的3倍，在400℃～450℃时，每高10℃，反应速度却约为原来的10倍，而温度高于450℃时，反应速度却约为原来的3倍，若其他反应条件不变，试解析造成这种现象的原因＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。3）若该反应在固定容积的密闭容器中进行，并保持温度不变。往容器里充入等物质的量的A、B两种气体物质，反应进行5min后，试推测容器内的压强可能发生的变化＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（填正确的字母编号）A、增大

B、减小

C、不变其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（4）若