第三节 化学平衡常数 化学反应进行的方向

第七章化学反应速率与化学平衡第讲4化学平衡常数及反应进行的方向一、化学平衡常数1．概念在一定温度下，可逆反应达到

时，生成物

与反应物

的比值是一个常数，用符号

表示．化学平衡状态浓度幂之积浓度幂之积K2．表达式对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡时，K＝3．特点(1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成

物的浓度无关．(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由

于其浓度可看做“1”而不代入公式．(3)化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡

常数．若反应方向改变，则平衡常数改变．若

方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管

是同一反应，平衡常数也会改变，但意义不变．4．意义及应用(1)K值越大，正反应进行的程度

，反应物

的转化率

；K值越小，正反应进行的程

度

，反应物的转化率

．越大越大越小越小(2)利用K可判断反应热效应；若升高温度，K值增大，则正反应为

；若升高温度，K值减小，则正反应为

．吸热反应放热反应1、放热反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)＝c1(H2O)＝1.0mol·L－1，其平衡常数为K1.升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则

(

)A．K2和K1的单位均为mol·L－1B．K2＞K1C．c2(CO)＝c2(H2O)D．c1(CO)＞c2(CO)C即时巩固2、在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：物质XYZ初始浓度/mol·L－10.10.20平衡浓度/mol·L－10.050.050.1下列说法错误的是

(

)A．反应达到平衡时，X的转化率为50%B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1600C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数

增大D．改变温度可以改变此反应的平衡常数

C3、将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)，②2HI(g)I2(g)＋H2(g)达到平衡时，c(H2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1，则在此温度下反应①的平衡常数为

()A．9B．16C．20D．25C

温度K1K2973K1.472.381173K2.151.67已知化学反应①：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，其平衡常数为K1；化学反应②：Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)，其平衡常数为K2，在温度973K和1173K情况下，K1、K2的值分别如下：吸热吸热(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施有________(填写字母序号)．A．缩小反应容器的容积B．扩大反应容器的容积C．升高温度D．使用合适的催化剂E．设法减小平衡体系中的CO的浓度CE(5)图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况：①图甲中t2时刻发生改变的条件是____________．②图乙中t2时刻发生改变的条件是_____________．增大压强或使用催化剂降低温度或从体系中分离出H2例1.已知反应：2A(g)xB(g)+2C(g)在一定条件下达到平衡，容器内压强较反应前增大了30%，A的转化率为20%，则x值为（）

A.1B.2C.3D.41.三段法考点二

化学平衡计算2.差量法3.极限法C一、常用方法例2.在一个VL的密闭容器中放入2LA(g)和1LB(g),在一定条件下反应：3A(g)+B(g)nC(g)+2D(g)达到平衡后A的浓度减少1/2,混合气的平均相对分子质量增大1/8,则系数n值为（）

A.1B.2C.3D.4A例3.可变的密闭容器中盛有适量的N2和H2的混合气在一定条件下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。达平衡时容积为VL。混合气中NH3占20%.若温度和压强不变，下列说法正确的是（）①原混合气1.1VL②原混合气1.2VL③参加反应的N2为0.1VL④原混合气中N2和H2的体积比为1:3①

③

B.②④C.②

③D.②

③

④

C例4.在一定条件下，将1molCO和3molH2O(g)放在密闭容器中发生反应：CO（g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达平衡后，测得CO2为0.75mol.若再通入6molH2O(g)达平衡后，CO2和H2的物质的量之和可能为（）A.1.2molB.1.5molC.1.8molD.2.5molC思考：若再加入一个干扰答案E.1.6mol,还能用极值法吗？那又怎样求解？用平衡常数求解【变式1】将1mol气体A和1mol气体B通入一个体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2A(g)+B(g)2C(g),反应达平衡时，气体C的物质的量为0.3mol,此时，若再通入0.5molA和0.5molB,则反应达新平衡时，C的物质的量为（）A.0.3molB.0.45molC.0.3～o.45molD.0.45～1.5molD.例5.在一个容积固定的反应器中，有一个左右可滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示反应，各物质的起始加入量如下：M为2.5mol,N为3mol,P为0mol,A、C、D各为0.5mol,B为xmol。当x在一定范围内变化时，均可通过调节反应器的温度，使两侧均达平衡且隔板恰好处于反应器正中的位置。如图：2M(g）+3N(s)2P(g)

A(g)+4B(g)2C(g)+D(g)

若达平衡后，测得M的转化率为75%（1）达平衡后，反应器左室气体总物质的量为

mol。(2)欲使右室开始时，v正＞v逆，x的取值范围是

。(3)欲使右室开始时，v逆＞v正，x的取值范围是

。2.51＜x＜20.5＜x＜1二、化学反应进行的方向1．自发过程(1)含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能

自发进行的过程．(2)特点①体系趋向于从

状态转变为

状

态(体系对外部

或

热量)．②在密闭条件下，体系有从

转变为

的

倾向性(无序体系更加稳定)．高能量低能量做功放出有序无序2．化学反应方向的判据(1)焓判据放热过程中体系能量

，ΔH

0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应方向不全面．降低＜(2)熵判据①熵：量度体系

程度的物理量，符号

为

.②熵的大小：同种物质，三种状态下，熵值

由大到小的顺序为

．③熵判据体系的混乱度

，ΔS

0，反应有自发

进行的倾向．但有些熵减的过程也能自发进

行，故只用熵变来判断反应方向也不全面．混乱S(g)＞S(l)＞S(s)增大＞SΔHΔSΔH－TΔS反应情况－＋永远是负值在任何温度下过程均自发进行＋－永远是正值在任何温度下过程均非自发进行＋＋低温为正，高温为负高温时自发－－低温为负，高温为正低温时自发(3)复合判据——自由能变化①符号：

，单位：②公式：ΔG＝③应用ΔGkJ·mol－1ΔH－TΔS【思考】

能自发进行的反应一定能实际发生吗？提示：不一定．化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势，并不能说明在该条件下反应是否实际发生，还要考虑化学反应的快慢问题.1．下列说法中，正确的是 (

)A．化学反应总是伴随着能量变化B．能够自发进行的反应不一定都是放热反应C．只有放热反应才能够自发进行D．能够自发进行的反应就一定能够发生并完成AB2、下列反应中，一定不能自发进行的是(

)A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)

ΔH＝－78.03kJ/molΔS＝1110J·mol－1·K－1B．CO(g)===C(s，石墨)＋1/2O2(g)ΔH＝110.5kJ/mol

ΔS＝－89.36J·mol－1·K