备考2024届高考化学一轮复习讲义第七章化学反应速率和化学平衡第3讲平衡常数及转化率考点2平衡常数的应用

考点2平衡常数的应用平衡常数的应用1.根据平衡常数计算某物质的浓度。2.判断可逆反应进行的程度。温度一定时，K越大，说明正反应进行的程度越大，反应物的平衡转化率越大；反之，反应物的平衡转化率越小。3.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Qc＝cc（C）·cd（D）ca（A）·4.判断反应的热效应。研透高考明确方向命题点1用平衡常数求某物质浓度1.[2021河北改编]雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：①CO2（g）⇌CO2（aq）②CO2（aq）＋H2O（l）⇌H＋（aq）＋HCO3－（25℃时，反应②的平衡常数为K。溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比（分压＝总压×物质的量分数），比例系数为ymol·L－1·kPa－1，当大气压强为pkPa，大气中CO2（g）的物质的量分数为x时，溶液中CO2的浓度为pxymol·L－1，H＋的浓度为Kw＋K·pxymol·L解析由题意知，大气中CO2的分压为pkPa·x，根据c（CO2）p（CO2）＝ymol·L－1·kPa－1，知c（CO2）＝pxymol·L－1，结合电荷守恒c（H＋）＝c（OH－）＋c（HCO3－）和K＝c（H＋）·c（HCO3－）c（CO2），得c2（H＋）＝c（OH－）·c（H＋）＋c（2.[2021浙江改编]在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为：Cl2（g）⇌Cl2（aq）K1＝c（Cl2）/pCl2（aq）＋H2O（l）⇌H＋（aq）＋Cl－（aq）＋HClO（aq）K2其中p为Cl2（g）的平衡压强，c（Cl2）为Cl2在水溶液中的平衡浓度。（1）平衡常数K2的表达式为K2＝c（（2）Cl2在水溶液中的平衡浓度为K1p。（3）氯气在水中的溶解度（以物质的量浓度表示）为c，则c＝K1p＋（K1K2p）13。（用平衡压强p和上述平衡常数表示，忽略HClO的电离，Cl2的溶解度＝Cl2在水溶液中的平衡浓度＋Cl解析（1）由平衡常数的定义知，K2＝c（H＋）·c（Cl－）·c（HClO）c（Cl2）。（2）由题中K1＝c（Cl2）/p可得，Cl2在水溶液中的平衡浓度为K1p。（3）设与水反应消耗的Cl2浓度为c1，则反应生成的c（H＋）＝c（Cl－）＝c（HClO）＝c1，K2＝c13c（Cl2），c13＝c（Cl2）×K2＝K1p×K2，c命题点2用平衡常数判断反应进行的方向3.[北京高考改编]一定温度下，反应I2（g）＋H2（g）⇌2HI（g）在密闭容器中达到平衡时，测得c（I2）＝0.11mmol·L－1，c（HI）＝0.78mmol·L－1。相同温度下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的可能性最大的是（C）ABCDc（I2）/（mmol·L－1）1.000.220.440.11c（H2）/（mmol·L－1）1.000.220.440.44c（HI）/（mmol·L－1）1.001.564.001.56（注：1mmol·L－1＝10－3mol·L－1）解析本题没有给出平衡时c（H2），无法计算该温度下的平衡常数，则无法通过比较K和Qc的大小来判断反应进行的方向，但可比较4组实验中Qc的大小关系，Qc越大，则反应逆向进行的可能性越大。A项，Qc＝1.0021.00×1.00＝1，B项，Qc＝1.5620.22×0.22≈50.28，C项，Qc＝4.0024.[2021重庆改编]已知常温下，反应Ⅰ：CuSO4·3H2O（s）⇌CuSO4·H2O（s）＋2H2O（g）的平衡压强p（H2O）＝747Pa；反应Ⅱ：CuSO4·H2O（s）⇌CuSO4（s）＋H2O（g）的平衡压强p（H2O）＝107Pa。25℃时为了保持CuSO4·H2O晶体纯度，可将其存放在盛有大量Na2CO3·H2O晶体[平衡压强p（H2O）＝706Pa]的密闭容器中，简述其理由25℃时Na2CO3·H2O晶体中水蒸气的平衡压强（706Pa）大于反应Ⅱ的平衡压强（107Pa），使反应Ⅱ的平衡逆向移动；小于反应Ⅰ的平衡压强（747Pa），使反应Ⅰ的平衡正向移动，则可保持CuSO4·H2O晶体纯度（也可计算Qc与K1、K2的关系，对比说明）。命题点3用平衡常数判断反应的热效应5.[2022海南]已知：CO2（g）＋4H2（g）催化剂2H2O（g）＋CH4（g）的平衡常数（K）与反应温度（t）之间的关系如图1所示。图1若反应为基元反应，且反应的ΔH与活化能（Ea）的关系为｜ΔH｜＞Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图（图2）。图2（生成物的能量在0～a之间即可）解析由题图1可知，该反应的平衡常数随反应温度的升高而减小，故该反应是放热反应，其生成物的能量低于反应物的能量，｜ΔH｜＞Ea，则生成物的能量小于a，但不能为0。6.[2021广东]设Kpr为相对压力平衡常数，反应a、c、e的