2023高考精準考點 題型化學平衡常數(shù)解題策略

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化學平衡常數(shù)與化學平衡及其影響因素的關系是高考命題的趨勢之一。化學平衡常數(shù)的引入，對判斷化學平衡移動方向帶來了科學的依據(jù)。平衡常數(shù)是表征反應限度的一個確定的定量關系，是反應限度的最根本的表現(xiàn)。平衡常數(shù)的使用，從定量的角度解決了平衡的移動。

一、化學平衡常數(shù)

可逆反應達到化學平衡狀態(tài)后，正反應速率等于逆反應速率，反應混合物中各組成成分的含量保持不變，即各物質(zhì)的濃度保持不變。此時：生成物濃度的冪次方乘積與反應物濃度的冪次方乘積之比是常數(shù)，化學上把這一種常數(shù)稱為化學平衡常數(shù)。

在一定溫度下，可逆反應無論從正反應開始還是從逆反應開始，無論反應混合物的起始濃度是多少，當反應達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪次方乘積與反應物濃度的冪次方乘積之比是常數(shù)，這個常數(shù)叫化學平衡常數(shù)，用K表示。

化學平衡常數(shù)的計算公式為：對于可逆反應：mA（g）＋nB（g）

pC（g）＋qD（g）

K說明：

c(C)c(D)c(A)c(B)mnpq1、化學平衡常數(shù)K表示可逆反應進行的程度。

（1）化學平衡常數(shù)K只針對達到平衡狀態(tài)的可逆反應適用，非平衡狀態(tài)不適用。（2）化學平衡常數(shù)K的表達式與可逆反應的方程式書寫形式有關。（3）K值越大，表示反應進行的程度越大，反應物轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率也越大。（4）K值不隨濃度或壓強的改變而改變，但隨著溫度的改變而改變。

（5）一般狀況下，對于正反應是吸熱反應的可逆反應，升高溫度，K值增大；而對于正反應為放熱反應的可逆反應，升高溫度，K值減少。

2、由于固體濃度為一常數(shù)，所以在平衡常數(shù)表達式中不再寫出。

3、由于水的物質(zhì)的量濃度為一常數(shù)（55.6mol·L－1），因平衡常數(shù)已歸并，書寫時不必寫出。4、對于同一可逆反應，正反應的平衡常數(shù)等于逆反應的平衡常數(shù)的倒數(shù)，即：K正＝1/K逆。二、有關化學平衡的計算：

可逆反應在一定條件下達到化學平衡：

mA（g）＋nB（g）

pC（g）＋qD（g）

1

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起始（mol/L）ab00轉(zhuǎn)化（mol/L）x（n/m）x（p/m）x（q/m）x平衡（mol/L）a－xb－（n/m）x（p/m）x（q/m）x平衡時：A的轉(zhuǎn)化率＝（x/a）×100%說明：

1、對于同一條件下，同一時間內(nèi)的可逆反應，參與反應的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與方程式前面的系數(shù)成正比，由于可逆反應是在一定的容器中進行的，因此，反應所消耗（或生成）的物質(zhì)的物質(zhì)的濃度之比也等于方程式前面的系數(shù)比。但平衡時的物質(zhì)的量或濃度與方程式前面的系數(shù)沒有關系。

2、化學平衡中的反應速率是指單位時間內(nèi)反應物或生成物濃度的變化值，而不是平衡時的濃度。而平衡時的平衡常數(shù)，則是指可逆反應達到平衡時，生成物的物質(zhì)的量濃度的冪次方乘積與反應物濃度的冪次方乘積的比值，兩者計算要求不同。

3、可逆反應中平衡濃度、起始濃度和變化濃度之間存在以下關系：起始物的物質(zhì)的量等于該物質(zhì)變化的物質(zhì)的量與平衡時的物質(zhì)的量之和，若在一定體積的容器中，則起始濃度等于平衡濃度與變化濃度之和。

4、平衡轉(zhuǎn)化率是指達到平衡時反應物消耗的物質(zhì)的量與原有總物質(zhì)的量之間的比值，當反應物的起始物質(zhì)的量與方程式前面的系數(shù)成正比時，各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率也一致，否則不一樣。

5、平衡時的產(chǎn)率是指實際得到的產(chǎn)物的產(chǎn)值與理論值之間的比值。理論值是指某種反應物完全消耗時所能得到的產(chǎn)物的最大值。

6、由于可逆反應一段時間后達到平衡狀態(tài)，因此，可逆反應不能進行完全，產(chǎn)物的產(chǎn)值應當在0—理論值之間，不可能為0，同樣也不可能完全轉(zhuǎn)化。

例1.CO的中毒是由于CO與血液中血紅蛋白的血紅素部分反應生成碳氧血紅蛋白：CO＋Hb·O2→O2＋Hb·CO

試驗說明，Hb·CO的濃度即使只有Hb·O2濃度的2%，也可造成人的智力損傷。抽煙后，測得吸入肺部的空氣中CO和O2的濃度分別為10－6mol·L－1和10－2mol·L－1，并已知37℃時上述反應的平衡常數(shù)K＝220，那么，此時Hb?CO的濃度是Hb·O2的濃度的多少倍？

解析：根據(jù)平衡常數(shù)的概念和計算公式：

2

你的首選資源互助社區(qū)Kc(C)c(D)c(A)c(B)mnpq生成物濃度的冪次方乘積與反應物濃度的冪次方乘積之比是常數(shù)，可得：

K?c(Hb?CO)c(O2)c(Hb?O2)c(CO)

－6

－1

－2

－1

又由于：肺部的空氣CO和O2的濃度分別為10mol·L和10mol·L，則：

K?c(Hb?CO)c(O2)c(Hb?O2)c(CO)?c(Hb?CO)10c(Hb?O2)10?2?6?220

則有：c(Hb?CO)：c(Hb?O2)＝2.2%

答案：Hb?CO的濃度是Hb·O2的濃度的0.022倍例2.現(xiàn)有反應：CO（氣）＋H2O（氣）

CO2（氣）＋H2（氣）放熱反應；在850℃時，K＝1。

（1）若升高溫度到950℃時，達到平衡時K_____l（填“大于〞、“小于〞、或“等于〞）（2）850℃時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0molCO，3.0molH2O，1.0molCO2和xmolH2，則：當x＝5.0時，上述反應向___________________（填“正反應〞或“逆反應〞）方向進行。若要使上述反應開始時向正反應方向進行，則x應滿足的條件是__________________。

（3）在850℃時，若設x＝5.0和x＝6.0，其它物質(zhì)的投放量不變，當上述反應達到平衡后，測得H2的體積分數(shù)分別為a%，b%，則a_____b（填“大于、小于或等于〞）

解析：化學平衡常數(shù)不隨濃度或壓強的改變而改變，只隨溫度的改變而改變。（1）對于CO（氣）＋H2O（氣）

CO2（氣）＋H2（氣），正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，生

成物的濃度減小，反應物的濃度增大，根據(jù)平衡常數(shù)的計算公式可知，K變小，即小于1。

（2）

Kc(CO)c(H)22c(CO)c(H2O)在一容積可變的密閉容器中同時充入1.0molCO，3.0molH2O，1.0molCO2和xmolH2，當x＝5.0時，則有：K＝5×1/3×1＞1，此時生成的濃度偏大，而在同一溫度下平衡常數(shù)保持不變，則必然隨著反應的進行，生成物的濃度降低，平衡逆向移動。

若要使平衡正向移動，則有：K＝x×1/3×1＜1，即x＜3時，可使平衡正向移動。（3）可逆反應在一定條件下達到化學平衡：當x＝5.0時

CO（氣）＋H2O（氣）

CO2（氣）＋H2（氣）

3

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起始（mol/L）1315轉(zhuǎn)化（mol/L）xxxx平衡（mol/L）1－x3－x1＋x5＋x

則有：x2/（1－x）（3－x）＝1，解得x＝－1/5，則氫氣的體積分數(shù)為：a%＝H2%＝（5＋x）/10＝40%同理可得：當x＝6.0，b%＝52.9%答案：（1）K小于1；

（2）當x＝5.0時，平衡逆向移動；x＜3時，可使平衡正向移動。（3）x＝5.0時，a%＝40%；x＝6.0，b%＝52.9%，即a＜b。

例3.在合成氨過程中，進入合成塔的氮氣和氫氣的體積比為1：3，壓強為160atm，從合成塔出來的混合氣體中氨的體積分數(shù)為25%。求：

（1）從合成塔出來的氣體中氮氣和氫氣的體積比是多少？（2）從合成塔出來的氣體的壓強是多少？

答

案：從合成塔出來的氣體中氮氣和氫氣的體積比為：1：3；從合成塔出來的氣體的壓強是128atm。

例4.在一定溫度下，將100mL氫氣和氮氣的混合氣體充入密閉容器中進行反應，達到平衡時維持溫度不變，測得混合氣體的密度是反應前的1.25倍，平均分子量為15.5，則達到平衡時氮氣的轉(zhuǎn)化率為多少？

解析：在同溫同壓下，反應前后的氣體的總質(zhì)量保持不變，則混合氣體的密度與體積成反比。

4

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設混合氣體中氮氣的體積為a，則氫氣的體積為：100－a，則有：

N2＋3H2

2NH3

起始（L）a100－a0轉(zhuǎn)化（L）x3x2x平衡（L）a－x100－a－3x2x

則有：ρ前/ρ后＝V前/V后；100/（100－2x）＝1.25，x＝10mL。又同溫同壓下，氣體的體積比等于物質(zhì)的量之比，則有：

混合氣體的相對分子質(zhì)量等于混合氣體的總質(zhì)量與混合氣體的總物質(zhì)的量之比，則有：混合氣體的總質(zhì)量＝28a＋2（100－a），

則有：［28a＋2（100－a）］/100－2x＝15.5，可得：a＝40mL

則：氮氣的轉(zhuǎn)化率為：10/40＝25%答案：氮氣的轉(zhuǎn)化率為25%

一、考察化學平衡常數(shù)表達式的書寫

在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，體系內(nèi)所有反應物和生成物的濃度保持不變，所以生成物濃度冪（以其化學計量數(shù)為冪）之積與反應物濃度冪之積的比值就是一個常數(shù)，叫做該反應的化學平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號K表示。以反應：mA（g）+nB（g）（g）為例，K=

c(C)平衡?c(D)平衡cmpqpC（g）+qD

(A)平衡?c(B)平衡n。1．由于固體或純液體的濃度是一常數(shù)，假使有固體或純液體參與或生成，則表達式中不能出現(xiàn)固體或純液體；稀溶液中進行的反應，如有水參與反應，由于水的濃度是常數(shù)而不必出現(xiàn)在表達式中；非水溶液中進行的反應，若有水參與或生成，則應出現(xiàn)在表達式中。例如：

（1）CaCO3（s）

CaO（s）+CO2（g）K=c（CO2）

Fe3O4（s）+4H2（g）K=c4(H2)/c4(H2O)2CrO