備考2024屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義第七章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第3講平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率考點2平衡常數(shù)的應(yīng)用

考點2平衡常數(shù)的應(yīng)用平衡常數(shù)的應(yīng)用1.根據(jù)平衡常數(shù)計算某物質(zhì)的濃度。2.判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。溫度一定時，K越大，說明正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率越大；反之，反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率越小。3.判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或反應(yīng)進(jìn)行的方向。對于化學(xué)反應(yīng)aA（g）＋bB（g）?cC（g）＋dD（g）的任意狀態(tài)，濃度商Qc＝cc（C）·cd（D）ca（A）·4.判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。研透高考明確方向命題點1用平衡常數(shù)求某物質(zhì)濃度1.[2021河北改編]雨水中含有來自大氣的CO2，溶于水中的CO2進(jìn)一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離：①CO2（g）?CO2（aq）②CO2（aq）＋H2O（l）?H＋（aq）＋HCO3－（25℃時，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K。溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比（分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)），比例系數(shù)為ymol·L－1·kPa－1，當(dāng)大氣壓強為pkPa，大氣中CO2（g）的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時，溶液中CO2的濃度為pxymol·L－1，H＋的濃度為Kw＋K·pxymol·L解析由題意知，大氣中CO2的分壓為pkPa·x，根據(jù)c（CO2）p（CO2）＝y(tǒng)mol·L－1·kPa－1，知c（CO2）＝pxymol·L－1，結(jié)合電荷守恒c（H＋）＝c（OH－）＋c（HCO3－）和K＝c（H＋）·c（HCO3－）c（CO2），得c2（H＋）＝c（OH－）·c（H＋）＋c（2.[2021浙江改編]在一定溫度下，氯氣溶于水的過程及其平衡常數(shù)為：Cl2（g）?Cl2（aq）K1＝c（Cl2）/pCl2（aq）＋H2O（l）?H＋（aq）＋Cl－（aq）＋HClO（aq）K2其中p為Cl2（g）的平衡壓強，c（Cl2）為Cl2在水溶液中的平衡濃度。（1）平衡常數(shù)K2的表達(dá)式為K2＝c（（2）Cl2在水溶液中的平衡濃度為K1p。（3）氯氣在水中的溶解度（以物質(zhì)的量濃度表示）為c，則c＝K1p＋（K1K2p）13。（用平衡壓強p和上述平衡常數(shù)表示，忽略HClO的電離，Cl2的溶解度＝Cl2在水溶液中的平衡濃度＋Cl解析（1）由平衡常數(shù)的定義知，K2＝c（H＋）·c（Cl－）·c（HClO）c（Cl2）。（2）由題中K1＝c（Cl2）/p可得，Cl2在水溶液中的平衡濃度為K1p。（3）設(shè)與水反應(yīng)消耗的Cl2濃度為c1，則反應(yīng)生成的c（H＋）＝c（Cl－）＝c（HClO）＝c1，K2＝c13c（Cl2），c13＝c（Cl2）×K2＝K1p×K2，c命題點2用平衡常數(shù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向3.[北京高考改編]一定溫度下，反應(yīng)I2（g）＋H2（g）?2HI（g）在密閉容器中達(dá)到平衡時，測得c（I2）＝0.11mmol·L－1，c（HI）＝0.78mmol·L－1。相同溫度下，按下列4組初始濃度進(jìn)行實驗，反應(yīng)逆向進(jìn)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）解析本題沒有給出平衡時c（H2），無法計算該溫度下的平衡常數(shù)，則無法通過比較K和Qc的大小來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，但可比較4組實驗中Qc的大小關(guān)系，Qc越大，則反應(yīng)逆向進(jìn)行的可能性越大。A項，Qc＝1.0021.00×1.00＝1，B項，Qc＝1.5620.22×0.22≈50.28，C項，Qc＝4.0024.[2021重慶改編]已知常溫下，反應(yīng)Ⅰ：CuSO4·3H2O（s）?CuSO4·H2O（s）＋2H2O（g）的平衡壓強p（H2O）＝747Pa；反應(yīng)Ⅱ：CuSO4·H2O（s）?CuSO4（s）＋H2O（g）的平衡壓強p（H2O）＝107Pa。25℃時為了保持CuSO4·H2O晶體純度，可將其存放在盛有大量Na2CO3·H2O晶體[平衡壓強p（H2O）＝706Pa]的密閉容器中，簡述其理由25℃時Na2CO3·H2O晶體中水蒸氣的平衡壓強（706Pa）大于反應(yīng)Ⅱ的平衡壓強（107Pa），使反應(yīng)Ⅱ的平衡逆向移動；小于反應(yīng)Ⅰ的平衡壓強（747Pa），使反應(yīng)Ⅰ的平衡正向移動，則可保持CuSO4·H2O晶體純度（也可計算Qc與K1、K2的關(guān)系，對比說明）。命題點3用平衡常數(shù)判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)5.[2022海南]已知：CO2（g）＋4H2（g）催化劑2H2O（g）＋CH4（g）的平衡常數(shù)（K）與反應(yīng)溫度（t）之間的關(guān)系如圖1所示。圖1若反應(yīng)為基元反應(yīng)，且反應(yīng)的ΔH與活化能（Ea）的關(guān)系為｜ΔH｜＞Ea。補充完成該反應(yīng)過程的能量變化示意圖（圖2）。圖2（生成物的能量在0～a之間即可）解析由題圖1可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨反應(yīng)溫度的升高而減小，故該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，其生成物的能量低于反應(yīng)物的能量，｜ΔH｜＞Ea，則生成物的能量小于a，但不能為0。6.[2021廣東]設(shè)Kpr為相對壓力平衡常數(shù)，反應(yīng)a、c、e的