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1、专题 8化学平稳常数解题策略化学平稳常数与化学平稳及其影响因素的关系是高考命题的趋势之一；化学平稳常数的引入，对判定化学平稳移动方向带来了科学的依据；平稳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；平稳常数的使用，从定量的角度解决了平稳的移动；一、化学平稳常数在肯定温度下，可逆反应无论从正反应开头仍是从逆反应开头，无论反应混合物的起始浓度是多少， 当反应到达平稳状态时，正反应速率等于逆反应速率，反应混合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；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，这个常数叫化学平稳常数，用 K 表示；化学平稳常数的运算公式
2、为：对于可逆反应： mAg nB gpCg qDg学习文档 仅供参考cCpqcDKcA mcB n二、化学平稳常数意义1、化学平稳常数 K 表示可逆反应进行的程度；1化学平稳常数 K 只针对到达平稳状态的可逆反应适用，非平稳状态不适用；2化学平稳常数K 的表达式与可逆反应的方程式书写形式有关；对于同一可逆反应，正反应的平稳常数等于逆反应的平稳常数的倒数，即：K 正 1/K 逆 ；3K 值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率或产率也越大；4K 值不随浓度或压强的转变而转变，但随着温度的转变而转变；5一般情形下，对于正反应是吸热反应的可逆反应，上升温度，K 值增大；而对于正反应为放热反应的可
3、逆反应，上升温度，K 值削减；2、由于固体浓度为一常数，所以在平稳常数表达式中不再写出；3、由于水的物质的量浓度为一常数 55.6 mol L 1，因平稳常数已归并，书写时不必写出；三、平稳常数与平稳移动的关系51、平稳常数是反应进行程度的标志5一般认为 K 10反应较完全， K 10反应很难进行；平稳常数的数值大小可以判定反应进行的程度，估量反应的可能性；由于平稳状态是反应进行的最大限度；如：N2g + O2g2NOgK = 110 - 30 298K这意味着 298K 时， N2 和 O2 基本上没有进行反应，反之NO分解的逆反应在该温度下将几乎完全进行， 平稳时 NO实际上全部分解为N2
4、 和 O2；另外仍有两点必需指出：1平稳常数数值的大小，只能大致告知我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应到达平稳所需要的时间；如：2SO2g + O2=2SO3g 298K时 k 很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反应； 2平稳常数数值微小的反应，说明正反应在该条件下不行能进行，如:N 2 + O 22NO-30K = 10298K 所以常温下用此反应固定氮气是不行能的；2、平稳常数表达式说明在肯定温度条件下达成平稳的条件；一个化学反应是否到达平稳状态，它的标志就是各物质的浓度将不随时间转变，而且产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比是一个常数；如:对
5、任意一个可逆反应：mA+nBpC+qD,其平稳浓度的比值, 总是符合以下关系 C p D q=是一个定值，称为化学平稳常数； A m B n假设用 Qc 表示任意状态下， 可逆反应中产物的浓度以其化学计量系数为指数的乘积与反应物的浓度以其化学计量系数为指数的乘积之比，就这个比值称为浓度商；将浓度商和平稳常数作比较可得可逆反应所 处的状态；即 Qc = K c体系处于化学平稳Qc Kc反应正向进行Qc Kc反应逆向进行可见只要知道肯定温度下，某一反应的平稳常数，并且知道反应物及产物的浓度，就能判定该反应是平稳状态仍是向某一方向进行；【考点再现】一、考查化学平稳常数表达式的书写在肯定温度下， 当一
6、个可逆反应到达化学平稳时，体系内全部反应物和生成物的浓度保持不变，所以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稳常数，简称平稳常数，用符号K 表示；以反应： mAg+nBgpC g+qDg为例， K=c p C 平稳m. c q D 平稳n；c A平稳 . c B 平稳1. 由于固体或纯液体的浓度是一常数，假如有固体或纯液体参与或生成，就表达式中不能显现固体或纯液体；稀溶液中进行的反应，如有水参与反应，由于水的浓度是常数而不必显现在表达式中；非水溶液中进行的反应，假设有水参与或生成，就应显现在表达式中；例如：1CaCO3sCaOs +CO2gK
7、=c CO223Fes +4H2OgFe3O4s +4H2gK =c4 H 2 /c4 H 2O 22+c 2CrO 2 . c2 H3Cr2O7 l +H2 Ol 2CrO4l +2H l K =4c Cr O 2 4CH3COOH2 7l +HOC2HCH3 l CH3COOC2HCH3l +H2Ol K = c CH 3COOCH 2CH 3 . c H 2 O c CH 3COOH . c CH 3CH 2OH 2. 表达式与化学计量数一一对应，方程式中化学计量数不同，表达式就不同；可逆反应中，正反应的表达式与逆反应的表达式互为倒数；例如：1N g+3H g2NHgK =c2 NH 3
8、 2231cN 2 . c 3 H 2 c N 2 . c3 H 222NH3gN 2g+3H2gK2 =c 2 NH 3 31/2N 2g +3/2H2 gNH3gK3 =1c NH 33c 2 N 2 . c 2 H 2 同一温度下， K1、K2 、 K3 的数值都固定但相互之间不相等，明显，K1 = 1K 2， K3 =K1 ；二、考查化学平稳常数的意义 51在肯定条件下，某可逆反应的K 值越大，说明平稳体系中生成物所占的比例越大，它的正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小；52当 K10或 K10时，该反应就基本进行完全，一般当成非
9、可逆反应；而K在 1055 10之间的反应被认为是典型的可逆反应；3K 值大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度，但不能预示反应到达平稳所需要的时间；三、考查化学平稳常数的影响因素1. 平稳常数 K 只受温度影响， 既与任何一种反应物或生成物的浓度变化无关，也与压强的转变无关； 由于催化剂同等程度地转变正逆反应速率，故平稳常数不受催化剂影响；2. 任何可逆反应，当温度保持不变，转变影响化学平稳的其它条件时，即使平稳发生移动，K 值不变；3. 其它条件不变时，假设正反应是吸热反应，由于上升或降低温度时平稳向正或逆反应方向移动， K增大或减小；假设正反应是放热反应，由于上升或降低温度时平稳向
10、逆或正反应方向移动， K 减小或增加；所以温度上升时平稳常数可能增大，也可能减小，但不会不变；四、考查化学平稳常数的简洁运算例 1已知在 800K 时，反应： CO g H2O gCO2g H2g，假设起始浓度 cCO=2mol/L ，cH2O=3mol/L ，反应到达平稳时， CO转化成 CO2 的转化率为 60%；假设将 H2O的起始浓度加大为6mol/L ，试求 CO转化为 CO2 的转化率；解析 ：此题考查平稳常数表达式、有关运算及应用；先 由 第 一 次 平 衡 时 CO 的 转 化 率 可 求 平 衡 时 各 物 质 的 浓 度 ： c CO =0.8mol/L， c H2O例 2
11、、 现有反应： CO气 H2 O气CO2气 H 2气 放热反应；在850时， K 1；1假设上升温度到950时，到达平稳时K l填“ 大于”、“小于”、或“等于” 2850时，假设向一容积可变的密闭容器中同时充入，2O， 2 和 xmolH2，就：当时，上述反应向 填“正反应”或“逆反应”方向进行；假设要使上述反应开头时向正反应方向进行，就 x 应满意的条件是 ；解析： 化学平稳常数不随浓度或压强的转变而转变，只随温度的转变而转变；1对于 CO气 H 2O气CO2 气 H 2 气，正反应为放热反应，上升温度平稳逆向移动，生成物的浓度减小，反应物的浓度增大，依据平稳常数的运算公式可知，K 变小，
12、即小于 1；2KcCO2cH2cCOcH2O在一容积可变的密闭容器中同时充入，2O， 2 和 xmolH2，当时，就有： K 51/3 1 1，此时生成的浓度偏大，而在同一温度下平稳常数保持不变，就必定随着反应的进行，生成物的浓度降低，平稳逆向移动；假设要使平稳正向 移动，就有： K x 1/3 1 1，即 x 3 时，可使平稳正向移动；2测得吸入肺部 的空气中 CO和 O 的浓度分别为 10 6molL 1 和 10 2molL1，并已知 37时上 述反应的平稳常数K 220，那么，此时 Hb.CO的浓度是 HbO2 的浓度的多少倍？解析： 依据平稳常数的概念和运算公式：cCpcD qKcA
13、 mcB 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 HKbCO c O 2b2c H O c CO 2又由于：肺部的空气CO和 O 的浓度分别为 106molL 1 和 102molL 1，就：c H b CO cK26O2 c HbCO 10220c H b O 2 c CO cH bO2 10就有：c HCO ： c H O 2.2%bb2答案： Hb.CO的浓度是 HbO2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，从合成塔出来的混合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
14、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， 就 根 据平稳 常 数 的 运算 公 式：从合成塔出来的气体的压强是128atm；例 5.在肯定温度下，将100mL氢气和氮气的混合气体充入密闭容器中进行反应，到达平稳时维护温度不变，测得混合气体的密度是反应前的倍，平均分子量为，就到达平稳时氮气的转化率为多少？解析： 在同温同压下，反应前后的气体的总质量保持不变，就混合气体的密度与体积成反比；设混合气体中氮气的体积为a，就氢气的体积为： 100 a，就有：N2 3H22NH3起始 La100 a0转化 Lx3x2x平稳 L a x
15、100 a 3x2x就有： 前/ 后 V 前/V 后； 100/ 100 2x 1.25 ， x 10mL；又同温同压下，气体的体积比等于物质的量之比，就有：混合气体的相对分子质量等于混合气体的总质量与混合气体的总物质的量之比，就有：混合气体的总质量 28a 2100 a，就有： 28a 2 100 a /100 2x 15.5 ，可得：a 40 mL就：氮气的转化率为：10/40 25%答案： 氮气的转化率为 25%【专题测试】1、在某温度下， 可逆反应 mA g nB gpCg qD g的平稳常数为 K，以下说法正确的选项是 A. K 越大，到达平稳时，反应进行的程度越大B. K 越小，到
16、达平稳时，反应物的转化率增大C. K 随反应物浓度的转变而转变D. K 随温度的转变而转变2、在一密闭容器中， aA gbBg达平稳后温度保持不变， 将容器体积增加一倍， 当到达新的平稳时，B 的浓度是原先平稳时浓度的 60%，就：A.平稳向正反应方向移动了B.物质 A 的转化率削减了C. 物质 B 的质量分数增加了D. a b2O4 气体通入体积为 5L 的真空密闭容器中， 立刻显现棕色， 反应进行到 2s 时，浓度为 0.02mol/L ，在 60s时，体系已到达平稳，此时容器内压强为开头时的1.6 倍，以下说法正确的选项是A. 前 2 s，以 N2O4 的浓度变化表示的平均反应速度为0.
17、01mol/L sC. 在平稳体系内含 N2O4D. 平稳时，假如压缩容器体积，就可提高N2O4 的转化率4、在一密闭容器中，等物质的量的X 和 Y 发生如下反应： Xg+2Yg2Zg，反应到达平稳时，假设混合气体中 X 和 Y 的物质的量之和与Z 的物质的量相等，就X 的转化率为A. 10%B、50%C、60%D、70%5、在一密闭的容器中，将肯定量的 NH3 加热使其发生分解反应：2NH3g N2g 3H2 g，当到达平稳时，测得 25%的 NH3 分解，此时容器内的压强是原先的6、在肯定温度下， 将 1molCO和 1mol 水蒸气放入一固定容积的密闭容器中，发生反应 COg H2O g
18、CO2g H2g，达平稳状态后，得到CO20.6mol ；再通入 0.3mol水蒸气，到达新的平稳状态后，CO2 的物质的量可能是A、0.9molB、0.8molC、0.7molD、0. 6mol2L 的容器中混合并在肯定条件下发生如下反应：2A g Bg2C L 1，现有以下几种说法： 1 L s 1L s 2s 时物质 A 的转化率为 70%1 L其中正确的选项是A、B、C 、D、8、在肯定体积的密闭容器中放入3L 气体 R 和 5L 气体 Q，在肯定条件下发生反应：2Rg 5Qg4Xg nYg，反应完全后， 容器温度不变， 混合气体的压强是原先的87.5%，就化学方程式中的 n 值是A、
19、2B、3C、4D、59、某容器中加入N2 和 H2，在肯定条件下， N2 3H22NH3，到达平稳时 N2、H2、NH3 的浓度分别是 3mol/L 、4mol/L 、4mol/L ，就反应开头时 H2 的浓度是10、已知以下反应的平稳常数：H2g S sH2SgK1Ss O2gSO2gK2就反应 H2g SO2gO2g H2S g的平稳常数是A、K1 K 2B、K1 K2C、K1 K2D、K1K211、有可逆反应 2A g 2B g2Cg Dg1该反应的化学平稳常数的表达式可表示为：；2该反应选用了一种合适的催化剂，发觉反应温度在 100 400的范畴内，每高 10，反应速度为原先的 3 倍
20、，在 400 450时，每高 10，反应速度却约为原先的 10 倍，而温度高于 450时， 反应速度却约为原先的 3 倍，假设其它反应条件不变，试分析造成这种现象的缘由；3假设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，试估量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、不变其理由是；4假设该反应在恒温下进行并已达平稳，再维护温度不变，将压强由 100kPa 增大到 500kPa 平稳发生了移动，但却发觉平稳向左移动，你是否疑心勒夏特列原理对平稳系统的普遍适用性？； 试写出你的分析理由；12、平稳常数 K
21、 的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在25时，以下反应式及其平稳常数：302NOgN2g O2 gK1 1 102H2g O2 g2H 2OgK2 210812CO2g2COg O2gK3 4 10 921常温下 NO分解产生 O2 的反应的平稳常数表达式为；2常温下水分解产生O2，此时平稳常数值约为；3常温下 NO、H2O、CO2 三种化合物分解放出氧气的大小次序为：；4随着轿车进入家庭，汽车尾气污染成为备受关注的环境问题，市政府要求全市对全部汽车尾气处理装置完成改装，以求基本去除氢氧化物、一氧化碳污染气体的排放；而改装后的尾气处理装置主要是加入了有效催化剂，请你依据以上有关数据分析，
22、仅仅使用催化剂填能或否促进污染气体间的反应，而去除污染气体；13、可逆反应 CO H2OCO2 H2 在密闭容器中建立了平稳；当温度为749K 时， Kc 2.60 ，问：1当 CO起始浓度为 2mol/L ，H2O起始浓度为 2mol/L 时， CO的转化率为多少？2当 CO起始浓度仍为 2mol/L ， H2O的起始浓度为 6mol/L 时， CO的转化率为多少？14、在接触法制硫酸中，将 SO2 与空气按 1：3 的体积比混合空气中氮气与氧气的体积比为 4：1后进入接触室，在肯定条件下反应到达平稳后，气体总体积削减为原先的 88%体积均在相怜悯形下测定 ，试求：1反应到达平稳时SO2 的转化率；2假设生成的SO3 可在吸取塔中完全被吸取，就排出的尾气中SO2 的体积百分含量；5 1 10 Pa 时，有 1mol 气体 A 发生如下反应： 2AgxBg Cg；在肯定条件下已到达平稳；在平稳混合气体中， A 占其体积百分比为58.84%；混合气体总质量为46g，密度为 L；求：1平稳混合气体的平均相对分子质量；2A 的平稳转化率；3x 值4相同条件下，反应前A 的密度是平稳混合气体密度的几倍；13、61.7%， 86.6%14、96%，1.56%15、139.732A 的转化率为 32%2x 24反应前 A 的密度是平稳混合气体密度的1.16 倍；