1、第二章小专题 大智慧专题技法指导专题专项训练2018年人教版高二化学选修4 创新设计小专题 大智慧(二)化学平衡常数考查面面观2018年人教版高二化学选修4 创新设计1考查反应进行的程度如果一个化学反应的平衡常数的数值在 105 左右，通常认为，反应可以进行得比较完全；相反，一般，如果一个化学反应的平衡常数的数值在 105 左右，则认为这个反应很难进行。2018年人教版高二化学选修4 创新设计例 1 298 K 时，各反应的平衡常数如下：N2(g)O2(g)2NO(g)K11030；2H2(g)O2(g)2H2O(g)K21081；2CO2(g)2CO(g)O2(g)K41092，则常温下，N
2、O、H2O、CO2 这三个化合物分解放氧的倾向最大的是()A BCD无法判断解析 要判断 NO、H2O、CO2 这三个化合物分解放氧的倾向，则必须求出各个分解放氧反应的平衡常数，然后比较大小。由计算可知：2NO(g)N2(g)O2(g)K110302H2O(g)2H2(g)O2(g)K510822CO2(g)2CO(g)O2(g)K41092平衡常数越大，表示反应进行得越彻底，因此反应即NO 分解放氧的倾向最大。答案 A2考查化学平衡常数(K)的计算方法三段式法三段式法就是依据化学方程式列出各物质的起始量、变化量和平衡量，然后根据已知条件建立代数等式而进行解题的一种方法。这是解答化学平衡计算题
3、的一种“万能方法”，只要已知起始量和转化率就可用平衡模式法解题。对于反应前后气体体积变化的反应，如果已知反应前气体的总物质的量与反应后气体的总物质的量的差值，也可用差量法解题。例 2 在 1.5 L 的密闭容器中通入 2 mol N2 和 3 mol H2 的混合气体，在一定温度下发生反应。达到平衡时，容器内压强为反应开始时的 0.8，则该反应的化学平衡常数为()A0.34 B0.64C0.44 D0.54解析 定 T.V 的情况下，压强之比等于物质的量之比，设 N2 转化 x mol,则N2 3H2 2NH3起始量(mol)2 3 0转化量(mol)x3x2x平衡量(mol)2x 33x 2
4、x P平PM始n平n始52x50.81解得 x0.5则 Kc2NH3cN2c3H2 11.521.51.51.51.53490.44答案 C3考查利用 K 值变化判断反应的热效应其他条件不变时，若正反应是吸热反应，由于升高(或降低)温度时平衡向正(或逆)反应方向移动，K 值增大(或减小)；若正反应是放热反应，由于升高(或降低)温度时平衡向逆(或正)反应方向移动，K 值减小(或增加)；所以温度升高时平衡常数可能增大，也可能减小，但不会不变。例 3(海南高考)高炉炼铁过程中发生的主要反应为13Fe2O3(s)CO(g)23Fe(s)CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：温度/1 00
5、01 1501 300平衡常数4.03.73.5该反应的平衡常数表达式 K_，H_0(填“”“”或“”)。解析 因 Fe 和 Fe2O3 都为固体，不能代入平衡常数的表达式，所以 KcCO2cCO，由表中数据知，温度升高，平衡常数减小，说明平衡向左移动，故 H0。答案 cCO2cCO 4考查可逆反应是否达到平衡状态及反应方向的判断在温度一定的条件下，判断一个化学反应是否达到平衡的根据是：计算出来某一时刻该反应的浓度商 Qc，将其与平衡常数K 进行比较，如果二者相等，则说明反应已达到平衡状态，否则该反应处于非平衡状态。如果反应中有固体或纯液体参加，则它们的浓度不列入平衡常数表达式中，一般步骤为设
6、任一时刻的浓度商(即同样应用 K 的计算式，但为某一时刻的)为 Qc 若 QcK，说明反应平衡；QcK，说明反应向逆向进行；Qc0.9，所以反应向逆反应方向进行。答案 逆向5考查利用 K 计算平衡浓度和反应物的转化率依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。对于反应：aAbBcCdD，反应物 A 的转化率可以表示为a(A)A的初始浓度A的平衡浓度A的初始浓度100%c0AcAc0A100%反应物转化的物质的量或浓度反应物起始的物质的量或浓度100%例 5 可逆反应 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在密闭容器中建立了平衡。当温度为 7
7、49 K 时，K94，问：(1)当 CO 和 H2O 的起始浓度为 2 mol/L 时，CO 的转化率为多少？(2)当 CO 的起始浓度仍为 2 mol/L，H2O 的起始浓度为 6 mol/L时，CO 的转化率为多少？解析(1)设 CO 转化量为 x，CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始(molL1)2 2 0 0转化(molL1)xxxx平衡(molL1)2x 2xxxKx22x294解得：x1.2，CO 的转化率：1.2 molL12 molL1 100%60%。(2)设 CO 的转化量为 y，CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始(molL1)2 6 0 0转化(
8、molL1)yyyy平衡(molL1)2y 6yyyKy22y6y94，解得：y1.7CO 的转化率：1.7 molL12 molL1 100%85%。答案(1)60%(2)85%1某温度下，向容积为 2 L 的密闭反应器中充入 0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时，测得 SO3 的转化率为20%，则该温度下反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平衡常数为()A3.2103 B1.6103C8.0102D4.0102解析：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)c(始)/molL1 0 0 0.05c(变)/molL1 0.01 0.005 0.01c(平)/molL
9、1 0.01 0.005 0.04Kc2SO3c2SO2cO23.2103。答案：A2一定条件下，将 3 mol A 和 1 mol B 两种气体混合于固定容积为2 L 的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)B(g)xC(g)2D(s)。2 min 末该反应达到平衡，生成 0.8 mol D，并测得 C 的浓度为 0.2 mol/L。下列判断正确的是()A该条件下此反应的化学平衡常数约为 0.91BA 的平均反应速率为 0.3 mol/(Ls)CB 的转化率为 60%D若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态解析：平衡时，n(C)0.2 mol/L2 L0.4 mol，n(D)0.8 mol，故 n(C)n(D)12，所以 x1；平衡时 A、B、C 的浓度分别为09 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，则平衡常数 K0.20.930.30.91，A 对；v(C)0.2 mol/L2 min0.1 mol/(Lmin)，v(A)3v(C)0.3 mol/(Lmin)，B 错。B 转化的物质的量 n(B)12n(D)0.4 mol，故 B 的转化率为(B)0.4 mol1 mol 100%40%，C 错；该反应前后气体分子数不相等，且气体质量也不相等，因此混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态，D 错。答案：A
