高中化学 第1部分 专题2 小专题大智慧（三）化学平衡常数的应用讲义（含解析）苏教版选修4-苏教版高二选修4化学教案VIP免费

化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的程度(2)判断反应的热效应(3)计算反应物的转化率(4)判断可逆反应的方向对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：浓度商Q＝，则Q[例]某温度下，在一密闭容器中充入一定量CO2气体，并加入足量铁粉，发生反应：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，测得CO2和CO浓度随时间的变化如图所示：(1)0～8min，v(CO)＝__________mol·(L·min)－1。(2)下列措施中，能够改变平衡时c(CO)/c(CO2)的比值的是________(填序号)。A．温度B．铁粉的量(足量)C．压强D．CO的量(3)已知：反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为K1；反应Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表：温度/KK1K29731.472.3811732.151.67根据表中数据，计算反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K。①温度为973K时：K＝________；②温度为1173K时：K＝________；③反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是________反应(填“吸热”或“放热”)。[解析](1)v(CO)＝＝＝0.0625mol·L－1·min－1。(2)本题容易错选D。c(CO)/c(CO2)其实是该反应的平衡常数表达式，而平衡常数只受温度影响，故只能选A。(3)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)平衡常数K1＝；Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)；平衡常数K2＝而CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)平衡常数K＝；则K＝，故973K时，K＝＝≈0.62；1173K时：K＝≈1.29，随着温度升高，K增大，说明该反应为吸热反应。[答案](1)0.0625(2)A(3)①0.62②1.29③吸热1．(1)目前工业上通常用生产水煤气的方法获得氢气，反应的化学方程式为：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0。若在某一容积为4L的密闭容器内，加入2.0mol的CO和3.0mol的H2O(g)，在催化剂存在的条件下于850℃高温加热，发生上述反应，反应中CO2的浓度随时间变化情况如右图所示：①根据上图数据，请计算出在850℃时该反应的化学平衡常数K(850℃)＝________。②平衡时CO的转化率是________。(2)若该反应在750℃时达到化学平衡状态，则此时的平衡常数K(750℃)________K(850℃)(填“大于”、“小于”或“等于”)。解析：(1)由图示看出平衡时c(CO2)＝0.30mol·L－1，根据化学方程式，列三量计算：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始(mol·L－1)0.500.7500转化(mol·L－1)0.300.300.300.30平衡(mol·L－1)0.200.450.300.30K＝＝＝1α(CO)＝×100%＝60%(2)此反应ΔH<0升高温度K值减小，则K(750℃)大于K(850℃)。答案：(1)①1②60%(2)大于2．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：T/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。(2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________。A．容器中压强不变B．混合气体中c(CO)不变C．v正(H2)＝v逆(H2O)D．c(CO2)＝c(CO)(4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。解析：(1)根据化学平衡常数的定义式即可写出K＝。(2)由表中数据可以看出温度越高，平衡常数越大，说明正反应为吸热反应。(3)该反应为物质的量不变的反应，反应过程中压强始终不变，与是否平衡无关。(4)当c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)时，K＝1，此时的温度由表中数据可知为830℃。答案：(1)(2)吸热(3)BC(4)830