化学平衡公式是重点也是难点,当然也是考点,同学们在做题时很容易弄混,导致失分。其实,化学平衡表达式只要掌握其本质,就很容易理解了,再趁热打铁多做几道练习题,一定能弄清楚的,这样在考试中就有了明显的优势,下面是关于化学平衡表达式的讲解,希望对你有所帮助。

  一、定义:

  在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也不管反应物起始浓度大小,最后都达到平衡,这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数,用K表示,这个常数叫化学平衡常数。

  二、化学表平衡达式:

  对于可逆反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)来说,化学平衡表达式为:K=cp(C)•cq(D)/[cm(A)•cn(B)]

  三、化学平衡常数的意义:

  ①表示该反应在一定温度下,达到平衡时进行的程度,K值越大,正反应进行的越彻底,对反应物而言转化率越高。

  ②某一温度下的K′与K比较能够判断反应进行的方向

  K′>K,反应正向进行;K′

  (3)化学平衡常数与浓度、压强、催化剂无关,与温度有关,在使用时必须指明温度。

  (4)在计算平衡常数时,必须是平衡状态时的浓度。

  (5)对于固体或纯液体而言,其浓度为定值,可以不列入其中。

  (6)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数,若反应方向改变,则平衡常数改变,且互为倒数关系。

  四、化学平衡常数的应用:

  1.K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,正向反应进行的程度越大,反应物转化率越大;反之,正向反应进行的程度就越小,反应物转化率就越小,即平衡常数的大小可以衡量反应进行的程度,判断平衡移动的方向,进行平衡的相关计算。

  2.若用浓度商(任意状态的生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,符号为Qc)与K比较,可判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向。

  3.利用K值可判断反应的热效应若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。

  4.计算转化率及浓度依据起始浓度(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。

  五、考点测试:

  1.钨是属于有色金属,也是重要的战略金属,钨矿在古代被称为“重石”.1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸,同年,用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉,并命名该元素.钨是的用途十分广,涉及矿山、冶金、机械、建筑、交通、电子、化工、轻工、纺织、军工、航天、科技、各个工业领域.现在高温下,在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为:WO3(s)+3H2(g) 高温 W(s)+3H2O(g)

  请回答下列问题:

  (1)上述反应的化学平衡常数表达式为______.

  (2)某温度下反应达平衡时,H2与水蒸气的体积比为2:3,则H2的平衡转化率为______;随温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,则该反应正反应为______反应(填“吸热”或“放热”).

  (3)上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示:

  温度 25℃~550℃~600℃~700℃

  主要成份 WO3W2O5WO2W

  第一阶段反应的化学方程式为______;580℃时,固体物质的主要成分为______;假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2物质的量之比为______

  (4)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W(s)+2I2(g) 1400℃ 约3000℃ WI4(g).下列说法正确的有______.

  A.灯管内的I2可循环使用

  B.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上

  C.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长

  D.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢.

  (1)WO3(s)+3H2(g) 高温 . W(s)+3H2O(g)的平衡常数k= c3(H2O) c3(H2) ,故答案为: c3(H2O) c3(H2) ;

  (2)由反应方程式知,消耗的H2与生成的水的物质的量相等,故H2的平衡转化率为 3mol 2mol+3mol ×100%=60%,

  升高温度,H2与水蒸气的体积比减小,说明升温时平衡向右移动,故正反应为吸热反应,

  故答案为:60%,吸热;

  (3)由表中主要成分与温度关系可知,第一阶段反应为WO3与H2反应是W2O5,同时还生成H2O,反应方程式为:

  2WO3+H2 高温 . W2O5+H2O,580℃时,温度介于550℃~600℃,固体为W2O5、WO2的混合物;

  假定有2molWO3,由2WO3+H2 高温 . W2O5+H2O、W2O5+H2 高温 . 2WO2+H2O、WO2+2H2 高温 . W+2H2O可知,三个阶段消耗的氢气的物质的量之比为1mol:1mol:2mol×2=1:1:4,

  故答案为:2WO3+H2 高温 . W2O5+H2O,W2O5、WO2,1:1:4;

  (4)由所给化学方程式知,挥发的W与I2结合形成气态WI4,由于气体运动的结果,WI4会与还没有挥发的W接触,在高温下WI4分解生成的W及I2,生成W附着在还没有挥发的W上,灯管内的I2可循环使用,故A、B对;灯管壁温度较低,WI4不会分解,故C错;升高温度,也能加快W与I2的反应速率,故D错,

  故答案为:A、B.

  2.在一定温度下,反应H2(g)+X2(g)⇌2HX(g)的平衡常数为100,若将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于(  )

  A.17% B.5% C.25% D.33%

  在一定温度下,反应H2(g)+X2(g)⇌2HX(g)的平衡常数为100,则2HX(g)⇌H2(g)+X2(g)的平衡常数为0.01,

  设该温度时HX(g)的最大分解率为x,

  2HX(g)⇌H2(g)+X2(g)

  初始1.0mol/L 0 0

  反应xmol/L x 2 mol/L x 2 mol/L

  平衡(1.0-x)mol/L x 2 mol/L x 2 mol/L

  平衡常数= x 2 × x 2 (1.0-x)2 =0.01,x=17%,

  故选A.

  3.反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)在800℃达到平衡时,分别改变下列条件,K值会发生变化的是(  )

  A.将体积减小至原来的一半

  B.加入催化剂

  C.将反应温度升高至1000℃

  D.增大水蒸气的浓度

  A.减小体积压强增大,各物质浓度都增大,但平衡不移动,化学平衡常数K不变,故A错误;

  B.加入催化剂加快反应速率但平衡不移动,化学平衡常数也不变,故B错误;

  C.化学平衡常数只与无关有关,温度改变,平衡常数改变,故C正确;

  D.增大水蒸气浓度,平衡向正反应方向移动,但化学平衡常数不变,故D错误;

  故选C.

  4.不同温度下水的电离平衡常数为K(25℃)=1.0×10-14,K(35℃)=2.1×10-14,则下列正确的是(  )

  A.c(H+)随温度的升高而增大

  B.水的电离过程是放热的

  C.水的电离平衡常数与浓度、温度有关

  D.在35℃时,c(H+)>c(OH─)

  A.升高温度,水的离子积常数增大,说明水的电离程度增大,则溶液中c(H+)随温度的升高而增大,故A正确;

  B.升高温度,水的离子积常数增大,说明水的电离程度增大,则水的电离过程是吸热的,故B错误;

  C.水的电离只与温度有关,与溶液浓度无关,故C错误;

  D.升高温度促进水电离,但任何温度下,水都呈中性,水中都存在c(H+)=c(OH-),故D错误;

  故选A.

  5.在1000K时,已知反应Ni(s)+H2O(g)⇌NiO(s)+H2(g)的平衡常数K=0.0059.当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时,此反应(  )

  A.未达平衡状态,反应逆向进行

  B.未达平衡状态,反应正向进行

  C.已达平衡状态

  D.无法确定

  在1000K时,已知反应Ni(s)+H2O(g)⇌NiO(s)+H2(g)的平衡常数K=0.0059.当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时,依据平衡常数表达式计算浓度商= c(H2) c(H2O) =1>K=0.0059,反应未达到平衡状态,反应逆向进行;

  故选A.

  1864年,古德伯格(G.M.Guldberg)和瓦格(P.Wasage)共同提出化学平衡常数,成为化学平衡的动力学真实图像。在使用比公式解题时需要注意,当反应中有固体物质参加时,分子间的碰撞只能在固体表面进行,固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响,因此,固体的“浓度”作为常数,在平衡常数表达式中,就不写固体的浓度。