|
平衡常数在解题中的妙用 安徽合肥一中 张春 化学平衡是反应原理中非常重要的知识之一，而平衡常数则是解决这一类平衡问题的重要手段和方法，如果平衡常数运用得当，往往可以起到事半功倍的效果。现从以下几个方面来介绍平衡常数在解题中的妙用。 1. 判断反应进行的程度 K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转换率越高；K值越下，正反应进行的程度越下，逆反应进行的程度越大，反应物的转换率越低。 例1：（原创题）下列数据是一些反应的平衡常数，请判断：表示反应进行得最接近完全的常数是（ ） A．K=3×103 B．K=2×10-10 C．K=3×105 D．K=2×1010 解析：K值越大，正反应进行的越完全。一般认为K>105时，即反应基本完成。故选D。 2. 判断反应的热效应 K值的大小与浓度、压强和是否使用催化剂无关，只与温度这一外界条件有关，温度发生变化时平衡常数也会发生改变。温度越高，K值越大，则正反应为吸热反应；温度越高，K值越小，则正反应为放热反应。 例2：（08年山东理综；有改动）高温下，某反应达到平衡，平衡常数  。恒容时，温度升高，K值变大。下列说法正确的是（ ）A．该反应的焓变为正值 B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 C．升高温度，逆反应速率减小 D．该反应的化学方程式为CO＋H2O  CO2＋H2 解析：温度升高，K值变大，说明平衡向正反应移动，则正反应为吸热反应，故该反应的焓变为正值，A正确；恒温恒容下，增大压强，H2浓度应该增大或不变，故B错；升高温度，正逆反应速率都会增大，故C错；由平衡常数的表达式可得，该反应化学方程式应为CO2+H2  CO+H2O，故D错。答案选A。例3：  1．（09年江苏化学；有改动）I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq) I3－(aq)；某I2、、KI混合溶液中，I3－的物质的量浓度c(I3－)与温度T的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。下列说法正确的是（ ）
A． 反应 I2(aq)＋I－(aq)I3－(aq)的△H>0B．若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2则K1＞K2C．若反应进行到状态D时，平衡正移。D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大解析：随着温度的不断升高，c(I3－)逐渐的减小，说明反应向逆方向移动，所以逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，所以△H＜0，故A项错；由A知△H＜0，所以温度越高，K值越小，因T2＞T1，故K1＞K2， B项错；C项，从图中可以看出D点并没有达到平衡状态，所以它要向A点移动，这时c(I3－)在增加，所以平衡正移，C项正确；D项，从状态B到状态A，c(I3－)在增加，平衡正向移动，那么c(I2)就在减小，所以状态A的c(I2)小，D项错误；答案选C。3. 判断反应进行的方向 勒夏特列原理定义中减弱一词的含义较难理解，教学中使用平衡常数通过计算，定量进行比较，可以较好的突破平衡移动方向的判断难点。所以，平衡常数是将化学平衡移动原理定性的判定转化为定量的计算，从而使判断平衡移动更为准确。甚至用勒夏特列原理无法解释的问题，用平衡常数也可以快速的解决。 对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)  pC(g)+ qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系： ， 叫该反应的浓度商。＜K ，反应向正反应方向进行＝K ，反应处于平衡状态＞K ，反应向逆反应方向进行例4：（原创题）在一定温度条件下，对于以达到平衡的反应： FeCl3 +3KSCN 3KCl+Fe（SCN）3 ，在此溶液中作如下处理，平衡左移的是：（） A．加入少量氯化钾固体 B．加入少量氯化铁固体 C．减少Fe（SCN）3的浓度 D．加水稀释 解析：该反应的本质是：Fe3+ +3SCN- Fe（SCN）3，任意时刻的浓度商： ；KCl没有参加反应，所以改变KCl的量不会影响到平衡的移动，故A错误；加入少量氯化铁固体或减少Fe（SCN）3的浓度，都会使减小，使＜K ，平衡向右移动，故B、C均错；加水稀释，使 、  和 均减小，但分母减小的更快，使>K，平衡向左移动，故D正确；答案选D。4 .计算转换率 利用温度不变时，平衡常数不变列方程求解。 例5：（08年宁夏理综）已知可逆 反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g)，△H＞0请回答下列问题： （1）在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)= 1 mol·L-1，c(N)=2.4 mol·L-1，达到平衡后，M的转化率为60％，此时N的转化率为 ； （2）若反应温度升高，M的转化率 （填“增大”“减小”或“不变”；） （3）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)= 1 mol·L-1, c(N)=a mol·L-1;达到平衡后，c(P)=2 mol·L-1,a= ; （4）若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M) = c(N)= b mol·L-1，达到平衡后，M的转化率为 。 解析：（1）M转化的物质的量为0.6 mol·L-1，则N反应的量也是0.6 mol·L-1，所以N的转化率为：×100％＝25％。 （ 由于该反应的正反应为吸热反应，所以升高温度，化学平衡正向移动，M的转化率增大。 （ M(g)＋N(g)  P(g)＋Q(g)起始Ⅰ：1 2.4 0 0 平衡Ⅰ：0.4 1.8 0.6 0.6 起始Ⅱ：4 a 0 0 平衡Ⅱ：2 a－2 2 2 平衡Ⅰ和平衡Ⅱ温度相同，则K值相同， 故：  （4） M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g)起始： b b 0 0 改变： x x x x 平衡： (b-x) (b-x) x x 温度不变，K值相同，故：  点评：通过以上几个案例的分析，化学平衡常数在无机化学的解题中占有非常重要的位置；其用途之广，概括起来，无非是直接应用和综合应用两个方面。通过平衡常数可以直接判断一个反应进行的程度；也可以间接的通过平衡常数来判定反应的热效应和反应进行的方向；通过平衡常数也可以很好的解释浓度、压强和催化剂对平衡的影响；当然，平衡常数还可以应用于各种计算，求某些特定物质的转换率和浓度。 (责任编辑：admin) |
