1、平衡常数表达式的书写练习
(1)对于可逆反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),达到平衡时,平衡常数的表达式为: 。
(2)写出下列反应的平衡常数表达式
【提示】:气体体系中的液体和固体不写入表达式。
溶液体系中的溶剂、固体、不参与离子反应的离子不写入表达式。
①N2+3H2⇌2NH3:
。
②CaCO3⇌CaO+CO2:
。
③H2S⇌ H2+S(s):
。
④C+H2O(g)⇌ CO+H2:
。
⑤水溶液中,CH3COOH+NaOH⇌CH3COONa+H2O
。
⑥水溶液中,NH4Cl+H2O⇌NH3·H2O+HCl
。
⑦水溶液中,NaCl+AgNO3⇌AgCl+NaNO3
。
2、化学平衡常数的含义:可逆反应达到平衡状态时,各物质的浓度之间存在一定的关系,这个关系在一定温度下是一个 。
化学平衡常数只受温度影响。对于吸热反应而言,温度升高,K 。
对于放热反应而言,温度升高,K 。
3、两种平衡常数的计算:Kc:浓度平衡常数,Kp:分压平衡常数。
5molSO2与3molO2混合,体系的初始体积为2L,初始压强为16MPa,反应达到平衡时,SO2的转化率为80%,反应过程为恒温。
(1)若反应过程中体积恒定,求Kc和Kp。写出解题过程。
(2)若反应过程中压强恒定,求Kc和Kp。写出解题过程。
4、浓度商Qc与K比较
若Qc=K,则反应此时处于 状态。
若Qc>K,则说明生成物 ,或反应物 ,此时反应正在 进行。
若Qc<K,则说明反应物 ,或生成物 ,此时反应正在 进行。
一般来说,K> 时,该反应就进行得基本完全了。
5、用改变其它条件化学平衡常数不变和化学平衡常数只随温度变化来解释化学平衡移动的原因。以N2+3H2⇌2NH3 △H<0为例,达到平衡后,K=c2(NH3)/[c(N2)·c3(H2)]。
(1)若提高N2浓度,Qc变 ,K 不变,Qc K,体系会使c(NH3)升高,c(N2)和c(H2)降低,平衡 移动。
(2)若提高NH3浓度,Qc变 ,K 不变,Qc K,体系会使c(NH3)降低,c(N2)和c(H2)提高,平衡 移动。
(3)若增大压强,缩小体积,
假设缩小一半体积,Qc= (计算式)= ,Qc K,体系会使c(NH3)升高,c(N2)和c(H2)降低,平衡 移动。
(4)若减小压强,扩大体积,
假设扩大一倍体积,Qc= (计算式)= ,Qc K,体系会使c(NH3)降低,c(N2)和c(H2)升高,平衡向逆反应方向移动。
(5)若升高温度,K ,则Qc K,体系会使c(NH3)降低,c(N2)和c(H2)升高,平衡 移动。
(6)若降低温度,K ,则Qc K,体系会使c(NH3)升高,c(N2)和c(H2)降低,平衡 移动。
【答案】
1、(1)
(2)①K=c2(NH3)/[c(N2)·c3(H2)]
②K=c(CO2)
③K=c (H2)/c(H2S)
④K=[c(CO)·c(H2)]/c(H2O)
⑤K= c(CH3COONa)/[c(CH3COOH)·c(NaOH)]
⑥K= [c(NH3·H2O)·c(HCl)]/c(NH4Cl)
⑦K= 1/[c(NaCl)·c(AgNO3)]
2、常数 增大 减小
3、(1)解:根据三段法计算:平衡时n(SO2)=1mol、n(O2)=1mol、n(SO3)=4mol。
①反应后体积不变,c(SO2)=0.5mol/L、c (O2)= 0.5mol/L、c (SO3)= 2mol/L。
Kc= c (SO3)/[ c(SO2)·c(O2)]
=(2mol/L)2/[(0.5mol/L)2×(0.5mol/L)]=32 (mol/L)-1
②根据P1/P2=n1/n2,平衡时的总压为12MPa。根据平衡时n(SO2)=1mol、n(O2)=1mol、n(SO3)=4mol,计算得
P (SO2)=2MPa、n(O2)=2MPa、n(SO3)=8MPa。
Kp=P(SO3)/[P(SO2)·P(O2)]
=(8MPa)2/[(2MPa)2×(2MPa)]=8 MPa-1
(2)平衡时n(SO2)=1mol、n(O2)=1mol、n(SO3)=4mol。
①压强不变,根据V1/V2=n1/n2,平衡时体系的体积变为1.5L。
c(SO2)=2/3 mol/L、c (O2)=2/3 mol/L、c (SO3)=8/3 mol/L。
Kc= c (SO3)/[ c(SO2)·c(O2)]
=(8/3 mol/L)2/[(2/3 mol/L)2×(2/3 mol/L)]=24 (mol/L)-1
②压强不变,为16MPa,根据平衡时n(SO2)=1mol、n(O2)=1mol、n(SO3)=4mol。
P (SO2)=8/3 MPa、n(O2)= 8/3 MPa、n(SO3)=32/3 MPa。
Kp=P(SO3)/[P(SO2)·P(O2)]
=(32/3 MPa)2/[(8/3 MPa)2×(8/3 MPa)]=6 MPa-1
4、平衡 过多 过少 逆向 过少 过多 正向 105
5、(1)小 < 正向(2)大 > 逆向
(3)[2c (NH3)]2/{2c(N2)·[2c(H2)]3} K/4 < 正向
(4)[0.5c (NH3)]2/{0.5c(N2)·[0.5c(H2)]3} 4K > 逆向
(5)减小 > 逆向
(6)增大 < 正向