化学自习室移动版

 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＋H2OCO₂＋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＋H₂CO＋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>0

B．若温度为T₁、T₂，反应的平衡常数分别为K₁、K₂则K₁＞K₂

C．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：Fe^3＋＋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：（0.6/2.4）×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。