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第2章　化学反应的方向、限度与速率
第2节　化学反应的限度
第2课时　化学平衡常数　平衡转化率
1.知道化学平衡常数的含义,会书写化学平衡常数表达式。2.会利用化学平衡常数进行反应程度的判断。3.知道平衡转化率的含义,能进行平衡常数、平衡浓度、平衡转化率的计算。
学习目标
一、化学平衡常数
知能通关
1.概念
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡状态时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是常数,这个常数为该反应的化学平衡常数,简称平衡常数,用符号K表示。化学平衡常数是定量描述化学反应　　　　　的物理量。
限度
2.表达式
小题对点过
3.书写方法和规则
(1)写出平衡常数K1和K2的表达式,并分析K1和K2有什么关系
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
小题对点过

(2)写出平衡常数K3的表达式,并找出K2和K3有何关系
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)根据K1和K3的平衡常数表达式,分析二者之间有何关系
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
4.化学平衡常数意义
K值越大,反应进行的程度越大,反应物转化率越大。一般当K>105（或106）时,认为该反应可以进行得较完全。
5.化学平衡常数的影响因素
化学平衡常数只受温度影响。
(1)放热反应,温度越高,平衡常数越小;温度越低,平衡常数越大。
(2)吸热反应,温度越高,平衡常数越大;温度越低,平衡常数越小。
6.化学平衡常数的应用
(1)判断反应进行的程度
K值越大,说明平衡体系中反应产物所占的比例越大,正向反应进行的程度越大,反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,反应进行得越不完全,转化率就越小。
(3)判断可逆反应的热效应
小题对点过
向右进行
1.(2024·山东德州阶段练习)下列关于化学平衡常数K的说法错误的是(　　)
A.对于某一可逆反应来说,K只与温度有关,与浓度无关
B.升高温度,K变小,说明正反应是放热反应
C.对于某一可逆反应来说,K越大,反应进行得越彻底
D.使用合适的催化剂,既可以改变反应速率,又可以改变平衡常数K
解析　化学平衡常数K只与温度有关,与浓度无关,A项正确;升高温度,K变小,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应吸热,则正反应放热,B项正确;K越大表明生成物浓度越大,反应进行得越彻底,C项正确;使用合适的催化剂,可以改变反应速率,但平衡不移动,不能改变平衡常数K,D项错误。
D
D
C
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38
二、平衡转化率
知能通关
1.概念
平衡转化率是指平衡时某反应物已转化的物质的量占反应前该反应物的物质的量的百分数。
2.表达式
3.利用“三段式”法计算平衡转化率和平衡常数
(1)分析三个量
即初始量、转化量、平衡量。
(2)明确三个关系
①对于同一反应物,起始量-变化量=平衡量。
②对于同一反应产物,起始量+变化量=平衡量。
③各变化量之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
4.规律
(1)同一反应的不同反应物,其转化率可能不同;当按照反应系数之比投入反应物时,反应物转化率相同。
(2)多种反应物参加反应时,提高一种反应物的浓度,可以　　　　其他反应物的转化率,而该反应物本身的转化率会　　　　。
提高
5.意义
平衡常数和平衡转化率都可以表示可逆反应的限度,平衡转化率能更直观反映某一反应物转化的程度。
降低
A.1、2 B.2、1 C.2、2 D.3、2
D
A.10.7 mol·L-1 B.8.5 mol·L-1
C.9.6 mol·L-1 D.10.2 mol·L-1
B
解析　加热N2O5气体发生两个反应,可理解为先发生反应①,其中生成的N2O3有一部分再发生分解反应②,且在两个反应中都有O2生成,再由已知条件列方程组求解。设反应①中生成的N2O3的物质的量浓度为x mol·L-1,反应②中生成的N2O的物质的量浓度为y mol·L-1。则:
3.羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:
反应前CO物质的量为10 mol,平衡后CO物质的量为8 mol。
(1)反应前H2S的物质的量是　　　　　　。
(2)CO的平衡转化率是　　　　　　。
7 mol
20%
课堂 达标训练
1.在一定温度下,下列反应的化学平衡常数数值如下:
C
2.O3是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点,O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下:
下列叙述中正确的是(　　)
A.升高温度,K增大 B.K=K1+K2
C.适当升温,可提高消毒效率 D.压强增大,K2减小
C
下反应物的初始浓度c始(X)=4 mol·L-1,c始(Y)=a mol·L-1,达到平衡后c平(Z)=
2 mol·L-1,则a为(　　)
A.1 B.2 C.3 D.4
C
C
其化学平衡常数(K)和温度(T)的关系如下表所示:
回答下列问题:
(1)该反应为　　　　(填“吸热”
或“放热”)反应。
(2)某温度下,平衡浓度符合下式:c平(CO2)·c平(H2)=c平(CO)·c平(H2O),试判断此时的温度为　　　　 ℃。
(3)在800 ℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L-1,c(H2)为1.5 mol·L-1,c(CO)为1 mol·L-1,c(H2O)为3 mol·L-1,则下一时刻,反应将　　　　　　(填“正向”或“逆向”)进行。
吸热
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
830
逆向
课后 巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
1.下列关于平衡常数K的说法正确的是(　　)
A.平衡常数K与反应本身及温度有关 B.改变反应物浓度能改变平衡常数K
C.加入催化剂可能会改变平衡常数K D.K越大,反应物的转化率越小
解析　平衡常数K只与反应本身及温度有关,改变其他条件,平衡常数不变,A符合题意;改变反应物浓度,加入催化剂对平衡常数K均无影响,B、C不符合题意;K越大,反应进行的程度越大,反应物的转化率越大,D不符合题意。
A
2.(2024·北京朝阳区期末)电石(主要成分为CaC2)是重要的基本化工原料。已知
2 000 ℃时,电石的生产原理如下:
C
器中加入一定量的O2,下列说法正确的是(K为平衡常数,Q为浓度商)(　　)
A.Q不变,K变大,O2的转化率增大 B.Q不变,K变大,SO2的转化率减小
C.Q减小,K不变,O2的转化率减小 D.Q增大,K不变,SO2的转化率增大
C
不变,将方程式的书写进行如下改变,则ΔH和K值的相应变化正确的是 (　　)
D
A
A.8.0 mol·L-1 B.8.5 mol·L-1
C.9.6 mol·L-1 D.10.2 mol·L-1
A
解析　根据已知条件列出“三段式”
ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时,N2O4的浓度为NO2的2倍,若反应在398 K进行,某时刻测得n(NO2)=0.6 mol,n(N2O4)
=1.2 mol,则此时,下列大小关系正确的是(　　)
A.v(正)>v(逆)
B.v(正)C.v(正)=v(逆)
D.v(正)、v(逆)大小关系不确定
B
A.4×10-4(MPa)2 B.4×10-3(MPa)2
C.2×10-2(MPa)2 D.2×10-2MPa
A
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c0(M)=1 mol·L-1,c0(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)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c0(M)=4 mol·L-1,c0(N)=a mol·L-1;达到平衡后,c平(P)=2 mol·L-1,a=　　　　　。
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度为c0(M)=c0(N)=b mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为　　　　。
25%
6
41%
B级　素养培优练
选择题有1个或2个选项符合题意
T/℃ 25 80 230
K/（mol-3·L3） 5×104 2 1.9×10-5
AD
反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 mol。反应Ⅰ的平衡常数Kp为(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)(　　)
A.0.01 MPa B.0.02 MPa C.50 (MPa)-1 D.100 (MPa)-1
B
11.(2025·湖北武汉阶段练习)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g),起始压强为0.2 MPa时,发生下列反应生成水煤气:
12.氢的热值高、无污染，是一种理想的能源。工业制取氢气的主要方法有煤转化、天然气转化等。煤制取氢的主要原理可简化为如下反应:

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