高中化学论文：化学平衡常数应用例析

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高中化学论文：化学平衡常数应用例析

在一定条件下的可逆反应进行到一定程度，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态就称为化学平衡状态，简称化学平衡状态。

人们为了描述可逆反应进行限度，引入了化学平衡常数，用化学平衡常数来描述化学反应的限度。 对于一般的可逆反应aA+bB





cC+dD；各物质的平衡浓度之间存在一个关系式，即

[C]c[D]dKc=，叫做化学平衡常数表达式。化学平衡常数可以表示一个可逆反应进行的程度，也可ab

[A][B]

以判断一个反应是否达到平衡状态，以及利用化学平衡常数进行相关的计算。下面通过对几个例题的剖析，使同学们熟悉化学平衡常数的应用。

例1．在相同的温度下，已知反应：①N2(g)+O2(g)2SO2(g)+O2(g)





26





2NO(g)的平衡常数K=3.84×10；②

－1-1

-31

2SO3(g)的平衡常数K=3.10×10(mol·L)。则在该温度下，两个化学反应程度

之间的关系为（ ）

A．①＞②

B．①＜②

C．①＝②

D．不能确定

解析：平衡常数的大小，可以表示反应进行的程度（即反应限度），平衡常数越大，表示化学反应进行地越彻底；平衡常数越小，表示反应向正向进行的程度越小。各个化学反应的平衡常数相差很大，如本题中给出的两个化学反应：反应①的程度很小，而反应②进行的程度很大。

如果一个化学反应的平衡常数的数值在10左右，通常认为，反应可以进行得比较完全；相反，一般，如果一个化学反应的平衡常数的数值在10左右，则认为这个反应很难进行。

因此，B选项是正确的。 答案：B。

例2． 在1 000K时，已知反应Ni(s)+H2O(g)





-55

NiO(s)+H2(g)的平衡常数Kp=0.0059，当H2O(g)

和H2(g)的分压相等时，试判断此反应是否达到平衡状态。

解析：在温度一定的条件下，判断一个化学反应是否达到平衡的根据是：计算出来某一时刻该反应的浓度商Qc或压力商Qp，将其与平衡常数Kc或Kp进行比较，如果二者相等，则说明反应已达到平衡状态，否则该反应处于非平衡状态。因为如果反应中有固体或纯液体参加，则它们的浓度不列入平衡常数表达式中，因此对于该反应Qp=

答案：此反应未达到平衡状态。 例3．在473K时，反应PCl5(g)





PH2(g)PH2（Og)

=1。已知Kp=0.0059＜Qp，所以此反应未达到平衡状态。

PCl3(g)+Cl2(g)的Kc=4.6×10mol·L。

－1

-3－1

⑴若PCl5的起始浓度为0.020mol·L，求PCl5的分解率。 ⑵PCl5的起始浓度多大时，其分解率为50%？

解析：解答问题⑴时，通常将反应物的转化量设为x，结合反应的化学方程式，各个物质的平衡浓

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度用含x的表达式表示出来，通过相应的平衡常数表达式列出方程式，解方程得x的值，从而求出反应物的分解率。

设平衡时PCl5的转化浓度为x。

PCl5(g)

起始浓度/ mol·L平衡浓度/ mol·L

－1





PCl3(g)+Cl2(g)

0.020 0 0

－1

0.020-x x x

[PCl3][Cl2]x2-3－1-3－1

Kc===4.6×10mol·L，解得x=7.6×10mol·L。

0.020x[PCl5]

0.0076－1

所以PCl5的起始浓度为0.020mol·L，PCl5的分解率为 ×100%=38%。

0.020

对于⑵这类问题，计算过程类似于⑴，只不过未知量c是初始浓度，反应达到平衡时各个物质的平衡浓度用含c的表达式表示出来，通过相应的平衡常数表达式列出方程，解方程的c值，从而求得某反应物的初始浓度c。

⑵设PCl5的起始浓度为c时，其分解率为50%。

PCl5(g)

起始浓度/ mol·L平衡浓度/ mol·L

－1





PCl3(g)+Cl2(g)

c 0 0

－1

c-0.5c 0.5c 0.5c

[PCl3][Cl2](0.5c)2-3－1-3－1

Kc===4.6×10mol·L，解得c=9.2×10mol·L。

c0.5c[PCl5]

因此，PCl5的起始浓度为9.2×10mol·L时，其分解率为50%。

例4．下列数据是一些反应的平衡常数，试判断哪个反应进行地最接近完全，哪个反应进行地最不完全？

A．K=1

B． K=10

C．K=10

-1

-3

－1

D．K=10 E．K=10

10-10

解析：化学平衡常数K，可以表示化学反应进行的限度。一般K值越大，表示该反应正向进行的程度越大；K值越小，表示化学反应正向进行的程度越小。并且，如果一个化学反应的平衡常数的数值在10左右，通常认为，反应可以进行得比较完全；相反，如果一个化学反应的平衡常数的数值在10左右，则认为这个反应很难进行。

所以，上面五个选项中，D项表示反应进行地最接近完全；E项表示的反应进行的最不完全。 答案：反应D进行地最完全；反应E进行地最不完全。

5

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