化学平衡常数在中学化学中的考查方式
2018-10-30田鸿鸠邹萧霞
田鸿鸠 邹萧霞
摘 要：在许多试题中，化学平衡常数（用K表示，下同）常作为化学平衡考查的一个“热点”。
关键词：化学平衡常数；考查方式；“热点”
主要有以下几个方面：
一、 判断可逆反应进行的程度
K值越大，可逆反应平衡体系中生成物越多，正反应进行的程度越大，转化率越高，反应进行越完全；反之，K值越小，可逆反应平衡体系中生成物越少，正反应进行的程度越小，转化率越低，反应进行得越不完全。一般来说，当K值大于105时，反应进行完全。
例如，在某温度时，H2+Cl22HCl，K=5.3×1033，H2+I2（g）2HI，K=48.74。H2与Cl2反应进行的程度大，H2与I2（g）反应进行的程度小，可以确认H2与Cl2的反应进行得完全，不是可逆反应，H2与I2反应进行不完全，是可逆反应。
二、 判断反应的热效应
①温度升高，K值增大，平衡正向移动，正反应吸热；K值减小，平衡逆向移动，正反应放热。
②温度降低，K值增大，平衡正向移动，正反应放热；K值减小，平衡逆向移动，正反应吸热。
例如：在一定体积的密闭容器中，对于可逆反应：
Cu（NH3）2Ac+CO+NH3[Cu（NH3）3]Ac·CO，K与T存在如下关系：15℃时，K=5×104，50℃时，K=2，100℃时，K=1.9×10-5。
试判断该反应为 （填“吸热”或“放热”）反应。
解析：通过K与T的关系可得：升高温度，K值减小，说明平衡逆向移动，正反应放热。
三、 判断可逆反应是否平衡以及不平衡时反应进行的方向
对可逆反应mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g），在定温下的某时刻，QC与K有如下关系：QC=cp（C）·cq（D）cm（A）·cn（B）（QC为浓度商）
当QC
例如：在定温下的密闭容器中存在如下反应：
2SO2+O22SO3（g），已知二氧化硫的起始浓度为0.4 mol/L，氧气的起始浓度为1 mol/L，经测定某温度下的平衡常数约为19，当二氧化硫转化率为50%时，判断反应是否达到平衡状态？若未达到，向哪个方向进行？
解析： 2SO2 + O2 2SO3
起始浓度（mol/L）： 0.410
转化浓度（mol/L）： 0.4×50%0.10.2
转化后浓度（mol/L）：0.20.90.2
此时：QC=c2（SO3）c2（SO2）·c（O2）=0.220.22×0.9=109<19=K
所以，当SO2转化率为50%时，反应未达平衡状态，反应向正反应方向进行。
四、 计算反应物的转化率
根据转化率的计算公式：
转化率=已反应的反应物浓度该反应物的起始浓度×100%
已知平衡常数和平衡浓度（或起始浓度），可以计算起始浓度（或平衡浓度），进而可以计算出反应物的转化率。
例如：考查方式三中的例题：继续设问达平衡状态时，SO2的转化率应为多少？
解析：设SO2的转化率为x，则：
2SO2+ O2 2SO3
起始浓度（mol/L）：0.410
转化浓度（mol/L）：0.4x0.2x0.4x
平衡浓度（mol/L）：0.4（1-x）1-0.2x0.4x
則：（0.4x）2[0.4（1-x）]2·（1-0.2x）≈19 解得：x=0.8
所以SO2的转化率为80%。
五、 计算可逆反应中某物质的平衡浓度或起始浓度
依据平衡常数和起始浓度来计算平衡浓度，也可依据平衡常数和平衡浓度来计算起始浓度。
例如：在容积为1.0 L的密闭容器中，将1.0 mol H2O和0.2 mol CO混合加热至600℃，达到下列平衡：H2O（g）+CO（g）H2（g）+CO2（g），K=1.0，试求H2O的平衡浓度。
解析：设x为达到平衡时H2O的平衡浓度，
H2O（g）+CO（g）H2（g）+CO2（g）
开始浓度（mol/L）：1 0.2 0 0
转化浓度（mol/L）：1-x1-x1-x1-x
平衡浓度（mol/L）：xx-0.81-x1-x
根据K=c（CO2）·c（H2）c（CO）·c（H2O）=（1-x）2x（x-0.8）=1，得x=0.83
故H2O的平衡浓度为0.83 mol/L。
作者简介：
田鸿鸠，邹萧霞，甘肃省武威市，古浪县第三中学。
