解析化学平衡常数

化学平衡常数是解决化学平衡及其影响因素问题的一个重要物理量。化学平衡常数的引入，对判断化学平衡移动方向带来了科学的依据。平衡常数是表征反应限度的一个确定的定量关系，是反应限度最根本的表现，从定量的角度解决了化学平衡的有关问题。应十分重视这个知识点的学习，对以后的学习有着重要的影响。

一、化学平衡常数的性质特点

1．在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始，无论反应混合物的起始浓度是多少，当反应达到平衡状态时，各物质的浓度保持不变。生成物浓度的幂次方乘积与反应物浓度的幂次方乘积之比是一个常数，这个常数叫化学平衡常数，用K表示。

对于可逆反应：aA（g） ＋ bB（g） cC（g） ＋ dD（g）

K＝[C]c[D]d /[A]a[B]b

2．化学平衡常数K只针对达到平衡状态的可逆反应适用，不能用任意状态的浓度。

3．化学平衡常数与化学反应的本性有关，与方程式的书写一一对应。对于同一可逆反应，正、逆反应方向的平衡常数互为倒数。

4．化学平衡常数中的浓度只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。对于固体或溶剂，它们的浓度为常数，不列入表达式中。

5．对于确定的可逆反应，化学平衡常数只随温度变，与浓度、压强、催化剂等均无关。

6．化学平衡常数有单位。在化学平衡常数表达式的运算过程中计算得出。

二、化学平衡常数的应用

1．表示可逆反应进行的程度，估计反应的可能性。

K值越大，表示反应越易进行，反应物转化率越大，反应进行的越完全。一般地，当K>105时，该反应进行基本完全了。

2．判断反应进行的方向、反应是否达到平衡状态。

对于可逆反应：aA（g） ＋ bB（g） cC（g） ＋ dD（g）的任意状态，浓度商Q＝cc(C)・cd(D)/ca(A)・cd(D),Q>K时，反应逆向进行；Q＝K时，反应已达平衡；Q

3．计算方程式中某物质平衡状态的浓度。如果已知平衡常数和其它物质平衡状态的浓度，即可求未知物质的平衡浓度。

三、化学平衡常数的常见考查点

1．考查化学平衡常数表达式的书写

2．考查化学平衡常数的影响因素

平衡常数K只受温度影响，与任何一种反应物或生成物的浓度变化无关，也与压强、催化剂等无关。任何可逆反应，当温度保持不变，改变影响化学平衡的其它条件时，即使平衡发生移动，K值也不变。若正反应是吸热反应，由于升高（或降低）温度时平衡向正（或逆）反应方向移动，K增大（或减小）；若正反应是放热反应，由于升高（或降低）温度时平衡向逆（或正）反应方向移动，K减小（或增加）；所以温度升高时平衡常数可能增大，也可能减小，但不会不变。

3．考查化学平衡常数的简单计算

例析：在一定温度下，将100 mL氢气和氮气的混合气体充入密闭容器中进行反应，达到平衡时维持温度不变，测得混合气体的密度是反应前的1.25倍，平均分子量为15.5，则达到平衡时氮气的转化率为多少？

解析：在同温同压下，反应前后的气体的总质量保持不变 ，则混合气体的密度与体积成反比。

设混合气体中氮气的体积为a，则氢气的体积为：100－a，则有：

N2＋3H2 2NH3

起始（L）a100－a0

转化（L）x 3x2x

平衡（L）a－x 100－a－3x 2x

则有：ρ前/ρ后＝V前/V后；100/（100－2x）＝1.25，x＝10mL。

又同温同压下，气体的体积比等于物质的量 之比，则有：

混合气体的相对分子质量等于混合气体的总质量与混合气体的总物质的量之比，则有：

混合气体的总质量＝28a＋2（100－a），

则有：［28a＋2（100－a）］/100－2x＝15.5，可得：

a＝40 mL

则：氮气的转化率为：10/40＝25%

答案：氮气的转化率为25%