第4讲 化学平衡常数及转化率１．化学平衡常数在一定温度下，对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，达到平衡时：（1）平衡常数K 的表达式：K ＝)()()()(B c A c D c C c nmqp⋅⋅（2）K 值的意义：① K 可以用来表示某反应的限度，K 值越大，正反应进行的程度 越完全 。

② 可以利用浓度商判断平衡移动方向。

在一定温度的任意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关系：Q c 叫该反应的浓度商：Q c < K ，反应向 正 反应方向进行； Q c = K ，反应处于平衡状态；Q c > K ，反应向 逆 反应方向进行。

（3）影响平衡常数的因素① 平衡常数只与 温度 有关，与其他无关。

② 固体 和 水溶液中水 的浓度通常看作常数“1”，不计入平衡常数表达式中。

③ 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。

若反应方向改变，则平衡常数改变。

若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，平衡常数也会改变。

如2NO2N 2O 4 的平衡常数K ＝)()(2242NO c O N cNO221N 2O 4 的平衡常数K ＝)()(24221NO c O N cN2O 4 2NO 2 的平衡常数K ＝)()(4222O N c NO c２．反应物的转化率 （1）转化率α的表达式：α=%100⨯-某反应物的起始浓度某反应物的平衡浓度某反应物的起始浓度（2）转化率α值的意义：反应物的平衡转化率表示在一定温度和起始浓度下反应进行的限度，转化率 越大 ，正反应进行的程度 越完全 。

例1．反应H2(g)+I 2(g)2HI 的平衡常数为K 1 ；反应HI21H 2(g)+21I 2(g) 的平衡常数为K 2 ；则K 1、K 2的关系为（平衡常数为同温同压下的测定值）（）A ．K 1＝2 K 2B ．K 1＝K 22C ．K 1＝1/K 22D ．21K 1＝K 2【答案】C【解析】K 1=)()()(222I c H c HI c ⋅，K 2=)()()(221221HI c I c H c ⋅K 1·K 22=)()()(222I c H c HI c ⋅·（)()()(221221HI c I c H c ⋅）2 =1例2．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO 2(g)+H2(g) CO(g)+H 2O(g)其化学平衡常数K 和温度t 的关系如下表：t ℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K ＝ 。

（2）该反应为 反应（选填“吸热”、“放热”）。

（3）能判断该反应是否已达到化学平衡状态的依据是 。

a ．容器中压强不变b ．混合气体中c(CO)不变c ．v 正(H 2)＝v 逆(H 2O)d ．c(CO 2)＝c(CO)（4）某温度下，平衡浓度符合：c(CO 2)·c(H 2)＝c(CO)·c(H 2O)，试判断此时的温度为 ℃。

【答案】（1）K ＝)()()()(222H c CO c O H c CO c ⋅⋅（2）吸热（3）bc （4）830℃【解析】（2）温度升高，平衡向吸热方向移动，K 值增大，反应向正方向移动， （4）c(CO 2)·c(H 2)＝c(CO)·c(H 2O)，)()()()(222H c CO c O H c CO c ⋅⋅=1=K （830℃），∴此时的温度为830℃。

例3．（2008·山东理综·14）高温下，某反应达到平衡，平衡常数K ＝)()()()(222H c CO c O H c CO c ⋅⋅。

恒容时，温度升高，H 2浓度减小。

下列说法正确的是（ ）A ．该反应是焓变为正值.B ．恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小C ．升高温度，逆反应速率减小D ．该反应化学方程式为CO ＋H 2O CO 2＋H 2【答案】A【解析】根据平衡常数，该反应化学方程式为CO 2＋H 2CO ＋H 2O ，D 错误；升温，正逆反应速率均增大，C 错误；升温，平衡向吸热方向移动，H 2浓度减小，向正反应方向移动，所以正反应方向吸热，A 正确；恒温恒容下，增大压强，也可能是直接加入H 2，H 2的浓度增大，B 错误。

正反应方向吸热例4．（2008·宁夏理综·12）将固体NH 4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s) NH 3(g)+HI(g)；②2HI H 2(g)+I 2(g) 达到平衡时，c (H 2)=0.5mo l ·L -1，c (HI)=4mo l ·L -1，则此温度下反应①的平衡常数为 （ ） A ．9 B ．16 C ．20. D ．25 【答案】C 【解析】NH 4I(s) NH 3(g)+HI(g)；2HI H 2(g)+I 2(g) 始(mol ·L －1): 0 0 x 0 0变(mol ·L －1): x x 2y y y 衡(mol ·L －1): x x x-2y y y y=0.5 x-2y=4 解得x=5 ∴ K （①）＝)()(3HI c NH c ⋅=4×5=20例5．在一密闭容器中，将1.0 mol CO 与1.0 mol H 2O(g)混合加热到800℃，发生下列反应：CO(g)+H 2O(g) CO 2(g)+H 2(g) ，一段时间后该反应达到平衡，测得CO 的物质的量为0.5 mol 。

通过计算回答下列问题： （1）平衡时CO 的转化率为 ，该反应的化学平衡常数为 。

（2）如果继续向上述平衡体系中通入1.0 mol 的H 2O(g)，相同条件下反应一段时间后，达到新的平衡状态，此时CO 的转化率为 。

（3）若改变起始反应物的用量，将2.0 mol CO 与4.0 mol H 2O(g)混合加热到800℃，一段时间后该反应达到平衡，此时CO 的物质的量为 。

【答案】 （1）50%，1 （2）66.7% （3）0.667mol 【解析】CO(g) + H 2O(g) CO 2(g) + H 2(g)始(mol): 1 1 0 0 变(mol): 0.5 0.5 0.5 0.5 衡(mol): 0.5 0.5 0.5 0.5 （1）α(CO)=%50%10015.0=⨯molmolK(800℃)=VLm ol VLm ol VLm ol VL m olO H c CO c H c CO c 5.05.05.05.0)()()()(222⋅⋅=⋅⋅=1（2） CO(g) + H 2O(g)CO 2(g)+ H 2(g) 始(mol): 1 2 0 0 变(mol): x x x x 衡(mol): 1-x2-x xx温度不变，平衡常数不变：1)2()1(=-⋅-⋅VLm olx VLm olx VL xm olVL xm ol，解得x=32molα(CO)=%7.66%100132=⨯m olm ol（3） CO(g) + H2O(g) CO 2(g) + H 2(g) 始(mol): 2 4 0 0 变(mol): y y y y 衡(mol): 2-y 4-yy y温度不变，平衡常数不变：1)4()2(=-⋅-⋅VLm oly VLm oly VL ym olVLym ol，解得y=34molC(CO)衡=（2-34）mol=32mol=0.667mol例6．（2007·山东·28）二氧化硫和氮的氧化物是常用的工业原料，但也是大气的主要污染物。

综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

（1）硫酸生产中，SO 2催化氧化成SO 3：2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)某温度下，SO 2的平衡转化率（α）与体系总压强（P ）的关系如 右图所示。

根据图示回答下列问题：① 将2.0 mol SO 2和1.0 mol O 2置于10Ｌ密闭容器中，反应达平衡后， 体系总压强为0.10 Mpa 。

该反应的平衡常数等于 。

② 平衡状态由Ａ变到Ｂ时，平衡常数K(A) K(B) （填“＞”、“＜”或“＝”）。

【答案】①800Ｌ·mol －1 ②＝ 【解析】（1）①反应达平衡后，体系总压强为0.10 Mpa ，SO 2的平衡转化率α=0.8。

2SO2(g)+O 2(g) 2SO 3(g) 始(mol ·L －1): 0.2 0.1 0 变(mol ·L －1): 0.16 0.08 0.16衡(mol ·L －1): 0.04 0.02 0.16K=1121212223280002.0)04.0()16.0()()()(----⋅=⋅⨯⋅⋅=molL Lmol Lmol Lmol O c SO c SO c②平衡状态由Ａ变到Ｂ时，只是压强改变，温度不变，平衡常数不变，K(A)=K(B)。