化学平衡常数、化学反应进行的方向一、化学平衡常数1.定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用K 表示。
2.对于一般的可逆反应 m A (g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)，在一定温度下：nm q P B A D C K ][][][][••= 3.注意：①化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。
②反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看做“1”而不代入公式。
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。
4.化学平衡常数的应用①K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物的转化率越大，反之亦然。
②若用任意状态的浓度幂之积的比值（称为浓度商，用Q c 表示），与K 比较，可判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向。
Q c < K ，反应向正反应方向进行Q c = K ，反应达到平衡状态 Q c > K ， 反应向逆反应方向进行③利用K 可判断反应的热效应若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应； 若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应。
④计算转化率依据起始浓度（或平衡浓度）和平衡常数可以计算平衡浓度（或起始浓度），从而计算反应物的转化率。
1、已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO 2(g)＋Cu(s)和反应②：H 2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H 2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K 1和K 2，该温度下反应③：CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g)的平衡常数为K 。
则下列说确的是( ) A ．反应①的平衡常数K 1＝c CO 2·c Cuc CO ·c CuOB ．反应③的平衡常数K ＝K 1K 2C ．对于反应③，恒容时，温度升高，H 2浓度减小，则该反应的焓变为正值D ．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小 答案 B解析 在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A 错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K ＝K 1K 2，B 正确；反应③中，温度升高，H 2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH <0，C 错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H 2的浓度不变，D 错误。
2、已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g) ΔH >0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c (M)＝1 mol·L －1，c (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)若反应温度升高，M 的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)； (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c (M)＝4 mol·L －1，c (N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c (P)＝2 mol·L －1，a ＝________；(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c (M)＝c (N)＝b mol·L －1，达到平衡后，M 的转化率为________。
答案 (1)25% (2)增大 (3)6 (4)41% 解析 (1)M(g) ＋ N(g) P(g)＋ Q(g) 始态mol·L －1 12.4变化量mol·L －11×60%1×60%因此N 的转化率为1 mol·L －1×60%2.4 mol·L －1×100%＝25%。
(2)由于该反应的ΔH >0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M 的转化率增大。
(3)根据(1)可求出各平衡浓度： c (M)＝0.4 mol·L －1 c (N)＝1.8 mol·L －1 c (P)＝0.6 mol·L －1 c (Q)＝0.6 mol·L －1 因此化学平衡常数K ＝c P ·c Qc M ·c N＝0.6×0.60.4×1.8＝12由于温度不变，因此K 不变，达到平衡后 c (P)＝2 mol·L －1 c (Q)＝2 mol·L －1 c (M)＝2 mol·L －1 c (N)＝(a －2)mol·L －1K＝c P·c Qc M·c N＝2×22×a－2＝1 2解得a＝6。
(4)设M的转化率为x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c(M)＝b(1－x)mol·L－1c(N)＝b(1－x)mol·L－1c(P)＝bx mol·L－1c(Q)＝bx mol·L－1K＝c P·c Qc M·c N＝bx·bxb1－x·b1－x ＝1 2解得x≈41%。
3、在体积为1 L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，化学平衡常数K与温度T的关系如下表：T/℃700 800 850 1 000 1 200K0.6 0.9 1.0 1.7 2.6回答下列问题：(1)升高温度，化学平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A．c(CO2)＝c(CO)B．K不变C．容器中的压强不变D．v正(H2)＝v正(CO2)E．c(H2)保持不变(3)若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，此时的温度为__________；在此温度下，若该容器中含有1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol CO、1.5 mol H2O，则此时反应所处的状态为____________(填“向正反应方向进行中”、“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。
答案(1)正反应(2)E(3)850 ℃向正反应方向进行中解析(1)由表格数据可得，随着温度升高，平衡常数增大，说明化学平衡向正反应方向移动；(2)A项，达到平衡时c(CO2)不一定等于c(CO)，反之相等时也不一定处于平衡状态；B项，温度不变K不变，不正确；C项，此反应不论是否平衡，压强均不改变，故不正确；D项，v正(CO2)与v正(H2)表示的反应方向一致，故不能判断是否达到平衡；E项，达到平衡时，各种反应物、生成物的浓度保持不变。
(3)由c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，则计算出K＝1.0，即此时温度为850 ℃，此温度下c CO·c H2Oc CO2·c H2＝0.75×1.51×1.2＝0.94<1.0，故反应向正反应方向进行中。
二、化学平衡计算的一般思路和方法化学平衡的计算一般涉及各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量、气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强等，通常的思路是写出平衡式，列出相关量（起始量、变化量、平衡量），确定各量之间的关系，列出比例式或等式或依据平衡常数求解，这种思路和方法通常称为“列三行法”。
如以下反应：mA （g ）+ nB （g ）pC （g ）+ qD （g ），令A 、B 起始物质的量（mol ）分别为a 、b ，达到平衡后，A 的消耗量为mx ，容器的容积为V L 。
mA （g ）+ nB （g ）pC （g ）+ qD （g ）起始n a b 0 0 变化n mx nx px qx 平衡n a －mx b －nx px qx则有：)B (c A (c )D (c (C)c K .1n mq p ⋅⋅=）2. 对于反应物：n （平）= n （始）－ n （变） 对于生成物：n （平）= n （始）＋ n （变）3.c （A ）平=V)A (n 平4.A 的转化率%100amx)A (⨯=α（等于消耗的物质的量与起始的物质的量之比）。
5.A 的体积分数：%100n )A (n A ⨯=总平）（ϕ6.始平始平n n )p()p(= 7.Vm 总（混）=ρ（V 不变则ρ不变） 8.总总n m M =1、一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，若X 、Y 、Z 的起始浓度分别为c 1、c2、c 3(均不为零)，达到平衡时，X 、Y 、Z 的浓度分别为0.1 mol·L －1、0.3mol·L －1、0.08 mol·L －1，则下列判断正确的是（ D ）A ．c 1∶c 2＝3∶1B ．平衡时，Y 和Z 的生成速率之比为2∶3C ．X 、Y 的转化率不相等D．c1的取值围为0 mol·L－1<c1<0.14 mol·L－12、在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：回答下列问题：（1）该反应为________反应(填“吸热”“放热”)．（2）能判断该反应是否已达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(H2)＝v逆(H2O)d．c(CO2)＝c(CO)（3）某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol CO2和1 mol H2充分反应达平衡时，CO平衡浓度为0.25 mol/L，试判断此时的温度为________℃.（4）若在（3）所处的温度下，在1 L的密闭容器中，加入2 mol CO2和3 mol H2充分反应达平衡时，H2的物质的量为________．a．等于1.0 mol b．大于1.0 molc．大于0.5 mol d．无法确定/3 3、在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.100 mol O2在催化剂作用下加热到600 ℃发生反应：2SO2＋O2催化剂△2SO3；ΔH<0。
当气体的物质的量减少0.315 mol时反应达到平衡，在相同温度下测得气体压强为反应前的82.5%。
下列有关叙述正确的是（ D ）A．当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡B．降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大C．将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为161.980 gD．达到平衡时，SO2的转化率为90%4、某温度下，在一个2 L的密闭容器中加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋D(g)，反应2 min后达到平衡，测得生成1.6 mol C，下列说确的是（ B ）A．前2 min D的平均反应速率为0.2 mol·L－1·min－1B．此时，B的平衡转化率是40%C．增大该体系的压强，平衡不移动，化学平衡常数不变D．增加B，平衡向右移动，B的平衡转化率增大三、外界条件对平衡转化率的影响1.温度对平衡转化率的影响（1）正反应为吸热反应时，升高温度，反应物的平衡转化率增大；降低温度，平衡转化率减小。