[高中化学]一轮复习学案：7.3 化学平衡常数 化学反应进行的方向(选修4)

第三节 化学平衡的移动 化学平衡常数

【高考新动向】

考点梳理（三年17考） 1.理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。 2.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 【考纲全景透析】

一、化学平衡常数

1.化学平衡常数

（1）定义：在一定温度下，达到平衡的可逆反应，其平衡常数用生成物平衡浓度(气体平衡分压)的方次之积与反应物平衡浓度(气体平衡分压)的方次之积的比值来表示，这时的平衡常数称为浓度平衡常数(压强平衡常数) （2）表达式

用Kc(Kp)表示。对:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),

?C?c?D?d Kp?Kc?ab?A??B?（3）影响因素：

平衡常数K与温度有关，与浓度和压强无关。 （4）平衡常数的意义：

pc(C)pd(D) pa(A)pb(B)①K的大小，可推断反应进行的程度。K越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小

②平衡常数表达式表明在一定温度条件下达成平衡的条件。在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物的浓度商Qc与Kc比较大小来判断。 当Qc>kc，υ(正)<υ(逆),未达平衡，反应逆向进行； 当Qcυ(逆),未达平衡，反应正向进行； 当Qc=kc，υ(正)=υ(逆),达到平衡，平衡不移动。

③平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应

达到平衡所需要的时间。如2SO2(g)+O2温时，几乎不发生反应。

2SO3(g) 298K时Kp＝3.6×1024很大，但由于速度太慢，常

二、化学反应进行的方向。

1．自发过程

含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自发进行的过程。 2、化学反应方向进行的判据 （1）焓判据

放热过程中体系能量降低，△H＜0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应的方向不全面。 （2）熵判据

①熵：量度体系混乱（或有序）的程度的物理量，符号S（同一物质，三种状态下熵值：气态＞液态＞固态）

②熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大。即熵变（△S）大于零。 ③熵判据

体系的混乱度增大（既熵增），△S＞0，反应有自发进行的倾向，但有些熵减反应也可以自发进行，故只用熵变判断反应的方向也不全面。 （3）复合判据——自由能判据 ①符号：△G，单位：kJ·mol③应用：

△G＜0 能自发进行 △G＝0 平衡状态 △G＞0 不能自发进行 具体的的几种情况： 焓变 熵变 反应的自发性 （△H） （△S） ＜0 ＜0 ＞0 ＞0

－1

②公式：△G=△H—T△S

＞0 ＜0 ＞0 ＜0 任何温度都能自发进行 较低温度下能自发进行 高温下能自发进行 任何温度都不能自发进行

注：过程的自发性只能用于判断反应进行的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。

【热点难点全析】

〖考点一〗化学平衡常数应用

1．应用

(1)判断、比较可逆反应进行程度的大小。 K值越大，反应进行的程度越大； K值越小，反应进行的程度越小。

(2)判断可逆反应是否达到化学平衡状态

对于可逆反应aA(g)＋bB(g)�鸠餭C(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：

ccC·cdD浓度商Q＝a cA·cbBv逆??

Q?＝K 反应处于化学平衡状态，v正＝v逆??>K 反应向逆反应方向进行，v正

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)计算反应物或生成物的平衡浓度及反应物的转化率。 2．相关计算 (1)步骤

①写出有关化学平衡的方程式。

②确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。 ③根据已知条件建立等式关系进行解答。 (2)模式

如mA(g)＋nB(g)�鸠餻C(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度mx mol/L。

mA(g)＋nB(g)�鸠餻C(g)＋qD(g) 起始(mol/L) a b 0 0 变化(mol/L) mx nx px qx 平衡(mol/L) a－mx b－nx px qx

pxK＝

a－mx(3)说明

p·qxm·b－nxqn。

①反应物：c平＝c始－c变；

生成物：c平＝c始＋c变。

②各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。 反应物转化的物质的量浓度

③转化率＝×100%。

反应物起始的物质的量浓度

【另】平衡常数的其他应用

(1)利用化学平衡常数可以判断反应进行的程度。一般K>105时认为该反应基本进行完全；K<10-5一般认为该反应难以进 行；而K在10-5～105之间的反应被认为是典型的可逆反应。

(2)利用平衡常数可以判断达到平衡后的瞬间改变体系内各物质的物质的量和容器的体积而造成的平衡移动的方向。如某 温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g)

2C(g)达到平衡时，A、B、C的物质的量分别为4 mol、2 mol、

4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量作均减半或均加倍处理,平衡移动方向的判断可以利用等效

4()2V平衡的知识，还可以利用K与Qc的关系来判断。设未改变前容器的体积为V，则此时K ??V/2 。若422()?VV22)V1?V1，都减半，瞬间容器的体积减半，设此时的体积为V1，V1=V/2，此时Qc ?因为V1=V/2，所以Qc=K，平衡

221()?V1V1(不发生移动。同理可得都加倍时，平衡也不移动。

【典例1】关于化学平衡常数K的叙述正确的是( ) A.K越大，表示化学反应速率越大

B.对任一可逆反应，温度升高，则K值增大

C.对任一可逆反应，K越大，表示反应物的转化率越大 D.加入催化剂或增大反应物的浓度时，K值就增大

【解析】选C。K值大，反应速率不一定大，对于放热反应，温度越低K值越大，反应速率越小，A错；对于正反应为放热反应的可逆反应，升高温度，K值减小，B错；K值越大，表示反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，C对；催化剂及反应物的浓度对平衡常数没有影响，D错。

〖考点二〗化学平衡的计算

1.解题步骤

(1)写出涉及到的可逆反应方程式。

(2)找出起始量、转化量和平衡量中哪些是已知量，哪些是未知量，按三段式列出。 (3)根据问题建立相应的关系式进行计算。