“化學(xué)平衡常數(shù)”應(yīng)用的教學(xué)體會(huì)

[摘 要]在蘇教版《化學(xué)反應(yīng)原理》中化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡一節(jié)，講到化學(xué)平衡常數(shù)，在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡知識(shí)時(shí)，學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用認(rèn)識(shí)較為淺薄。但實(shí)際上，很多較難的化學(xué)平衡問(wèn)題都可以通過(guò)化學(xué)平衡常數(shù)K進(jìn)行解決，甚至包括電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡的一些問(wèn)題，它們都是以化學(xué)平衡為基礎(chǔ)的。所以學(xué)好化學(xué)平衡常數(shù)對(duì)于高中化學(xué)尤為重要。

[關(guān)鍵詞]化學(xué)平衡常數(shù) 運(yùn)用

人們?yōu)榱嗣枋隹赡娣磻?yīng)進(jìn)行限度，引入了化學(xué)平衡常數(shù)，用化學(xué)平衡常數(shù)來(lái)描述化學(xué)反應(yīng)的限度。在一定條件下的可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化，這種狀態(tài)就稱(chēng)為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)化學(xué)平衡狀態(tài)。 對(duì)于一般的可逆反應(yīng)aA+bB cC+dD；各物質(zhì)的平衡濃度之間存在一個(gè)關(guān)系式，即 K=[C（C）c.C（D）d]/[C（A）a.C（B）b] （1），叫做化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式。即在一定條件下的可逆反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)處于平衡時(shí)，生成物濃度的冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積之比是一個(gè)常數(shù)，叫化學(xué)平衡常數(shù)?；瘜W(xué)平衡常數(shù)可以表示一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度，也可以判斷一個(gè)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，以及利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。例如有些學(xué)生不太理解“濃度越小，弱電解質(zhì)的電離程度越大”，其實(shí)這個(gè)問(wèn)題就可以通過(guò)平衡常數(shù)K與Qc的關(guān)系解決。下面就通過(guò)對(duì)幾個(gè)例題的剖析，使同學(xué)們熟悉化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用。

1. 判斷方向

（1） 起始反應(yīng)的方向。在一定條件下，可逆反應(yīng)中各組分的濃度已知，可逆反應(yīng)將向什么方向進(jìn)行？這樣的問(wèn)題我們可以用化學(xué)平衡常數(shù)K就能輕松解決。

方法：將所給各組分的濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式中而得到Qc，濃度積Q=[C（C）c.C（D）d]/[C（A）a.C（B）b] （2） 。注意：（1）上式中濃度為平衡狀態(tài)時(shí)的濃度。（2）應(yīng)用K來(lái)判斷平衡狀態(tài)。，Q與K表達(dá)式相同，但帶入濃度不同。Q為某時(shí)刻的濃度，而K為平衡濃度。

若Qc>K，則表明加入的物質(zhì)中生成物濃度大了，而反應(yīng)物濃度小了，平衡將逆向進(jìn)行；若Qc可逆反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)。因此，利用Qc與K是否相等，可判定可逆反應(yīng)是否達(dá)平衡狀態(tài)。

例如吸熱反應(yīng)N2（g）+O2（g）= 2NO（g），在2 000℃時(shí)，K=6.2×10-4。2 000℃時(shí)，向10L密閉容器中放入2.94×10-3molNO，2.50×10-1molN2和4.00×10-2molO2，通過(guò)計(jì)算回答：①此反應(yīng)的初始狀態(tài)是否為化學(xué)平衡狀態(tài)？②若非化學(xué)平衡狀態(tài)，反應(yīng)將向哪個(gè)方向進(jìn)行以達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)？

解析：由題信息我們可以很容易計(jì)算出NO、N2、O2、的濃度分別為2.94×10-4mol/L、2.50×10-2mol/L、4.00×10-3mol/L，再通過(guò)計(jì)算Qc=8.60×10-4>K，所以該反應(yīng)未達(dá)平衡，反應(yīng)將逆向進(jìn)行。

（2）平衡移動(dòng)的方向。如果可逆反應(yīng)改變反應(yīng)物和生成物濃度時(shí)，平衡將向什么反向移動(dòng)？方法與上述的一樣，仍用Qc與K的關(guān)系。

例如800℃時(shí)，化學(xué)平衡CO（g）+H2O（g）= CO2（g）+H2（g）的平衡常數(shù)K為1，若達(dá)到平衡后其他條件不變，將C（H2O）增大到原來(lái)的2倍，同時(shí)將C（CO2）增大到原來(lái)的3倍，化學(xué)平衡將向什么方向移動(dòng)？我們可將所改變的濃度代入到平衡常數(shù)表達(dá)式而得到Qc，很顯然Qc>K，因此平衡將向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。但是，在教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)學(xué)生很難記?。喝鬛c>K，平衡將逆向進(jìn)行；若Qc

不管如何Q都會(huì)向著K靠近，所以從圖上很容易就可以看出當(dāng)QK時(shí)化學(xué)反應(yīng)就會(huì)從右向左進(jìn)行即反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行 ；當(dāng)Q=K時(shí)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。這樣表示出來(lái)很直觀，學(xué)生很容易就記住了。

2. 判斷反應(yīng)熱效應(yīng)

平衡常數(shù)K值的大小只與外界的溫度有關(guān)。溫度發(fā)生變化，平衡常數(shù)也隨著改變。若溫度升高，K值變大，由化學(xué)平衡移動(dòng)原理可以判斷化學(xué)反應(yīng)向吸熱方向移動(dòng)。則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若溫度升高，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

3. 判定轉(zhuǎn)化率

一定溫度下，K值越大，反應(yīng)進(jìn)行得越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率就越高，反之就越低。所以，我們可利用K的大小判定反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的大小。

例如27℃時(shí)，反應(yīng)（1）：N2（g）+O2（g）= 2NO（g），K=3.84×10-31，反應(yīng)②：2SO2（g）+O2（g）= 2SO3（g），K=3.10×1025，判斷這兩個(gè)反應(yīng)進(jìn)行的程度？ 很明顯，第一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)很小，說(shuō)明其反應(yīng)的程度很小，幾乎不能發(fā)生。而后一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)很大，說(shuō)明這個(gè)反應(yīng)進(jìn)行的比較完全，轉(zhuǎn)化率就很大。

例：下列數(shù)據(jù)是一些反應(yīng)的平衡常數(shù)，試判斷哪個(gè)反應(yīng)進(jìn)行地最接近完全，哪個(gè)反應(yīng)進(jìn)行地最不完全？

A.K=1 B. K=10 C.K=10-1 D.K=1010 E.K=10-10

解析：化學(xué)平衡常數(shù)K，可以表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度。一般K值越大，表示該反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越大；K值越小，表示化學(xué)反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越小。并且，如果一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值在105左右，通常認(rèn)為，反應(yīng)可以進(jìn)行得比較完全；相反，如果一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值在10-5左右，則認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)很難進(jìn)行。 所以，上面五個(gè)選項(xiàng)中，D項(xiàng)表示反應(yīng)進(jìn)行地最接近完全；E項(xiàng)表示的反應(yīng)進(jìn)行的最不完全。

答案：反應(yīng)D進(jìn)行地最完全；反應(yīng)E進(jìn)行地最不完全。

以上是我對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)教學(xué)的總結(jié)與創(chuàng)新，希望這些對(duì)大家能有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

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