高三一輪復(fù)習(xí)中的平衡常數(shù)

李秀芝

考綱中對于平衡常數(shù)有著較為明確的要求，要求能夠理解化學(xué)平衡常數(shù)的定義，并能夠進(jìn)行簡單的計(jì)算；要求了解化學(xué)反應(yīng)的方向以及在化學(xué)反應(yīng)中的焓變與熵變之間所存在的關(guān)系；要求掌握在一定的條件下化學(xué)反應(yīng)是否能夠自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)，并能夠通過對焓變與熵變的運(yùn)用來對化學(xué)反應(yīng)的方向進(jìn)行判斷。在高三一輪復(fù)習(xí)中需要對平衡常數(shù)進(jìn)行重視。

一、幫助學(xué)生深入理解化學(xué)平衡常數(shù)定義

在高考一輪復(fù)習(xí)中，需要讓學(xué)生對化學(xué)平衡常數(shù)的定義進(jìn)行深入的理解，這才可以使得其在后面各個(gè)階段的復(fù)習(xí)以及高考的過程中更好的處理相關(guān)的問題，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

平衡常數(shù)就是當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)候，每一個(gè)產(chǎn)物的濃度系數(shù)次冪的連乘積和每一個(gè)反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的連乘積之間成正比的關(guān)系，而這個(gè)比值則為平衡常數(shù)。

對于任何一個(gè)可逆反應(yīng)：mA+nBpC+qD，其平衡之后的濃度的比值總是能夠滿足下列的關(guān)系：

這個(gè)Kc為一個(gè)定值，被稱之為濃度化學(xué)平衡常數(shù)。

如果反應(yīng)進(jìn)行的越完全，那么平衡常數(shù)就會(huì)越大。當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到了平衡的時(shí)候，生成物濃度之冪或者是分壓力的乘積和反應(yīng)物濃度的冪或者是分壓力的乘積之間的比值是一定的。使用濃度所計(jì)算的平衡常數(shù)是用Kc來表示的。此外還有KW、Ka、Kb、Kh等等。

二、從守恒來整體把握化學(xué)平衡常數(shù)

在化學(xué)學(xué)科中“守恒”是化學(xué)中相當(dāng)重要的思想，可以說是貫穿于整個(gè)化學(xué)教學(xué)的。在一輪復(fù)習(xí)中也需要繼續(xù)對這一思想進(jìn)行貫穿，這將有助于幫助學(xué)生對化學(xué)進(jìn)行更加深入的理解，有助于幫助學(xué)生從整體入手對問題進(jìn)行考慮，對計(jì)算步驟進(jìn)行優(yōu)化，減少計(jì)算的時(shí)間，形成清晰的思路，對化學(xué)計(jì)算進(jìn)行整體上的把握，有利于提高學(xué)生對于化學(xué)平衡的認(rèn)識(shí)。守恒包括了能量守恒與質(zhì)量守恒，從能量守恒中的能量的轉(zhuǎn)化形式，可以從多個(gè)角度對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行理解。在化學(xué)平衡常數(shù)復(fù)習(xí)的過程中，也應(yīng)該注意守恒思想的應(yīng)用。從能量守恒的角度來看，可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)焓變數(shù)值相等，符號相反。例如碳酸的電離與碳酸鈉的水解：

碳酸的電離方程式：

三、從基礎(chǔ)出發(fā)，掌握基本內(nèi)容

從當(dāng)前的情況來看，很多教師都更加傾向于向?qū)W生傳授各種化學(xué)計(jì)算的巧解方法，

如十字交叉法、差量法等等，通過這些巧解方法可以幫助學(xué)生縮短答題的時(shí)間，但卻會(huì)浪費(fèi)掉大量的教學(xué)時(shí)間，如果過于注重巧解方法，有可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對于基礎(chǔ)的掌握不牢固。解題中不使用巧解的方法也能夠得出正確的答案，但是需要注重解題時(shí)的規(guī)范化。在復(fù)習(xí)化學(xué)平衡的時(shí)候需要注重基本方法與基本解題思路的指導(dǎo)，對教材中的基本內(nèi)容進(jìn)行深入的剖析，靈活的運(yùn)用各種基礎(chǔ)知識(shí)解決問題。特別是在化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算中，基本的解題模式就是“三段式”，列出初始量、變化量以及平衡量。但是需要注意以下的兩個(gè)問題：（1）所帶入的量最好是物質(zhì)的量濃度，雖然“物質(zhì)的量”或者是“物質(zhì)的量濃度”都可以，但是在與化學(xué)反應(yīng)速率以及化學(xué)平衡闡述的計(jì)算之中，基本都是使用濃度，因此采用濃度可以有助于減少出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性。（2）在非水溶液之中，需要加強(qiáng)對解題模式的指導(dǎo)。平衡常數(shù)K是通過系統(tǒng)的平衡濃度計(jì)算得到，濃度商Q是根據(jù)系統(tǒng)任意濃度之下的（包括平衡濃度）所計(jì)算出來的。兩者雖然表達(dá)式一樣，但是Q是在一定的溫度的任意時(shí)刻，產(chǎn)物的濃度冪之積和反應(yīng)物濃度冪之積比

，但是K是平衡狀態(tài)下的平衡常數(shù)。通過Q和K的相對大小可以用來判斷化學(xué)反應(yīng)是否是達(dá)到了平衡狀態(tài)，當(dāng)K=Q時(shí)，處于平衡狀態(tài)，當(dāng)Q大于K時(shí)平衡會(huì)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行移動(dòng)；當(dāng)Q小于K時(shí)向正反應(yīng)方向移動(dòng)。

四、關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的綜合題

例1氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦?，通過以下反應(yīng)制得：

SiO2+C+N2高溫Si3N4+CO

（1）配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式（將化學(xué)計(jì)量數(shù)填在方框內(nèi)）；

（2）該反應(yīng)的氧化劑是，其還原產(chǎn)物是；

（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=；

（4）若知上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則其反應(yīng)熱ΔH零（填“大于”、“小于”、或“等于”）；升高溫度，其平衡常數(shù)有（填“增大”、“減小”或“不變”）；

（5）若使壓強(qiáng)增大，則上述平衡向反應(yīng)方向移動(dòng)（填“正”或“逆”）；

（6）若CO生成速率為v（CO）=18 mol/（L·min），則N2的消耗速率為v（N2）=mol/（L·min）。

解析（1）分析反應(yīng)可得，變價(jià)元素有Si、C、N，根據(jù)化合價(jià)升降守恒可配平；（2）分析化合價(jià)變化，N2化合價(jià)降低，故N2為氧化劑，Si3N4為還原產(chǎn)物；（3）根據(jù)配平后的反應(yīng)不難寫出平衡常數(shù)表達(dá)式；（4）若上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則其反應(yīng)熱ΔH<0，升高溫度，平衡左移，其平衡常數(shù)值減小；（5）若壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)方向移動(dòng)；（6）若CO生成速率為v（CO）=18 mol/（L·min），則N2的消耗速率為V（N2）=6 mol/（L·min）。

答案：（1）3 6 2 1 6（2）N2Si3N4（3）c6（CO）c2（N2）（4）小于減小（5）逆（6）6

圖1例2二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前需要研究的內(nèi)容之一。

（1）硫酸生產(chǎn)中，SO2催化氧化成SO3：2SO2（g）+O2（g）催化劑加熱2SO3（g）。某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖1所示。根據(jù)圖1回答下列問題：①將2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10 MPa。該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于。②平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K（A）K（B）（填“>”、“<”或“=”）。

解析本題考查了平衡常數(shù)的計(jì)算。（1）①由圖1知當(dāng)體系總壓強(qiáng)為0.10 MPa時(shí)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（α）為0.80，故達(dá)平衡后SO2濃度為：2.0 mol×（1-0.80）10 L=0.04 mol/L， O2的濃度為：

0.02 mol/L，SO3的濃度為：0.16 mol/L。所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=（0.16 mol/L）2（0.04 mol/L）2×0.02 mol/L=800 L/mol。②平衡狀態(tài)由A到B時(shí)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（α）增大，但反應(yīng)溫度不變，所以平衡常數(shù)K不變。

答案：（1）①800 L/mol②=

（收稿日期：2014-08-10）

考綱中對于平衡常數(shù)有著較為明確的要求，要求能夠理解化學(xué)平衡常數(shù)的定義，并能夠進(jìn)行簡單的計(jì)算；要求了解化學(xué)反應(yīng)的方向以及在化學(xué)反應(yīng)中的焓變與熵變之間所存在的關(guān)系；要求掌握在一定的條件下化學(xué)反應(yīng)是否能夠自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)，并能夠通過對焓變與熵變的運(yùn)用來對化學(xué)反應(yīng)的方向進(jìn)行判斷。在高三一輪復(fù)習(xí)中需要對平衡常數(shù)進(jìn)行重視。

一、幫助學(xué)生深入理解化學(xué)平衡常數(shù)定義

在高考一輪復(fù)習(xí)中，需要讓學(xué)生對化學(xué)平衡常數(shù)的定義進(jìn)行深入的理解，這才可以使得其在后面各個(gè)階段的復(fù)習(xí)以及高考的過程中更好的處理相關(guān)的問題，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

平衡常數(shù)就是當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)候，每一個(gè)產(chǎn)物的濃度系數(shù)次冪的連乘積和每一個(gè)反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的連乘積之間成正比的關(guān)系，而這個(gè)比值則為平衡常數(shù)。

對于任何一個(gè)可逆反應(yīng)：mA+nBpC+qD，其平衡之后的濃度的比值總是能夠滿足下列的關(guān)系：

這個(gè)Kc為一個(gè)定值，被稱之為濃度化學(xué)平衡常數(shù)。

如果反應(yīng)進(jìn)行的越完全，那么平衡常數(shù)就會(huì)越大。當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到了平衡的時(shí)候，生成物濃度之冪或者是分壓力的乘積和反應(yīng)物濃度的冪或者是分壓力的乘積之間的比值是一定的。使用濃度所計(jì)算的平衡常數(shù)是用Kc來表示的。此外還有KW、Ka、Kb、Kh等等。

二、從守恒來整體把握化學(xué)平衡常數(shù)

在化學(xué)學(xué)科中“守恒”是化學(xué)中相當(dāng)重要的思想，可以說是貫穿于整個(gè)化學(xué)教學(xué)的。在一輪復(fù)習(xí)中也需要繼續(xù)對這一思想進(jìn)行貫穿，這將有助于幫助學(xué)生對化學(xué)進(jìn)行更加深入的理解，有助于幫助學(xué)生從整體入手對問題進(jìn)行考慮，對計(jì)算步驟進(jìn)行優(yōu)化，減少計(jì)算的時(shí)間，形成清晰的思路，對化學(xué)計(jì)算進(jìn)行整體上的把握，有利于提高學(xué)生對于化學(xué)平衡的認(rèn)識(shí)。守恒包括了能量守恒與質(zhì)量守恒，從能量守恒中的能量的轉(zhuǎn)化形式，可以從多個(gè)角度對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行理解。在化學(xué)平衡常數(shù)復(fù)習(xí)的過程中，也應(yīng)該注意守恒思想的應(yīng)用。從能量守恒的角度來看，可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)焓變數(shù)值相等，符號相反。例如碳酸的電離與碳酸鈉的水解：

碳酸的電離方程式：

三、從基礎(chǔ)出發(fā)，掌握基本內(nèi)容

從當(dāng)前的情況來看，很多教師都更加傾向于向?qū)W生傳授各種化學(xué)計(jì)算的巧解方法，

如十字交叉法、差量法等等，通過這些巧解方法可以幫助學(xué)生縮短答題的時(shí)間，但卻會(huì)浪費(fèi)掉大量的教學(xué)時(shí)間，如果過于注重巧解方法，有可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對于基礎(chǔ)的掌握不牢固。解題中不使用巧解的方法也能夠得出正確的答案，但是需要注重解題時(shí)的規(guī)范化。在復(fù)習(xí)化學(xué)平衡的時(shí)候需要注重基本方法與基本解題思路的指導(dǎo)，對教材中的基本內(nèi)容進(jìn)行深入的剖析，靈活的運(yùn)用各種基礎(chǔ)知識(shí)解決問題。特別是在化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算中，基本的解題模式就是“三段式”，列出初始量、變化量以及平衡量。但是需要注意以下的兩個(gè)問題：（1）所帶入的量最好是物質(zhì)的量濃度，雖然“物質(zhì)的量”或者是“物質(zhì)的量濃度”都可以，但是在與化學(xué)反應(yīng)速率以及化學(xué)平衡闡述的計(jì)算之中，基本都是使用濃度，因此采用濃度可以有助于減少出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性。（2）在非水溶液之中，需要加強(qiáng)對解題模式的指導(dǎo)。平衡常數(shù)K是通過系統(tǒng)的平衡濃度計(jì)算得到，濃度商Q是根據(jù)系統(tǒng)任意濃度之下的（包括平衡濃度）所計(jì)算出來的。兩者雖然表達(dá)式一樣，但是Q是在一定的溫度的任意時(shí)刻，產(chǎn)物的濃度冪之積和反應(yīng)物濃度冪之積比

，但是K是平衡狀態(tài)下的平衡常數(shù)。通過Q和K的相對大小可以用來判斷化學(xué)反應(yīng)是否是達(dá)到了平衡狀態(tài)，當(dāng)K=Q時(shí)，處于平衡狀態(tài)，當(dāng)Q大于K時(shí)平衡會(huì)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行移動(dòng)；當(dāng)Q小于K時(shí)向正反應(yīng)方向移動(dòng)。

四、關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的綜合題

例1氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦?，通過以下反應(yīng)制得：

SiO2+C+N2高溫Si3N4+CO

（1）配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式（將化學(xué)計(jì)量數(shù)填在方框內(nèi)）；

（2）該反應(yīng)的氧化劑是，其還原產(chǎn)物是；

（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=；

（4）若知上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則其反應(yīng)熱ΔH零（填“大于”、“小于”、或“等于”）；升高溫度，其平衡常數(shù)有（填“增大”、“減小”或“不變”）；

（5）若使壓強(qiáng)增大，則上述平衡向反應(yīng)方向移動(dòng)（填“正”或“逆”）；

（6）若CO生成速率為v（CO）=18 mol/（L·min），則N2的消耗速率為v（N2）=mol/（L·min）。

解析（1）分析反應(yīng)可得，變價(jià)元素有Si、C、N，根據(jù)化合價(jià)升降守恒可配平；（2）分析化合價(jià)變化，N2化合價(jià)降低，故N2為氧化劑，Si3N4為還原產(chǎn)物；（3）根據(jù)配平后的反應(yīng)不難寫出平衡常數(shù)表達(dá)式；（4）若上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則其反應(yīng)熱ΔH<0，升高溫度，平衡左移，其平衡常數(shù)值減??；（5）若壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)方向移動(dòng)；（6）若CO生成速率為v（CO）=18 mol/（L·min），則N2的消耗速率為V（N2）=6 mol/（L·min）。

答案：（1）3 6 2 1 6（2）N2Si3N4（3）c6（CO）c2（N2）（4）小于減?。?）逆（6）6

圖1例2二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前需要研究的內(nèi)容之一。

（1）硫酸生產(chǎn)中，SO2催化氧化成SO3：2SO2（g）+O2（g）催化劑加熱2SO3（g）。某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖1所示。根據(jù)圖1回答下列問題：①將2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10 MPa。該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于。②平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K（A）K（B）（填“>”、“<”或“=”）。

解析本題考查了平衡常數(shù)的計(jì)算。（1）①由圖1知當(dāng)體系總壓強(qiáng)為0.10 MPa時(shí)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（α）為0.80，故達(dá)平衡后SO2濃度為：2.0 mol×（1-0.80）10 L=0.04 mol/L， O2的濃度為：

0.02 mol/L，SO3的濃度為：0.16 mol/L。所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=（0.16 mol/L）2（0.04 mol/L）2×0.02 mol/L=800 L/mol。②平衡狀態(tài)由A到B時(shí)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（α）增大，但反應(yīng)溫度不變，所以平衡常數(shù)K不變。

答案：（1）①800 L/mol②=

（收稿日期：2014-08-10）

考綱中對于平衡常數(shù)有著較為明確的要求，要求能夠理解化學(xué)平衡常數(shù)的定義，并能夠進(jìn)行簡單的計(jì)算；要求了解化學(xué)反應(yīng)的方向以及在化學(xué)反應(yīng)中的焓變與熵變之間所存在的關(guān)系；要求掌握在一定的條件下化學(xué)反應(yīng)是否能夠自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)，并能夠通過對焓變與熵變的運(yùn)用來對化學(xué)反應(yīng)的方向進(jìn)行判斷。在高三一輪復(fù)習(xí)中需要對平衡常數(shù)進(jìn)行重視。

一、幫助學(xué)生深入理解化學(xué)平衡常數(shù)定義

在高考一輪復(fù)習(xí)中，需要讓學(xué)生對化學(xué)平衡常數(shù)的定義進(jìn)行深入的理解，這才可以使得其在后面各個(gè)階段的復(fù)習(xí)以及高考的過程中更好的處理相關(guān)的問題，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

平衡常數(shù)就是當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)候，每一個(gè)產(chǎn)物的濃度系數(shù)次冪的連乘積和每一個(gè)反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的連乘積之間成正比的關(guān)系，而這個(gè)比值則為平衡常數(shù)。

對于任何一個(gè)可逆反應(yīng)：mA+nBpC+qD，其平衡之后的濃度的比值總是能夠滿足下列的關(guān)系：

這個(gè)Kc為一個(gè)定值，被稱之為濃度化學(xué)平衡常數(shù)。

如果反應(yīng)進(jìn)行的越完全，那么平衡常數(shù)就會(huì)越大。當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到了平衡的時(shí)候，生成物濃度之冪或者是分壓力的乘積和反應(yīng)物濃度的冪或者是分壓力的乘積之間的比值是一定的。使用濃度所計(jì)算的平衡常數(shù)是用Kc來表示的。此外還有KW、Ka、Kb、Kh等等。

二、從守恒來整體把握化學(xué)平衡常數(shù)

在化學(xué)學(xué)科中“守恒”是化學(xué)中相當(dāng)重要的思想，可以說是貫穿于整個(gè)化學(xué)教學(xué)的。在一輪復(fù)習(xí)中也需要繼續(xù)對這一思想進(jìn)行貫穿，這將有助于幫助學(xué)生對化學(xué)進(jìn)行更加深入的理解，有助于幫助學(xué)生從整體入手對問題進(jìn)行考慮，對計(jì)算步驟進(jìn)行優(yōu)化，減少計(jì)算的時(shí)間，形成清晰的思路，對化學(xué)計(jì)算進(jìn)行整體上的把握，有利于提高學(xué)生對于化學(xué)平衡的認(rèn)識(shí)。守恒包括了能量守恒與質(zhì)量守恒，從能量守恒中的能量的轉(zhuǎn)化形式，可以從多個(gè)角度對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行理解。在化學(xué)平衡常數(shù)復(fù)習(xí)的過程中，也應(yīng)該注意守恒思想的應(yīng)用。從能量守恒的角度來看，可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)焓變數(shù)值相等，符號相反。例如碳酸的電離與碳酸鈉的水解：

碳酸的電離方程式：

三、從基礎(chǔ)出發(fā)，掌握基本內(nèi)容

從當(dāng)前的情況來看，很多教師都更加傾向于向?qū)W生傳授各種化學(xué)計(jì)算的巧解方法，

如十字交叉法、差量法等等，通過這些巧解方法可以幫助學(xué)生縮短答題的時(shí)間，但卻會(huì)浪費(fèi)掉大量的教學(xué)時(shí)間，如果過于注重巧解方法，有可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對于基礎(chǔ)的掌握不牢固。解題中不使用巧解的方法也能夠得出正確的答案，但是需要注重解題時(shí)的規(guī)范化。在復(fù)習(xí)化學(xué)平衡的時(shí)候需要注重基本方法與基本解題思路的指導(dǎo)，對教材中的基本內(nèi)容進(jìn)行深入的剖析，靈活的運(yùn)用各種基礎(chǔ)知識(shí)解決問題。特別是在化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算中，基本的解題模式就是“三段式”，列出初始量、變化量以及平衡量。但是需要注意以下的兩個(gè)問題：（1）所帶入的量最好是物質(zhì)的量濃度，雖然“物質(zhì)的量”或者是“物質(zhì)的量濃度”都可以，但是在與化學(xué)反應(yīng)速率以及化學(xué)平衡闡述的計(jì)算之中，基本都是使用濃度，因此采用濃度可以有助于減少出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性。（2）在非水溶液之中，需要加強(qiáng)對解題模式的指導(dǎo)。平衡常數(shù)K是通過系統(tǒng)的平衡濃度計(jì)算得到，濃度商Q是根據(jù)系統(tǒng)任意濃度之下的（包括平衡濃度）所計(jì)算出來的。兩者雖然表達(dá)式一樣，但是Q是在一定的溫度的任意時(shí)刻，產(chǎn)物的濃度冪之積和反應(yīng)物濃度冪之積比

，但是K是平衡狀態(tài)下的平衡常數(shù)。通過Q和K的相對大小可以用來判斷化學(xué)反應(yīng)是否是達(dá)到了平衡狀態(tài)，當(dāng)K=Q時(shí)，處于平衡狀態(tài)，當(dāng)Q大于K時(shí)平衡會(huì)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行移動(dòng)；當(dāng)Q小于K時(shí)向正反應(yīng)方向移動(dòng)。

四、關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的綜合題

例1氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦校ㄟ^以下反應(yīng)制得：

SiO2+C+N2高溫Si3N4+CO

（1）配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式（將化學(xué)計(jì)量數(shù)填在方框內(nèi)）；

（2）該反應(yīng)的氧化劑是，其還原產(chǎn)物是；

（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=；

（4）若知上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則其反應(yīng)熱ΔH零（填“大于”、“小于”、或“等于”）；升高溫度，其平衡常數(shù)有（填“增大”、“減小”或“不變”）；

（5）若使壓強(qiáng)增大，則上述平衡向反應(yīng)方向移動(dòng)（填“正”或“逆”）；

（6）若CO生成速率為v（CO）=18 mol/（L·min），則N2的消耗速率為v（N2）=mol/（L·min）。

解析（1）分析反應(yīng)可得，變價(jià)元素有Si、C、N，根據(jù)化合價(jià)升降守恒可配平；（2）分析化合價(jià)變化，N2化合價(jià)降低，故N2為氧化劑，Si3N4為還原產(chǎn)物；（3）根據(jù)配平后的反應(yīng)不難寫出平衡常數(shù)表達(dá)式；（4）若上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則其反應(yīng)熱ΔH<0，升高溫度，平衡左移，其平衡常數(shù)值減?。唬?）若壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)方向移動(dòng)；（6）若CO生成速率為v（CO）=18 mol/（L·min），則N2的消耗速率為V（N2）=6 mol/（L·min）。

答案：（1）3 6 2 1 6（2）N2Si3N4（3）c6（CO）c2（N2）（4）小于減?。?）逆（6）6

圖1例2二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前需要研究的內(nèi)容之一。

（1）硫酸生產(chǎn)中，SO2催化氧化成SO3：2SO2（g）+O2（g）催化劑加熱2SO3（g）。某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖1所示。根據(jù)圖1回答下列問題：①將2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10 MPa。該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于。②平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K（A）K（B）（填“>”、“<”或“=”）。

解析本題考查了平衡常數(shù)的計(jì)算。（1）①由圖1知當(dāng)體系總壓強(qiáng)為0.10 MPa時(shí)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（α）為0.80，故達(dá)平衡后SO2濃度為：2.0 mol×（1-0.80）10 L=0.04 mol/L， O2的濃度為：

0.02 mol/L，SO3的濃度為：0.16 mol/L。所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=（0.16 mol/L）2（0.04 mol/L）2×0.02 mol/L=800 L/mol。②平衡狀態(tài)由A到B時(shí)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（α）增大，但反應(yīng)溫度不變，所以平衡常數(shù)K不變。

答案：（1）①800 L/mol②=

（收稿日期：2014-08-10）