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1、用平衡常数解决等效平衡相关问题一、知识储备1•平衡常数：人们为了描述可逆反应进行的限度，引入化学平衡常数，用化学平衡常数来描述化学反应的限度。对于一般的可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),各物质的平衡浓度之间存在一个关系式，即K=ca(A)cb(B)/cc(C)cd(D),叫做化学平衡常数表达式。化学平衡常数可以表示一个可逆反应进行的程度，也可以判断一个反应是否达到平衡状态，并且可以利用化学平衡常数进行相关的计算。浓度商：对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),在一定温度的任
2、意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：浓度商Q=cc(C)cd(D)/ca(A)cb(B)①若Q二K,反应达到平衡状态；②若QK,平衡逆向移动。2•等效平衡：等效平衡就是指在一定条件(恒温、恒容或恒温、恒压)下，同一可逆反应体系，不管从正反应开始,还是从逆反应开始，在达到平衡状态时，任何相同组分的百分数(体积分数、物质的量分数)均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。等效平衡的类型二、思考问题1•等效平衡历来是化学平衡中的重点和难点。等效平衡概念抽象，是教师与学生在学习和复习化学平衡过程中最头疼的问题。面对
3、等效平衡，一般采用以下两种方法：一是'‘等价转换法”（通过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式同一边的物质，然后进行分析）；二是“中间体模型法”（建立合理的等效平衡模型，然后再在等效平衡的基础上改变条件，根据平衡移动原理，使之达到新的平衡，看平衡是否移动）。但是不管哪种方法，由于都是定性分析，从概念到概念，说服力不强，且对于思维能力薄弱的学生会感到理解困难。新课标开始实施以来，由于《化学反应原理》模块中增加了“化学平衡常数”的内容，使得从定量的角度处理化学平衡问题有了理论上的依据。我们可以转向用化学平衡常数
4、去处理有关化学平衡的计算问题，认为“等效平衡”作为一类特定问题的特殊方法，完全可以被化学平衡常数所覆盖。2•我们把等效平衡分成上面三种类型，在目前“彰显有用的化学”背景下，第三种恒温恒压类型是没有价值的，因为工业上很多反应釜都是固定体积的。其次，我们学习等效平衡更多意义在于分析平衡移动，判断转化率的大小，所以利用平衡常数就显得更为重要。三、典题分析【例1】(2012江苏高考第14题)温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPC15,反应PC15(g)PC13(g)+C12(g)经一段时间后达到平衡。
5、反应过程中测定的部分数据见下表：t/s050150250350n(PC13)/molOO.160.190.200.20下列说法正确的是()。A.反应在前50s的平均速率为v(PC13)=0.0032mol•L-1•s-1B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c(PC13)=0.llmol•L-1,则反应的AHv(逆)D.相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPC13.2.0molC12,达到平衡时，PC13的转化率小于80%解析：对于此题选项D可以用两种方法解决：一是利用等效平衡模式来定性解决，二是利用平
6、衡常数来定量解决。方法一：容器中充入2.0molPC13.2.0molC12,是原来的两倍，如果体积是原来的两倍即与原平衡完全等效，再把容器两倍关系压缩成原容器，则平衡向逆反应方向移动，PC13的转化率应大于80%,D错误。方法二：首先利用题干条件进行相关计算，起始浓度C(PC15)=1.0mol/2.0L=0.5mol-L-1,平衡时c(PC13)=0.20mol/2.0L=0.lmol•LT。PC15(g)PC13(g)+C12(g)起始浓度0.5mol•L-100变化浓度0.lmol•L-10.lmol•
7、LTO.lmol•L~1平衡浓度0.4mol•L-10.lmol•L-10.lmol•L-l因此，转化率为0.lmol•L-1/0.5mol•L-1二20%，平衡常数K=c(PC13)•c(C12)/c(PC15)=0.lmol•L-1X0.lmol•L-1/0.4mol•L-l=l/40o然后对相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPC13.2.0molC12进行计算：此时起始浓度c(PC13)=2.Omol/2.0L=l.Omol•LT,c(C12)=2.Omol/2.0L=l.Omol•L-lo因为题
8、干反应的转化率是20%,现在反应从逆反应开始，假设转化率是80%,则PC13(g)+C12(g)PC15(g)起始浓度1.mol•L-ll.mol•LTO变化浓度0.8mol•L-10.8mol•L-10.8mol•L-l平衡浓度0.2mol•L-10.2mol•L-10.8mol•L-l因为正反应PC15(g)PC13(g)+C12(g)的平衡常数K正=1/40,则逆反应平衡常数K逆
