高三一輪復習中的平衡常數

李秀芝

考綱中對于平衡常數有著較為明確的要求，要求能夠理解化學平衡常數的定義，并能夠進行簡單的計算；要求了解化學反應的方向以及在化學反應中的焓變與熵變之間所存在的關系；要求掌握在一定的條件下化學反應是否能夠自發進行的判斷依據，并能夠通過對焓變與熵變的運用來對化學反應的方向進行判斷。在高三一輪復習中需要對平衡常數進行重視。

一、幫助學生深入理解化學平衡常數定義

在高考一輪復習中，需要讓學生對化學平衡常數的定義進行深入的理解，這才可以使得其在后面各個階段的復習以及高考的過程中更好的處理相關的問題，打下堅實的基礎。

平衡常數就是當可逆反應達到平衡的時候，每一個產物的濃度系數次冪的連乘積和每一個反應物濃度系數次冪的連乘積之間成正比的關系，而這個比值則為平衡常數。

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

這個Kc為一個定值，被稱之為濃度化學平衡常數。

如果反應進行的越完全，那么平衡常數就會越大。當可逆反應達到了平衡的時候，生成物濃度之冪或者是分壓力的乘積和反應物濃度的冪或者是分壓力的乘積之間的比值是一定的。使用濃度所計算的平衡常數是用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平衡常數

在化學學科中“守恒”是化學中相當重要的思想，可以說是貫穿于整個化學教學的。在一輪復習中也需要繼續對這一思想進行貫穿，這將有助于幫助學生對化學進行更加深入的理解，有助于幫助學生從整體入手對問題進行考慮，對計算步驟進行優化，減少計算的時間，形成清晰的思路，對化學計算進行整體上的把握，有利于提高學生對于化學平衡的認識。守恒包括了能量守恒與質量守恒，從能量守恒中的能量的轉化形式，可以從多個角度對化學反應進行理解。在化學平衡常數復習的過程中，也應該注意守恒思想的應用。從能量守恒的角度來看，可逆反應中正逆反應焓變數值相等，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、從基礎出發，掌握基本內容

從當前的情況來看，很多教師都更加傾向于向學生傳授各種化學計算的巧解方法，

如十字交叉法、差量法等等，通過這些巧解方法可以幫助學生縮短答題的時間，但卻會浪費掉大量的教學時間，如果過于注重巧解方法，有可能會導致學生對于基礎的掌握不牢固。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的規范化。在復習化學平衡的時候需要注重基本方法與基本解題思路的指導，對教材中的基本內容進行深入的剖析，靈活的運用各種基礎知識解決問題。特別是在化學平衡常數的計算中，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問題：（1）所帶入的量最好是物質的量濃度，雖然“物質的量”或者是“物質的量濃度”都可以，但是在與化學反應速率以及化學平衡闡述的計算之中，基本都是使用濃度，因此采用濃度可以有助于減少出現錯誤的可能性。（2）在非水溶液之中，需要加強對解題模式的指導。平衡常數K是通過系統的平衡濃度計算得到，濃度商Q是根據系統任意濃度之下的（包括平衡濃度）所計算出來的。兩者雖然表達式一樣，但是Q是在一定的溫度的任意時刻，產物的濃度冪之積和反應物濃度冪之積比

，但是K是平衡狀態下的平衡常數。通過Q和K的相對大小可以用來判斷化學反應是否是達到了平衡狀態，當K=Q時，處于平衡狀態，當Q大于K時平衡會向逆反應方向進行移動；當Q小于K時向正反應方向移動。

四、關于化學平衡常數的綜合題

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氣流中，通過以下反應制得：

SiO2+C+N2高溫Si3N4+CO

（1）配平上述反應的化學方程式（將化學計量數填在方框內）；

（2）該反應的氧化劑是，其還原產物是；

（3）該反應的平衡常數表達式為K=；

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

（5）若使壓強增大，則上述平衡向反應方向移動（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）分析反應可得，變價元素有Si、C、N，根據化合價升降守恒可配平；（2）分析化合價變化，N2化合價降低，故N2為氧化劑，Si3N4為還原產物；（3）根據配平后的反應不難寫出平衡常數表達式；（4）若上述反應為放熱反應，則其反應熱ΔH<0，升高溫度，平衡左移，其平衡常數值減小；（5）若壓強增大，平衡向氣體體積縮小的方向移動，即逆反應方向移動；（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境化學當前需要研究的內容之一。

（1）硫酸生產中，SO2催化氧化成SO3：2SO2（g）+O2（g）催化劑加熱2SO3（g）。某溫度下，SO2的平衡轉化率（α）與體系總壓強（p）的關系如圖1所示。根據圖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，反應達平衡后，體系總壓強為0.10 MPa。該反應的平衡常數等于。②平衡狀態由A變到B時，平衡常數K（A）K（B）（填“>”、“<”或“=”）。

解析本題考查了平衡常數的計算。（1）①由圖1知當體系總壓強為0.10 MPa時，SO2的平衡轉化率（α）為0.80，故達平衡后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。所以該反應的平衡常數K=（0.16 mol/L）2（0.04 mol/L）2×0.02 mol/L=800 L/mol。②平衡狀態由A到B時，SO2的平衡轉化率（α）增大，但反應溫度不變，所以平衡常數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有著較為明確的要求，要求能夠理解化學平衡常數的定義，并能夠進行簡單的計算；要求了解化學反應的方向以及在化學反應中的焓變與熵變之間所存在的關系；要求掌握在一定的條件下化學反應是否能夠自發進行的判斷依據，并能夠通過對焓變與熵變的運用來對化學反應的方向進行判斷。在高三一輪復習中需要對平衡常數進行重視。

一、幫助學生深入理解化學平衡常數定義

在高考一輪復習中，需要讓學生對化學平衡常數的定義進行深入的理解，這才可以使得其在后面各個階段的復習以及高考的過程中更好的處理相關的問題，打下堅實的基礎。

平衡常數就是當可逆反應達到平衡的時候，每一個產物的濃度系數次冪的連乘積和每一個反應物濃度系數次冪的連乘積之間成正比的關系，而這個比值則為平衡常數。

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

這個Kc為一個定值，被稱之為濃度化學平衡常數。

如果反應進行的越完全，那么平衡常數就會越大。當可逆反應達到了平衡的時候，生成物濃度之冪或者是分壓力的乘積和反應物濃度的冪或者是分壓力的乘積之間的比值是一定的。使用濃度所計算的平衡常數是用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平衡常數

在化學學科中“守恒”是化學中相當重要的思想，可以說是貫穿于整個化學教學的。在一輪復習中也需要繼續對這一思想進行貫穿，這將有助于幫助學生對化學進行更加深入的理解，有助于幫助學生從整體入手對問題進行考慮，對計算步驟進行優化，減少計算的時間，形成清晰的思路，對化學計算進行整體上的把握，有利于提高學生對于化學平衡的認識。守恒包括了能量守恒與質量守恒，從能量守恒中的能量的轉化形式，可以從多個角度對化學反應進行理解。在化學平衡常數復習的過程中，也應該注意守恒思想的應用。從能量守恒的角度來看，可逆反應中正逆反應焓變數值相等，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、從基礎出發，掌握基本內容

從當前的情況來看，很多教師都更加傾向于向學生傳授各種化學計算的巧解方法，

如十字交叉法、差量法等等，通過這些巧解方法可以幫助學生縮短答題的時間，但卻會浪費掉大量的教學時間，如果過于注重巧解方法，有可能會導致學生對于基礎的掌握不牢固。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的規范化。在復習化學平衡的時候需要注重基本方法與基本解題思路的指導，對教材中的基本內容進行深入的剖析，靈活的運用各種基礎知識解決問題。特別是在化學平衡常數的計算中，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問題：（1）所帶入的量最好是物質的量濃度，雖然“物質的量”或者是“物質的量濃度”都可以，但是在與化學反應速率以及化學平衡闡述的計算之中，基本都是使用濃度，因此采用濃度可以有助于減少出現錯誤的可能性。（2）在非水溶液之中，需要加強對解題模式的指導。平衡常數K是通過系統的平衡濃度計算得到，濃度商Q是根據系統任意濃度之下的（包括平衡濃度）所計算出來的。兩者雖然表達式一樣，但是Q是在一定的溫度的任意時刻，產物的濃度冪之積和反應物濃度冪之積比

，但是K是平衡狀態下的平衡常數。通過Q和K的相對大小可以用來判斷化學反應是否是達到了平衡狀態，當K=Q時，處于平衡狀態，當Q大于K時平衡會向逆反應方向進行移動；當Q小于K時向正反應方向移動。

四、關于化學平衡常數的綜合題

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氣流中，通過以下反應制得：

SiO2+C+N2高溫Si3N4+CO

（1）配平上述反應的化學方程式（將化學計量數填在方框內）；

（2）該反應的氧化劑是，其還原產物是；

（3）該反應的平衡常數表達式為K=；

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

（5）若使壓強增大，則上述平衡向反應方向移動（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）分析反應可得，變價元素有Si、C、N，根據化合價升降守恒可配平；（2）分析化合價變化，N2化合價降低，故N2為氧化劑，Si3N4為還原產物；（3）根據配平后的反應不難寫出平衡常數表達式；（4）若上述反應為放熱反應，則其反應熱ΔH<0，升高溫度，平衡左移，其平衡常數值減小；（5）若壓強增大，平衡向氣體體積縮小的方向移動，即逆反應方向移動；（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境化學當前需要研究的內容之一。

（1）硫酸生產中，SO2催化氧化成SO3：2SO2（g）+O2（g）催化劑加熱2SO3（g）。某溫度下，SO2的平衡轉化率（α）與體系總壓強（p）的關系如圖1所示。根據圖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，反應達平衡后，體系總壓強為0.10 MPa。該反應的平衡常數等于。②平衡狀態由A變到B時，平衡常數K（A）K（B）（填“>”、“<”或“=”）。

解析本題考查了平衡常數的計算。（1）①由圖1知當體系總壓強為0.10 MPa時，SO2的平衡轉化率（α）為0.80，故達平衡后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。所以該反應的平衡常數K=（0.16 mol/L）2（0.04 mol/L）2×0.02 mol/L=800 L/mol。②平衡狀態由A到B時，SO2的平衡轉化率（α）增大，但反應溫度不變，所以平衡常數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有著較為明確的要求，要求能夠理解化學平衡常數的定義，并能夠進行簡單的計算；要求了解化學反應的方向以及在化學反應中的焓變與熵變之間所存在的關系；要求掌握在一定的條件下化學反應是否能夠自發進行的判斷依據，并能夠通過對焓變與熵變的運用來對化學反應的方向進行判斷。在高三一輪復習中需要對平衡常數進行重視。

一、幫助學生深入理解化學平衡常數定義

在高考一輪復習中，需要讓學生對化學平衡常數的定義進行深入的理解，這才可以使得其在后面各個階段的復習以及高考的過程中更好的處理相關的問題，打下堅實的基礎。

平衡常數就是當可逆反應達到平衡的時候，每一個產物的濃度系數次冪的連乘積和每一個反應物濃度系數次冪的連乘積之間成正比的關系，而這個比值則為平衡常數。

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

這個Kc為一個定值，被稱之為濃度化學平衡常數。

如果反應進行的越完全，那么平衡常數就會越大。當可逆反應達到了平衡的時候，生成物濃度之冪或者是分壓力的乘積和反應物濃度的冪或者是分壓力的乘積之間的比值是一定的。使用濃度所計算的平衡常數是用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平衡常數

在化學學科中“守恒”是化學中相當重要的思想，可以說是貫穿于整個化學教學的。在一輪復習中也需要繼續對這一思想進行貫穿，這將有助于幫助學生對化學進行更加深入的理解，有助于幫助學生從整體入手對問題進行考慮，對計算步驟進行優化，減少計算的時間，形成清晰的思路，對化學計算進行整體上的把握，有利于提高學生對于化學平衡的認識。守恒包括了能量守恒與質量守恒，從能量守恒中的能量的轉化形式，可以從多個角度對化學反應進行理解。在化學平衡常數復習的過程中，也應該注意守恒思想的應用。從能量守恒的角度來看，可逆反應中正逆反應焓變數值相等，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、從基礎出發，掌握基本內容

從當前的情況來看，很多教師都更加傾向于向學生傳授各種化學計算的巧解方法，

如十字交叉法、差量法等等，通過這些巧解方法可以幫助學生縮短答題的時間，但卻會浪費掉大量的教學時間，如果過于注重巧解方法，有可能會導致學生對于基礎的掌握不牢固。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的規范化。在復習化學平衡的時候需要注重基本方法與基本解題思路的指導，對教材中的基本內容進行深入的剖析，靈活的運用各種基礎知識解決問題。特別是在化學平衡常數的計算中，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問題：（1）所帶入的量最好是物質的量濃度，雖然“物質的量”或者是“物質的量濃度”都可以，但是在與化學反應速率以及化學平衡闡述的計算之中，基本都是使用濃度，因此采用濃度可以有助于減少出現錯誤的可能性。（2）在非水溶液之中，需要加強對解題模式的指導。平衡常數K是通過系統的平衡濃度計算得到，濃度商Q是根據系統任意濃度之下的（包括平衡濃度）所計算出來的。兩者雖然表達式一樣，但是Q是在一定的溫度的任意時刻，產物的濃度冪之積和反應物濃度冪之積比

，但是K是平衡狀態下的平衡常數。通過Q和K的相對大小可以用來判斷化學反應是否是達到了平衡狀態，當K=Q時，處于平衡狀態，當Q大于K時平衡會向逆反應方向進行移動；當Q小于K時向正反應方向移動。

四、關于化學平衡常數的綜合題

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氣流中，通過以下反應制得：

SiO2+C+N2高溫Si3N4+CO

（1）配平上述反應的化學方程式（將化學計量數填在方框內）；

（2）該反應的氧化劑是，其還原產物是；

（3）該反應的平衡常數表達式為K=；

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

（5）若使壓強增大，則上述平衡向反應方向移動（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）分析反應可得，變價元素有Si、C、N，根據化合價升降守恒可配平；（2）分析化合價變化，N2化合價降低，故N2為氧化劑，Si3N4為還原產物；（3）根據配平后的反應不難寫出平衡常數表達式；（4）若上述反應為放熱反應，則其反應熱ΔH<0，升高溫度，平衡左移，其平衡常數值減小；（5）若壓強增大，平衡向氣體體積縮小的方向移動，即逆反應方向移動；（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境化學當前需要研究的內容之一。

（1）硫酸生產中，SO2催化氧化成SO3：2SO2（g）+O2（g）催化劑加熱2SO3（g）。某溫度下，SO2的平衡轉化率（α）與體系總壓強（p）的關系如圖1所示。根據圖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，反應達平衡后，體系總壓強為0.10 MPa。該反應的平衡常數等于。②平衡狀態由A變到B時，平衡常數K（A）K（B）（填“>”、“<”或“=”）。

解析本題考查了平衡常數的計算。（1）①由圖1知當體系總壓強為0.10 MPa時，SO2的平衡轉化率（α）為0.80，故達平衡后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。所以該反應的平衡常數K=（0.16 mol/L）2（0.04 mol/L）2×0.02 mol/L=800 L/mol。②平衡狀態由A到B時，SO2的平衡轉化率（α）增大，但反應溫度不變，所以平衡常數K不變。

答案：（1）①800 L/mol②=

（收稿日期：2014-08-10）