化學平衡的精靈

王民會

化學平衡常數(shù)統(tǒng)領化學平衡移動結果的分析，堪稱化學平衡的精靈。本文賞析2014對平衡常數(shù)多角度的考查。

一、化學平衡常數(shù)的常規(guī)考查

在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)。

易錯點1：忽略濃度“冪”

例1（重慶理綜化學卷）氫能是最重要的新能源。儲氫作為氫能利用的關鍵技術，是當前關注的熱點之一。儲氫可借助有機物，如利用環(huán)已烷和苯之間的可逆反應來實現(xiàn)脫氫和加氫。

（g）FeSO4/Al2O3（g）+3H2（g）

在某溫度下，向恒容容器中加入環(huán)己烷，其起始濃度為a mol·L-1，平衡時苯的濃度為b mol·L-1，該反應的平衡常數(shù)K= 。

解析利用三段式解題

（g）FeSO4/Al2O3（g）+3H2（g）

起始（mol/L） a 0 0

轉(zhuǎn)化（mol/L） b b 3b

平衡（mol/L） a-b b 3b

化學平衡常數(shù)K=（3b）3ba-b=27b4a-bmol3/L3；

學生易錯點K=3b3·ba-b=3b4a-b，忽略了H2前的化學計量數(shù)是3。

易錯點2：固體物質(zhì)在平衡常數(shù)表達式中處理的技巧

固體物質(zhì)或純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計入平衡常數(shù)表達式中或被認為是1來處理。

例2（福建理綜化學卷）鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關系密切。

已知t℃時，反應FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g）的平衡常數(shù)K=0.25。

①t℃時，反應達到平衡時n（CO）∶n（CO2）= 。

②若在1 L密閉容器中加入0.02 mol FeO（s），并通入x mol CO，t℃時反應達到平衡。此時FeO（s）轉(zhuǎn)化率為50%，則x= 。

解析①根據(jù)反應FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g），平衡常數(shù)K

=c（CO2）/c（CO）=0.25，體積相同，所以反應達到平衡時n（CO）∶n（CO2）=4∶1。

②利用三段式解題，因為體積是1 L

FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g）

起始（mol） 0.02 x 0 0

變化（mol） 0.01 0.01 0.01 0.01

平衡時（mol） 0.01 x-0.01 0.01 0.01

因為溫度不變，所以平衡常數(shù)K=0 .25。因為體積是1 L，所以CO2（g）和CO（g）的平衡濃度分別為0.01 mol/L和（x-0.01）mol/L，可得0.01/（x-0.01）=0.25 解得x=0.05。

學生錯誤將平衡表達式表示為K=

c（CO2）×c（Fe）/c（CO）×c（FeO）=0.25，因c（Fe）與c（FeO）不知如何處理，導致此題不會解。……