“化学平衡常数”应用的教学体会

“化学平衡常数”应用的教学体会

　　“化学平衡常数”应用的教学体会
　　
　　作者/杨启明 李飞艳
　　
　　在学习化学平衡知识时，学生对化学平衡常数的应用认识较为浅薄。但实际上，很多较难的化学平衡问题都可以通过化学平衡常数K进行解决，甚至包括电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡的一些问题，它们都是以化学平衡为基础的。
　　
　　例如有些学生不太理解“浓度越小，弱电解质的电离程度越大”，其实这个问题就可以通过平衡常数K与Qc的关系解决。
　　
　　所以，Qc＜Ka，平衡向右移动，电离程度变大。
　　
　　由以上例题可知，平衡常数的应用是非常重要的。通过化学平衡常数不仅可以直接判定一个反应进行的程度，也可以间接通过平衡常数判定可逆反应进行的方向或移动的方向，还可以用于热效应的判定。现总结如下：
　　
　　1. 判断方向
　　
　　（1） 起始反应的方向。在一定条件下，可逆反应中各组分的浓度已知，可逆反应将向什么方向进行？这样的问题我们可以用化学平衡常数K就能轻松解决。
　　
　　方法：将所给各组分的浓度代入平衡常数表达式中而得到Qc，若Qc＞K，则表明加入的物质中生成物浓度大了，而反应物浓度小了，平衡将逆向进行；若Qc＜K，则平衡正向进行；若Qc＝K，则表示可逆反应已达平衡状态。因此，利用Qc与K是否相等，可判定可逆反应是否达平衡状态。
　　
　　例如吸热反应N2（g）＋O2（g）？葑2NO（g），在2 000℃时，K=6.2×10-4。2 000℃时，向10L密闭容器中放入2.94×10-3molNO，2.50×10-1molN2和4.00×10-2molO2，通过计算回答：①此反应的初始状态是否为化学平衡状态？②若非化学平衡状态，反应将向哪个方向进行以达到化学平衡状态？
　　
　　解析：由题信息我们可以很容易计算出N2、O2、NO的浓度分别为2.94×10-4mol/L、2.50×10-2mol/L、4.00×10-3mol/L，再通过计算Qc=8.60×10-4＞K，所以该反应未达平衡，反应将逆向进行。
　　
　　（2）平衡移动的方向。如果可逆反应改变反应物和生成物浓度时，平衡将向什么反向移动？方法与（1）中一样，仍用Qc与K的关系。
　　
　　例如800℃时，化学平衡CO（g）＋H2O（g）？葑CO2（g）＋H2（g）的平衡常数K为1，若达到平衡后其他条件不变，将C（H2O）增大到原来的2倍，同时将C（CO2）增大到原来的3倍，化学平衡将向什么方向移动？我们可将所改变的浓度代入到平衡常数表达式而得到Qc，很显然Qc＞K，因此平衡将向逆反应方向移动。
　　
　　2. 判断反应热效应
　　
　　平衡常数K值的大小只与外界的温度有关。温度发生变化，平衡常数也随着改变。若温度升高，K值变大，则正反应为吸热反应；若温度升高，K值减小，则正反应为放热反应。
　　
　　3. 判定转化率
　　
　　一定温度下，K值越大，反应进行得越完全，反应物转化率就越高，反之就越低。所以，我们可利用K的大小判定反应物转化率的大小。
　　
　　例如27℃时，反应（1）：N2（g）＋O2（g）？葑2NO（g），K=3.84×10-31，反应②：2SO2（g）＋O2（g）？葑2SO3（g），K=
　　
　　3.10×1025，判断这两个反应进行的程度？
　　
　　很明显，第一个反应的平衡常数很小，说明其反应的程度很小，几乎不能发生。而后一个反应的平衡常数很大，说明这个反应进行的比较完全，转化率就很大。
　　
　　（山东省胶州市第二中学）

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