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化学平衡常数的计算与应用

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化学平衡常数是近年来高考新增考点,高考对化学平衡常数的考查主要包括化学平衡常数表达式的书写,化学平衡常数的应用和平衡常数的计算等方面.以下从近几年高考化学试题中选择数例来说明高考对平衡常数的考查范围和题型特点.

一、 平衡常数的计算

化学平衡状态是可逆反应发生后的必然结果,逆反应的存在使反应物不能完全转化为生成物.从微观的角度分析,这一点也是很容易理解的,化学反应的微观本质是分子不断运动导致相互碰撞,其中能量较高的活化分子发生有效碰撞,转变为生成物分子,生成物的分子也在不断运动,也存在能量超出逆反应活化能的活化分子,所以部分生成物又重新转变为反应物.因此,可逆反应发生后正、逆反应最终都只能进行到一定程度达到化学平衡状态,此时正逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度不再改变,其浓度(连同化学计量数的方次)乘积的比值也就是一个常数.以反应mA+nBpC+qD为例,K=c(C)pc(D)qc(A)mc(B)n.K值的大小是反应进行程度的量度,K越大,生成物浓度越大,剩余反应物浓度越小,即反应物的转化率越高,反应进行的程度越高.在一定条件下,不同反应的K值不同,其大小取决于反应物的本性.同一反应的K值随温度的改变而变化,但不受浓度变化的影响.

1.由平衡浓度计算平衡常数

已知平衡浓度计算平衡常数,将平衡浓度代入平衡常数表达式即可求出K值.但试题往往不直接给出平衡浓度,而是以图像的形式呈现,此时对图像的识别与分析就成了解题的关键.

3.由溶度积计算平衡常数

在有难溶物参加或生成的可逆反应达到平衡状态后,既存在着该反应的化学平衡(用K量度),又存在着难溶物的沉淀溶解平衡(用KSP量度),在这一多重平衡体系中,相关离子的浓度为一定值,既满足化学平衡,又满足沉淀溶解平衡,由此可根据溶度积求反应的平衡常数.

3.比较反应进行的程度

平衡常数是平衡时生成物浓度积与反应物浓度积的比值,一般来讲K值越大,表示反应进行的程度越大,但相互比较时,还需考虑浓度的方次.只有相同类型的反应才能直接用K值的大小比较反应的程度.