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平衡常數(shù)在解題中的妙用
化學(xué)平衡是反應(yīng)原理中非常重要的知識之一，而平衡常數(shù)則是解決這一類平衡問題的重要手段和方法，如果平衡常數(shù)運用得當，往往可以起到事半功倍的效果。現(xiàn)從以下幾個方面來介紹平衡常數(shù)在解題中的妙用。
1 判斷反應(yīng)進行的程度
K值越大，正反應(yīng)進行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)換率越高；K值越下，正反應(yīng)進行的程度越下，逆反應(yīng)進行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)換率越低。
例1：（原創(chuàng)題）下列數(shù)據(jù)是一些反應(yīng)的平衡常數(shù)，請判斷：表示反應(yīng)進行得最接近完全的常數(shù)是（ ）
A．K=3×103 B．K=2×10-10
C．K=3×105 D．K=2×1010
解析：K值越大，正反應(yīng)進行的越完全。一般認為K>105時，即反應(yīng)基本完成。故選D。
2 判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)
K值的大小與濃度、壓強和是否使用催化劑無關(guān)，只與溫度這一外界條件有關(guān)，溫度發(fā)生變化時平衡常數(shù)也會發(fā)生改變。溫度越高，K值越大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；溫度越高，K值越小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
例2：（08年山東理綜；有改動）高溫下，某反應(yīng)達到平衡，平衡常數(shù)。恒容時，溫度升高，K值變大。下列說法正確的是（ ）
A．該反應(yīng)的焓變?yōu)檎?
B．恒溫恒容下，增大壓強，H2濃度一定減小
C．升高溫度，逆反應(yīng)速率減小
D．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO＋H2OCO2＋H2
解析：溫度升高，K值變大，說明平衡向正反應(yīng)移動，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故該反應(yīng)的焓變?yōu)檎担珹正確；恒溫恒容下，增大壓強，H2濃度應(yīng)該增大或不變，故B錯；升高溫度，正逆反應(yīng)速率都會增大，故C錯；由平衡常數(shù)的表達式可得，該反應(yīng)化學(xué)方程式應(yīng)為CO2+H2CO+H2O，故D錯。答案選A。
例3：1．（09年江蘇化學(xué)；有改動）I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I3－(aq)；某I2、、KI混合溶液中，I3－的物質(zhì)的量濃度c(I3－)與溫度T的關(guān)系如圖所示（曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài)）。下列說法正確的是（ ）
A． 反應(yīng) I2(aq)＋I－(aq)I3－(aq)的△H>0
B．若溫度為T1、T2，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2則K1＞K2
C．若反應(yīng)進行到狀態(tài)D時，平衡正移。
D．狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(I2)大
解析：隨著溫度的不斷升高，c(I3－)逐漸的減小，說明反應(yīng)向逆方向移動，所以逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以△H＜0，故A項錯；由A知△H＜0，所以溫度越高，K值越小，因T2＞T1，故K1＞K2， B項錯；C項，從圖中可以看出D點并沒有達到平衡狀態(tài)，所以它要向A點移動，這時c(I3－)在增加，所以平衡正移，C項正確；D項，從狀態(tài)B到狀態(tài)A，c(I3－)在增加，平衡正向移動，那么c(I2)就在減小，所以狀態(tài)A的c(I2)小，D項錯誤；答案選C。
3 判斷反應(yīng)進行的方向
勒夏特列原理定義中減弱一詞的含義較難理解，教學(xué)中使用平衡常數(shù)通過計算，定量進行比較，可以較好的突破平衡移動方向的判斷難點。所以，平衡常數(shù)是將化學(xué)平衡移動原理定性的判定轉(zhuǎn)化為定量的計算，從而使判斷平衡移動更為準確。甚至用勒夏特列原理無法解釋的問題，用平衡常數(shù)也可以快速的解決。
對于可逆反應(yīng)：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的溫度下的任意時刻，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系：，叫該反應(yīng)的濃度商。
＜K ，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行
＝K ，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)
＞K ，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行
例4：（原創(chuàng)題）在一定溫度條件下，對于以達到平衡的反應(yīng)：FeCl3 +3KSCN 3KCl+Fe（SCN）3 ，在此溶液中作如下處理，平衡左移的是：（ ）
A．加入少量氯化鉀固體
B．加入少量氯化鐵固體
C．減少Fe（SCN）3的濃度
D．加水稀釋
解析：該反應(yīng)的本質(zhì)是：Fe3+ +3SCN- Fe（SCN）3，任意時刻的濃度商：；KCl沒有參加反應(yīng)，所以改變KCl的量不會影響到平衡的移動，故A錯誤；加入少量氯化鐵固體或減少Fe（SCN）3的濃度，都會使減小，使＜K ，平衡向右移動，故B、C均錯；加水稀釋，使、 和均減小，但分母減小的更快，使>K，平衡向左移動，故D正確；答案選D。
4 計算轉(zhuǎn)換率
利用溫度不變時，平衡常數(shù)不變列方程求解。
例5：（08年寧夏理綜）已知可逆
反應(yīng)：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)，△H＞0
請回答下列問題：
（1）在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)= 1 mol·L-1，c(N)=2.4 mol·L-1，達到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60％，此時N的轉(zhuǎn)化率為 ；
（2）若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率
（填“增大”“減小”或“不變”；）
（3）若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)= 1 mol·L-1,
c(N)=amol·L-1;達到平衡后，c(P)=2 mol·L-1,a= ;
（4）若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為：c(M) = c(N)= b mol·L-1，達到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為 。
解析：（1）M轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為0.6mol·L-1，則N反應(yīng)的量也是0.6mol·L-1，所以N的轉(zhuǎn)化率為：×100％＝25％。
（2）由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以升高溫度，化學(xué)平衡正向移動，M的轉(zhuǎn)化率增大。
（3） M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)
起始Ⅰ：1 2.4 0 0
平衡Ⅰ：0.4 1.8 0.6 0.6
起始Ⅱ：4 a 0 0
平衡Ⅱ：2 a－2 2 2
平衡Ⅰ和平衡Ⅱ溫度相同，則K值相同，
故：
＝ ，a＝6mol·L-1。
（4） M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)
起始： b b 0 0
改變： x x x x
平衡： (b-x) (b-x) x x
溫度不變，K值相同，故：
＝ ，
x＝0.41b，M的轉(zhuǎn)化率為41％。
點評：通過以上幾個案例的分析，化學(xué)平衡常數(shù)在無機化學(xué)的解題中占有非常重要的位置；其用途之廣，概括起來，無非是直接應(yīng)用和綜合應(yīng)用兩個方面。通過平衡常數(shù)可以直接判斷一個反應(yīng)進行的程度；也可以間接的通過平衡常數(shù)來判定反應(yīng)的熱效應(yīng)和反應(yīng)進行的方向；通過平衡常數(shù)也可以很好的解釋濃度、壓強和催化劑對平衡的影響；當然，平衡常數(shù)還可以應(yīng)用于各種計算，求某些特定物質(zhì)的轉(zhuǎn)換率和濃度。

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