师：同学们好，欢迎大家来到化学课堂。今天我们进行微专题复习课第二讲——有关化学平衡常数的复习。化学平衡常数是表示可逆反应进行程度的特性常数。2017年版普通高中化学课程标准要求：一、认识化学平衡常数是表征化学反应限度的物理量；二、知道化学平衡常数的含义；三、了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的关系。2019年考试大纲还要求会利用化学平衡常数进行相关计算。
化学平衡移动的方向判断及相关计算一直是高考热点，在历年全国卷中均有出现，所占分值较多，尤其是关于化学平衡常数、转化率等的计算难度较大。考察形式常以新的化工生产、科研领域最新成果为信息载体。接下来，我们一起梳理化学平衡常数的相关知识，主要从三个方面展开：一、概念和表达式；二、化学平衡常数的影响因素；三、化学平衡常数的意义。
首先回顾化学平衡常数的概念和表达式。在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数，用符号K表示。
书写表达式时要注意：反应发生的环境、物质的状态、反应中的计量数。所有变量浓度均应写入表达式中，而固体、纯液体、稀溶液中的水等视为常数的物质，浓度不出现。例如，对于一般可逆反应：mA(g) + nB(g) ⇌ pC(g) + qD(g)，在一定温度下，K = [C]^p · [D]^q / ([A]^m · [B]^n)。
需要特别注意，在气相反应中，除用平衡浓度表示外，还可以用某组分B的平衡分压pB来代替浓度表示平衡常数，记作Kp。对于上述反应，Kp = (pC)^p · (pD)^q / ((pA)^m · (pB)^n)。
接下来请同学们思考两个问题：
在一定温度下，恒容容器中发生反应：CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g)，如何书写该反应的化学平衡常数表达式？
在一定温度下，反应达平衡后，向恒容容器中充入CO₂气体，平衡向哪个方向移动？K值改变吗？
生：依据反应式，如果用浓度表示，K = [CO₂]；如果用分压表示，Kp = p(CO₂)。充入CO₂气体，平衡会逆向移动，但温度不变，所以K值不变。
师：很好。这说明平衡移动，K值不一定变化。那么化学平衡常数的影响因素是什么呢？
生：对于一个确定的反应，化学平衡常数K一般只受温度影响，与反应物或生成物的浓度无关，也与反应是从正反应还是逆反应开始无关。浓度、压强、固体颗粒大小、催化剂等均不改变K值。
师：正确。由此我们可以得出化学平衡常数的意义：它是一定温度下可逆反应内在性质的定量体现，一个平衡常数对应一个具体的温度和一个确定的化学反应。
接下来我们探讨化学平衡常数的应用，主要体现在四个方面：
一、比较可逆反应的限度。对于一个反应，在不同温度下进行时，K值越大，正反应进行的程度越大，反应物转化率越高；K值越小，正反应进行的程度越小，转化率越低。一般来说，当K > 10⁵时，可认为反应完全；若K < 10⁻⁵，则认为反应很难进行。
二、判断可逆反应是否平衡及未平衡时的反应方向。任意时刻，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值称为浓度商Qc。若Qc < K，反应正向移动；若Qc = K，反应处于平衡状态；若Qc > K，反应逆向移动。
三、判断反应的热效应。若温度升高，K值增大，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。
四、用于计算平衡时物质的浓度、物质的量分数及转化率。
为更好地掌握应用，我们一起来分析下面例题。
例一：在一定体积的密闭容器中进行反应：CO₂(g) + H₂(g) ⇌ CO(g) + H₂O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下图所示。请回答：
写出该反应的化学平衡常数表达式。
判断该反应的热效应。
某温度下，若平衡浓度符合关系：[CO]·[H₂O] / ([CO₂]·[H₂]) = 1，判断此时温度。
生：1. K = [CO]·[H₂O] / ([CO₂]·[H₂])。
2. 由图中数据看出，温度越高，K越大，说明升温使平衡右移，正反应为吸热反应。
3. 当K=1时，由图中数据可知温度为830℃。
师：很好。接下来请完成练习一。
练习一：在容积为1L的容器中通入一定量N₂O₄，发生反应：N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g) ΔH > 0。随温度升高，混合气体颜色变深。回答：
反应ΔH与0的大小关系？
100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示，求平衡常数K₁。
100℃达平衡后，改变温度为T，N₂O₄浓度以0.0020 mol/(L·s)的平均速率降低，经10秒又达平衡。判断T与100℃的大小关系，说明理由，并计算温度T时的平衡常数K₂。
生：1. 颜色变深说明平衡正向移动，反应吸热，ΔH > 0。
2. 从图中读得平衡时[N₂O₄] = 0.04 mol/L，[NO₂] = 0.12 mol/L，则K₁ = (0.12)² / 0.04 = 0.36 mol/L。
3. N₂O₄浓度降低，说明反应正向进行，正反应吸热，故温度升高，T > 100℃。计算得N₂O₄浓度降低0.0020×10=0.02 mol/L，则新平衡时[N₂O₄]=0.02 mol/L，[NO₂]=0.16 mol/L，K₂ = (0.16)² / 0.02 = 1.28 mol/L。