化學(xué)平衡常數(shù)【 核心知識(shí) 精講精練 】 高二化學(xué) 上學(xué)期 高校課堂課件（人教版2019選擇性必修1）

第二節(jié)化學(xué)平衡第二課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義，會(huì)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)書(shū)寫(xiě)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式。2.能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。3.應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)和濃度商的關(guān)系判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡及反應(yīng)進(jìn)行的方向，提升從定量的角度分析化學(xué)反應(yīng)的能力。

知識(shí)回顧：化學(xué)平衡狀態(tài)（化學(xué)平衡）在一定條件下，可逆反應(yīng)體系中，當(dāng)正、逆反應(yīng)的速率相等時(shí)，反應(yīng)物濃度和生成物濃度均保持不變，即體系的組成不隨時(shí)間的而改變，這表明該反應(yīng)的轉(zhuǎn)化達(dá)到了“限度”這時(shí)的狀態(tài)稱(chēng)之為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)化學(xué)平衡。當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)究竟有多少反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成生成物？平衡體系中反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度之間有什么關(guān)系呢？分析課本P31頁(yè)表2—1序號(hào)起始時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)c0(H2)c0(I2)c0(HI)c(H2)c(I2)c(HI)10.011970.00694400.0056170.00059360.0127048.3720.012280.00996400.0038410.001250.0168748.6230.012010.0084030.00.0045800.00097330.0148649.544000.015200.0016960.0016960.0118148.495000.012870.0014330.0014330.0100048.706000.037770.0042130.0042130.0293448.50平均值48.70表1、457.6℃時(shí)反應(yīng)體系H2(g)+I2(g)2HI(g)中總各物質(zhì)的濃度從正反應(yīng)開(kāi)始從逆反應(yīng)開(kāi)始計(jì)算公式幾乎相等1、溫度不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，為常數(shù)用K表示；2、常數(shù)K與反應(yīng)的起始濃度大小無(wú)關(guān)；3、常數(shù)K與正向建立還是逆向建立平衡無(wú)關(guān)即與平衡建立的過(guò)程無(wú)關(guān)。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：序號(hào)平衡時(shí)的濃度/(

mol·L-1)平衡時(shí)c(H2)c(N2)c(NH3)11.150.750.26120.511.000.08731.351.150.41242.431.851.2751.470.750.3766.00×10－2

5.98×10－2

5.71×10－2

5.93×10－2

6.08×10－2

表2:在500℃時(shí)，3H2(g)+N2(g)2NH3(g)反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度幾乎相等H2(g)+I2(g)2HI(g)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)總結(jié)：表達(dá)式與化學(xué)反應(yīng)方程式的關(guān)系結(jié)論：生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值在任意時(shí)刻，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，稱(chēng)為濃度商，常用Q表示。對(duì)于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Q=平衡時(shí)的濃度商稱(chēng)化學(xué)平衡常數(shù)濃度商一、化學(xué)平衡常數(shù)K=比較：Q與K對(duì)于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，該常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)平衡常數(shù)），用符號(hào)K表示。②當(dāng)Q=K說(shuō)明已達(dá)到平衡狀態(tài)。1、概念：2、表達(dá)式：Q=①表達(dá)式相同。Q中任意時(shí)刻的各組分的濃度而K平衡濃度Fe3O4(s)+4H2(g)

高溫3Fe(s)+4H2O(g))H(c)OH(c2424K=CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)K=)Cr2O72-(c)CrO42-(c2)H+(c2Cr2O72-(aq)+H2O(l）

2CrO42-(aq)+2H+(aq)課堂練習(xí)1、寫(xiě)出下列可逆反應(yīng)的K的表達(dá)式K=

C2H5OH+CH3COOH

CH3COOC2H5+H2OK=

(1)反應(yīng)物或生成物中有固體或純液體存在時(shí),由于其濃度可看作“1”而不代入公式。(2)水的處理①氣態(tài)水或非水溶液中的反應(yīng)，如有水生成或有水參加反應(yīng)，此時(shí)水的濃度不可視為常數(shù)。②稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如有水參加，水的濃度視為常數(shù)“1”而不代入公式3、書(shū)寫(xiě)化學(xué)平衡常數(shù)關(guān)系式注意事項(xiàng)N2+3H22NH32NH3N2+3H2N2+H2NH31232K與方程式的書(shū)寫(xiě)有關(guān)；課堂練習(xí)2、寫(xiě)出下列可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式K1=K2=K3=K1＝1/K2＝K32(3)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。

①若反應(yīng)方向改變,則平衡常數(shù)改變。②若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成比例擴(kuò)大或縮小n倍,盡管是同一反應(yīng),平衡常數(shù)也會(huì)改變。K逆＝1/K正K1＝K32課堂練習(xí)3、書(shū)寫(xiě)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)。①2NO(g)+O2(g)2NO2

K1=②2NO2

(g)N2O4

K2=③2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K=K1

K2

方程①+

②=

③則有方程③—②=①則有

(4)多個(gè)反應(yīng)合并的平衡常數(shù)之間的關(guān)系若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)

等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)K值越大，說(shuō)明平衡體系中生成物所占的比例_________，它的正向反應(yīng)進(jìn)行的程度________，即該反應(yīng)進(jìn)行得越________，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率________；反之，正向反應(yīng)進(jìn)行的程度就越________，轉(zhuǎn)化率就________。一般地說(shuō)，________時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得就基本完全了。越大越大完全越大不完全越小K＞1054、化學(xué)平衡常數(shù)的意義觀(guān)察下表，思考為什么不同反應(yīng)之間的K值相差如此之大？5、化學(xué)平衡常數(shù)影響因素序號(hào)起始濃度（×10－2mol·L-1）不同溫度下的平衡常數(shù)(K)c(H2)c(I2)c(HI)457.6℃425.6℃25℃11.1970.694048.3854.518672001.28748.7154.42867

外因：同一個(gè)化學(xué)反的平衡常數(shù)不受濃度的影響，只受溫度影響

內(nèi)因：平衡常數(shù)的大小，主要與反應(yīng)中物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)分析表4總結(jié)外因的影響因素表4:不同條件下的平衡常數(shù)H2(g)+I2(g)2HI(g)△H<0放熱反應(yīng)：T升高K減小

吸熱反應(yīng)：T升高K增大

課堂練習(xí)4、在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng)：

2SO2（g）+O2

（g）?2SO3（g）

（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=_______________．

（2）降低溫度，K值增大，判斷該反應(yīng)是________（“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)。（3）二氧化硫轉(zhuǎn)化率______，化學(xué)反應(yīng)速率______（以上均填增大、減小或不變）．增大放熱減小平衡常數(shù)的大小可以

判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度，受溫度的影響可以判斷該反應(yīng)的熱效應(yīng)。

對(duì)于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Q=二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)、判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；

Q＜K，

Q=K，

Q

＞K，反應(yīng)向正方向進(jìn)行反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)反應(yīng)向逆方向進(jìn)行Q＞K，v正＜v逆，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行課堂練習(xí)5、已知反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝1.0，某時(shí)刻H2O(g)、CO(g)、H2(g)的濃度分別為1.0mol/L，2.0mol/L，1.5mol/L。試回答：（1）此時(shí)反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)？（2）如果不平衡，此時(shí)反應(yīng)朝哪個(gè)方向進(jìn)行？C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)Q＝c(CO)·c(H2)c(H2O)＝2.0×1.51.0＝3.0mol/L≠K不處于平衡狀態(tài)反應(yīng)向逆方向進(jìn)行

[例題1]在某溫度下，將H2和I2各0.10mol氣態(tài)混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測(cè)得c(H2)=0.0080mol/L(1)求該反應(yīng)的平衡常數(shù)(2)在上述溫度下，該容器中若通入H2和I2蒸氣各

0.20mol，試求達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的濃度

（2）化學(xué)平衡常數(shù)的相關(guān)計(jì)算(1).已知初始濃度和平衡濃度求平衡常數(shù)三段式法——“始、變、平、列方程”溫度不變，K不變計(jì)算模型——三段式法(2).知平衡常數(shù)和初始濃度求平衡濃度課本P32K=0.25C(H2)=C(I2)=0.016mol/LC(HI)=0.008mol/L

除了化學(xué)平衡常數(shù)外，還有沒(méi)有其他方法能用來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度呢？反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率α某反應(yīng)物B的轉(zhuǎn)化率(α)＝該反應(yīng)物已轉(zhuǎn)化的量該反應(yīng)物的起始總量×100%＝CB(始）－CB(平)CB(始）×100%平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算課本P33[例題2]在容積不變的密閉容器中，將2.0molCO與10molH2O混合加熱到830C，達(dá)到下列平衡:此時(shí)該反應(yīng)的K為1.0。求達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率。C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)(3)知平衡常數(shù)和初始物質(zhì)的量求轉(zhuǎn)化率

83%⑴基本模式——“三段法”起、轉(zhuǎn)、平轉(zhuǎn)化濃度：mxnxpxqx平衡濃度：a-mxb-nxpxqx⑵基本關(guān)系②生成物：平衡濃度＝起始濃度＋轉(zhuǎn)化濃度①反應(yīng)物：平衡濃度＝起始濃度－轉(zhuǎn)化濃度例：mA+nBpC+qD起始濃度：ab00(mol/L)(mol/L)(mol/L)化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算方法各物質(zhì)的變化濃度之比=化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比

c(CO):c(H2O)=1:1時(shí)

CO+H2OCO2+H2

起始c

1100轉(zhuǎn)化c

-x-x+x+x平衡c

1-x1-xxx

解得x=0.5α(CO)=50%α(H2O)=50%

c(CO):c(H2O)=1:4時(shí)

CO+H2OCO2+H2

起始c

1400轉(zhuǎn)化c

-x-x+x+x平衡c

1-x4-xxx解得x=0.8α(CO)=80%α(H2O)=20%課堂練習(xí)6、已知CO(g)+H2O(g)CO2

(g)+H2

(g)800℃K=1.0；求恒溫恒容體系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或1:4開(kāi)始，達(dá)到平衡時(shí)CO和H2O(g)的轉(zhuǎn)化率。(1-x)(1-x)x2K==1(1-x)(4-x)x2K==1

增大一種反應(yīng)物的濃度，能提高另一種反

應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而本身的轉(zhuǎn)化率減小結(jié)論：課堂小結(jié)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式及書(shū)寫(xiě)注意事項(xiàng)意義及影響因素應(yīng)用用濃度商Q與K比較：Q＜K，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)；Q＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；Q＞K，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)三段式做有關(guān)計(jì)算題方法K越大，反應(yīng)進(jìn)行程度越大。只與溫度有關(guān)課堂達(dá)標(biāo)1．下列關(guān)于平衡常數(shù)K的說(shuō)法中，正確的是(

)①平衡常數(shù)K只與反應(yīng)本身及溫度有關(guān)②改變反應(yīng)物濃度或生成物濃度都會(huì)改變平衡常數(shù)K

③加入催化劑不改變平衡常數(shù)K

④平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)的本身及濃度、壓強(qiáng)無(wú)關(guān)A．①②

B．②③C．③④D．①③D2.在某溫度下，可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常數(shù)為Ｋ，下列說(shuō)法正確的是（）A.K越大，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大．B.K越小，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大．C.K隨反應(yīng)物濃度改變而改變．D.K隨溫度改變而改變．AD

3、已知方程式A(g)