化學(xué)平衡常數(shù)(1) 高二上學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）選擇性必修1

【復(fù)習(xí)回顧】計(jì)算該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的溫度。汽車尾氣中的主要污染物是一氧化氮和一氧化碳，它們是現(xiàn)代化城市中的重要大氣污染物。為了減輕大氣污染，人們提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣的想法。ΔH=-746.8KJ?mol—1ΔS=-197.5J·mol－1·K－1ΔH－TΔS=-746.8KJ?mol—1-

T×（-0.1975KJ·mol－1·K－1）<0得：T<3781K

用“”表示?1、概念：2、表示：3、特征：a、雙向性：b、雙同性：c、共存性：一、可逆反應(yīng)在相同條件下，同時(shí)向正、反兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)。

反應(yīng)物生成物正向反應(yīng)逆向反應(yīng)正、逆反應(yīng)是在相同條件下同時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)物、生成物同時(shí)存在復(fù)習(xí)回顧可逆反應(yīng)(任何一種反應(yīng)物/生成物都無法反應(yīng)完)在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X2(g)＋3Y2(g)

?2Z(g)，X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.2mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L，當(dāng)平衡時(shí)，下列數(shù)據(jù)肯定不正確的是(

)A.X2為0.4mol/L，Y2為1.2mol/LB.Y2為1.0mol/LC.X2為0.3mol/L，Z為0.2mol/LD.Z為0.6mol/L課堂練習(xí)A2SO2+O22SO3?反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)速率V正=V逆化學(xué)平衡V正V逆t1開始時(shí)：反應(yīng)物濃度最大,v正

；生成物濃度為

,v逆為

。反應(yīng)中：反應(yīng)物濃度逐漸_____,v正_____；生成物濃度逐漸_____,v逆

。平衡時(shí)：反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度都不再_____,v正和v逆_____。

最大00減小減小增大增大變化相等復(fù)習(xí)回顧化學(xué)平衡狀態(tài)2SO2+O2

2SO3?反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)速率V正=V逆化學(xué)平衡V正V逆t1在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，v正與v逆相等，反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變，稱為“化學(xué)平衡狀態(tài)”。特征：針對(duì)可逆反應(yīng)而言V正=V逆>0動(dòng)態(tài)平衡各組分濃度/含量保持恒定條件改變，平衡移動(dòng)，并在新的條件下建立新的平衡逆等動(dòng)定變判斷可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡？直接判斷依據(jù)間接判斷依據(jù)v正＝v逆變量不變同一物質(zhì)不同物質(zhì)生成速率等于消耗速率化學(xué)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，且需一正一逆2SO2+O2

2SO3?各組分的m、n、N、c等各組分的m%、n%、v%等T、P、ρ、總m(氣體)、M(氣體)、顏色等注意：H2N-COONH4(s)?CO2(g)+2NH3(g)1、可逆反應(yīng)：2NO2?2NO＋O2在恒容的密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是(

)①單位時(shí)間內(nèi)生成nmoO2的同時(shí)生成2nmolNO2②單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)⑦混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A.①④⑥⑦

B.②③⑤⑦C.①③④⑤

D.全部課堂練習(xí)A2、在一定溫度下的恒容密閉容器中，能說明反應(yīng)A(s)+2B(g)C(g)＋D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()①混合氣體的壓強(qiáng)不變

②混合氣體的密度不變

③B的物質(zhì)的量濃度不變

④氣體的總物質(zhì)的量不變⑤當(dāng)有2molB消耗時(shí)，有1molC生成⑥氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變A.①②③B.②③⑥C.③④⑤D.①④?B課堂練習(xí)第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度第1課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、知道化學(xué)平衡常數(shù)的定義，并會(huì)表示化學(xué)平衡常數(shù)2、知道如何計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)3、掌握化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用【聯(lián)想質(zhì)疑】在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室中，人們會(huì)遇到各種各樣的可逆反應(yīng)，如合成氨的反應(yīng)：

該反應(yīng)在一定條件下不可能進(jìn)行完全，即存在一定的限度。反應(yīng)限度對(duì)人類的生產(chǎn)活動(dòng)和日常生活有著重要影響。因此，對(duì)化學(xué)反應(yīng)來說，僅研究化學(xué)反應(yīng)的方向是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要關(guān)注化學(xué)反應(yīng)的限度問題。那么，怎樣才能定量地描述化學(xué)反應(yīng)的限度呢？

研究表明，可逆反應(yīng)在適當(dāng)條件下進(jìn)行一段時(shí)間后一定會(huì)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。此時(shí)，平衡混合物的組成不再隨時(shí)間的延續(xù)而變化，反應(yīng)達(dá)到一定的限度。在研究了大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，人們發(fā)現(xiàn)可以用化學(xué)平衡常數(shù)來定量描述化學(xué)反應(yīng)的限度。K=反映了化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度。平衡常數(shù)的數(shù)值越大，說明反應(yīng)進(jìn)行得越完全。一、化學(xué)平衡常數(shù)定義：一定溫度下，當(dāng)可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物平衡濃度的冪之積與反應(yīng)物平衡濃度的冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)。意義：[C]c[D]d[A]a[B]b或K=注意：表達(dá)式中各物質(zhì)濃度均為平衡濃度。寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式和單位。序號(hào)反應(yīng)K單位①1/2N2(g)+3/2H2

(g)?NH3(g)(mol·L-1)-1②N2(g)+3H2(g)?2NH3

(g)(mol·L-1)-2③2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)

(mol·L-1)2④NH3?H2O(aq)?NH4+(aq)+OH—(aq)mol·L-1⑤FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)1⑥AgCI(s)?Ag+(aq)+CI—(aq)(mol·L-1)2c平(NH3)c平(N2)1/2c平(H2)3/2

c平(NH3)2

c平(N2)c平(H2)3

c平(N2)c平(H2)3

c平(NH3)2

c平(NH4+)c平(OH—)

c平(NH3?H2O)

c平(CO2)

c平(CO)

c平(Ag+)c平(Cl—)

固體和純液體濃度為1，不列入K的表達(dá)式K1K2K3K12

=K2

=1/K31、對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)，K的表達(dá)式不唯一。

若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一個(gè)反應(yīng)，平衡常數(shù)也會(huì)改變?；瘜W(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式取決于化學(xué)方程式的系數(shù)。2、固體和純液體濃度通?？醋龀?shù)為1，不列入K的表達(dá)式。3、若反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變。對(duì)于一可逆反應(yīng)，其正反應(yīng)和逆反應(yīng)的K互為倒數(shù)，單位不同。K的單位與化學(xué)方程式的書寫方式相對(duì)應(yīng)。結(jié)論化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。序號(hào)初始濃度×10-2mol/L平衡濃度×10-2mol/Lc始(H2)c始(I2)c始(HI)c平(H2)c平(I2)c平(HI)11.0671.19600.1830.3131.76721.1350.90400.3560.1251.55931.1340.75100.4570.0741.3544001.0690.1140.1140.8415000.4490.0480.0480.353

表中所列為測(cè)量反應(yīng)I2(g)+H2(g)?2HI(g)在698.6K時(shí)各物質(zhì)的初始濃度和平衡濃度所獲得的數(shù)據(jù)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算平衡時(shí)的值，并分析其中規(guī)律。交流研討c平2(HI)c平(H2)c平(I2)c平2(HI)c平(H2)c平(I2)54.554.654.454.354.3?交流研討序號(hào)初始濃度×10-2mol/L平衡濃度×10-2mol/Lc始(H2)c始(I2)c始(HI)c平(H2)c平(I2)c平(HI)11.1970.69400.5610.0591.27048.3821.2280.99600.3840.1521.68748.6131.2010.84000.4580.0971.48649.544001.5200.1690.1691.18148.485001.2870.1430.1431.00048.716003.7770.4210.4212.93448.81c平2(HI)c平(H2)c平(I2)

再對(duì)比反應(yīng)I2(g)+H2(g)?2HI(g)在730.6K時(shí)各物質(zhì)的初始濃度和平衡濃度所獲得的數(shù)據(jù)，尋找其中的規(guī)律。(1)相同溫度，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的數(shù)值相同嗎？(2)這個(gè)常數(shù)與反應(yīng)的起始濃度大小有關(guān)嗎？(3)這個(gè)常數(shù)與正向建立還是逆向建立平衡有關(guān)系嗎？分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，思考下列問題：無關(guān)。相同，是個(gè)常數(shù)。思考交流c平2(HI)c平(H2)c平(I2)結(jié)論：對(duì)于系數(shù)確定的反應(yīng)，化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)。（與反應(yīng)物或生成物的濃度、壓強(qiáng)、催化劑無關(guān)。）平衡常數(shù)K與正向建立還是逆向建立平衡無關(guān),即與平衡建立的過程無關(guān)。多重平衡規(guī)則：若干化學(xué)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(除)例如:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)K12NO2(g)?N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)?N2O4(g)K3

K3=K1K21、已知N2+3H2

?2NH3（ΔH<0）在400℃達(dá)到平衡時(shí)，c(N2)=1mol·L-1，c(H2)=2mol·L-1，c(NH3)=4mol·L-1，(1)則400℃時(shí)此反應(yīng)的平衡常數(shù)是

。(2)其逆反應(yīng)的平衡常數(shù)是

。(3)若保持溫度不變，將容器體積縮小一半，則平衡常數(shù)為

。2L2·mol-20.5mol2·L-22L2·mol-2課堂練習(xí)2.對(duì)于可逆反應(yīng)：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在一定溫度下，平衡常數(shù)為K，下列條件的變化中，能使K發(fā)生變化的是（）

A.將C(s)的表面積增大 B.增大體系的壓強(qiáng)C.升高體系的溫度 D.使用合適的催化劑C3.已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：①H2(g)＋S(s)H2S(g)K1，②S(s)＋O2(g)SO2(g)

K2，則反應(yīng)③H2(g)＋SO2(g)H2S(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)K是()

A.K1＋K2 B.K1－K2 C.K1×K2 D.K1K2D課堂練習(xí)二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用K的數(shù)值越大，反應(yīng)程度越大。1、比較同一可逆反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行的程度。2、判斷化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度。K值<10－510－5～105>105反應(yīng)程度___________________________很難正向進(jìn)行反應(yīng)可逆進(jìn)行完全3、利用平衡常數(shù)可算物質(zhì)的平衡濃度、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)和轉(zhuǎn)化率等。4、判斷可逆反應(yīng)平衡移動(dòng)方向。cc(C)·cd(D)ca(A)·cb(B)任意狀態(tài)時(shí)：濃度商Q=達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),

K=在某溫度下，用濃度商Q與K比較大小來判斷是否達(dá)到平衡。對(duì)于可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g)Q=K

反應(yīng)狀態(tài)

。此時(shí)，V（正）

V（逆）Q<K

反應(yīng)狀態(tài)

。此時(shí)，V（正）

V（逆）Q>K

反應(yīng)狀態(tài)

。此時(shí)，V（正）

V（逆）平衡狀態(tài)反應(yīng)正向進(jìn)行反應(yīng)逆向進(jìn)行=><5、利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)②若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。①若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；根據(jù)某反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度變化的情況，可判斷該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。T373473573673773K3.35×1091.00×1072.45×1051.88×1042.99×103觀察：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)?H<0的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系：1、能反映化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度，平衡常數(shù)的數(shù)值越大，說明反應(yīng)進(jìn)行得越完全?；瘜W(xué)平衡常數(shù)K=2、化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式取決于化學(xué)方程式的系數(shù)。對(duì)于系數(shù)確定的反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值大小只與溫度有關(guān)。4、升高溫度，吸熱反應(yīng)的K增大，放熱反應(yīng)的K減小。aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g)【課堂小結(jié)】3、在某溫度下，用濃度商Q與K比較大小來判斷是否達(dá)到平衡。1、關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述正確的是

()A、化學(xué)平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，與溫度無關(guān)B、兩種物質(zhì)反應(yīng)，不管怎樣書寫化學(xué)方程式，平衡常數(shù)均不變C、化學(xué)平衡常數(shù)等于某一時(shí)刻生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值D、溫度一定，對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)D對(duì)于給定的可逆反應(yīng)，化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)；化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫與方程式的書寫有關(guān)，因此一定溫度下，兩種物質(zhì)反應(yīng)，化學(xué)方程式書寫形式改變，平衡常數(shù)改變；化學(xué)平衡常數(shù)等于平衡時(shí)生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值；利用平衡常數(shù)的定義知，溫度一定，對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。課堂練習(xí)2、對(duì)于反應(yīng)3Fe(s)＋4H2O(g)?Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常數(shù)，下列說法正確的是()

A、K＝B、K＝C、增大c(H2O)或減小c(H2)，會(huì)使該反應(yīng)平衡常數(shù)減小D、改變反應(yīng)的溫度，平衡常數(shù)不一定變化B課堂練習(xí)3、在25℃時(shí)，在2L密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始物質(zhì)的量和平衡物質(zhì)的量如下表：則25℃時(shí)，反應(yīng)X＋3Y?2Z，其平衡常數(shù)的值為()

A、400 B、600C、1200D、1600

物質(zhì)XYZ初始物質(zhì)的量/mol0.20.40平衡物質(zhì)的量/mol0.10.10.2D課堂練習(xí)4、298K時(shí)，下列反應(yīng)的平衡常數(shù)如下：①N2(g)＋O2(g)?2NO(g)，K1＝1×10－30②2H2(g)＋O2(g)?2H2O(g)，K2＝2×1081mol－1·L③2CO2(g)?2CO(g)＋O2(g)，K3＝4×10－92mol·L－1則常溫下NO、H2O、CO2這三個(gè)化合物分解放氧的傾向最大的是

()A、NOB、H2O C、CO2 D、不能判斷A課堂練習(xí)5、在1000K時(shí)，已知反應(yīng)Ni(s)＋H2O(g)?NiO(s)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝0.059，當(dāng)水蒸氣和氫氣的物質(zhì)的量濃度相等時(shí)，此反應(yīng)()

A.已達(dá)到平衡狀態(tài)B.未達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)正向進(jìn)行C.未達(dá)到平衡狀態(tài)