第二章第二節(jié)化學(xué)平衡第1課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù) 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修一

第二節(jié)化學(xué)平衡第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡化學(xué)平衡常數(shù)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、化學(xué)平衡常數(shù)的概念3、運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算2、運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度判斷一、化學(xué)平衡常數(shù)序號(hào)起始時(shí)濃度mol/L698.6K平衡時(shí)濃度mol/L698.6K平衡時(shí)c0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.4554.33根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計(jì)算出平衡時(shí)的值，并分析其中規(guī)律。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：1、溫度不變時(shí)，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)。其它平衡體系的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，都有類(lèi)似的關(guān)系對(duì)于反應(yīng):aA+bBcC+dD1、定義：

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)。這個(gè)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)）2、表達(dá)式：一、化學(xué)平衡常數(shù)

對(duì)于一般的可逆反應(yīng)：mA+nBpC+qD

{c(C)}p{c(D)}q

{c(A)}m{c(B)}n

K=K的單位為(mol·L-1)n；3、平衡常數(shù)的單位4、注意事項(xiàng)化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度無(wú)關(guān)練習(xí)：試寫(xiě)出下列反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)催化劑注意：反應(yīng)中的固體或純?nèi)軇┎涣腥肫胶獬?shù)的表達(dá)式中?、?、如果反應(yīng)中有固體和純液體參加，它們的濃度不應(yīng)寫(xiě)在平衡關(guān)系式中，因?yàn)樗鼈兊臐舛仁枪潭ú蛔兊?，化學(xué)平衡關(guān)系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。如：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)Kc=[CO2]CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)Kc=[CO]/([CO2][H2])5、書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)關(guān)系式的規(guī)則

⑵、稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如有水參加，水的濃度也不必寫(xiě)在平衡關(guān)系式中，如：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+Kc=[CrO42-]2[H+]2/[Cr2O72-]

⑶、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)，必須表示在平衡關(guān)系式中。如酒精和醋酸的液相反應(yīng)C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2OK=[CH3COOC2H5][H2O]/([C2H5OH][CH3COOH])

⑷、同一化學(xué)反應(yīng)，可以用不同的化學(xué)反應(yīng)式來(lái)表示，每個(gè)化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)關(guān)系式及相應(yīng)的平衡常數(shù)。例：

N2O4（g）2NO2（g）

K1=[NO2]2/[N2O4]1/2N2O4（g）NO2（g）

K2=[NO2]/[N2O4]1/21/3N2O4（g）2/3NO2（g）

K3=[NO2]2/3/[N2O4]1/3三個(gè)K值有何關(guān)系？⑸、多重平衡規(guī)則

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)例1:2NO(g)+O2(g)2NO2

K12NO2(g)N2O4

K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)例2:

C(s)+CO2(g)2CO(g)KC(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2

則三者的關(guān)系為_(kāi)____________________K=_________K=K1/K2K1K2⑹、同一化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)2NO2(g)2NO(g)+O2(g)

K2例如:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K1則有：K2=_________1/K16、化學(xué)平衡常數(shù)的意義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＞1057.化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用:(1)判斷平衡移動(dòng)方向?qū)τ诳赡娣磻?yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在任意狀態(tài)下，生成物的濃度和反應(yīng)物的濃度之間有如下關(guān)系：Q＝cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)則：

當(dāng)Q＝K時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；

當(dāng)Q＜K時(shí)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行；

當(dāng)Q＞K時(shí)，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。

濃度商：例題:高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下:

FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)

；△H>0其平衡常數(shù)可表達(dá)為:K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.2631100℃時(shí)，測(cè)得高爐中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)_______(填“是”或“否”)，此時(shí)化學(xué)反應(yīng)向

方向進(jìn)行，其原因是

。(2)利用Ｋ可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)①若升高溫度，Ｋ值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)②若升高溫度，Ｋ值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(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)?！纠}】不同溫度時(shí)，反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g),的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下：△溫度623K698K763K濃度平衡常數(shù)66.954.445.9

通過(guò)改變溫度，平衡常數(shù)大小的變化趨勢(shì)可以判斷上面可逆反應(yīng)的正方向是

.放熱反應(yīng)對(duì)于可逆反應(yīng):

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)化率）可表示：（3）計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率例題1：在某溫度下，將H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得c(H2)=0.0080mol/L求：

(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)

(2)其它條件不變，充入的H2(g)和I2(g)各

0.2mol,求達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度。K=0.25C(H2)=C(I2)=0.016mol/LC(HI)=0.008mol/L

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%例2:

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：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．①③2、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）（△H＜0）

（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，該反應(yīng)K值______，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）．D練習(xí)增大增大減小3、已知一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)為：CO+H2O(g)CO2+H2催化劑高溫在427℃時(shí)的平衡常數(shù)是9.4。如果反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.01mol/L，計(jì)算一氧化碳在此反應(yīng)條件下的轉(zhuǎn)化率。練習(xí)X=0.00754mol/L一氧化碳轉(zhuǎn)化率=75.4%4.一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng)：2SO2+O22SO3已知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L經(jīng)測(cè)定該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K≈19，