化学平衡常数【 知识精讲+备课精思+拓展提升 】 高二化学 课件（人教版2019选择性必修1）

新教材第二章化学反应速率与化学平衡化学平衡第二节第2课时化学平衡常数新课导入→在研究了大量实验的基础上，人们发现可以用“化学平衡常数”来定量描述化学反应的限度。该反应在一定条件下是不可能进行完全的，即存在一定的限度怎样定量描述化学反应的限度呢？工业生产中，我们想知道：N2+3H2

2NH3△H=-92.6KJ/mol请阅读教材P31-32表2-1，从中能获得什么信息？结论：①在457.6℃时，为常数2c(HI)c(H2)·c(I2)若用K表示,K平均

=48.70③该常数与反应的起始浓度大小无关②该常数与正向还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的途径无关其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系48.70在，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（简称平衡常数），符号用“”表示。二、化学平衡常数——————————————K一定温度下注意：化学平衡常数只与温度有关.—————与压强、反应物或生成物浓度均无关。K1、定义(课本P32)：与平衡建立的途径无关。2.表达式：

对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

说明：其中c为各组分的平衡浓度3.K的单位：∵浓度的单位为mol·L-1

∴K的单位为(mol·L-1)n；n=(p+q)-(m+n)※当浓度的单位为mol·L-1，称标准平衡常数，标准平衡常数不写单位

注：纯固体和纯液体浓度计为1，不列入平衡常数表达式二、化学平衡常数(1)纯固体、纯液体浓度固定,不列入平衡常数的表达式中！例如：K=Fe3O4(s)+4H2(g)

高温3Fe(s)+4H2O(g)c(CO2)c4(H2)4(H2O)cK=4.书写平衡常数关系式的规则K=)Cr2O72-(c)CrO42-(c2)H+(c2Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

注意：水溶液中的反应如有水参加，水浓度为常数，不列入。但对非水溶液反应，如有水生成或有水参加，必须写上。1.试写出下列反应的化学平衡常数的数学表达式：(1)

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

(2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)催化剂)()()(COcH2OcH2cK·=)()()(222OcSO2cSO3cK·=(2)平衡常数与方程式书写方法有关。K1与K3的关系？N2+3H22NH32NH3N2+3H2N2+H2NH31232K1)H(c)N(c)NH(c23232=K2)NH(c)H(c)N(c32232=K1=1/K2K3)H(c)N(c)NH(c//2232213=③②①K1==K32K1与K2的关系？对可逆反应，若反应方向改变，平衡常数与原平衡常数互为倒数若方程式中化学计量数整体扩大n倍，平衡常数变为原来的n次方例1:①2NO(g)+O2(g)2NO2

K1

②2NO2(g)N2O4

K2

③2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K③

=①+②（3）多重平衡规则=？=K1K2

规律：若方程式相加，则总反应平衡常数等于分步平衡常数之乘积,反之，相减则“除”例2:

①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1②CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)K2

③

C(s)+CO2(g)2CO(g)K=？③

=①-②==K1/K22.已知在450℃时，反应H2(g)+I2(g)

2HI(g)的K为50，由此推断出在450℃时，反应2HI(g)

H2(g)+I2(g)的化学平衡常数为

A、50B、0.02C、100D、无法确定。B(1)判断反应进行的程度；K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大一般来说，K＞105，认为该反应进行得就基本完全了3.化学平衡常数的应用K≤10-5则认为正反应难以进行(逆反应较完全）表示反应正向进行的程度越大，反应物转化率也越大说明:①平衡常数数值大，并不代表此温度下反应速率快。及并不能预示反应达到平衡所需要的时间。②平衡常数数值极小的反应，说明正反应在该温度下不可能进行，如:N2+O2

2NOK=10-30(298K)所以常温下用此反应固定氮气是不可能的。因此没有必要在该温度下进行实验，以免浪费人力物力也不代表常温下很容易发生。(2)判断反应的吸放热情况若升温K增加，(K只与温度有关)若升温K减小，例：不同温度时,反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数与温度的关系如下：△温度623K698K763K浓度平衡常数66.954.445.9由表格可以判断该反应的ΔH____0<该反应正方向为____反应。该反应正方向为____反应。ΔH___0ΔH___0吸热>放热<3.化学平衡常数的应用对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)在一定的温度的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：(3)判断可逆反应是否达到平衡状态①QC＜K，反应向

方向进行；②QC＝K，反应处于

状态；③QC＞K，反应向

方向进行;Qc称为浓度商。正平衡逆3.化学平衡常数的应用v正>v逆

v正

=v逆

v正

<v逆

注意：浓度商中的浓度为任意时刻的浓度，

而平衡常数中的浓度为平衡时的浓度。(5)K值大小标志反应能达到的最大限度,

K值越大，反应越完全。小结：(1)平衡是有条件的、动态的。(2)K不随起始浓度的变化而变化。(3)K只与温度有关。(4)K与方程式写法有关。正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度。(

)(2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数。(

)(3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动。(

)(4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化。(

)(5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度。(

)(6)同一可逆反应的正、逆两向平衡常数互为倒数。(

)(7)若反应物的转化率改变，化学平衡常数一定改变。(

)×××√√√×1.下列有关平衡常数的说法中不正确的是（）A.温度一定时，一个给定的化学反应的平衡常数是一个常数B.改变反应物浓度或生成物浓度会改变平衡常数C.温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。D.浓度商Qc﹤K时，反应向正反应方向进行。B2.对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在一定温度下，其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是A．将C(s)的表面积增大 B．增大体系的压强C．升高体系的温度 D．使用合适的催化剂CK只受温度影响与反应物和生成物的浓度变化无关

增大不变否>c(CO2)/c(CO)＝0.25＜0.263，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行c(CO2)/c(CO)(已知1100℃，K=0.263)例题1：在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得C(H2)=0.0080mol/L，求：(1)计算该反应的平衡常数(2)在上述温度下，该容器中若通入H2(g)和I2(g)各0.20mol,求达平衡时各物质的浓度。4.化学平衡常数的计算课本P32-34K=0.25三段式法——“起、转、平、列方程”思维要点：温度不变，K不变例2:在容积不变的密闭容器中，将2.0molCO和10molH2O(g)混合加热到830℃，达到下列平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)此时该反应的k=1.0。求：达到平衡时CO转化为CO2的转化率。83%三段式法——“起、转、平、列方程”注意：K是平衡浓度的比值，不是物质的量的比值反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为60%，试求：在该温度下。①此反应的浓度平衡常数。②若SO2(g)的初始浓度增大到3mol/L,则SO2(g)和NO2(g)的转化率分别变为多少？2.2547.6%74%思考：增大反应物中某一物质的浓度，该物质的转化率如何变化？其他反应物的转化率呢？

注意：对于有多种反应物的可逆反应，增加其中一种反应物，其他反应物的转化率提高，而自身的转化率却降低。平衡转化率()×100%

=该反应物的起始浓度－该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度1、表达式：2、注意：(1)转化率是对反应物而言的；(2)在一定温度下可逆反应中，K值越大，反应物的转化率就越高(3)对于一给定可逆反应，K值只与温度有关，而不仅与温度有关也与反应物起始浓度有关。(4)对于有多种反应物的可逆反应，增加其中一种反应物，其他反应物的转化率提高，而自身的转化率却降低。扩展补充：压强平衡常数Kp1.含义：在化学平衡体系中，各气体物质的分压代替浓度计算的平衡常数N2+3H2

2NH3例如：

某气体分压P=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)2.表达式：01恒温恒压体系，计算Kp1.向恒压密闭容器中加入4mol的CO2与足量的碳，初始体积为VL、压强为pMPa，发生反应C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：计算925℃时，Kp=_________

23pMPa02恒温恒容体系，计算Kp2.850oC，向某刚性容器加入1.0molSO2和足量碳粉，起始压强为pkPa，发生反应C(s)+SO2(g)