高中化学-化学反应的限度教学课件设计

化学平衡常数

创造未来把握现在高炉炼铁高炉炼铁主要反应是：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2其中生成CO的反应是：C（焦炭）+O2（空气）=CO2(放出热量）···································①C（焦炭）+CO2=2CO(吸收热量）············································②

炼制1吨生铁所需焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的CO气体。开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中的比例竟然没有改变。这成了炼铁技术中的科学悬念。工程师和科学家一直在探究其中的原因，直到十九世纪下半叶，法国科学家勒夏特列经过深入的研究，才将这一迷底解开。原来，产生上述现象的原因是反应②是一个可逆反应，并且由上而下发生在高炉中有焦炭的地方。在高炉中Fe2O3和CO反应也不能全部转化为Fe和CO2。化学反应方向H-TS限度定量?（一）操作方法

【学习目标】1.理解化学平衡常数的含义

2.会用化学平衡常数判断反应进行程度

3.化学平衡常数的相关计算数化学平衡常阅读教材：第42页表格下面的方框阅读要求：了解不同浓度的表示方法序号T=698.6K起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/Lc0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.0007370.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)54.4954.6154.4854.31[HI]2[H2]

·[I2]根据下表数据计算平衡时

的值：[HI]2[H2]

·[I2]【交流·研讨】序号T=698.6K起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/Lc0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.0007370.013544000.010690.0011410.0011410.00841054.4954.6154.4854.31大小和I2、H2、HI的初始浓度有关吗？【问题思考1】

[HI]2[H2]

·[I2]I2(g)+H2(g)2HI(g)[HI]2[H2]

·[I2]【问题思考1】[HI]2[H2]

·[I2]无关I2(g)+H2(g)2HI(g)大小和I2、H2、HI的初始浓度序号T=698.6K起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/Lc0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.0007370.013544000.010690.0011410.0011410.00841054.4954.6154.4854.31[HI]2[H2]

·[I2]序号T=698.6K起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/Lc0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.0007370.013544000.010690.0011410.0011410.00841054.4954.6154.4854.31大小与平衡是正向建立，还是逆向建立有关吗？【问题思考2】

[HI]2[H2]

·[I2]I2(g)+H2(g)2HI(g)[HI]2[H2]

·[I2]序号T=698.6K起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/Lc0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.0007370.013544000.010690.0011410.0011410.00841054.4954.6154.4854.31【问题思考2】

[HI]2[H2]

·[I2]无关I2(g)+H2(g)2HI(g)[HI]2[H2]

·[I2]大小与平衡建立的方向序号T=698.6K起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/Lc0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.0007370.013544000.010690.0011410.0011410.00841054.4954.6154.4854.31与有关【问题思考3】

[HI]2[H2]

·[I2]？I2(g)+H2(g)2HI(g)[HI]2[H2]

·[I2]序号T=730.6K起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/Lc0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0017210.0026290.0216720.011350.00904400.002560.003250.0455730.011340.00751000.0037650.0012670.023544000.010690.0021410.0021410.00641048.3648.3448.3248.35与有关【问题思考3】

[HI]2[H2]

·[I2]？温度I2(g)+H2(g)2HI(g)，当温度不变时，为常数。[HI]2[H2]

·[I2]

初始浓度不变序号T=698.6K起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/Lc0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.0007370.013544000.010690.0011410.0011410.00841054.4954.6154.4854.31[HI]2[H2]

·[I2]K=化学平衡常数，简称平衡常数[HI]2[H2]

·[I2]当温度不变时，为常数。1.影响化学平衡常数的因素

在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方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）（2）定义：（1）表达式：在温度一定时，可逆反应：达到化学平衡时，[C]c[D]d[A]a[B]bK=化学平衡常数?2.化学平衡常数的数学表达式[HI]2[H2]1

·[I2]1

K=1I2(g)+1H2(g)2HI(g)aA+bBcC+dD注意：对于有纯固体或溶剂参加的反应，它们

不列入平衡常数的表达式。[温馨提示]

如果不是在水溶液中进行的反应，水应该列入表达式2.化学平衡常数的数学表达式[例1]写出下列反应的化学平衡常数表达式Cl2+H2OHCl+HClO（2）（1）C(s)+H2O

(g)CO(g)+H2(g)序号反应K单位123[NH3·H2O][OH-][NH4+][CO][CO2][Ag+][Cl-]mol·L-11(mol·L-1)2[针对练习1]化学方程式不同，平衡常数K的单位相同吗？平衡常数的单位与化学方程式的表示形式相对应【问题思考4】

写出下列反应的化学平衡常数表达式（浓度单位mol·L-1）NH3·H2O(aq)NH4+(aq)+OH-(aq)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)课本第43页，《交流·研讨》[针对练习2]

（1）K2=_____K1

（2）K2=_____K3K2

=K12K2

=1/K3【问题思考5】

序号反应K单位1(mol·L-1)-12(mol·L-1)-23(mol·L-1)2K1K2K31/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)写出下列反应的化学平衡常数表达式课本第43页，《交流·研讨》序号反应K单位1(mol·L-1)-12(mol·L-1)-23(mol·L-1)2[针对练习2]写出下列反应的化学平衡常数表达式K1K2K3【问题思考6】（结合上述反应）

（1）对于同一个化学反应，如果方程式的系数不同，其平衡常数表达式相同吗？（2）若方程式的系数改变n倍，则平衡常数变为原来的______。

平衡常数表达式与化学方程式书写有关n次方1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)【问题思考6】（结合上述反应）

（3）对于一个反应，其正反应和逆反应的平衡常数之间有什么关系？

正逆反应的化学平衡常数互为倒数序号反应K单位1(mol·L-1)-12(mol·L-1)-23(mol·L-1)2[针对练习2]写出下列反应的化学平衡常数表达式K1K2K31/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)（1）对于一个可逆反应来说，反应的平衡常数K与反应可能进行的程度有何关系？（2）对于不同的反应，是否可以根据平衡常数大小来比较反应进行的程度？

化学平衡常数K越大，该化学反应的限度越大

必须是同类型的反应

【问题思考7】

第42页《资料在线》和第43页表2-2-1

（时间：1分钟）阅读课本：已知在相同温度下，反应：(1)2SO2(g)+O22SO3(g)的平衡常数K=6.7×103(mol·L-1)-1，

2NO(g)+O22NO2(g)的平衡常数K=3.6×1021(mol·L-1)-1,则在该温度下，两个化学反应的反应限度之间的关系为（）A.(1)<(2)B.(1)>(2)C.(1)=(2)D.无法判断A[针对练习3]

同类型反应下列关于平衡常数的说法正确的是（）A.

平衡常数随反应物或生成物浓度的改变而改变B.

可以根据平衡常数判断任意两个可逆反应的限度C.

化学平衡常数的单位是mol·L-1D.

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[针对练习4]cc(C)cd(D)ca(A)cb(B)Q=K=[C]c[D]d[A]a[B]b3.浓度商(Q)（1）达到化学平衡时，对于可逆反应（浓度商）aA+bBcC+dD（2）Q＜K反应_________________________（2）如果是任意状态，

达到化学平衡状态

正向进行下列情况下可逆反应分别处于什么状态？【问题思考8】

（1）Q=K反应_________________________

逆向进行（3）Q＞K反应_________________________Q=8.64×10-4>K=6.2×10-4初始状态不是平衡状态，反应向逆反应方向移动。

吸热反应N2(g)+O2(g)2NO(g)，在2000℃时，K=6.2×10-4。2000℃时，向10L密闭容器中放入2.94×10-3molNO、2.50×10-1molN2和4.00×10-2molO2，通过计算回答：（1）此反应的初始状态是否为平衡状态？（2）若非化学平衡状态，反应将向哪个方向进行以达到化学平衡状态？[针对练习5]《》课本第53页，第4题[例2]对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，若在一定温度下，将0.1mol的SO2(g)和0.06molO2(g)注入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有0.08mol的SO3(g)。试求在该温度下此反应的平衡常数。4.化学平衡常数的计算解:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始浓度/mol·L-1

转化浓度/mol·L-1平衡浓度/mol·L-10.050.0300.040.020.010.010.040.04K=[SO3]2[SO2]2[O2]=0.0420.0120.01×=1600(mol·L-1)-1[温馨提示]“三步法”求解平衡常数（1）将起始浓度、变化浓度、平衡浓度表示清楚；（2）代入到平衡常数表达式中；（3）进行计算在557℃密闭容器中进行反应：

CO(g)+H2O

(g)CO2(g)+H2(g)，若CO起始浓度为2.0mol·L-1，水蒸气起始浓度为3.0mol·L-1，达到平衡后，测得CO2

浓度为1.2mol·L-1

。求反应的平衡常数。K=[CO2][H2][CO]

[H2O]=1.220.81.8×