第二节 第2课时　化学平衡常数 教学课件

第2课时化学平衡常数第二章

第二节课程标准1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量。知道化学平衡常数的

含义。2.能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算。3.能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡状态。知识点一化学平衡常数随堂演练知识点二化学平衡的有关计算课时精练内容索引索引知识点一化学平衡常数1．定义：在一定温度下，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，用符号K表示。2．表达式：对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，K＝___________。3．特点：K只受______影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。新知导学温度4．意义一般来说，当K>105时，通常认为反应基本进行完全；当K<10－5时，认为该反应很难进行。越大越大越小越小5．浓度商(1)定义：任意时刻的生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值称为浓度商，用Q表示。如mA(g)＋n(B)(g)pC(g)＋qD(g)，Q＝____________。(2)利用Q与K关系判断可逆反应进行的方向Q>K：化学平衡向

进行；Q＝K：可逆反应

；Q<K：化学平衡向

进行。逆反应方向处于平衡状态正反应方向1．浓度、温度变化时，平衡常数都会改变(

)2．K值越大，表明可逆反应正向进行的程度越大(

)3．K值越大，该可逆反应的速率越快(

)4．在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响(

)5．K值越大，反应越容易进行(

)微自测

判断正误×√×√×阅读教材中“化学平衡常数”内容，交流讨论下列问题。1．写出平衡常数表达式：①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)

K1；②CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)

K2。K1与K2之间有什么关系？据此得出什么结论？提示：K1＝

；K2＝

；K1＝

或K1·K2＝1；平衡常数表达式与反应进行的方向有关，正、逆反应平衡常数之积等于1。交流研讨2．写出平衡常数表达式：①H2(g)＋I2(g)2HI(g)

K1；②

H2(g)＋

I2(g)HI(g)

K2。K1与K2之间有什么关系？据此得出什么结论？提示：K1＝

；K2＝

；K1＝K；平衡常数表达式与化学计量数有关，化学计量数扩大2倍，平衡常数变为原来的平方。1.化学平衡常数表达式书写注意事项(1)化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体或纯液体的浓度。(2)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。2．若两反应的平衡常数分别为K1、K2(1)若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。(2)若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝

。

归纳总结1．当把晶体N2O4放入密闭容器中汽化，并建立了N2O4(g)

2NO2(g)平衡后，保持温度不变，再通入若干N2O4气体，待反应达到新的平衡时，则新平衡与旧平衡相比，其

值A．变大 B．不变

C．变小 D．无法确定实践应用√2．三个反应常温时的平衡常数的数值如下所示，2NO(g)

N2(g)＋O2(g)

K1＝1×10302H2(g)＋O2(g)

2H2O(g)

K2＝2×10812CO2(g)

2CO(g)＋O2(g)

K3＝4×10－92下列说法错误的是A．常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝B．常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10－80C．常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2D．反应2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的平衡常数K4＝√索引索引知识点二化学平衡的有关计算1．平衡转化率(1)含义：平衡时已转化的某反应物的量与转化前(初始时)该反应物的量之比。常用α表示平衡转化率。(2)表达式对于可逆反应aA＋bB

cC＋dD新知导学2．“三段式”法进行化学平衡的有关计算以反应mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)为例，T

℃下，假设A、B起始物质的量浓度分别为amol/L、bmol/L，达到平衡时A的转化浓度为mxmol/L，则有mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始(mol/L)

a

b

0

0变化(mol/L)mx

nx

px

qx平衡(mol/L)a－mx

b－nx

px

qx则T

℃下该反应的化学平衡常数为K＝

。1．在某温度下，将H2和I2各0.1mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，连续测定c(I2)的变化，5s时测定c(I2)＝0.0080mol·L－1并保持不变。(1)则此温度下，平衡常数为______。交流研讨c(I2)＝0.0080mol·L－1，c(H2)＝0.0080mol·L－1，c(HI)＝0.0040mol·L－1，K＝

＝0.25。0.25(2)若在此温度下，在10L的密闭容器中充入0.2molHI气体，达到平衡时，HI的转化率为______。设生成的H2的浓度为xmol·L－1，

2HI(g)

H2(g)＋I2(g)起始/(mol·L－1)

0.02

0

0平衡/(mol·L－1)

0.02－2x

x

xK′＝

，x＝0.008，α(HI)＝

×100%＝80%。80%2．一定温度下，4molSO2与2molO2进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

ΔH＝－196.640kJ·mol－1，当达到平衡时放出314.624kJ热量，计算该温度下SO2的平衡转化率。提示：根据放出314.624kJ的热量可知参加反应的SO2的物质的量为×2＝3.2mol，则SO2的平衡转化率为

×100%＝80%。1．T

℃时，在3L的密闭容器中充入4mol光气(COCl2)，发生反应COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)，同时还发生反应2CO(g)2C(s)＋O2(g)，当反应达到平衡时，测得CO(g)和C(s)的物质的量分别为2mol和1mol，则该温度下CO(g)＋Cl2(g)

COCl2(g)的平衡常数K为A． B．2C． D．实践应用√2．已知2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)

ΔH＝－198kJ·mol－1。850K时，在一恒容密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10－3mol·L－1、8.0×10－3mol·L－1和4.4×10－2mol·L－1。该温度下反应的平衡常数为___________。根据题中所给的数据可以求出该温度下2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)的平衡常数为K＝

≈6.7×103。6.7×103索引索引随堂演练1．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是①平衡常数K只与反应本身及温度有关②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K

③加入催化剂不改变平衡常数K

④平衡常数K只与温度有关，与反应的本身及浓度、压强无关A．①② B．②③

C．③④ D．①③平衡常数K是一个温度常数，只与反应本身及温度有关，催化剂不能改变化学平衡，故加入催化剂不改变平衡常数K。√2．已知下列反应的平衡常数：①H2(g)＋S(s)

H2S(g)

K1；②S(s)＋O2(g)SO2(g)

K2；则反应H2(g)＋SO2(g)

O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是A．K1＋K2 B．K1－K2C．K1×K2 D．√3．一定条件下，反应2NH3(g)

N2(g)＋3H2(g)

ΔH>0，达到平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是A．压强：p1>p2B．b、c两点对应的平衡常数：Kc>KbC．a点：2v正(NH3)＝3v逆(H2)D．a点：NH3的转化率为√该反应为气体分子数增大的反应，恒温时，压强越大，N2的体积分数越小，则p1<p2，故A错误；b、c两点对应温度b<c，该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，则Kc>Kb，故B正确；反应速率之比等于化学计量数之比，3v正(NH3)＝2v逆(H2)，故C错误；对于反应2NH3(g)

N2(g)＋3H2(g)，假设反应前氨的物质的量为1mol，反应的氨的物质的量为xmol，则

＝0.1，解得x＝

，因此氨的转化率为

，故D错误。4．(1)氢是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%，因此氢能被称为人类的终极能源。氢气是一种绿色能源，又是一种重要的化工原料。如何将水中的氢释放出来是目前氢能研究的重要课题。以生物材质(以C计)与水蒸气反应制取H2是一种低耗能、高效率的制H2方法。该方法由气化炉制造H2和燃烧炉再生CaO两步构成。气化炉中涉及的反应为Ⅰ.C(s)＋H2O(g)

CO(g)＋H2(g)

K1；Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)

K2；Ⅲ.CaO(s)＋CO2(g)

CaCO3(s)

K3。该工艺制H2总反应可表示为C(s)＋2H2O(g)＋CaO(s)

CaCO3(s)＋2H2(g)，用K1、K2、K3的代数式表示此反应的平衡常数K。答案：K1·K2·K3已知：Ⅰ：C(s)＋H2O(g)

CO(g)＋H2(g)

K1；Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)

K2；Ⅲ：CaO(s)＋CO2(g)

CaCO3(s)

K3；反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之和为反应C(s)＋2H2O(g)＋CaO(s)

CaCO3(s)＋2H2(g)，则K＝K1•K2•K3。(2)在化学平衡体系中，各气体物质的分压(分压＝总压×该气体的体积分数或物质的量分数)代替浓度，计算的平衡常数叫做压强平衡常数。单位与表达式有关。如反应aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)，p(A)＝

×p总，Kp＝

。对于在恒压容器中进行的反应N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)，若起始投料为1molN2、3molH2，转化率为50%，压强平衡常数Kp是多少？(大气压为p0)列出“三段式”如下：

N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)起始/mol130转化/mol0.51.51平衡/mol0.51.51索引索引课时精练题组一化学平衡常数1．(2022·宁夏银川二中高二期中)下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关D．化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度基础达标√对一个确定的化学反应而言，化学平衡常数只与温度有关，与反应物浓度、体系的压强都无关，所以A、B和C均错误；化学平衡常数越大，越有利于反应物转化为生成物，故化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度，D正确；答案选D。2．下列有关平衡常数的说法正确的是A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大B．2NO2(g)

N2O4(g)的平衡常数表达式为K＝C．对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等D．CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)的平衡常数表达式为K＝√A.平衡常数只随温度变化，故A项错误；B.该反应的平衡常数的表达式为K＝

，故B项错误；C.对于给定的可逆反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数，故C项错误；D.CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)的平衡常数表达式为K＝

，故D项正确；故答案为D。3．(2022•江西高二期末)在温度T1和T2(已知T2>T1)下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表：仅依据K的变化，随着卤素原子序数的递增，下列推断不正确的是A．X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱B．HX的稳定性逐渐减弱C．HX的生成反应是放热反应D．在相同条件下，平衡时X2的转化率逐渐降低√化学方程式K(T1)K(T2)F2＋H22HF1.8×10361.9×1032Cl2＋H22HCl9.7×10124.2×1011Br2＋H22HBr5.6×1079.3×106I2＋H22HI4334同一温度下，随着卤素原子序数的递增，K递减，说明反应正向进行的程度依次减小，平衡时X2的转化率逐渐降低，HX的稳定性逐渐减弱，B、D正确；不能依据K的变化判断反应的剧烈程度，A错误。题组二利用化学平衡常数判断反应的方向4．吸热反应N2(g)＋O2(g)

2NO(g)，在2000℃时，K＝6.2×10－4。2000℃向10L密闭容器内充入2.94×10－3molNO、2.50×10－1molN2和4.00×10－2molO2，则下列说法正确的是A．此反应的初始状态为化学平衡状态B．此反应的初始状态为非化学平衡状态，反应将正向进行C．此反应的初始状态为非化学平衡状态，反应将逆向进行D．无法判断此反应的初始状态是否为化学平衡状态√该反应的浓度商Q＝

≈8.64×10－4，Q>K，故反应的初始状态为非化学平衡状态，反应逆向进行，C项正确。5．(2022•云南昆明市第三中学高二期中)已知830℃时，反应CO(g)＋H2O(g)

H2(g)＋CO2(g)的平衡常数K＝1，将各物质按表中的物质的量(单位：mol)投入恒容容器中，相同温度下，开始时反应逆向进行的是√选项ABCDn(CO2)3101n(H2)2101n(CO)1230.5n(H2O)5232Q(A)＝

＝1.2，Q(B)＝

＝0.25，Q(C)＝0，Q(D)＝

＝1。Q(B)、Q(C)均小于平衡常数1，所以B、C两种情况下反应向正反应方向进行；Q(D)＝1，反应处于平衡状态；Q(A)大于1，反应向逆反应方向进行。题组三化学平衡常数的简单计算6．将4molSO2与2molO2放入4L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，测得平衡时SO3的浓度为0.5mol·L－1。则此条件下的平衡常数K为A．4 B．0.25C．0.4 D．0.2√

2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)初始/mol420转化/mol212平衡/mol212平衡时c(SO2)＝0.5mol·L－1，c(O2)＝0.25mol·L－1，c(SO3)＝0.5mol·L－1，K＝

＝4。7．在773K时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝9，若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol·L－1，则在此条件下CO的转化率是A．60% B．50%C．75% D．25%√设达到平衡时CO转化的浓度为xmol·L－1，则平衡时c(CO)＝c(H2O)＝(0.020－x)mol·L－1，c(CO2)＝c(H2)＝xmol·L－1，K＝

＝

＝9，解得x＝0.015，则CO的转化率为

×100%＝75%。8．在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得总压强为p，则该反应的平衡常数Kp为A．

p B．

p2

C．

p2 D．

p√

NH4HS(s)

NH3(g)＋H2S(g)开始时00平衡时

p

p则该反应的平衡常数Kp＝p(H2S)·p(NH3)＝

。题组四化学平衡常数的相关综合9．(2022·广东肇庆市实验中学高二期末)某温度下，可逆反应：mA(g)＋nB(g)

pC(g)的平衡常数为K，下列对K的说法正确的是A．温度越高，K一定越大B．如果m＋n＝p，则K＝1C．若缩小反应器的容积，增大压强，则K增大D．K值越大，表明该反应越有利于C的生成，反应物的转化率越大√该反应的热效应不确定，A错误；K＝

，故由m＋n＝p，无法计算K的数值，B错误；对于一个确定的化学反应，K只是温度的函数，温度一定，K一定，与压强无关，C错误；K越大，该反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，D正确。10．一定温度下，将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中，发生反应3A(g)＋B(g)

xC(g)＋2D(g)，2min末反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的物质的量浓度为0.4mol·L－1，下列说法正确的是A．x的值为2B．A的平衡转化率为40%C．此温度下该反应的平衡常数K大于0.5D．A和B的平衡转化率相等√由2min末反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的物质的量浓度为0.4mol·L－1可得x∶2＝(0.4mol·L－1×2)∶0.8mol，解得x＝2，故A正确；由2min末反应达到平衡，生成0.8molD可知，反应消耗A的物质的量为

＝1.2mol，则A的平衡转化率为

×100%＝60%，消耗B的物质的量为

＝0.4mol，则B的平衡转化率为

×100%＝20%，A和B的平衡转化率不相等，平衡时A、B、C、D的浓度分别为

＝0.4mol·L－1、

＝0.8mol·L－1、0.4mol·L－1、0.4mol·L－1，则此温度下该反应的平衡常数K＝

＝0.5，故B、C、D错误；故选A。11．已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝

，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示：下列有关叙述不正确的是A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)B．温度越高，反应进行的程度越小C．若在1L的密闭容器中通入CO2和H2各1mol，5min后温度升高到830℃，此时测得CO为0.4mol，则该反应达到平衡状态D．若平衡浓度符合下列关系式：

，则此时的温度为1000℃√t/℃70080083010001200K1.671.111.000.600.38能力提升平衡常数的表达式中，分子中的物质是生成物，分母中的物质是反应物，A项正确；由表中数据可知该反应的平衡常数随着温度的升高而降低，故该反应的正反应是放热反应，B项正确；

CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)始(mol·L－1)0011转(mol·L－1)0.40.40.40.45min时(mol·L－1)0.40.40.60.6Q＝

＝2.25≠1.00，所以该反应未达到平衡状态，C项不正确；将所给关系式进行变形，可知该条件下平衡常数为0.60，D项正确。12．已知可逆反应CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时，K＝

，K是常数，只与温度有关，与浓度无关。(1)830K时，若起始时c(CO)＝2mol·L－1，c(H2O)＝3mol·L－1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；K值为____。40%1830K时，若起始时c(CO)＝2mol·L－1，c(H2O)＝3mol•L－1，平衡时CO的转化率为60%，消耗CO浓度是1.2mol·L－1，根据方程式可知消耗水蒸气浓度是1.2mol·L－1，所以水蒸气的转化率为

×100%＝40%；平衡时CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)浓度分别是(mol·L－1)0.8、1.8、1.2、1.2，则K＝

＝1。(2)830K时，若只将起始时c(H2O)改为6mol·L－1，则水蒸气的转化率为________。830K时，若只将起始时c(H2O)改为6mol·L－1，则

CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)始(mol·L－1)2600变(mol·L－1)x

x

x

x平(mol·L－1)2－x6－x

x