2.2.2化学平衡常数 课件中化学人教版（2019）选择性必修1

第二节化学平衡第二课时

化学平衡常数观察数据序号起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/LCO2H2COH2OCO2H2COH2O10.010.01000.0040.0040.0060.00620.010.02000.00220.01220.00780.007830.010.010.0010.0010.00410.00410.00690.00694000.020.020.00810.00810.01190.0119分析表格中数据，寻找其中的规律

表中所列为测量反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，将计算结果填入表中,你能发现哪些规律？c(H2O)c(CO)c(H2)·c(CO2)2.252.272.422.16观察数据序号起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/LH2I2HIH2I2HI10.011970.0694400.0056170.00059360.0127048.3820.011350.0090400.003560.001250.0155948.6130.012010.0084030.00.004580.00097330.0148649.544000.015200.0016960.0016960.0118148.485000.012870.0014330.0014330.0100048.716000.037770.0042130.0042130.0293448.812c(HI)c(H2)·c(I2)分析表格中数据，寻找其中的规律

在457.6℃时，观察数据温度起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/LKSO2O2SO3SO2O2SO3T10.020.0100.01440.00780.005619.390.030.0200.001960.01480.010419.02T20.020.0100.001600.00800.00407.810.080.030.015200.05800.01900.02207.57分析表格中数据，寻找其中的规律下表给出了不同温度下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数，请分析数据，找出化学平衡常数与什么外界因素有关？影响因素：只受反应体系温度的影响，与其它外界因素（如浓度、压强及是否使用催化剂）无关。新知感悟对于可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)一、化学平衡常数1.书写化学平衡常数的表达式的注意事项：①平衡常数必须指明温度，反应必须达到平衡状态②在进行K值的计算时，纯固体、纯液体不作考虑，表达式中不需表达例：H2O：液态时，不能代入平衡常数表达式；

气态时，需要代入平衡常数表达式化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度是固定不变的。例：CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)典例精讲【例1】写出下列可逆反应的K的表达式Fe3O4(s)+4H2(g)

高温3Fe(s)+4H2O(g))H(c)OH(c2424K=CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)K=)Cr2O72-(c)CrO42-(c2)H+(c2Cr2O72-(aq)+H2O(l）

2CrO42-(aq)+2H+(aq)K=

C2H5OH+CH3COOH

CH3COOC2H5+H2OK=

课堂思考请你思考！写出下列可逆反应的平衡常数表达式，思考K1和K2、K3是什么关系？1.2.N2(g)

+3H2(g)2NH3(g)1.3.2NH3(g)N2(g)

+3H2(g)N2(g)+H2(g）

NH3(g）1232K1和K2、K3是什么关系？K逆＝1/K正①对于同一可逆反应，正、逆反应的平衡常数②若化学方程式中各物质的化学计量数成比例扩大n倍,尽管是同一反应,平衡常数也会改变，且为原来的2.化学平衡常数与化学方程式书写方式的关系互为倒数。n次方倍。典例精讲【例2】写出下列反应的平衡常数的关系。①2NO(g)+O2(g)2NO2K1=②2NO2(g)N2O4K2=③2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=

方程①+

②=

③则有方程③—②=①则有

③多个反应合并的平衡常数之间的关系:K=K1

K2K逆＝1/K正①对于同一可逆反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。②若化学方程式中各物质的化学计量数成比例扩大n倍,尽管是同一反应,平衡常数也会改变，且为原来的n次方倍。2.化学平衡常数与化学方程式书写方式的关系

若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)课堂思考请你思考！根据平衡常数（k）表达式和教材P34页最后自然段，分析化学平衡常数的的大小说明什么问题？3.化学平衡常数的意义

（1）平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度，估计反应的可能性。

例如：N2(g)+O2(g)

2NO(g)K=1×10-30(298K)

298K时，N2和O2基本上没有进行反应，反之平衡时NO几乎全部分解为N2和O2。K值越大，正向反应进行的程度越大，反应物的转化率越高。一般：K＞105，认为正反应进行得较完全K＜10-5

认为正反应很难进行（逆反应较完全）10-5

≤K≤

105认为是可逆反应

平衡常数数值大小，只能大致反映一个可逆反应的正向反应进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。例如：2SO2(g)+O22SO3(g)298K时K很大，但由于速度太慢，

常温时，几乎不发生反应。新知感悟Qc=浓度商①QC＜K

，反应向

进行②QC＝K

，反应处于平衡状态③QC＞K

，反应向

进行正方向逆方向（2）、判断某时刻反应进行的方向化学平衡常数的意义对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定温度下任一时刻，(3)、利用平衡常数判断反应的热效应。升高温度，K增大；则正反应是吸热反应，

升高温度，K减小，则正反应是放热反应。1、高炉炼铁中发生的基本反应如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H<0。(1)其平衡常数可表达为:___________________(1)已知1100℃，K=0.263。若反应向右进行，高炉内CO2和CO的体积比值________，平衡常数K值________(填“增大”“减小”或“不变”)(2)1100℃时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_______(填“是”或“否”)增大不变否K=c(CO2)/c(CO)2、（上海高考）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式K=

。（2）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是

。

A.容器中压强不变B.混合气体中c(CO)不变

C.V正(H2)=V逆(H2O)D.c(CO2)=c(CO)（3）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为

℃。t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6BC8304、平衡常数的计算教材P35~36【例题1、2】则有：①平衡常数：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)c起/mol·L－1ab00c转/mol·L－1mxnxpxqxc平/mol·L－1a－mxb－nxpxqx②平衡时A的转化率：α(A)＝×100%mxa③平衡时A的体积分数：④平衡时和开始时的压强之比：⑤生成物产率＝一个模式——“三段式”化学平衡的计算转化率=×100%变化量起始量平衡转化率=×100%平衡变化量起始量典例分析1.在749K反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达平衡时，K=2.60，计算当CO、H2O(g)的起始浓度都为2.0mol/L时，达平衡后CO的转化率

。2.02.0002.0α2.0α2.0α2.0α2.0(1-α)2.0(1-α)2.0α2.0α起始浓度转化浓度平衡浓度=[(2.0α)(2.0α)]/[2.0(1-α)×2.0(1-α)]=α2/(1-α)2=2.6α=62%K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)1.在749K反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达平衡时，K=2.60，计算当CO、H2O(g)的起始浓度都为2.0mol/L时，达平衡后CO的转化率

。解：设CO的转化率为α，则CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)典例分析变式训练830K时,在密闭容器中发生下列可逆反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,起始时c(CO)=2mol·L-1,c(H2O)=3mol·L-1,4秒钟后达到平衡,此时CO的转化率为60%,则在该温度下,计算该反应的平衡常数K？小🐂试🔪1.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.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B.若缩小反应器的容积，能使平衡正向移动，则K增大C.温度越高，K一定越大D.如果m＋n＝p，则K＝1小🐂试🔪2.当把晶体N2O4放入密闭容器中气化，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.无法确定小🐂试🔪3.已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A.反应①的平衡常数K1＝c(Cu)c(CO2)/c(CO)c(CuO)B.反应③的平衡常数K＝K1/K2C.对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值D.对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小习题导学t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6吸热在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：回答下列问题：该反应为

反应（填“吸热”、“放热”）①若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应②若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应课堂小结对于可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)K值大小只能说明反应进行的程度，不能预测达到平衡时间正、逆反应的反应速率常数与化学平衡常数的关系（教材延伸）对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，若V正=k正ca(A)·cb(B)，V逆=k逆cc(C)·cd(D)，则平衡常数k==，反应达平衡时，V正=V逆，故k=cc(C)·cd(D)ca(A)·cb(B)k正·V逆k逆·V正k正k逆【例1】练习、已知反应2NO(g)+2H2(g)==N2(g)+2H2O(g)的反应速率方程为v=kc2(NO)·c(H2)(k为反应速率常数）其反应历程如下：①2NO+H2→N2+H2O2(慢）

②H2O2+H2→2H2O(快）下列说法不正确的是（

）A、增大c(NO)或c(H2)，均可增大反应的反应速率B、c(NO)、c(H2)增大相同倍数，对总反应的反应速率的影响程度相同C、该反应进行的快慢主要取决于反应①D、升高温度，可增大反应①、

②的反应速率B讨论：Bodenstein研究了反应：2HI(g)

H2(g)＋I2(g)ΔH>0。

在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如表所示：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.60.730.7730.780.784(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为_____________。⇌1.95×10－3(2)上述反应中，正反应速率v正＝k正x2(HI)，逆反应速率v逆＝k逆x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆为正、逆反应速率常数，则k逆为_____(用含K和k正的代数式表示)。若起始时，x(HI)＝1，k正＝0.0027min－1，则在t＝40min时，v正＝____________min－1。知识拓展：压强平衡常数（Kp）在化学平衡体系中，各气体物质的分压替代浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。单位与表达式有关。二、压强平衡常数1、分压：(1)、定义：

相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压。(2)、计算公式：

混合气体中某组分气体分压=总压×该组分的物质的量分数，即pB=p总×

。(3)、分压定律：

混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和，即P总=PA+PB+