2.2.2化学平衡常数+课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

2.2.2化学平衡常数平衡常数等于生成物浓度的幂之积比反应物浓度的幂之积蜜汁鸡？！什么蜜汁鸡？2NH3N2

+3H2

催化剂高温、高压△H=-92.6KJ/mol许多化学反应都存在反应限度反应物之间并不是绝对的“同归于尽”关系而反应物与生成物也不都是“你死我活”例如反应：该反应在一定条件下是不可能进行完全的，即存在一定的限度当达到平衡状态时，各物质的浓度保持不变怎样定量描述化学反应的限度？工业生产中，需要知道：在一定温度下化学平衡体系中反应物浓度与生成物浓度之间有什么关系呢？一定温度下，化学平衡体系中反应物浓度与生成物浓度之间有什么关系呢？457.6℃时反应体系H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)中各物质的浓度序号起始时的浓度（×10－3mol·L-1）平衡时的浓度（×10－3mol·L-1）平衡时c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)111.976.94405.6170.59412.70212.289.96403.8411.52416.87312.018.40304.5800.97314.8640015.201.6961.69611.8150012.871.4331.43310.0060037.774.2134.21329.34

48.3848.6149.5448.4848.7148.81与起始浓度无关与平衡建立方向无关近似相等正向开始建立平衡逆向开始建立平衡通过分析实验数据得出结论：

在一定的温度下，反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)平衡时中各物质的浓度存在规律：结论(1)：为常数

c2(HI)c(H2)·c(I2)结论(2)

：与反应物的起始浓度大小无关；

与正向建立还是逆向建立平衡无关。科学家们通过大量的数据验证，在其它可逆反应的平衡体系中，都有类似的关系，并将计算的出的定值，称为化学平衡常数化学平衡常数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)，符号用“

K”表示。2.表达式

K=生成物浓度幂之积反应物浓度幂之积cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)=c为平衡浓度单位：K的单位为(mol·L-1)

n单位可省略任意时刻时Qcp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)=c为任意时刻的浓度Q称为浓度商

n=(p+q)-(m+n)

化学平衡常数3.平衡常数的书写要点(1)表达式中的各物质的浓度必须为平衡浓度(2)固体或纯液体的浓度视为常数，在表达式中不出现(3)当水的状态为气态时，则需写入平衡常数表达式中c2(C)c(A)·c3(B)116例1

下列反应的平衡常数的表达式错误的是(

)。D

课堂练习【导学】P36化学平衡常数平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，其表达式与方程式的书写对应【练习1】写出下列反应的平衡常数表达式，并分析它们之间的关系①N2+3H22NH3②2NH3N2+3H2

③N2+H2NH31232K1K2K3c2(NH3)c(N2)·c3(H2

)=c(N2)·c3(H2

)c2(NH3)

=c(NH3)c1/2(N2)·c3/2(H2

)=K2=1/K1

ΔH1、ΔH2二者关系为:K1、K2二者关系为:ΔH2=-ΔH1ΔH1、ΔH3二者关系为:ΔH1=2ΔH3K1=K32

K1、K3二者关系为:化学平衡常数平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，其表达式与方程式的书写对应【练习1】写出下列反应的平衡常数表达式，并分析它们之间的关系①C+O2=CO2

③CO+1/2O2=CO2

②

C+1/2O2=COK1K2K3c(CO2)c(O2)=c(CO)c1/2(O2)=c(CO2)c(CO)·c1/2(O2)=反应①、②、③之间的关系是:K2=K1/K3K1=K1×K2①=②+③②=①-③ΔH1、ΔH2、ΔH2之间的关系是:ΔH1=ΔH2+ΔH2K1、K2、K2之间的关系是:化学平衡常数平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，其表达式与方程式的书写对应4.平衡常数运算规则(2)若化学方程式中各物质的化学计量数变为原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂(1)对于同一可逆反应，正反应和逆反应的平衡常数互为倒数；方程式相加(减)，则K相乘(除)，ΔH相加(减)(3)若干方程式相加，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积；若干方程式相减，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之商ΔH互为相反数即：方程式的系数扩大n倍，K变为Kn，ΔH变为

nΔH

C

课堂练习【导学】P38

化学平衡常数5.平衡常数的影响因素25℃时，生成卤化氢反应的平衡常数化学方程式平衡常数(K)F2(g)+H2(g)

2HF(g)6.5×1095Cl2(g)+H2(g)

2HCl(g)2.57×1033Br2(g)+H2(g)2HBr(g)1.91×1019I2(g)

+H2(g)2HI(g)8.67×102(1)内因——平衡常数的大小，与反应物的性质有关化学平衡常数序号起始浓度（×10－2mol·L-1）不同温度下的平衡常数(K)c(H2)c(I2)c(HI)457.6℃425.6℃25℃11.1970.694048.3854.5186721.2280.996048.6154.6286731.2010.840049.5454.218674001.52048.4854.108675001.28748.7154.428675.平衡常数的影响因素(2)外因——同一反应的平衡常数只与温度有关，与反应物的起始浓度无关放热反应，温度升高，K减小吸热反应，温度升高，K增大化学平衡常数6.平衡常数的应用①判断反应的程度

任意可逆反应：K值越大，表示反应进行的程度越

，反应物转化率越

；K值越小，表示反应进行的程度越

，反应物转化率越

。大小大小一般来说，反应的平衡常数K≥105，认为正反应进行完全；K≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）【注意】化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小，

并不涉及反应时间和化学反应速率。也就是说，某个化学反应的平衡常数很大，可能化学反应速率却很小。

化学平衡常数6.平衡常数的应用②判断反应的热效应K只与温度有关，与浓度和途径无关，可根据K随温度的变化来推断正反应是吸热还是放热若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应，ΔH>0若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应，ΔH<0t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6＞化学平衡常数6.平衡常数的应用③判断反应进行的方向

任意可逆反应：Qcp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)=浓度商在一定温度的任意时刻

③

Q＞K反应向逆方向进行

①

Q＜K

②

Q=K反应向正方向进行反应达到平衡状态【例】已知在T℃时，反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)的平衡常数K=1，在该温度下向一个2L的恒容容器内充入2molA，1molB，2molC，此时反应_____________(填“正向进行”、“逆向进行”或“达到化学平衡”)逆向进行

D

课堂练习【导学】P36

增大课堂练习【导学】P37

6

与化学平衡相关的计算“三段式”计算法mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋

qD(g)a

b00起始浓度c初(mol/L)改变浓度△c(mol/L)mx

nxpxqxts时浓度c末(mol/L)a-mxb-nxpxqxv(A)＝

mxΔt(1)反应速率：(2)平衡常数：K(px)p·(qx)q

(a-mx)m·(b-nx)n

=(3)转化率：＝

×100%Δcc始

α(A)

＝

×100%mxa(4)平衡时的百分含量：

φ(A)=

a-mx(a-mx)+(b-nx)+

px+qx

×100%(5)平衡前后的压强比：(a-mx)+(b-nx)+

px+qxa+b＝

p平p始与化学平衡相关的计算【例1】在某温度下，将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(H2)=0.0080mol/L。(1)求反应的平衡常数。【解】(1)根据题意，可得：H2+I2⇌2HIc始/mol·L-10.010.010c转/mol·L-1c末/mol·L-10.0080.0080.0040.0020.0020.004c2(HI)c(H2)·c(I2)K＝(0.004)2(0.008)×(0.008)＝＝0.25与化学平衡相关的计算【例1】在某温度下，将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(H2)=0.0080mol/L。(2)在上述温度下，该容器中通入H2和I2蒸气各0.20mol，试求达到化学平衡时各物质的浓度.【解】(2)设H2浓度变化量为xmol/L，根据题意，可得：H2+I2⇌2HIc始/mol·L-10.020.020c转/mol·L-1c末/mol·L-1xx2x0.02-x0.02-x2xc2(HI)c(H2)·c(I2)K＝(2x)2(0.02-x)2x=0.004＝＝0.25平衡时c(H2)=c(I2)=0.016mol/Lc(HI)=0.0080mol/L与化学平衡相关的计算【例2】在容积不变的密闭容器中，将2.0molCO与10molH2O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为1.0。求达到平衡时CO转化为CO2的转化率。【解】设反应容积为1L，CO浓度变化量为xmol/L，依题可得：CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)c始/mol·L-121000c转/mol·L-1c末/mol·L-1xxxx2-x10-xxxx2(2-x)·(10-x)K＝＝1x=5/3＝

×100%5/32

α(CO)

CO转化率：＝83%压强平衡常数

1.定义把化学平衡常数K表达式中各物质的浓度用该物质的分压来表示时，就得到该反应的压强平衡常数，其表达式的意义相同。

即：气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，

用符号Kp表示【注意】Kp仅适用于气相发生的反应2.表达式

压强平衡常数

Kp

=pP(C)·pq(D)pm(A)·pn(B)p(A)、p(B)、p(C)、p(D)代表A、B、C、D的分压某种气体的分压等于该气体的物质的量分数乘以总压＝

×p(总)n(A)n(总)p(A)

分压平衡常数的单位一般要求写出分压平衡常数【归纳】Kp计算步骤（五段式）第一步：第二步：计算各气体组分的物质的量分数第四步：Kp代入公式计算第三步：求出各气体物质的分压根据三段式法计算平衡体系中各组分的物质的量或物质的量浓度。【练习】在一个恒温恒压的密闭容器中，充入2molA，1molB，发生反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)，容器内气体的压强为120kPa，一段时间以后反应到达平衡，平衡时C的体积分数为50%，求该反应的压强平衡常数Kp。=9/80kPa-1分压平衡常数2.常见计算类型(1)恒温恒压下的Kp计算2A(g)+B(g)⇌2C(g)n始/mol210△n/moln末/mol【解】设B物质的量的变化量为xmol2xx2x2-2x1-2x2x

φ(C)=

2x(2-2x)+(1-2x)+2x

×100%=50%x=0.6mol平衡时，p(A)=40kPa，p(B)=20kPa,p(C)=60kPa

Kp=

602402×20课堂练习【真题练习】(全国Ⅱ卷节选)天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。乙烷在一定温度下可发生如下反应：C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g)，容器中通入各2mol的乙烷和氢气，在等压120kPa下发生上述反应，乙烷的平衡转化率为40%。反应的平衡常数Kp=_____________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)140/3kPa分压平衡常数2.常见计算类型(2)恒温恒容下的