201X_202x学年高中化学专题2化学反应速率与化学平衡第二单元第3课时化学平衡常数（选修4）

1、专题2第二单元化学反应的方向和限度,第3课时 化学平衡常数,核心素养发展目标 HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO,1.证据推理：通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。 2.模型认知：构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题,新知导学 启迪思维 探究规律,达标检测 检测评价 达标过关,内容索引 NEIRONGSUOYIN,课时对点练 注重双基 强化落实,01,新知导学,一、化学平衡常数,1.化学平衡状态时的浓度数据分析 (1)NO2、N2O4的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g) N2O4(g)。在

2、25 时，如果用不同起始浓度的NO2或N2O4进行反应，平衡后得到以下实验数据。请根据表中已知数据填写空格,1.08,1.71102,1.38,1.72102,1.61,1.70102,3.89,1.70102,2)根据上表数据，判断正误(正确的打“”，错误的打“”) 一定温度下，N2O4和NO2的平衡浓度相等( ) 一定温度下，N2O4与NO2的平衡浓度之比相等(,2.化学平衡常数的概念与表达式 (1)概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物 与反应物 的比值是一个常数(简称 )，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)，当

3、在一定温度下达到 平衡时，K,浓度幂之积,浓度幂之积,平衡常数,写出K1和K2的关系式： ； 写出K2和K3的关系式： ； 写出K1和K3的关系式：,K2K31,4)化学平衡常数表达式书写注意事项 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。 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关,3.化学平衡常数的意义 已知：25 时，卤化氢生成反应的平衡常数,请比较表中K值的相对大小，说明平衡常数的意义： 平衡常数的大小反映了化学反应进行的 (也叫 )。 K值越大，表示反应进行得越 ，反应物转化率越 ； K值越小，表示反应进行得越 ，反应物转化率越,程度,反应的限

4、度,完全,大,不完全,小,4.化学平衡常数的影响因素及应用 (1)影响因素 已知：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数与温度的关系如下,由上表数据分析可知： 温度升高，K值减小，则正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,放热,2)应用 判断可逆反应是否平衡或反应向何方向进行 对于可逆反应：aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Q ，称为该反应的浓度商,QK，反应向 进行,正反应方向,逆反应方向,B.增大体系压强，平衡常数K不发生变化 C.升高体系温度，平衡常数K减小 D.增加C(s)的量，v正增大,例1对于反应：C

5、(s)H2O(g) CO(g)H2(g)H0，下列有关说法正确的是,解析固态物质的浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式中，A项错误； K只与温度有关，因此增大体系压强，平衡常数K不发生变化，B项正确； 升温使该反应正向进行，K增大，C项错误； 增加C(s)的量，v正不变，D项错误,特别提示 对于给定的反应，化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关,例2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的关系如表所示,回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K_,2)该反应为_(填“吸热”或“

6、放热”)反应,吸热,解析温度越高，K值越大，说明升温平衡正向移动，正反应为吸热反应,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_。该温度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)，充分反应，达到平衡时，CO2的转化率为_,830,50,解析由题意可得K1，查表可知温度为830 。设反应的CO2的物质的量为x mol，则消耗掉的H2的物质的量为x mol，生成的CO和H2O的物质的量均是x mol(设体积为V L)，则,则CO2的转化率为50,4)在800 时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 m

7、olL1，c(H2)为1.5 molL1，c(CO)为1 molL1，c(H2O)为3 molL1，则反应_(填“正向进行”“逆向进行”或“处于平衡状态”,逆向进行,则反应逆向进行,1)化学平衡常数的应用,QK：可逆反应向逆反应方向进行； QK：可逆反应处于平衡状态； QK：可逆反应向正反应方向进行,利用平衡常数可判断反应的热效应。若升高温度，K增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K减小，则正反应为放热反应。 利用平衡常数可计算物质的平衡浓度、物质的量分数和转化率等。 (2)平衡转化率 含义：平衡时已转化了的某反应物的量与转化前(初始时)该反应物的量之比,表达式,注意平衡转化率与平衡常数均能

8、表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度,二、化学平衡常数的有关计算,1.计算模型三段式法,2.计算思路 (1)巧设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。 (2)确定三个量：根据反应物、生成物及变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按1中“模式”列表。 (3)解题设问题：明确“始”“转”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，得出题目答案,例3某温度下，向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时，测得SO3的转化率

9、为20%，则该温度下反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)的平衡常数为 A.3.2103 B.1.6103C.8.0102 D.4.0102,解析 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) c(始)/molL1 0 0 0.05 c(转)/molL1 0.01 0.005 0.01 c(平)/molL1 0.01 0.005 0.04,1)当CO和H2O的起始浓度均为2 molL1时，CO的转化率为_,60,解析设CO转化的物质的量浓度为x molL1， CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) 起始(molL1) 2 2 0 0 转化(molL1) x x x x 平衡(mol

10、L1) 2x 2x x x,2)当CO的起始浓度仍为2 molL1，H2O的起始浓度为6 molL1时，CO的转化率为_,85,解析设CO转化的物质的量浓度为y molL1,CO(g) H2O(g) CO2(g)H2(g) 起始(molL1) 2 6 0 0 转化(molL1) y y y y 平衡(molL1) 2y 6y y y,应用“三段式”法解化学平衡计算类题 1.化学平衡的计算一般涉及化学平衡常数、各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量等，通过写出化学方程式，先列出相关量(起始量、转化量、平衡量)，然后根据已知条件建立关系式进行解题。 2.可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。

11、如可逆反应：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，在体积为V的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol,1)模式 mA(g)nB(g) pC(g)qD(g) 起始量/mol a b 0 0 转化量/mol mx nx px qx 平衡量/mol amx bnx px qx 对于反应物：n(平)n(始)n(转) 对于生成物：n(平)n(始)n(转,2)基本步骤 确定反应物和生成物的初始加入量； 确定反应过程的转化量； 确定平衡量,学习小结,XUEXIXIAOJIE,02,达标检测,1.下列关于化学平衡常数的叙

12、述正确的是 A.化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关 B.两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变 C.化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 D.温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,2.在某温度下，可逆反应：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)的平衡常数为K，下列说法正确的是 A.K越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大 B.K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大 C.K随反应物浓度的改变而改变 D.K随温度和压强的改变而改变,解析K越大，表示反应达到平衡时，反应正向进

13、行的程度越大，反应物的转化率越大，反之，反应物的转化率越小，K只与温度有关，与浓度、压强无关,1,2,3,4,5,6,3.(2018宿州市十三所重点中学期中)下列影响因素中，既能改变化学反应速率，又能改变化学平衡常数的是 A.催化剂 B.浓度 C.温度 D.固体表面积大小,解析平衡常数只是温度的函数，只有温度变化时，平衡常数才会变化。本题选C,1,2,3,4,5,6,A.2 500 B.100 C.4104 D.2102,1,2,3,4,5,6,5.某温度下，反应H2(g)I2(g) 2HI(g)的平衡常数K57.0，现向此温度下的真空容器中充入0.2 molL1 H2(g)、0.5 molL

14、1 I2(g)及0.3 molL1 HI(g)，则下列说法中正确的是 A.反应正好达到平衡 B.反应向左进行 C.反应向某方向进行一段时间后K57.0 D.反应向某方向进行一段时间后c(H2)0.2 molL1,1,2,3,4,5,6,6.300 时，将2 mol A和2 mol B两种气体混合加入2 L密闭容器中，发生反应3A(g)B(g) 2C(g)2D(g)H，2 min末反应达到平衡，生成0.8 mol D。 (1)求该反应的平衡常数_,0.5,1,2,3,4,5,6,解析300 时，将2 mol A和2 mol B两种气体混合加入2 L密闭容器中，发生反应3A(g)B(g) 2C(g

15、)2D(g)H,2 min末反应达到平衡，生成0.8 mol D,3A(g)B(g) 2C(g)2D(g) 起始(molL1)110 0 转化(molL1)0.60.2 0.40.4 平衡(molL1)0.40.8 0.40.4,1,2,3,4,5,6,2)求平衡时A的转化率_,60,03,课时对点练,解析平衡常数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,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,对点训练,DUIDIANXUNLIAN,题组一化学平衡常数及其影响因素 1.下列关于平衡常数K的说法中，正确的是 平衡常数

16、K只与反应本身及温度有关 改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K 加入催化剂不改变平衡常数K 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. B. C. D,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析依据平衡常数的概念可书写出平衡常数的表达式，但固体C不能出现在表达式中,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,A.K1K2 B.K1K2C.K1K2 D.K1/K2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,4.下列有关平衡常数的说法中，正确的是 A.改变条件，反应

17、物的转化率增大，平衡常数一定增大 B.反应：2NO2(g) N2O4(g)H0，升高温度该反应的平衡常数增大 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,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析改变条件，反应物的转化率增大，若温度不变，则平衡常数不变，A项错误； 正反应是放热反应，温度升高，反应逆向进行，K变小，B项错误； 对于给定的可逆反应，温度一定时，因K正K逆1，只有平衡常数等于1时，其正、逆反应的平衡常数才相等，C项错误,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,题组二化学平衡常数的简单计

18、算与应用 5.将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2O2 2SO3，测得平衡时SO3的浓度为0.5 molL1。则此条件下的平衡常数K为 A.4B.0.25 C.0.4 D.0.2,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,解析 2SO2O2 2SO3 起始/mol: 4 2 0 转化/mol: 2 1 2 平衡/mol: 2 1 2,平衡时各自的浓度c(SO2)0.5 molL1，c(O2)0.25 molL1， c(SO3)0.5 molL1,6.在773 K时，CO(g)H2O(g)

19、 CO2(g)H2(g)的平衡常数K9，若CO、H2O的起始浓度均为0.020 molL1，则在此条件下CO的转化率是 A.60% B.50% C.75% D.25,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,解析设达到平衡时CO转化的浓度为x molL1，则平衡时c(CO)c(H2O)(0.020 x)molL1，c(CO2)c(H2)x molL1,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,7.在1 000 K时，已知反应Ni(s)H2O(g) NiO(s)H2(g)的平衡常数K0.059，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应

20、 A.已达到平衡状态 B.未达到平衡状态，反应正向进行 C.未达到平衡状态，反应逆向进行 D.无法确定,15,16,解析当水蒸气和氢气浓度相等时，Q1，K0.059，QK，反应逆向进行,8.(2018济南高二质检)可逆反应：2A(g)3B(g) 4C(g)D(g)，已知起始浓度c(A)4 molL1，c(B)3 molL1，C、D浓度均等于0，反应开始2 s后达到平衡状态，此时D的平衡浓度为0.5 molL1，则下列说法不正确的是 A.反应速率v(C)1 molL1s1 B.C的平衡浓度为4 molL1 C.A的转化率为25% D.B的平衡浓度为1.5 molL1,1,2,3,4,5,6,7,

21、8,9,10,11,12,13,14,15,16,D项，B的平衡浓度为1.5 molL1，正确,解析从开始到平衡，转化的D的浓度为0.5 molL1，运用三段式,2A(g)3B(g) 4C(g)D(g) c(起始)/molL1 4 3 0 0 c(转化)/molL1 1 1.5 2 0.5 c(平衡)/molL1 3 1.5 2 0.5,B项，C的平衡浓度为2 molL1，错误,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,题组三化学平衡常数的相关综合 9.温度为T时，在体积为10 L的真空容器中通入1.00 mol氢气和1.00 mol碘蒸气，20 min后，

22、反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020 molL1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示： H2(g)I2(g) 2HI(g)2H2(g)2I2(g) 4HI(g) 下列说法正确的是 A.反应速率用HI表示时，v(HI)0.008 molL1min1 B.两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数 值相同 C.氢气在两个反应方程式中的转化率不同 D.第二个反应中，增大压强K增大,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,解析 H2(g) I2(g)

23、 2HI(g) 初始浓度(molL1) 0.100 0.100 0 转化浓度(molL1) 0.080 0.080 0.160 平衡浓度(molL1) 0.020 0.020 0.160,所以，v(HI)0.160 molL120 min0.008 molL1min1，A正确,两个化学方程式表示的是同一个反应，反应达到平衡时，氢气的浓度相同，故其转化率相同，C错； 压强大小对化学平衡常数没有影响，D错,10.已知常温下反应、的平衡常数关系为K1K3K2：NH3H (平衡常数为K1)；AgCl AgCl(平衡常数为K2)；Ag2NH3 Ag(NH3)2(平衡常数为K3)。据此所做以下推测合理的是

24、 A.氯化银可溶于氨水 B.银氨溶液中加入少量氯化钠有白色沉淀 C.银氨溶液中加入盐酸无明显现象 D.银氨溶液可在酸性条件下稳定存在,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,解析根据K3K2，说明Ag2NH3 Ag(NH3)2容易发生，即氯化银能溶于氨水，故A正确,根据K3K2，说明Ag2NH3 Ag(NH3)3容易发生，AgCl AgCl不容易发生，所以银氨溶液中加入少量氯化钠没有白色沉淀，故B错误,K1最大，所以NH3H 容易发生，反应后溶液中有较多的Ag，Ag与Cl反应生成

25、AgCl白色沉淀，故C错误,K1最大，所以NH3H 容易发生，所以银氨溶液在酸性条件下不能稳定存在，故D错误,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,11.(2018福州八县一中期中)某温度下，将3 mol A和2 mol B充入2 L一密闭容器中，发生反应：A(g)B(g) C(g)D(g)，5 min后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K1，下列选项正确的是 A.C平衡浓度为1.2 molL1 B.速率v(B)0.08 molL1min1 C.A的转化率为40% D.B的转化率为40,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15

26、,16,解析 A(g) B(g) C(g)D(g) 起始量(mol) 32 0 0 变化量(mol) xx x x 平衡量(mol) 3x 2xx x,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,下列说法错误的是 A.反应达到平衡时，X的转化率为50% B.反应可表示为X(g)3Y(g) 2Z(g)，其平衡常数为1 600 C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 D.改变温度可以改变此反应的平衡常数,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,12.(2018咸阳高二质检)在25 时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平

27、衡浓度如下表所示,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,解析X、Y、Z的浓度变化量分别为0.05 molL1、0.15 molL1、0.1 molL1，且X、Y的浓度减小，Z的浓度增大，所以该反应的化学方程式为X(g)3Y(g) 2Z(g,平衡常数只受温度的影响，不受压强和浓度的影响,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,13.工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷：CH4(g)H2O(g) CO(g)3H2(g)H0，在一定条件下，向容积为1 L的密闭容器中充入1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g

28、)，测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A.达平衡时，CH4(g)的转化率为75% B.010 min内，v(CO)0.075 molL1min1 C.该反应的化学平衡常数K0.187 5 D.当CH4(g)的消耗速率与H2O(g)的消耗速率相等，反应达到平衡,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析根据题干图像可知，反应进行到10 min时达到平衡状态，氢气和水蒸气的平衡浓度均是0.75 molL1，因此消耗水蒸气的浓度是1 molL10.75 molL10.25 molL1，则,15,16,CH4(g)H2O

29、(g) CO(g)3H2(g) 起始浓度molL1 1 1 0 0 转化浓度molL1 0.25 0.25 0.25 0.75 平衡浓度molL1 0.75 0.75 0.25 0.75,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,CH4(g)的消耗与H2O(g)的消耗反应方向相同，无法判断反应是否达到平衡状态，D不正确,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,14.化学平衡原理在工农业生产中发挥着重要的指导作用,15,16,综合强化,ZONGHEQIANGHUA,1)反应C(s)CO2(g) 2CO(g)平衡常数K的表达式为_； 已

30、知C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)的平衡常数为K1；H2(g)CO2(g) CO(g)H2O(g)的平衡常数为K2，则K与K1、K2二者的关系为_,KK1K2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,2)已知某温度下，反应2SO2O2 2SO3的平衡常数K19。在该温度下的体积固定的密闭容器中，c0(SO2)1 molL1，c0(O2)1 molL1，当反应在该温度下SO2转化率为80%时，该反应_(填“是”或“否”)达到化学平衡状态，若未达到，向_(填“正反应”或“逆反应”)方向进行,15,16,否,逆反应,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析该温度下SO2转化率为80%时，c(SO2)1 molL180%，则,15,16,2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 开始/molL1 1 1 0 变化/molL1 0.8 0.4