【核心素养目标】人教版（2023）高二化学选择性必修1 2.2 化学平衡（第2课时 化学平衡常数）

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第二节化学平衡

第2课时化学平衡常数

人教版选择性必修1

学习目标

1．知道化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。

2．能够利用化学平衡常数进行简单的计算。

3．了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。

学习目标

1．认识温度是决定化学平衡常数的唯一物理量，培养学生“变化观念与平衡思想”学科素养。

2．通过浓度商和化学平衡常数的相对大小判断化学平衡移动的方向，培养学生“证据推理与模型谁知”的学科素养。

素养目标

情境引入

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？

在457.6℃时，反应体系H2(g)+I2(g)2HI(g)总各物质的浓度如下表所示：

常数

一、化学平衡常数

教学过程

K＝

cp(C)cq(D)

cm(A)cn(B)

对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，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，该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。

1.概念：

2.表达式：

表达式中的各物质的浓度必须为平衡浓度

教学过程

3.意义：

K越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行的越完全，平衡时反应物的转化率越大；反之，K越小，该反应进行程得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。

(一般来说，当K＞105时，该反应就进行得基本完全了。)

教学过程

4.注意：

（1）反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。

(注意：非水溶液中发生的反应，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数的表达式中)

（2）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，由于化学方程式的书写不同，平衡常数的表达式不同。

课堂练习

K=

c4(H2O)

c4(H2)

例1：写出下列反应的化学平衡常数表达式

例2：写出下列反应的化学平衡常数表达式，找出它们之间的联系。

课堂练习

c2(NH3)

K1＝

c(N2)c3(H2)

c2(NH3)

K2＝

c(N2)c3(H2)

c(NH3)

K3＝

c1/2(N2)c3/2(H2)

教学过程

总结：平衡常数与方程式的关系

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；

2．若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或1/n次幂。

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。

教学过程

5.影响化学平衡常数的因素

化学平衡常数是表明化学反应限度的一个特征值，通常情况下只受温度影响，与反应物或生成物的浓度无关。

升高温度K值增大正反应为吸热反应

K值减小正反应为放热反应

降低温度K值增大正反应为放热反应

K值减小正反应为吸热反应

已知方程式A(g)C(g)K1和B(g)D(g)K2用K1、K2表示下列反应的平衡常数。

（1）C(g)A(g)K3=__________

（2）2B(g)2D(g)K4=__________

（3）A(g)+B(g)C(g)+D(g)K5=__________

（4）2A(g)+D(g)B(g)+2C(g)K6=__________

课堂练习

例3：

1/K1

K22

K1·

K12/K2

二、浓度熵

教学过程

1．概念

在任意时刻，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，常用Q表示。

2．表达式

对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)浓度商Q＝____________

教学过程

3．利用浓度商、化学平衡常数判断反应方向

Q＜K，反应向正反应方向进行；

Q＝K，反应处于平衡状态；

Q＞K，反应向逆反应方向进行。

对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH>0，下列有关说法正确的是()

A．平衡常数表达式为

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，平衡正向移动

典例1．

课堂练习

【答案】B

【解析】固态物质浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式，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；升温该反应正向进行，K增大，C项错误；增加C(s)的量，平衡不移动，D项错误。

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

B．反应③的平衡常数

C．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

典例2．

课堂练习

【答案】B

【解析】在书写平衡常数表达式时，纯固体不写，A错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K＝K1/k2，B正确；反应③中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH<0，C错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。

典例3．

课堂练习

可逆反应：2SO2＋O22SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2。下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商)()

A．Q不变，K变大，O2转化率增大

B．Q不变，K变大，SO2转化率减小

C．Q变小，K不变，O2转化率减小

D．Q增大，K不变，SO2转化率增大

【答案】C

【解析】当可逆反应2SO2＋O2SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2，平衡向右进行，但O2转化率减小，浓度商Q变小，K不变。

二、化学平衡常数有关计算

教学过程

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)计算该反应的平衡常数

(2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸汽各0.20mol,试求达到化学平衡状态时各物质的浓度.。

典例4．

教学过程

典例5．

课堂练习

将0.1molCO与0.1molH2O气体混合充入10L密闭容器中，加热到800℃，充分反应