人教版高中化学《化学平衡常数》导学案

2-3-3化学平衡常数【学习目标】.理解化学平衡常数的含义，能根据化学反应书写化学平衡常数表达式.能够利用化学平衡常数进行简单的计算。【学习重难点】学习重点：化学平衡常数学习难点：化学平衡常数【自主预习】化学平衡常数定义在下，当一个可逆反应达到状态时，生成物与反应物的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号表示。(以_为幂)表达式对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)渥一pC(g)+qD(g),在一定温度下，K=意义(1)K值越大，说明正反应进行的程度，反应物的转化率；反之反应物转化越，转化率就。一般的说K>105时，该反应进行的就基本完全。(2)K只受影响，与反应物或生成物的无关。只要温度不变，对于一个具体的可逆反应的来说，它的平衡常数就是一个具体的常数值。a.如果正反应为吸热反应，若升高温度，K值将；b.如果正反应为放热反应，若升高温度，K值将。(3)使用化学平衡常数应注意的问题⑴化学平衡常数只与有关，与反应物或生成物的浓度无关。⑵在平衡常数表达式中：反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做而不代入公式，如：C(s)+H2O(g)—=CO(g)+H2(g),K=c(CO)•c(H2)/c(H2O)Fe(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g),K=c(CO2)/c(CO)⑶化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。例如：N2(g)+3H2(g)—2NH3(g)的平衡常数为K1,12N2(g)+3/2H2(g)一NH3(g)的平衡常数为K2，NH3(g)一1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3；写出K1和K2的关系式：K1三K22。写出K2和K3的关系式： K2•K3=1。写出K1和K3的关系式： K1•K32=1。4．反应物的转化率某个指定反应物的转化率=注意：转化率的规律⑴增大一种反应物可增大另一种反应物的转化率，但本身的转化率降低；⑵若两种反应物的起始量比等于方程式中的系数比，则这两种反应物的转化率相等。⑶平衡常数K越大，转化率越大；平衡常数K越小，转化率也越小。5.可以利用平衡常数的值做标准，判断正在进行的可逆反应(同一温度下)是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。如：对于可逆反应mA(g)+nB(g)—pC(g)+qD(g)在一定温度的任意时刻，反应物与生成物的浓度如下关系：CP(C)・小)Qc=cm(A)・1(B)Qc,叫做该反应的浓度商。Qc—K，反应向正反应方向进行 Qc—K，反应处于平衡状态QcK，反应向逆方向进行【预习检测】1．关于化学平衡常数的叙述正确的是( )A.温度一定，一个化学反应的平衡常数不是一个常数B.两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变C.温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数D•浓度商Q<K时,〃正<〃逆2.化学平衡常数可以用K来表示，下列关于化学平衡常数的说法中正确的是()

K与反应的压强有关K与反应物的浓度有关K与反应的压强有关K与反应物的浓度有关K与生成物的浓度有关K与温度有关合作探究探究活动一：化学平衡常数的概念及其表达式1.二氧化氮、四氧化二氮的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g)^==^N2O4(g),在298K如果用不同起始浓度的二氧化氮或四氧化二氮进行反应，平衡后得到以下实验数据。(1)请根据表中已知数据填写空格：起始浓度/moLL-1平衡浓度/moLL-1平衡浓度关系c(NO2)C(N2。/[NO2][N2O4][N2O4][no2][N2O4][NO2]22.00x10-206.32x10-36.84x10-3——3.00x10-208.00x10-31.10x10-2——02.00x10-29.46x10-31.52x10-2——00.1002.28x10-28.86x10-2——(2)化学平衡常数①概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，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),当在一定温度下达到平衡时，K到平衡时，K=[C]p[D]q

[A]m[B]n2.下表为N2(g)+3H2(g)一2NH3(g)的平衡常数与温度的关系T/K373473573673773K(mol-2.L2)3.35x1091.00x1072.45x1051.88x1042.99x103由上表数据分析可知：⑴温度升高，K值减小，则正反应为—反应(填“吸热”或“放热”，下同)。(2)温度升高，K值增大，则正反应为—反应。［归纳总结］使用平衡常数应注意的问题⑴化学平衡常数只与—有关，与反应物或生成物的浓度无关。(2)在平衡常数表达式中，水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写。C(s)+H2O(g)—CO(g)+C(s)+H2O(g)—CO(g)+H2(g)K=[CO][H]2.[H2O]；FeO(s)＋CO(g)Fe(s)+CO2(g)[CO2]

[CO](3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。13 ―例如：N2(g)+3H2(g)三==^N&Q)的平衡常数为K1,2N2(g)+2H2(g)三==^NH3(g)的平1 3衡常数为K2，NH3(g)==^乂值)+2与@的平衡常数为K3；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：。【学以致用】1．下列关于某一化学反应的平衡常数的说法中，正确的是( )A.与该反应的压强有关B.与反应的温度有关，还与反应本身有关C与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响D.只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数2.高温下，某反应达到平衡，平衡常数K:牌罂]。恒容时，温度升高，H浓度[CO2][H2] 2减小。下列说法正确的是( )A.该反应的焓变为正值B.恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C.升高温度，逆反应速率减小催化剂D.该反应的化学方程式为CO+H2O'高温、CO2+H23.高炉炼铁过程中发生的主要反应为|Fe2O3(s)+CO(g)一2Fe(s)+CO2(g)已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：温度/℃100011501300平衡常数4.03.73.5请回答下列问题：该反应的平衡常数表达式K=,AH0(填“>”、“<”或"=")。探究活动二：化学平衡常数的意义及其应用.下表为298K时，卤化氢生成反应的平衡常数：化学方程式平衡常数KF2+H2-—2HF6.5X1095Cl2+H2-—2HCl2.57x1033B2+H2l—2HBr1.91x1019I2+H2-—2HI8.67x102请比较表中K值的相对大小，说明平衡常数的意义:(1)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_。(2)判断正在进行的可逆反应是否平衡及反应向何方向进行：对于可逆反应：mA(g)+nB(g)==*pC(g)+qD(g),在一定的温度下的任意时刻，反应cpC・cqD物的浓度和生成物的浓度有如下关系：q=:C二D，叫做该反应的浓度商。CmA•CnBQ<K,反应向 一进行Q=K，反应处于Q>K,反应向 一进行.对反应N2(g)+O2(g)—2NO(g),若298K时，K=1x10-30,保持温度不变，测得反应进行的某一时刻，N2、O2、NO浓度分别为10moLL-1、10moLL」、1x10-5moLL-1,此时该反应_(填“已”或“未")达到平衡状态，若要达到平衡，反应应向_反应方向进行(填“正”或“逆”)。［归纳总结］化学平衡常数的应用1)K值的大小可反映化学反应进行的。2)比较Q和K的大小，可判断。3)根据K值随温度变化规律，可判断可逆反应的。【学以致用】4.恒温下，在容积为2L的恒容密闭容器A中通入1molN2与1molH2的混合气体，发生如下反应：N2(g)+3H2(g)一2NH3(g)AH<0,一段时间后，达到平衡，若平衡时氢气的物质的量为0.4mol。(1)计算此温度时该反应的K值为。(2)若降低A容器的温度，该反应K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)若在此温度下，向另一容积为1L的恒容密闭容器B中按物质的量分别为2mol、1mol、1mol充入N2、H2、NH3,此时，该反应是否处于平衡状态(填“是”或“否”)，此时若没有达到平衡,反应应向 (填“正反应”或“逆反应”)方向进行。【学习小结】

【巩固练习】1.对于反应3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是)Ax[HJgOJ nx[HJ4AK—[Fe]3[H2O]4 BK—[H2O]4C.增大c(H2O)或减小c(HJ会使该反应平衡常数减小D.改变反应的温度，平衡常数不一定变化.对于可逆反应：C(s)+CO2(g)——2CO(g),在一定温度下，其平衡常数为K,下列条件的变化中，能使K发生变化的是()A.#C(s)的表面积增大 B.增大体系的压强C.升高体系的温度 D.使用合适的催化剂.汽车尾气净化中的一个反应如下：AH=—373.4kJ-mol-1NO(g)+CO(g)—2N2(g)+AH=—373.4kJ-mol-1在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是( )CO(g)＋H2O(g)，4.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)，T/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：⑴该反应的化学平衡常数表达式为K=，(2)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。(3)能判断该反应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)

(4)某温度下，平衡浓度符合下式：[COJ[H2]=[COHH2O],试判断此时的温度为℃。5.写出下列反应的平衡常数表达式：反应Kc高温①C(s)+CO2(g)、 2CO(g)②H2(g)+I2(g)=2HI(g)③FeO(s)+CO(g)—Fe(s)+CO2(g)④AgCl(s)^^Ag+(aq)+Cl-(aq)2Fe3++Fe 3Fe2+Br2+H2O H++Br-+HBrOCH3COOH+CH3cH20H^=^CH3COOCH2cH3+H2O【总结与反思】通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。【参考答案】【自主预习】略【预习检测】1.【预习检测】1.C2.D【合作探究】探究活动一：1．(1)起始浓度/moLL-1平衡浓度/moLL-1平衡浓度关系c(NO2)。叫。4)[no2][N2O4][N2O4][NO2]IN2O4][NO2]22.00x10-206.32x10-36.84x10-31.081.71x1023.00x10-208.00x10-31.10x10-21.381.72x10202.00x10-29.46x10-31.52x10-21.611.70x10200.1002.28x10-28.86x10-23.891.70x102

（2）生成物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积与反应物浓度