化学平衡常数(1) 高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

【复习回顾】计算该反应能自发进行的温度。汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮和一氧化碳，它们是现代化城市中的重要大气污染物。为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气的想法。ΔH=-746.8KJ•mol—1ΔS=-197.5J·mol－1·K－1ΔH－TΔS=-746.8KJ•mol—1-

T×（-0.1975KJ·mol－1·K－1）<0得：T<3781K

用“”表示⇌1、概念：2、表示：3、特征：a、双向性：b、双同性：c、共存性：一、可逆反应在相同条件下，同时向正、反两个方向进行的反应。

反应物生成物正向反应逆向反应正、逆反应是在相同条件下同时进行的反应物、生成物同时存在复习回顾可逆反应(任何一种反应物/生成物都无法反应完)在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g)

⇌2Z(g)，X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L，当平衡时，下列数据肯定不正确的是(

)A.X2为0.4mol/L，Y2为1.2mol/LB.Y2为1.0mol/LC.X2为0.3mol/L，Z为0.2mol/LD.Z为0.6mol/L课堂练习A2SO2+O22SO3⇌反应时间反应速率V正=V逆化学平衡V正V逆t1开始时：反应物浓度最大,v正

；生成物浓度为

,v逆为

。反应中：反应物浓度逐渐_____,v正_____；生成物浓度逐渐_____,v逆

。平衡时：反应物的浓度和生成物的浓度都不再_____,v正和v逆_____。

最大00减小减小增大增大变化相等复习回顾化学平衡状态2SO2+O2

2SO3⇌反应时间反应速率V正=V逆化学平衡V正V逆t1在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，v正与v逆相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，称为“化学平衡状态”。特征：针对可逆反应而言V正=V逆>0动态平衡各组分浓度/含量保持恒定条件改变，平衡移动，并在新的条件下建立新的平衡逆等动定变判断可逆反应的化学平衡？直接判断依据间接判断依据v正＝v逆变量不变同一物质不同物质生成速率等于消耗速率化学反应速率之比等于系数之比，且需一正一逆2SO2+O2

2SO3⇌各组分的m、n、N、c等各组分的m%、n%、v%等T、P、ρ、总m(气体)、M(气体)、颜色等注意：H2N-COONH4(s)⇌CO2(g)+2NH3(g)1、可逆反应：2NO2⇌2NO＋O2在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(

)①单位时间内生成nmoO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①④⑥⑦

B.②③⑤⑦C.①③④⑤

D.全部课堂练习A2、在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应A(s)+2B(g)C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是()①混合气体的压强不变

②混合气体的密度不变

③B的物质的量浓度不变

④气体的总物质的量不变⑤当有2molB消耗时，有1molC生成⑥气体平均相对分子质量不变A.①②③B.②③⑥C.③④⑤D.①④⇌B课堂练习第2节化学反应的限度第1课时化学平衡常数学习目标：1、知道化学平衡常数的定义，并会表示化学平衡常数2、知道如何计算化学平衡常数3、掌握化学平衡常数的应用【联想质疑】在工业生产和实验室中，人们会遇到各种各样的可逆反应，如合成氨的反应：

该反应在一定条件下不可能进行完全，即存在一定的限度。反应限度对人类的生产活动和日常生活有着重要影响。因此，对化学反应来说，仅研究化学反应的方向是远远不够的，还需要关注化学反应的限度问题。那么，怎样才能定量地描述化学反应的限度呢？

研究表明，可逆反应在适当条件下进行一段时间后一定会达到化学平衡状态。此时，平衡混合物的组成不再随时间的延续而变化，反应达到一定的限度。在研究了大量实验的基础上，人们发现可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度。K=反映了化学反应可能进行的程度。平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。一、化学平衡常数定义：一定温度下，当可逆反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数，简称平衡常数。意义：[C]c[D]d[A]a[B]b或K=注意：表达式中各物质浓度均为平衡浓度。写出下表中各反应的平衡常数表达式和单位。序号反应K单位①1/2N2(g)+3/2H2

(g)⇌NH3(g)(mol·L-1)-1②N2(g)+3H2(g)⇌2NH3

(g)(mol·L-1)-2③2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)

(mol·L-1)2④NH3•H2O(aq)⇌NH4+(aq)+OH—(aq)mol·L-1⑤FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)1⑥AgCI(s)⇌Ag+(aq)+CI—(aq)(mol·L-1)2c平(NH3)c平(N2)1/2c平(H2)3/2

c平(NH3)2

c平(N2)c平(H2)3

c平(N2)c平(H2)3

c平(NH3)2

c平(NH4+)c平(OH—)

c平(NH3•H2O)

c平(CO2)

c平(CO)

c平(Ag+)c平(Cl—)

固体和纯液体浓度为1，不列入K的表达式K1K2K3K12

=K2

=1/K31、对于同一化学反应，K的表达式不唯一。

若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会改变。化学平衡常数的表达式取决于化学方程式的系数。2、固体和纯液体浓度通常看做常数为1，不列入K的表达式。3、若反应方向改变，则平衡常数改变。对于一可逆反应，其正反应和逆反应的K互为倒数，单位不同。K的单位与化学方程式的书写方式相对应。结论化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。序号初始浓度×10-2mol/L平衡浓度×10-2mol/Lc始(H2)c始(I2)c始(HI)c平(H2)c平(I2)c平(HI)11.0671.19600.1830.3131.76721.1350.90400.3560.1251.55931.1340.75100.4570.0741.3544001.0690.1140.1140.8415000.4490.0480.0480.353

表中所列为测量反应I2(g)+H2(g)⇌2HI(g)在698.6K时各物质的初始浓度和平衡浓度所获得的数据。根据表中数据计算平衡时的值，并分析其中规律。交流研讨c平2(HI)c平(H2)c平(I2)c平2(HI)c平(H2)c平(I2)54.554.654.454.354.3?交流研讨序号初始浓度×10-2mol/L平衡浓度×10-2mol/Lc始(H2)c始(I2)c始(HI)c平(H2)c平(I2)c平(HI)11.1970.69400.5610.0591.27048.3821.2280.99600.3840.1521.68748.6131.2010.84000.4580.0971.48649.544001.5200.1690.1691.18148.485001.2870.1430.1431.00048.716003.7770.4210.4212.93448.81c平2(HI)c平(H2)c平(I2)

再对比反应I2(g)+H2(g)⇌2HI(g)在730.6K时各物质的初始浓度和平衡浓度所获得的数据，寻找其中的规律。(1)相同温度，达到化学平衡状态时的数值相同吗？(2)这个常数与反应的起始浓度大小有关吗？(3)这个常数与正向建立还是逆向建立平衡有关系吗？分析实验数据，思考下列问题：无关。相同，是个常数。思考交流c平2(HI)c平(H2)c平(I2)结论：对于系数确定的反应，化学平衡常数只与温度有关。（与反应物或生成物的浓度、压强、催化剂无关。）平衡常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关,即与平衡建立的过程无关。多重平衡规则：若干化学方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘(除)例如:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)K12NO2(g)⇌N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)⇌N2O4(g)K3

K3=K1K21、已知N2+3H2

⇌2NH3（ΔH<0）在400℃达到平衡时，c(N2)=1mol·L-1，c(H2)=2mol·L-1，c(NH3)=4mol·L-1，(1)则400℃时此反应的平衡常数是

。(2)其逆反应的平衡常数是

。(3)若保持温度不变，将容器体积缩小一半，则平衡常数为

。2L2·mol-20.5mol2·L-22L2·mol-2课堂练习2.对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在一定温度下，平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是（）

A.将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C3.已知下列反应的平衡常数：①H2(g)＋S(s)H2S(g)K1，②S(s)＋O2(g)SO2(g)

K2，则反应③H2(g)＋SO2(g)H2S(g)＋O2(g)的平衡常数K是()

A.K1＋K2 B.K1－K2 C.K1×K2 D.K1K2D课堂练习二、化学平衡常数的应用K的数值越大，反应程度越大。1、比较同一可逆反应在不同条件下进行的程度。2、判断化学反应可能进行的程度。K值<10－510－5～105>105反应程度___________________________很难正向进行反应可逆进行完全3、利用平衡常数可算物质的平衡浓度、物质的量分数和转化率等。4、判断可逆反应平衡移动方向。cc(C)·cd(D)ca(A)·cb(B)任意状态时：浓度商Q=达到平衡状态时,

K=在某温度下，用浓度商Q与K比较大小来判断是否达到平衡。对于可逆反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)Q=K

反应状态

。此时，V（正）

V（逆）Q<K

反应状态

。此时，V（正）

V（逆）Q>K

反应状态

。此时，V（正）

V（逆）平衡状态反应正向进行反应逆向进行=><5、利用K可判断反应的热效应②若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。①若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；根据某反应的平衡常数K随温度变化的情况，可判断该反应是放热反应还是吸热反应。T373473573673773K3.35×1091.00×1072.45×1051.88×1042.99×103观察：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)∆H<0的平衡常数与温度的关系：1、能反映化学反应可能进行的程度，平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。化学平衡常数K=2、化学平衡常数的表达式取决于化学方程式的系数。对于系数确定的反应的平衡常数数值大小只与温度有关。4、升高温度，吸热反应的K增大，放热反应的K减小。aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)【课堂小结】3、在某温度下，用浓度商Q与K比较大小来判断是否达到平衡。1、关于化学平衡常数的叙述正确的是

()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D对于给定的可逆反应，化学平衡常数只与温度有关；化学平衡常数表达式的书写与方程式的书写有关，因此一定温度下，两种物质反应，化学方程式书写形式改变，平衡常数改变；化学平衡常数等于平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值；利用平衡常数的定义知，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。课堂练习2、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()

A、K＝B、K＝C、增大c(H2O)或减小c(H2)，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B课堂练习3、在25℃时，在2L密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始物质的量和平衡物质的量如下表：则25℃时，反应X＋3Y⇌2Z，其平衡常数的值为()

A、400 B、600C、1200D、1600

物质XYZ初始物质的量/mol0.20.40平衡物质的量/mol0.10.10.2D课堂练习4、298K时，下列反应的平衡常数如下：①N2(g)＋O2(g)⇌2NO(g)，K1＝1×10－30②2H2(g)＋O2(g)⇌2H2O(g)，K2＝2×1081mol－1·L③2CO2(g)⇌2CO(g)＋O2(g)，K3＝4×10－92mol·L－1则常温下NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向最大的是

()A、NOB、H2O C、CO2 D、不能判断A课堂练习5、在1000K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)⇌NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.059，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应()

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