2.2.2化学平衡常数（课件）高二化学（人教版2019选择性必修1）

第二单元化学反应速率与化学平衡第二节化学平衡第2课时化学平衡常数学习目标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.应用化学平衡常数判断可逆反应进行的程度、方向以及反应的热效应；3.能够利用化学平衡常数进行简单的计算。复习回顾化学平衡状态及判断当一个可逆反应达到化学平衡状态时，有多少反应物转化成了生成物？反应物和生成物的浓度之间又有怎样的定量关系？化学平衡状态是在一定条件下可逆反应进行的最大限度。新课导入【问题探究】起始时各物质的浓度/（mol·L）平衡时各物质的浓度/（mol·L）平衡时c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)c2(HI)/c(H2)·c(I2)1.197×10-26.944×10-305.617×10-35.936×10-41.270×10-248.371.228×10-29.964×10-303.841×10-31.524×10-31.687×10-248.621.201×10-28.403×10-304.580×10-39.733×10-41.486×10-249.54001.520×10-21.696×10-31.696×10-31.181×10-248.49001.287×10-21.433×10-31.433×10-31.000×10-248.70003.777×10-24.213×10-34.213×10-32.934×10-248.50c2(HI)/c(H2)·c(I2)平均值48.70457.6℃时反应体系H2(g)+I2(g)2HI(g)中个物质的浓度如下：c2(HI)c(H2)·c(I2)457.6℃达到平衡时，是一个常数。新课导入通过分析实验数据得出：

结论2：常数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。c2(HI)c(H2)·c(I2)结论1：为常数

与物质起始浓度有关吗？叫什么？1．化学平衡时各物质的浓度关系分析各物质的浓度数据，可以发现以下规律：

①无论该反应从正、逆哪个反应方向进行，平衡时的值近似相等，即与平衡状态建立的途径

。

②无论反应物或生成物的起始浓度如何改变，平衡时，的值近似相等，与各物质的浓度

。无关无关任务一化学平衡常数表达式：对于可逆反应mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)，浓度商Q＝

。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。（1）浓度商2．化学平衡常数任务一化学平衡常数在一定温度下，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，称为化学平衡常数，简称平衡常数，符号：K=K（常数）(化学平衡时）cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(2)固体或纯液体浓度看作常数“1”，不代入表达式(1)其中c为各组分的平衡浓度(3)一般不写K的单位概念：表达式：注意：浓度商，常用Q表示K的单位为(mol·L-1)nn=(p+q)-(m+n)（2）化学平衡常数任务一化学平衡常数在某温度下，将含有H2和I2各0.10mol

的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应并达到平衡后，测得c(H2)＝0.0080mol·L－1：（1）计算该反应的平衡常数。（2）在上述温度下，若起始时向该容器中通入H2和I2(g)各0.2mol，试求达到化学平衡时各物质的浓度。【解】（1）依题意可知，平衡时c(H2)＝0.0080mol·L－1

起始浓度/(mol·L－1)0.0100.0100变化浓度/(mol·L－1)平衡浓度/(mol·L－1)K＝c(H2)·c(I2)c2(HI)＝(0.0080)2(0.0040)2＝0.250.00200.00800.00400.00800.00400.0020【课堂练习1】

（2）依题意可知，c(H2)＝0.020mol·L－1，c(I2)＝0.020mol·L－1mol·L－1。起始浓度/(mol·L－1)0.0200.0200变化浓度/(mol·L－1)xx2x平衡浓度/(mol·L－1)0.020－x0.020－x2xK只随温度发生变化，因此：K＝c(H2)·c(I2)c2(HI)＝(0.020－x)2(2x)2＝0.25解得：x＝0.0040平衡时：c(H2)＝c(I2)＝0.016mol·L－1，c(HI)＝0.0080mol·L－1【思考】浓度商与平衡常数有什么区别？1.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，都为浓度商，而化学平衡常数，则是在一定温度下，可逆反应达到平衡时的浓度商。2.当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时，表明该反应已达到化学平衡状态。任务一化学平衡常数写出下列反应的化学平衡常数：

c(H2)·c(I2)c2(HI)c(H2O)c(CO)·c(H2)【课堂练习2】(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。(2)水的处理①气态水或非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数。②稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度视为常数“1”而不代入公式3．化学平衡常数的书写任务一化学平衡常数)H(c)OH(c2424K=CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)K=)Cr2O72-(c)CrO42-(c2)H+(c2Cr2O72-(aq)+H2O(l）2CrO42-(aq)+2H+(aq)K=

C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2OK=

非水溶液中的反应Fe3O4(s)+4H2(g)

3Fe(s)+4H2O(g)【课堂练习3】写出下列平衡常数表达式，并思考，K1、K2、K3之间有何关系？c(H2)·c(I2)c2(HI)c(H2)·c(I2)c2(HI)c2(H2)·c2(I2)c4(HI)思考交流4、化学平衡常数与方程式的关系①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)K1

△H1②2NH3(g)⇌N2(g)

+3H2(g)K2

△H2③1/2N2(g)+3/2H2(g)⇌NH3(g)K3

△H3

△H1、△H2两者关系为

K1、K2两者关系为

△H1、△H3两者关系为

K1、K3两者关系为

△H1=-△H2△H1=2△H2K1=1/K2K1=K22任务一化学平衡常数【课堂练习4】①2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)

K1

△H1

②2NO2(g)⇌N2O4(g)

K2

△H2

③2NO(g)+O2(g)⇌N2O4(g)K3

△H3

△H1、△H2、△H3三者关系为

K1、K2、K3三者关系为△H1+△H2=△H3K1·K2=K3·【课堂练习4】①C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)

K1

△H1

②CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)

K2

△H2③C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)

K3

△H3△H1、△H2、△H3三者关系为K1、K2、K3三者关系为△H1-△H2=△H3K1/K2=K3·【课堂练习5】(1)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关，对于同一个化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数的表达式不同。K与化学计量数等倍扩大或缩小成幂指数关系。(2)对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。4、化学平衡常数与方程式的关系任务一化学平衡常数

H2(g)+I2(g)2HI(g)不同条件下的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℃11.1970.694048.3854.5186721.2280.996048.6154.6286731.2010.840049.5454.218674001.52048.4854.108675001.28748.7154.42867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。不受浓度的影响。5、平衡常数的影响因素任务一化学平衡常数(1)内因：化学反应本身的性质。(2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受

影响。

与压强、起始浓度、起始反方向均无关。温度5、平衡常数的影响因素任务一化学平衡常数（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。（2）通常，K越大，说明平衡体系中________所占的比例越大，______反应进行的程度越大，即该反应进行得越

，平衡时反应物的转化率越

；反之，K越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。（3）一般来说，当K＞______时，该反应就进行得基本完全了。生成物正1051、判断反应进行的程度完全大任务二化学平衡常数的意义（1）Q<K：反应向

方向进行，V正>V逆；（2）Q=K：反应处于

，V正=V逆；（3）Q>K：反应向

方向进行，V正<V逆。2、判断正在进行的可逆反应进行的方向正反应逆反应化学平衡状态任务二化学平衡常数的意义Q＞K，v正＜v逆，反应向逆方向进行【解析】Q＝c(CO)·c(H2)c(C)·c(H2O)＝2.0×1.51.0＝3.0>K【课堂练习6】

可逆反应：mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，在体积为VL的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为amol、bmol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mxmol。1、计算模型——“三段式”法

mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)

起始量/mol

ab00

转化量/mol

平衡量/molmxa－mxnxpxqxb－nxpxqx任务三化学平衡常数的相关计算2．思维模型——三步骤(1)巧设未知量，列全三段式：找已知量，设转化量(若由已知量能列三段式就不必设量)。(2)抽提关键量，找准关系式：依据转化量之比等于

之比或关键量列等式关系。(3)解答设问题，求解问题项：根据求解量，计算问题项。化学计量数任务三化学平衡常数的相关计算3．常见的计算量(1)平衡常数K＝(2)平衡时A的物质的量浓度：(3)平衡时A的转化率：

A、B的转化率之比为

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

a－mx

b－nx

px

qxc(A)＝mol·L－1。α(A)∶α(B)＝任务三化学平衡常数的相关计算3．常见的计算量(4)平衡时A的体积分数：(5)平衡时和开始时的压强之比：

(6)生成物产率＝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

a－mx

b－nx

px

qx任务三化学平衡常数的相关计算【解】设到达平衡时CO转化为CO2的物质的量为xmol，容器的容积为yL。

起始浓度/(mol·L－1)2.0/y10/y00变化浓度/(mol·L－1)x/yx/yx/yx/y平衡浓度/(mol·L－1)(2.0－x)/y(10－x)/yx/yx/yx2＝(2.0－x)(10－x)＝20－12x＋x2