2.2化学平衡课件上学期高二化学人教版选择性必修1

引入可逆反应到达平衡状态的标志：（1）ν正=ν逆≠0（2）各组分浓度（或含量）保持不变能否从定量的角度研究一个可逆反应是否到达平衡状态呢？——化学平衡常数

第二节化学平衡第二章化学反应速率与化学平衡第二课时化学平衡常数引入457.6℃时，反应体系H2(g)+I2(g)⇋2HI(g)中各物质的浓度序号起始时浓度mol/L

457.6℃平衡时浓度mol/L

457.6℃平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)c（H2）c（I2）c（HI）10.011970.00694400.0056170.00059360.0127020.012280.00996400.0038410.0015240.016873000.015200.0016960.0016960.011814000.012870.0014330.0014330.0100

5

平均值48.3748.6249.5448.4948.75c

(I2)·c

(H2)c2(HI)从正反应开始从逆反应开始几乎相等思考：分析下表，你得出什么结论？c

(I2)·c

(H2)c2(HI)结论2：结论1：这个常数和反应的起始浓度大小无关这个常数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。结论3：查阅文献结论4：温度改变，该常数也发生改变。温度不变时,是个常数化学平衡常数对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物浓度和生成物浓度可用浓度商来表示：当该反应在一定温度下达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用K表示，称为化学平衡常数。化学平衡常数定义对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)，当该反应在一定温度下达到化学平衡时化学平衡常数注意(2)固体或纯液体浓度看作常数“1”，不代入表达式，但当

H2O是气态时，则列入表达式中。(1)其中c为各组分的平衡浓度(3)一般不写K的单位1、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)课堂练习化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，其表达式与化学方程式的书写方式有关。

N2O4（g）2NO2（g）

K1

2NO2（g）N2O4（g）

K2思考：K1与K2的关系？①若反应方向改变，则平衡常数互为倒数关系平衡常数

N2O4（g）2NO2（g）K1

1/2N2O4（g）NO2（g）

K2

②若方程式中各物质的化学计量数扩大或缩小至原来的n倍，化学平衡常数变为原来的n次幂或1/n次幂。思考：K1与K2的关系？平衡常数Ⅰ、2NO(g)+O2(g)

2NO2(g)

K1

Ⅱ、2NO2(g)N2O4(g)K2Ⅲ、2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K思考：K与K1、K2的关系?K=K1K2

“多重平衡规则”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。平衡常数Ⅰ、C(s)+CO2(g)

2CO(g)

K1

Ⅱ、C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g)

K2Ⅲ、CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)

K

思考：K与K1、K2的关系？④方程式相减，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之商。平衡常数21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________影响。温度只要温度不变，化学平衡常数就不变。哪怕改变浓度等。温度不变，化学平衡常数不变。可以利用这一点求相同温度下，不同体系的平衡状态。平衡常数的影响因素及意义影响因素（1）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，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大；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。（2）一般来说，当K＞______时，该反应就进行得基本完全了（指的是正向完全）。K≤10-5认为正反应很难进行(逆反应较完全）生成物正105平衡常数大小的意义意义①若升高温度，K值增大，说明平衡向_____移动，则正向为______反应。②若升高温度，K值减小，说明平衡向_____移动，则正向为______反应。吸热正向化学平衡常数K的应用(1)利用K判断反应的热效应逆向放热化学平衡常数K的应用(2)判断平衡移动的方向对于可逆反应mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)任意时刻的浓度商Q平衡时的平衡常数K

①若Q＜K，说明______达到平衡，需要_______c(生成物)，反应向_____方向进行才达平衡。②若Q＝K，说明_______达到平衡。③若Q＞K，说明_______达到平衡，需要______c(生成物)，反应向______方向进行才达平衡。正逆未已经未减小增大

Q＞K，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课堂练习化学平衡常数化学平衡常数的相关计算理解计算常用的两个名词：（1）反应物的转化率：（2）生成物的产率：化学平衡常数的相关计算课本P34【例1】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。

【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典例精析

（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】（2）依题意可知，c(H2)＝0.020mol·L－1，c(I2)＝0.020mol·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典例精析

【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/y

x/yx/yx/y平衡浓度/(mol·L－1)(2.0－x)/y(10－x)/yx/yx/y典例精析c(CO)·c(H2O)c(CO2)·c(H2)x2＝(2.0－x)(10－x)＝20－12x＋x2x＝5/3CO转化为CO2的转化率为：4、下列关于化学平衡常数的说法中正确的是（

）A.在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B.由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度C.化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关D.当改变反应物的浓度时，化学平衡常数一定会发生改变

B课堂练习D课堂练习5、6、己知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g);ΔH>O，请回答下列问题:(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)=1mol·L-1,c(N)=2.4mol·L-1;达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为__________;(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)=4mol·L-1,c(N)=amol·L-1;达到平衡后，c(P)=2mol·L-1,a=___________;25%6课堂练习始(mol·L－1)

变(mol·L－1)

001×60%(1)

0.61

2.4平(mol·L－1)

始(mol·L－1)

变(mol·L－1)

001×60%(3)(1)平(mol·L－1)

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

1.8

0.41

2.4由于温度不变，因此K不变，其他类型平衡常数压强平衡常数1.分压平衡常数Kp

(只受温度影响)pe(C)·pf(D)pm(A)

·pn(B)Kp=①某气体的分压=气体总压×该气体的体积分数(物质的量分数)②分压平衡常数的单位(Pa)一般要求写出

一定温度下，气相反应:mA(g)+nB(g)eC(g)+fD(g)达平衡时，在浓度平衡常数表达式中，用分压代替浓度，即气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，用符号Kp表示，Kp的表达式如下：分压平衡常数KpKp仅适用于气相发生的反应。2.计算方法第四步：根据平衡常数计算公式代入计算。第一步：根据三段式法计算平衡体系中各组分的物质的量或物质的量浓度。第二步：计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。第三步：根据分压计算公式求出各气体物质的分压。某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)分压平衡常数Kp(1)已知：平衡总压为P平3.Kp的计算模板N2(g)＋

3H2(g)⇌

2NH3(g)n(平)

a

b

cp(分压)第三段a+b+ca×P平a+b+cb×P平a+b+cc×P平Kp=a+b+ca×P平（

）

a+b+cb×P平（

）3a+b+cc×P平（

）2分压平衡常数Kp(2)已知：恒温恒容，初始压强为P0，转换率为α3.Kp的计算模板2NO2(g)

⇌

N2O4(g)p(起)

P00p(转)

P0

α

P0

α

21p(平)

P0-P0

α

P0

α

21Kp=P0-P0

α

（

）2

P0

α

21分压平衡常数Kp

工业生产硫酸过程中发生的一个反应为：SO2(g)＋

O2(g)

SO3(g)；将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为_________，平衡常数Kp＝____________________。钒催化剂Δ21课堂练习一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)⇌2CO(g)

ΔH＝＋173kJ·mol－1，若压强为pkPa，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题：(1)650℃时CO2的平衡转化率为__________。(2)t1℃时平衡常数Kp＝__________0.5pa25%课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习像这类存在多个可逆反应的多重平衡体系，我们该如何分析它们之间的转化关系呢？1、连续反应连续反应是指两个有关联的可逆反应，第一个反应的某一生成物，是第二个反应的反应物。（1）定义（2）特点如果该物质是第一个反应的生成物，第二个反应的反应物，则在第一个反应中，该物质的初始量为0，它的平衡量为第二个反应中该物质的初始量（在计算第二个反应的转化率尤为重要）。①A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)②A(g)+2C(g)⇌E(g)+2D(g)多重平衡体系的计算（3）计算模型A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)A(g)+2B(g)⇌E(g)+2D(g)起始量/mol转化量/mol平衡量/mol1

2

0

0𝒙𝒙𝒙𝒙1-𝒙2-𝒙𝒙𝒙1-𝒙2-𝒙0𝒙𝒚2𝒚𝒚2𝒚1-𝒙-𝒚𝒙-2𝒚𝒚𝒙+2𝒚达到平衡时，各物质的