2.2课时2化学平衡常数课件高二上学期化学人教版选择性必修1

化学平衡常数第二章化学反应速率与化学平衡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.知道反应物的转化率计算方法。从表中尝试能获得化学平衡体系中数据,思考讨论以下问题：2.反应途径是否相同1.起始浓度是否相同？3.平衡时反应物浓度与生成物浓度之间有什么关系从表中尝试能获得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？结论：①在457.6℃时，为常数c2(HI)c(H2)·c(I2)③该常数与平衡建立的途径无关②该常数与反应的起始浓度大小无关其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系一、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），符号用“

K”表示。———————————————————1.定义：注意与反应物或生成物浓度均无关与平衡建立的途径无关一、化学平衡常数2.表达式：化学平衡常数的单位与方程式的表示形式相对应，由方程式对应系数推导出来，故化学平衡常数没有固定单位。例mA+nB⇋pC+qDK=生成物浓度幂之积反应物浓度幂之积=cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)其中c为各组分的平衡时浓度;注意规范书写：c小写，位于左下角；圆点要实心且显眼。单位：K的单位为(mol·L-1)

n

n=(p+q)-(m+n)故化学平衡常数没有固定单位一、化学平衡常数3.书写平衡常数关系式的规则(1)纯固体、纯液体，由于其浓度可看作常数“1”,不列入平衡常数的表达式中！例如：K=Fe3O4(s)+4H2(g)

高温3Fe(s)+4H2O(g)c(CO2)c4(H2)4(H2O)cK=K=)Cr2O72-(c)CrO42-(c2)H+(c2Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

注意：水溶液中的反应如有水参加，水浓度为常数，不列入。

(2)对于水的处理要分情况①气态水H2O(g)或非水溶液中的反应，以及有机反应，此时水要代入平衡常数公式。②在稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度视为常数“1”而不代入平衡常数公式。(3)离子反应先写离子方程式，再写平衡常数公式。

练：写出下列反应的平衡常数K的表达式①N2(g)+3H2(g)⇋2NH3(g)②N2(g)+

H2(g)⇋NH3(g)③2NH3(g)⇋N2(g)+3H2(g)注意观察三者之间的关系！K1=1/K3=K22①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。练：下列三个反应的平衡常数K之间有什么关系2NO(g)+O2(g)⇋2NO2(g)K1

2NO2(g)⇋N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)⇋N2O4(g)K3

K3=K1K2③若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之积(商)。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

=2HF6.5×1095Cl2+H2

=2HCl2.57×1033Br2+H2

=2HBr1.91×1019I2+H2

⇋2HI8.67×102分析表格中的数据，你有哪些发现？K值越大，说明平衡体系中生成物的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物的转化率越大。4.意义:a.K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大；b.一般当K＞105时，该反应进行得基本完全。

一般当K<10-5时，就认为反应很难进行。5.应用：(1)衡量化学反应进行的程度化学反应平衡常数①N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)K(298K)＝5.6×105②N2(g)＋O2(g)2NO(g)K(298K)＝1.9×10－31两个反应中进行彻底的是__，在常温下很难进行的是____。①

②对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)在任意状态时，生成物与反应物浓度幂之积的比值称为浓度商，用

Q表示：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（2）判断平衡移动的方向（3）判断反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应高炉炼铁中发生的基本反应如下:FeO(s)+CO(g)⇋Fe(s)+CO2(g)(条件省略)。已知1100℃，K=0.263，某时刻测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1在这种情况下：(1)该反应是否处于平衡状态_____(填“是”或“否”)；(2)此时反应会向______进行？（填“正向”或“逆向”）；(3)此时化学反应速率是ν正_____ν逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。Q=

c(CO2)c(CO)=

0.025mol·L-10.1mol·L-1=0.25否正向大于Q＜K，反应向正方向进行在一定体积密闭容器中，进行如下反应CO2(g)+H2(g)⇋CO(g)+H2O(g)，其平衡常数Ｋ和温度t的关系如下：t/ºC70080083010001200k0.60.91.01.72.6(1)K的表达式为：

；(2)该反应为

反应（“吸热”或“放热”）；(3)若c(CO2)

·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，此时温度为

；(4)在上述温度______℃时，反应物转化率最大。c(CO)·c(H2O)c(CO2)·c(H2)吸热830℃1200二、转化率计算

用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率α来表示反应限度。对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：

c(CO):c(H2O)=1:1时

CO+H2OCO2+H2

起始c1100转化c-x-x+x+x平衡c1-x1-xxx

解得x=0.5α(CO)=50%α(H2O)=50%

c(CO):c(H2O)=1:4时

CO+H2OCO2+H2

起始c1400转化c-x-x+x+x平衡c1-x4-xxx解得x=0.8α(CO)=80%α(H2O)=20%

已知CO(g)+H2O(g)

⇋CO2

(g)+H2

(g)800℃K=1.0；求恒温恒容体系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或1:4开始，达到平衡时CO和H2O(g)的转化率。(1-x)(1-x)x2K==1(1-x)(4-x)x2K==1增大一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，而本身的转化率减小结论：1.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)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示:t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6提示:K=该反应平衡常数与题目中反应的平衡常数互为倒数。（1）700℃，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K是多少?（2）在800℃时发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)=2mol·L-1，c(H2)=1.5mol·L-1，c(CO)=1mol·L-1，c(H2O)=3mol·L-1，则下一时刻反应向哪个方向进行?Q=c(CO)·c(H2O)c(CO2)·c(H2)1mol·L-1×

3mol·L-12mol·L-1×1.5mol·L-1==1>0.9所以反应向逆反应方向进行2.将0.1molCO与0.1molH2O气体混合充入10L密闭容器中，加热到800℃，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005mol·L-1。(1)求该反应的平衡常数及平衡时CO的转化率。【解】依题意可知：起始时c(CO)＝c(H2O)

＝

0.01

mol·L-1，平衡时c(CO)＝

0.005

mol·L-1，变化量c(CO)＝

0.005mol·L-1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始浓度/(mol·L-1)

0.010.0100变化浓度/(mol·L-1)

0.005平衡浓度/(mol·L-1)0.0050.0050.0050.0050.0050.0050.005K＝

＝

＝1c(CO2)•

c(H2)c(CO)•

c(H2O)

0.005×0.0050.005×0.005CO的转化率为：×100%

＝50%0.005mol·L-10.01mol·L-13.密闭容器中，固体NH4I在一定温度下发生下列反应：

①NH4I(s)

NH3(g)+HI(g)；

②2HI(g)

H2(g)+I2(g)

达到平衡时，c(H2)=0.5mol·L-1，c(HI)=4mol·L-1，则此温度下反应①的平衡常数为（

）

A.9

B.16

C.20

D.25C注意：代入平衡常数表达式的物质的量浓度是平衡时的浓度。拓展提升1.分压平衡常数Kp分压和总压分压：一种气体单独存在于容器内时的压强总压：混合气体总压强等于组成该混合气体各成分的分压强之和P总=P1+P2+P3+……PV=nRT拓展提升1.分压平衡常数Kp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一般要求写出(只受温度影响)拓展提升2.物质的量分数平衡常数Kx(只受温度影响)

【2017·全国卷Ⅰ，28(3)①改编】H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，压强为P0Pa，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。H2S的平衡转化率α1＝

%，反应平衡常数Kc＝

、Kp＝

、Kx＝

。2.52.8×10－32.8×10－32.8×10－3结论：当△n(g)=0时，Kc=Kp=Kx拓展提升3.标准平衡常数Kθ(相对分压平衡常