化學平衡常數(shù)高二上學期化學人教版選修一

判斷平衡狀態(tài)的證據(jù)：正逆相等變量不變知識回顧溫故知新我們知道可逆反應到達平衡狀態(tài)判斷的方法：定性【思考】能否從定量的角度研究一個可逆反應是否達到平衡狀態(tài)呢？在一定溫度下，化學平衡體系中反應物濃度與生成物濃度之間有什么關系呢？課題導入§2.2.2化學平衡常數(shù)第二章

化學反應速率與化學平衡1．知道化學平衡常數(shù)的含義，會根據(jù)化學反應書寫化學平衡常數(shù)表達式。2.能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算。3.應用化學平衡常數(shù)和濃度商的關系判斷化學反應是否達到平衡及反應進行的方向，提升從定量的角度分析化學反應的能力。目標引領序號起始時各物質的濃度mol/L平衡時各物質的濃度mol/LH2I2HIH2I2HI11.197×10-26.944×10-305.617×10-35.936×10-41.270×10-248.3721.228×10-29.964×10-303.841×10-31.524×10-31.687×10-248.6231.201×10-28.403×10-304.580×10-39.733×10-41.486×10-249.544001.520×10-21.696×10-31.696×10-31.181×10-248.495001.287×10-21.433×10-31.433×10-31.000×10-248.706003.777×10-24.213×10-34.213×10-32.934×10-248.502c(HI)c(H2)·c(I2)在457.6℃時反應體系I2(g)+H2(g)?2HI(g)中各物質的濃度如圖所示忽略試驗誤差，457.6℃達到平衡時，可以視為常數(shù)獨立自學在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，稱為化學平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號K

表示。2.表達式對于一般的可逆反應：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，當該反應在一定溫度下達到平衡時，一、化學平衡常數(shù)K=生成物濃度冪之積反應物濃度冪之積=cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)注意：(2)固體或純液體濃度看作常數(shù)“1”，不代入表達式；(1)其中c為各組分的平衡濃度(3)

H2O：液態(tài)時，不能代入平衡常數(shù)表達式；氣態(tài)時，需要代入平衡常數(shù)表達式引導探究1.概念【例題1】寫出下表中各反應的平衡常數(shù)表達式：2NO2(g)

N2O4(g)3Fe(s)＋4H2O(g)

Fe3O4(s)＋4H2(g)Br2＋H2O

H＋＋Br－＋HBrOCaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

K=c(CO2)mol·L-11(mol·L-1)-1(mol·L-1)2(1)在同一溫度下，正、逆反應的平衡常數(shù)K互為倒數(shù)。【例】2NO2(g)N2O4(g)N2O4(g)2NO2(g)K2=c2(NO2)c(N2O4)K1=c2(NO2)c(N2O4)(2)方程式系數(shù)擴大幾倍，平衡常數(shù)K就擴大幾次方倍。【例】2NO2(g)N2O4(g)4NO2(g)2N2O4(g)K1=c2(NO2)c(N2O4)K2=c4(NO2)c2(N2O4)K1=1K2K2=K123.

平衡常數(shù)與方程式的關系【例】

①

2NO(g)+O2(g)2NO2

K1

②2NO2(g)N2O4

K2

①+②得

2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K

K=K1×K2【例】①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1

②

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2①－②得

C(s)+CO2(g)2CO(g)KK=K1K2（3）方程式相加(減)，則K相乘(除)。(1)內因：化學反應本身的性質。(2)外因：在化學方程式一定的情況下，K只受

影響。與壓強、起始濃度、起始反方向均無關。4.化學平衡常數(shù)的影響因素溫度I2(g)+H2(g)?2HI(g)在任意時刻的，稱為

，常用

表示，即濃度商Q5.濃度商（1）定義：對于一般的可逆反應：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，注意：其中c為各組分任意時刻的濃度.Q與K有什么關系？1.一個反應在任何時刻都可以寫出濃度商，二者公式相同2.只有平衡時的濃度商才叫做化學平衡常數(shù)3.K是Q的特殊值！思考（1）判斷反應進行的程度①平衡常數(shù)的大小反映了化學反應進行的

(也叫

)。②K越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，正反應進行的程度越大，即該反應進行得越

，平衡時反應物的轉化率越

，反之，K越小，該反應進行得越

，平衡時反應物的轉化率越

。程度反應的限度完全大不完全小105③當K＞

時，該反應就進行的基本完全了;K＜10-5,很難進行。1.化學平衡常數(shù)的意義二、化學平衡常數(shù)的應用引導探究【注意事項】①平衡常數(shù)數(shù)值大，不代表此溫度下反應速率快，也不代表反應很容易發(fā)生。②平衡常數(shù)數(shù)值極小的反應，說明正反應在該溫度下不能進行。如:N2+O2?2NOK=10-30(298K)所以常溫下用此反應固定氮氣是不可能的。因此沒有必要在該溫度下進行實驗，以免浪費人力物力。（2）判斷反應進行的方向Q＜K，反應向正方向進行Q=K，反應達到平衡狀態(tài)Q＞K，反應向逆方向進行對于一般的可逆反應：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)例：850℃時，若向1L的密閉容器中同時充入1.0molCO、3.0molH2O、1.0molCO2和xmolH2，發(fā)生反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。(已知在850℃時，K＝1)①當x＝5.0時，上述向________(填“正反應”或“逆反應”)方向進行。②若要使上述反應開始時向正反應方向進行，則x應滿足的條件是____________。Q=c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)=1×51×3=53>1逆反應分析：要使上述反應開始時向正反應方向進行，則必修滿足Q<K1×x1×3<1x<30≤

x<3（1）已知初始濃度和平衡濃度求平衡常數(shù)和平衡轉化率【例】在某溫度下，將H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c(H2)=0.0080mol/L，求：(1)反應的平衡常數(shù)。(2)在上述溫度下，該容器中若通入H2(g)和I2(g)各0.2mol，試求達平衡時各物質的濃度。(3)計算(1)、(2)問條件下H2、I2的轉化率，通過比較你有什么想法？

(1)：H2的轉化率為20%，I2的轉化率為20%(2)：H2的轉化率為20%，I2的轉化率為20%2.化學平衡常數(shù)的計算（2）已知平衡常數(shù)和初始濃度求平衡濃度及轉化率【例】在容積為2L的密閉容器中，將0.2molCO(g)與10molH2O加熱到830℃，達到下列平衡：此時該反應的K為1.0。求：達平衡時CO轉化為CO2的轉化率。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在t℃，2L密閉容器中：當堂診學A(g)+B(g)?C(g)△H<0n04mol3mol0moln平衡2mol

.Δn

.(1)該溫度下反應的平衡常數(shù)K=

,(2)B的平衡轉化率