化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))

第三節(jié)化學(xué)平衡第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義3、能運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算2、會(huì)運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)判斷反應(yīng)進(jìn)行程度化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))【聯(lián)想·質(zhì)疑】怎樣才能定量地描述化學(xué)反應(yīng)的限度？化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化程度會(huì)受到哪些因素的影響？化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))【交流·研討】根據(jù)下表數(shù)據(jù)計(jì)算平衡時(shí)的值并分析其中規(guī)律：2c(HI)c(H2)·c(I2)序號(hào)起始時(shí)濃度mol/L698.6K平衡時(shí)濃度mol/L698.6K平衡時(shí)c(H2)c(I2)c(HI)c[H2]c[I2]c[HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.4554.33c(HI)2c(H2)·c(I2)化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))——K化學(xué)平衡常數(shù)1、定義：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)。這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)）。用符號(hào)

K

表示．化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))實(shí)驗(yàn)測(cè)得：同一反應(yīng)（如：aA+bBcC+dD）在某溫度下達(dá)到的化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)的表達(dá)式是：2、表達(dá)式：其中c為各組分的平衡濃度，溫度一定，K為定值。K的單位一般不作要求

化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))3、意義：（1）K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大。定量的衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))如：N2(g)+O2(g)

2NO(g)K=1×10-30(298K)

在298K時(shí)，N2和O2基本上沒有進(jìn)行反應(yīng)，反之NO分解的逆反應(yīng)在該溫度下將幾乎完全進(jìn)行，平衡時(shí)NO實(shí)際上全部分解為N2和O2。（2）一般當(dāng)K>105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全，

K<10-5時(shí)則認(rèn)為該反應(yīng)很難進(jìn)行(逆反應(yīng)較完全）化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))4、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題（1）K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)，與壓強(qiáng)、催化劑無關(guān)。使用化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值時(shí)，必須注明對(duì)應(yīng)的溫度。例1．判斷正誤(正確打“√”號(hào)，錯(cuò)誤打“×”號(hào))。①、化學(xué)平衡常數(shù)等于某一時(shí)刻生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值。 (

)②、化學(xué)平衡常數(shù)與濃度有關(guān)，與溫度無關(guān)。 (

)③、在任何條件下，一個(gè)可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)都是一個(gè)恒定值。(

)④、K值越大，表明可逆反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越大。(

)答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)√

化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+如：一定溫度下：Fe3O4(s)+4H2(g)

高溫3Fe(s)+4H2O(g)

如：一定溫度下：（3）在進(jìn)行K值的書寫時(shí)，固體和純液體的濃度視為“1”。故不作考慮，表達(dá)式中不需表達(dá)。（2）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反應(yīng)的快

慢，即速率大，K值不一定大?；瘜W(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))練習(xí)1：

試寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

2SO2(g)+O2(g)2SO3（g）C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)2NO2（g）

N2O4（g）CaCO3（S）

CaO（S）+CO2（g）催化劑化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))（4）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫有關(guān)N2+3H22NH32NH3N2+3H21/2N2+3/2H2NH3K1=1/K2=K32某溫度下：化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))溫馨提示：

(3)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，K不一定變化；化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)，K一定不變化；K變化，則化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)。(2)K只受溫度影響。改變壓強(qiáng)，對(duì)于氣體反應(yīng)，平衡可能會(huì)移動(dòng)，但K不發(fā)生變化；使用催化劑，只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)，K不發(fā)生變化。(1)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度必須是平衡狀態(tài)下的濃度，不能用任一時(shí)刻的濃度值?；瘜W(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))5、應(yīng)用：(1)判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度K值越大，說明平衡體系中生成物所占比例越大，正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大；反之，就越不完全，轉(zhuǎn)化率就越小?；瘜W(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))例1．在相同的溫度下，測(cè)得反應(yīng)：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)的平衡常數(shù)K＝3.84×10－31；②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)K＝3.10×1026。則在此溫度下，兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)程度之間的關(guān)系是(

)A．①>②

B．①<②C．①＝② D．無法判斷分析：K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，即反應(yīng)程度②>①。

答案：B化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))例如：不同溫度時(shí)，反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g),平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下：△溫度623K698K763K平衡常數(shù)66.954.445.9

通過改變溫度，由平衡常數(shù)大小的變化趨勢(shì)可以判斷上面可逆反應(yīng)的正方向是

放熱反應(yīng)(2)利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))(3)計(jì)算轉(zhuǎn)化率依據(jù)起始濃度(或平衡濃度)和平衡常數(shù)可以計(jì)算平衡濃度(或起始濃度)，從而計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))自學(xué)教材P29-31，例1、例2。化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))練習(xí)1：黃鐵礦(主要成分為FeS2)是工業(yè)制取硫酸的重要原料，其燃燒產(chǎn)物為SO2和Fe3O4(1)將0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容積為1L的密閉容器中，反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)在一定條件下達(dá)到平衡，測(cè)得c(SO3)＝0.040mol/L.該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為________．化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))練習(xí)2:在2L的容器中充入1molCO和1molH2O(g),發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,若k=1.求：（1）CO的平衡濃度和轉(zhuǎn)化率。（2）若溫度不變，向容器中充入的是1molCO和2molH2O(g)，CO和H2O(g)的平衡濃度和轉(zhuǎn)化率是多少。（3）若溫度不變，向容器中充入的是1molCO和4molH2O(g)，CO和H2O(g)的平衡濃度和轉(zhuǎn)化率是多少。（4）若溫度不變，要使CO的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%，在題干的條件下還要充入H2O(g)物質(zhì)的量為多少?；瘜W(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))(4)判斷平衡移動(dòng)方向?qū)τ诳赡娣磻?yīng)，在一定溫度下的任意時(shí)刻，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系：叫該反應(yīng)的濃度商（1）QC＜K，反應(yīng)向正方向進(jìn)行（2）QC＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)（3）QC＞K，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))[例3]在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如表所示：T/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝________。(2)該反應(yīng)為________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(3)在800℃時(shí)，發(fā)生上述反應(yīng)，某一時(shí)刻測(cè)得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(CO2)為2mol/L，c(H2)為1.5mol/L，c(CO)為1mol/L，c(H2O)為3mol/L，則正、逆反應(yīng)速率的比較為v(正)________v(逆)(填“＞”、“＜”或“＝”)。[答案]

(1)c(CO)·c(H2O)c(CO2)·c(H2)

(2)吸熱

(3)<化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))1、對(duì)于3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為（）

D課堂練習(xí)化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))2．判斷正誤(正確打“√”號(hào)，錯(cuò)誤打“×”號(hào))。①．對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)一定增大（)

②．對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，平衡正移時(shí)，平衡常數(shù)一定增大(

)

③．對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，只要平衡常數(shù)增大，平衡一定正移(

)④.升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。()××√√3.已知反應(yīng)2SO2＋O22SO3達(dá)到平衡，其他條件不變，增大該反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。再次平衡后，化學(xué)平衡常數(shù)是否增大？溫馨提示：不會(huì)?；瘜W(xué)平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，只有溫度變化，平衡常數(shù)才會(huì)改變。4．平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率是否一定增大？化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))5、在一定溫度下的密閉容器中，加入1molCO和1molH2O發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得n(H2)為0.5mol，下列說法不正確的是(

)A．在該溫度下平衡常數(shù)K＝1B．平衡常數(shù)與反應(yīng)溫度無關(guān)C．CO的轉(zhuǎn)化率為50%D．其他條件不變改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)考查點(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))考查點(diǎn)二化學(xué)平衡的計(jì)算6、450K時(shí)往一空容器中通入氮N2和H2，反應(yīng)達(dá)平衡后，測(cè)得C(N2)=3mol/L，C(H2)=9mol/L，C(NH3)=4mol/L,求K、N2和H2的起始濃度。化學(xué)平衡常數(shù)(兩課時(shí))7、高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)―Q。其平衡常數(shù)可表達(dá)為:K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.263(1)若平衡向右進(jìn)行，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值________，平衡常數(shù)K值________(填“增大”“減小”或“不變”)(2)1100℃時(shí)，測(cè)得高爐中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)_______(填“是”或“否”)，此時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率是V正____V逆(填“大于”、“小于”或“等于