化學(xué)平衡常數(shù)+高二上學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）選擇性必修1

第2節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的限度

課時(shí)1第2章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率1.認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡常數(shù)是表征反應(yīng)限度的物理量，知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)表達(dá)式，能進(jìn)行平衡常數(shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算；2.能利用平衡常數(shù)和濃度商的關(guān)系判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡及平衡移動(dòng)的方向。聯(lián)想·質(zhì)疑聯(lián)想·質(zhì)疑在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室中，人們會(huì)遇到各種各樣的可逆反應(yīng)，如合成氨的反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)高溫、高壓催化劑

該反應(yīng)在一定條件下不可能進(jìn)行完全，即存在一定的限度，而反應(yīng)限度的大小對(duì)于生產(chǎn)和生活實(shí)際有著直接的影響。如何定量地描述化學(xué)反應(yīng)的限度呢？交流·研討交流·研討

表中所列為測(cè)量反應(yīng)I2(g)+H2(g)

2HI(g)在698.6K時(shí)各物質(zhì)的初始濃度和平衡濃度所獲得的數(shù)據(jù)，計(jì)算填寫(xiě)表中的空格。初始濃度×10-2mol/L平衡濃度×10-2mol/Lc始(H2)c始(I2)c始(HI)c平(H2)c平(I2)c平(HI)1.0671.19600.1830.3131.7671.1350.90400.3560.1251.5591.1340.75100.4570.0741.354001.0690.1140.1140.841000.4490.0480.0480.353c平2(HI)c平(H2)c平(I2)54.554.654.254.154.4在一定溫度下，反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)，

的數(shù)值與H2(g)、I2(g)、HI(g)的初始濃度大小有關(guān)嗎？c平2(HI)c平(H2)c平(I2)無(wú)關(guān)數(shù)值相同一、化學(xué)平衡常數(shù)1.定義：

溫度一定時(shí)，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物平衡濃度的冪之積與反應(yīng)物平衡濃度的冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù)，簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)①相同條件下；②正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行；③反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在。對(duì)于：aA(g)＋bB(g)

c

C(g)＋dD(g)c平(A)

?

c平(B)K＝cc平(C)

?

c平(D)dab注意：對(duì)于有純固體或純液體參與的反應(yīng)，純固體或純液體不列入平衡常數(shù)的表達(dá)式中。2.影響因素：(1)內(nèi)因：反應(yīng)物本身的性質(zhì)(2)外因：只受溫度影響

與濃度、壓強(qiáng)等外界因素?zé)o關(guān)與反應(yīng)的過(guò)程無(wú)關(guān)交流·研討交流·研討寫(xiě)出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，并討論下面問(wèn)題。反應(yīng)K單位①N2(g)+H2

(g)NH3(g)(mol·L-1)-1②N2(g)+3H2(g)2NH3

(g)(mol·L-1)-2③2NH3(g)N2(g)+3H2(g)

(mol·L-1)2

K2＝c2

(NH3)c(N2)

?c3

(H2)K3＝c2

(NH3)c(N2)

?c3

(H2)K1＝c

(NH3)c

(N2)

?

c

(H2)

Ⅰ.對(duì)于一個(gè)反應(yīng)，其平衡常數(shù)的表達(dá)式是唯一的嗎？不唯一，平衡常數(shù)的表達(dá)式與化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方式有關(guān)。交流·研討交流·研討寫(xiě)出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，并討論下面問(wèn)題。反應(yīng)K單位①N2(g)+H2

(g)NH3(g)(mol·L-1)-1②N2(g)+3H2(g)2NH3

(g)(mol·L-1)-2③2NH3(g)N2(g)+3H2(g)

(mol·L-1)2

K2＝c2

(NH3)c(N2)

?c3

(H2)K3＝c2

(NH3)c(N2)

?c3

(H2)K1＝c

(NH3)c

(N2)

?

c

(H2)

Ⅱ.①×2=②，K1和K2有什么關(guān)系？

=

K2

交流·研討交流·研討寫(xiě)出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，并討論下面問(wèn)題。反應(yīng)K單位①N2(g)+H2

(g)NH3(g)(mol·L-1)-1②N2(g)+3H2(g)2NH3

(g)(mol·L-1)-2③2NH3(g)N2(g)+3H2(g)

(mol·L-1)2

K2＝c2

(NH3)c(N2)

?c3

(H2)K3＝c2

(NH3)c(N2)

?c3

(H2)K1＝c

(NH3)c

(N2)

?

c

(H2)

Ⅲ.對(duì)于一可逆反應(yīng)，其正反應(yīng)和逆反應(yīng)的平衡常數(shù)之間有什么關(guān)系？互為倒數(shù)，單位不同。

K2·K3=1交流·研討交流·研討如果濃度的單位是mol?L-1，將濃度單位代入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，可得到K的單位。寫(xiě)出下列三個(gè)反應(yīng)的K的單位。反應(yīng)K單位④NH3·H2O(aq)(aq)+OH-(aq)

⑤FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)⑥AgCI(s)Ag+(aq)+CI—(aq)

(mol·L-1)2mol·L-11K5＝c

(CO)c

(CO2)K4＝c

(NH3?H2O)c

(NH4)

?

c

(OH?)+K6＝c

(Ag+)

?

c

(Cl?)平衡常數(shù)的單位與化學(xué)方程式的表示形式相對(duì)應(yīng)

分析不同反應(yīng)的K值，你認(rèn)為K值大小與反應(yīng)進(jìn)行的程度存在怎樣的關(guān)系？交流·研討交流·研討化學(xué)反應(yīng)K2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)(570K)約為1059mol?1?LPCl3(g)

+Cl2(g)PCl5(g)(470K)約為1mol?1?L2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)(300K)10－17資料在線反應(yīng)的平衡常數(shù)與反應(yīng)可能進(jìn)行的程度

一般來(lái)說(shuō)，如果一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值大于105（或106），通常認(rèn)為該反應(yīng)可以進(jìn)行得較完全；相反，如果一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值小于10-5（或10-6），則認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)很難進(jìn)行。3.化學(xué)平衡常數(shù)的意義（1）判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度：平衡常數(shù)的數(shù)值越大，說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行得越完全。交流·研討交流·研討1473K時(shí)，密閉容器內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)如果按②和③的起始濃度投料，對(duì)應(yīng)的狀態(tài)是平衡狀態(tài)嗎？如果不是，請(qǐng)分別判斷反應(yīng)將向哪個(gè)方向進(jìn)行？實(shí)驗(yàn)初始濃度/(mol·L-1)平衡濃度/(mol·L-1)CO2H2COH2OCO2H2COH2O①0.010.01000.0040.0040.0060.006②0.0020.0080.0040.009③0.0050.0020.0060.005對(duì)于：aA(g)＋bB(g)

c

C(g)＋dD(g)c平(A)

?

c平(B)K＝cc平(C)

?

c平(D)dab平衡時(shí)：溫度一定，K為常數(shù)任意時(shí)刻：c(A)

?

c

(B)Q＝cc

(C)

?

c(D)dab濃度商比較Q與K的大小交流·研討交流·研討1473K時(shí)，密閉容器內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)實(shí)驗(yàn)初始濃度/(mol·L-1)平衡濃度/(mol·L-1)CO2H2COH2OCO2H2COH2O①0.010.01000.0040.0040.0060.006②0.0020.0080.0040.009③0.0050.0020.0060.005c平(CO2)

?

c平(H2)K＝c平(CO)

?

c平(H2O)＝2.25c(CO2)

?

c(H2)Q＝c(CO)

?

c(H2O)＝2.25由②得Q

＝K化學(xué)平衡狀態(tài)交流·研討交流·研討1473K時(shí)，密閉容器內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)實(shí)驗(yàn)初始濃度/(mol·L-1)平衡濃度/(mol·L-1)CO2H2COH2OCO2H2COH2O①0.010.01000.0040.0040.0060.006②0.0020.0080.0040.009③0.0050.0020.0060.005c平(CO2)

?

c平(H2)K＝c平(CO)

?

c平(H2O)＝2.25c(CO2)

?

c(H2)Q＝c(CO)

?

c(H2O)＝3.0由③得Q＞K化學(xué)反應(yīng)逆向進(jìn)行3.化學(xué)平衡常數(shù)的意義（2）判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)Q與K

Q＜K

Q＝KQ＞K

反應(yīng)進(jìn)行的方向（3）預(yù)測(cè)反應(yīng)進(jìn)行的方向正向平衡狀態(tài)逆向【練一練】1.判斷下列說(shuō)法是否正確,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)平衡常數(shù)表達(dá)式中,可以是物質(zhì)的任一濃度。(

)(2)催化劑既能改變速率常數(shù),也能改變化學(xué)平衡常數(shù)。(

)(3)對(duì)于同一可逆反應(yīng),升高溫度,則化學(xué)平衡常數(shù)增大。(

)(4)增大反應(yīng)物的濃度,平衡正向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)增大。(

)(5)可逆反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到100%。(

)2.下列關(guān)于某一化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)的說(shuō)法中,正確的是(

)A.與該反應(yīng)的壓強(qiáng)有關(guān)B.與反應(yīng)的溫度有關(guān),還與反應(yīng)本身有關(guān)C.與化學(xué)反應(yīng)本身和溫度有關(guān),并且會(huì)受到起始濃度的影響D.只與化學(xué)反應(yīng)本身有關(guān),與其他條件都無(wú)關(guān)B3.1000K時(shí)，已知反應(yīng)Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝0.0059。當(dāng)水蒸氣和氫氣的物質(zhì)的量濃度相等時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)B．該反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)正向進(jìn)行C．該反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)逆向進(jìn)行D．無(wú)法確定該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)C4.在0.5L的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH＝akJ·mol－1，其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系如下。溫度/℃200300400K/mol－2·L21.00.860.5請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：____________，a_____(填“大于”“小于”或“等于”)0。(2)400