2.2.2化學平衡常數(shù)課件高二上學期化學人教版選擇性必修12

第二章化學反應速率與化學平衡

第二節(jié)化學平衡第二課時化學平衡常數(shù)學習目標1.通過認識化學平衡常數(shù)的含義，學會根據化學反應書寫化學平衡常數(shù)表達式。(證據推理與模型認知)2.了解化學平衡常數(shù)的應用，會運用濃度商和化學平衡常數(shù)的相對大小判斷反應方向。(證據推理與模型認知)3.能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的化學平衡計算，如計算物質的平衡濃度、轉化率等。(變化觀念與平衡思想)新課導入

在一定條件下，當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，即該反應達到了該條件下的最大限度。

如何更加準確描述反應所進行的程度呢？

分析教材數(shù)據，計算平衡時的數(shù)值，你能從中得到什么結論？c2(HI)c(H2)?c(I2)初始濃度（mol/L）平衡濃度（mol/L）平衡時c

(H2)c(I2)c

(HI)c

(H2)c(I2)c

(HI)1.197×10-26.944×10-305.617×10-35.936×10-41.270×10-248.371.228×10-29.964×10-303.841×10-31.524×10-31.687×10-248.621.201×10-28.403×10-304.580×10-39.733×10-41.486×10-249.54001.520×10-21.696×10-31.696×10-31.181×10-248.49001.287×10-21.433×10-31.433×10-31.000×10-248.70003.777×10-24.213×10-34.213×10-32.934×10-248.50

平均值48.70課內探究課內探究通過分析實驗數(shù)據得出：(1)溫度不變時，不管如何改變起始投料（投入反應物、投入生成物、改變各組分的濃度）

數(shù)值基本不變，是一個常數(shù)，用K表示；c(H2)?c(I2)c2(HI)(2)常數(shù)K與反應的起始濃度大小無關；(3)常數(shù)K與正向建立還是逆向建立平衡無關，即與平衡建立的過程無關。(4)常數(shù)K只與溫度有關，與反應物或生成物的濃度變化無關。

大量實驗事實表明：可逆反應：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

當溫度一定時，反應達到平衡狀態(tài)后，各物質的物質的量濃度滿足下面關系：課內探究K為定值

歸納總結一、化學平衡常數(shù)1.定義

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)，這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)，用符號K表示。歸納總結2.表達式及單位：對于一般的可逆反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

cp(C)

·cq(D)

cm(A)·cn(B)

K=其中c為各組分的平衡濃度濃度的單位為mol·L-1當濃度的單位為mol·L-1，稱標準平衡常數(shù)注：純固體和純液體濃度計為1，不列入平衡常數(shù)表達式標準平衡常數(shù)不寫單位試寫出下表中各反應的平衡常數(shù)表達式化學反應K表達式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)Fe3O4(s)+4H2(g)

3Fe(s)+4H2O(g)

高溫Cr2O72-(aq)+H2O(l)2CrO42-(aq)+2H+(aq)互為倒數(shù)學以致用易錯警示使用平衡常數(shù)應注意的問題（1）必須指明溫度，反應必須達到平衡狀態(tài)（2）平衡常數(shù)表示反應進行的程度，不表示反應的快慢，即速率大，K值不一定大（3）在進行K值的計算時，純固體、純液體不作考慮，表達式中不需表達一定溫度下Fe3O4(s)+4H2(g)高溫3Fe(s)+4H2O(g)

如：（4）在進行K值的計算時，稀溶液中進行的反應，如有水參加，水的濃度也不必寫在平衡關系式中。一定溫度下易錯警示Cr2O72-

(aq)+H2O（l）

2CrO42-

(aq)

+2H+(aq)如：非水溶液中的反應，如有水生成或有水參加反應，此時水的濃度不可視為常數(shù)，必須表示在平衡關系式中。如酒精和醋酸的液的反應。

C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O易錯警示[C2H5OH][CH3COOH][CH3COOC2H5][H2O]K=（5）平衡常數(shù)的表達式與方程式的書寫有關某溫度下易錯警示K2=1/K1K1=K322NH3N2+3H2N2+3H22NH31/2N2+3/2H2NH3化學方程式化學平衡常數(shù)KF2+H22HF6.5×1095Cl2+H22HCl2.57×1033Br2+H22HBr1.91×1019I2+H22HI8.67×102利用上表結合已有知識，談談對化學平衡常數(shù)有什么新認識的？課內探究化學平衡常數(shù)是表明化學反應限度的一個特征值，化學平衡常數(shù)越大，則反應進行的程度越大。一般當K>105時，該反應進行得基本完全。【活動探究1】25℃時反應體系X2(g)＋H2(g)

2HX(g)對應的K時刻c（N2）c（H2）c（NH3）

反應進行方向t12mol/L6mol/L6mol/Lt24mol/L12mol/L1mol/L課內探究t1時刻：c(N2)?c3(H2)

c2(NH3)=622×6

3

>7.32×10-3t2時刻：c2(NH3)c(N2)?c3(H2)

=124×12

3

<7.32×10-3逆反應方向正反應方向

已知在某溫度，

K=7.32×10-3，下表為某時刻各物質的濃度值，通過計算判斷在此時刻可逆反應移動的方向?！净顒犹骄?】N2+3H22NH3歸納總結二、化學平衡常數(shù)的應用1.判斷反應進行的程度（1）對給定的反應來說，K值越大，反應程度越大，轉化率越高；反之則轉化率越低。

（2）一般：K＞105，認為正反應進行得較完全

K

＜10-5

，

認為正反應很難進行（逆反應較完全）

10-5

≤

K

≤105，認為是可逆反應歸納總結2.判斷反應進行的方向如某溫度下，可逆反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡常數(shù)為K，若某時刻時，反應物和生成物的濃度關系如下：任何狀態(tài)的稱濃度商（Q）則：Q＝K

，v（正）＝

v（逆），反應處于平衡狀態(tài)

Q＜K

，v（正）＞v（逆），反應向正方向進行Q＞K

，v（正）＜v（逆），反應向逆方向進行2.對于常溫下的反應aA(g)+bB(g)?

cC(g)+dD(g)，若已知反應物的起始濃度和常溫下的平衡常數(shù)，可不可以計算平衡時反應物的轉化率?思考與討論

不一定；在一定溫度下，對于一個反應可以通過改變外界條件增大反應物的轉化率，但因溫度不變，平衡常數(shù)也不變。

可以；可根據反應物的起始濃度和平衡常數(shù)計算平衡時的濃度，然后根據反應物的變化量可求出其轉化率。1.反應物的轉化率增大，平衡常數(shù)一定增大嗎?K=c2(HI)c(H2)c(I2)=0.25解：(1)根據題意有:

H2+I22HIc(始)/mol.L-1

00.0100.0100.00400.00200.0040c(平)/mol.L-1

0.00800.0080例1：在某溫度下，將H2和I2各0.10mol的氣態(tài)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。(1)求該反應的平衡常數(shù)。(2)在上述溫度下，該容器中若通入H2和I2蒸汽各0.20mol。試求達到化學平衡狀態(tài)時各物質的濃度。課內探究0.0020c(轉)/mol.L-1

解:(2)設H2的消耗濃度為xmol/LK=c2(HI)c(H2)c(I2)=0.25=(2x)2(0.020-x)2x=0.0040c(H2)=c(I2)=0.016mol/L

c(HI)=0.0080mol/L

H2+I22HIc(始)/mol.L-1

0.0200.02000.020-xc(平)/mol.L-1

2x0.020-xxx2xc(轉)/mol.L-1

課內探究例2：在容積不變的密閉容器中，將2.0molCO與10molH2O混合加熱到830℃，達到下列平衡：CO(g)+H2O?

CO2(g)+H2(g)此時該反應的K為1.0。求達到平衡時CO轉化為CO2的轉化率。課內探究解：設達到平衡時CO轉化為CO2的物質的量為xmol，容器的容積為yL。CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)起始濃度/mol?L-1變化濃度/mol?L-1平衡濃度/mol?L-12.0/y10/y00x/yx/yx/yx/y(2.0-x)/y(10-x)/yx/yx/y答:達到平衡時CO轉化為CO2的轉化率為83%。K=

c(CO2)?

c(H2)c(H2O)?c(CO2)1.有關化學平衡計算的基本模式——“三段式法”起始: a

b 0 0三、與平衡常數(shù)有關的計算歸納總結

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)轉化: mx

nx

px

qx平衡: a-mx

b-nx

pxqx(1)轉化量與化學方程式中各物質的計量數(shù)成比例。(2)這里a、b可指物質的量濃度等。2.平衡轉化率用平衡常數(shù)來表示反應的限度有時不夠直觀，常用平衡轉化率α