化學平衡常數(shù)(1) 高二上學期化學魯科版（2019）選擇性必修1

【復習回顧】計算該反應能自發(fā)進行的溫度。汽車尾氣中的主要污染物是一氧化氮和一氧化碳，它們是現(xiàn)代化城市中的重要大氣污染物。為了減輕大氣污染，人們提出通過以下反應來處理汽車尾氣的想法。ΔH=-746.8KJ?mol—1ΔS=-197.5J·mol－1·K－1ΔH－TΔS=-746.8KJ?mol—1-

T×（-0.1975KJ·mol－1·K－1）<0得：T<3781K

用“”表示?1、概念：2、表示：3、特征：a、雙向性：b、雙同性：c、共存性：一、可逆反應在相同條件下，同時向正、反兩個方向進行的反應。

反應物生成物正向反應逆向反應正、逆反應是在相同條件下同時進行的反應物、生成物同時存在復習回顧可逆反應(任何一種反應物/生成物都無法反應完)在密閉容器中進行反應：X2(g)＋3Y2(g)

?2Z(g)，X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.2mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L，當平衡時，下列數(shù)據肯定不正確的是(

)A.X2為0.4mol/L，Y2為1.2mol/LB.Y2為1.0mol/LC.X2為0.3mol/L，Z為0.2mol/LD.Z為0.6mol/L課堂練習A2SO2+O22SO3?反應時間反應速率V正=V逆化學平衡V正V逆t1開始時：反應物濃度最大,v正

；生成物濃度為

,v逆為

。反應中：反應物濃度逐漸_____,v正_____；生成物濃度逐漸_____,v逆

。平衡時：反應物的濃度和生成物的濃度都不再_____,v正和v逆_____。

最大00減小減小增大增大變化相等復習回顧化學平衡狀態(tài)2SO2+O2

2SO3?反應時間反應速率V正=V逆化學平衡V正V逆t1在一定條件下可逆反應進行到一定程度時，v正與v逆相等，反應物的濃度與生成物的濃度不再改變，稱為“化學平衡狀態(tài)”。特征：針對可逆反應而言V正=V逆>0動態(tài)平衡各組分濃度/含量保持恒定條件改變，平衡移動，并在新的條件下建立新的平衡逆等動定變判斷可逆反應的化學平衡？直接判斷依據間接判斷依據v正＝v逆變量不變同一物質不同物質生成速率等于消耗速率化學反應速率之比等于系數(shù)之比，且需一正一逆2SO2+O2

2SO3?各組分的m、n、N、c等各組分的m%、n%、v%等T、P、ρ、總m(氣體)、M(氣體)、顏色等注意：H2N-COONH4(s)?CO2(g)+2NH3(g)1、可逆反應：2NO2?2NO＋O2在恒容的密閉容器中進行，達到平衡狀態(tài)的標志是(

)①單位時間內生成nmoO2的同時生成2nmolNO2②單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑥混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)⑦混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài)A.①④⑥⑦

B.②③⑤⑦C.①③④⑤

D.全部課堂練習A2、在一定溫度下的恒容密閉容器中，能說明反應A(s)+2B(g)C(g)＋D(g)已達到平衡狀態(tài)的是()①混合氣體的壓強不變

②混合氣體的密度不變

③B的物質的量濃度不變

④氣體的總物質的量不變⑤當有2molB消耗時，有1molC生成⑥氣體平均相對分子質量不變A.①②③B.②③⑥C.③④⑤D.①④?B課堂練習第2節(jié)化學反應的限度第1課時化學平衡常數(shù)學習目標：1、知道化學平衡常數(shù)的定義，并會表示化學平衡常數(shù)2、知道如何計算化學平衡常數(shù)3、掌握化學平衡常數(shù)的應用【聯(lián)想質疑】在工業(yè)生產和實驗室中，人們會遇到各種各樣的可逆反應，如合成氨的反應：

該反應在一定條件下不可能進行完全，即存在一定的限度。反應限度對人類的生產活動和日常生活有著重要影響。因此，對化學反應來說，僅研究化學反應的方向是遠遠不夠的，還需要關注化學反應的限度問題。那么，怎樣才能定量地描述化學反應的限度呢？

研究表明，可逆反應在適當條件下進行一段時間后一定會達到化學平衡狀態(tài)。此時，平衡混合物的組成不再隨時間的延續(xù)而變化，反應達到一定的限度。在研究了大量實驗的基礎上，人們發(fā)現(xiàn)可以用化學平衡常數(shù)來定量描述化學反應的限度。K=反映了化學反應可能進行的程度。平衡常數(shù)的數(shù)值越大，說明反應進行得越完全。一、化學平衡常數(shù)定義：一定溫度下，當可逆反應aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g)達到平衡狀態(tài)時，生成物平衡濃度的冪之積與反應物平衡濃度的冪之積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)稱為化學平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)。意義：[C]c[D]d[A]a[B]b或K=注意：表達式中各物質濃度均為平衡濃度。寫出下表中各反應的平衡常數(shù)表達式和單位。序號反應K單位①1/2N2(g)+3/2H2

(g)?NH3(g)(mol·L-1)-1②N2(g)+3H2(g)?2NH3

(g)(mol·L-1)-2③2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)

(mol·L-1)2④NH3?H2O(aq)?NH4+(aq)+OH—(aq)mol·L-1⑤FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)1⑥AgCI(s)?Ag+(aq)+CI—(aq)(mol·L-1)2c平(NH3)c平(N2)1/2c平(H2)3/2

c平(NH3)2

c平(N2)c平(H2)3

c平(N2)c平(H2)3

c平(NH3)2

c平(NH4+)c平(OH—)

c平(NH3?H2O)

c平(CO2)

c平(CO)

c平(Ag+)c平(Cl—)

固體和純液體濃度為1，不列入K的表達式K1K2K3K12

=K2

=1/K31、對于同一化學反應，K的表達式不唯一。

若方程式中各物質的系數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一個反應，平衡常數(shù)也會改變。化學平衡常數(shù)的表達式取決于化學方程式的系數(shù)。2、固體和純液體濃度通?？醋龀?shù)為1，不列入K的表達式。3、若反應方向改變，則平衡常數(shù)改變。對于一可逆反應，其正反應和逆反應的K互為倒數(shù)，單位不同。K的單位與化學方程式的書寫方式相對應。結論化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)。序號初始濃度×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)11.0671.19600.1830.3131.76721.1350.90400.3560.1251.55931.1340.75100.4570.0741.3544001.0690.1140.1140.8415000.4490.0480.0480.353

表中所列為測量反應I2(g)+H2(g)?2HI(g)在698.6K時各物質的初始濃度和平衡濃度所獲得的數(shù)據。根據表中數(shù)據計算平衡時的值，并分析其中規(guī)律。交流研討c平2(HI)c平(H2)c平(I2)c平2(HI)c平(H2)c平(I2)54.554.654.454.354.3?交流研討序號初始濃度×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)11.1970.69400.5610.0591.27048.3821.2280.99600.3840.1521.68748.6131.2010.84000.4580.0971.48649.544001.5200.1690.1691.18148.485001.2870.1430.1431.00048.716003.7770.4210.4212.93448.81c平2(HI)c平(H2)c平(I2)

再對比反應I2(g)+H2(g)?2HI(g)在730.6K時各物質的初始濃度和平衡濃度所獲得的數(shù)據，尋找其中的規(guī)律。(1)相同溫度，達到化學平衡狀態(tài)時的數(shù)值相同嗎？(2)這個常數(shù)與反應的起始濃度大小有關嗎？(3)這個常數(shù)與正向建立還是逆向建立平衡有關系嗎？分析實驗數(shù)據，思考下列問題：無關。相同，是個常數(shù)。思考交流c平2(HI)c平(H2)c平(I2)結論：對于系數(shù)確定的反應，化學平衡常數(shù)只與溫度有關。（與反應物或生成物的濃度、壓強、催化劑無關。）平衡常數(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。多重平衡規(guī)則：若干化學方程式相加(減)，則總反應的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘(除)例如:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)K12NO2(g)?N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)?N2O4(g)K3

K3=K1K21、已知N2+3H2

?2NH3（ΔH<0）在400℃達到平衡時，c(N2)=1mol·L-1，c(H2)=2mol·L-1，c(NH3)=4mol·L-1，(1)則400℃時此反應的平衡常數(shù)是

。(2)其逆反應的平衡常數(shù)是

。(3)若保持溫度不變，將容器體積縮小一半，則平衡常數(shù)為

。2L2·mol-20.5mol2·L-22L2·mol-2課堂練習2.對于可逆反應：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在一定溫度下，平衡常數(shù)為K，下列條件的變化中，能使K發(fā)生變化的是（）

A.將C(s)的表面積增大 B.增大體系的壓強C.升高體系的溫度 D.使用合適的催化劑C3.已知下列反應的平衡常數(shù)：①H2(g)＋S(s)H2S(g)K1，②S(s)＋O2(g)SO2(g)

K2，則反應③H2(g)＋SO2(g)H2S(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)K是()

A.K1＋K2 B.K1－K2 C.K1×K2 D.K1K2D課堂練習二、化學平衡常數(shù)的應用K的數(shù)值越大，反應程度越大。1、比較同一可逆反應在不同條件下進行的程度。2、判斷化學反應可能進行的程度。K值<10－510－5～105>105反應程度___________________________很難正向進行反應可逆進行完全3、利用平衡常數(shù)可算物質的平衡濃度、物質的量分數(shù)和轉化率等。4、判斷可逆反應平衡移動方向。cc(C)·cd(D)ca(A)·cb(B)任意狀態(tài)時：濃度商Q=達到平衡狀態(tài)時,

K=在某溫度下，用濃度商Q與K比較大小來判斷是否達到平衡。對于可逆反應aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g)Q=K

反應狀態(tài)

。此時，V（正）

V（逆）Q<K

反應狀態(tài)

。此時，V（正）

V（逆）Q>K

反應狀態(tài)

。此時，V（正）

V（逆）平衡狀態(tài)反應正向進行反應逆向進行=><5、利用K可判斷反應的熱效應②若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。①若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應；根據某反應的平衡常數(shù)K隨溫度變化的情況，可判斷該反應是放熱反應還是吸熱反應。T373473573673773K3.35×1091.00×1072.45×1051.88×1042.99×103觀察：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)?H<0的平衡常數(shù)與溫度的關系：1、能反映化學反應可能進行的程度，平衡常數(shù)的數(shù)值越大，說明反應進行得越完全?；瘜W平衡常數(shù)K=2、化學平衡常數(shù)的表達式取決于化學方程式的系數(shù)。對于系數(shù)確定的反應的平衡常數(shù)數(shù)值大小只與溫度有關。4、升高溫度，吸熱反應的K增大，放熱反應的K減小。aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g)【課堂小結】3、在某溫度下，用濃度商Q與K比較大小來判斷是否達到平衡。1、關于化學平衡常數(shù)的敘述正確的是

()A、化學平衡常數(shù)表示反應進行的程度，與溫度無關B、兩種物質反應，不管怎樣書寫化學方程式，平衡常數(shù)均不變C、化學平衡常數(shù)等于某一時刻生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值D、溫度一定，對于給定的化學反應，正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)D對于給定的可逆反應，化學平衡常數(shù)只與溫度有關；化學平衡常數(shù)表達式的書寫與方程式的書寫有關，因此一定溫度下，兩種物質反應，化學方程式書寫形式改變，平衡常數(shù)改變；化學平衡常數(shù)等于平衡時生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值；利用平衡常數(shù)的定義知，溫度一定，對于給定的化學反應，正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。課堂練習2、對于反應3Fe(s)＋4H2O(g)?Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常數(shù)，下列說法正確的是()

A、K＝B、K＝C、增大c(H2O)或減小c(H2)，會使該反應平衡常數(shù)減小D、改變反應的溫度，平衡常數(shù)不一定變化B課堂練習3、在25℃時，在2L密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始物質的量和平衡物質的量如下表：則25℃時，反應X＋3Y?2Z，其平衡常數(shù)的值為()

A、400 B、600C、1200D、1600

物質XYZ初始物質的量/mol0.20.40平衡物質的量/mol0.10.10.2D課堂練習4、298K時，下列反應的平衡常數(shù)如下：①N2(g)＋O2(g)?2NO(g)，K1＝1×10－30②2H2(g)＋O2(g)?2H2O(g)，K2＝2×1081mol－1·L③2CO2(g)?2CO(g)＋O2(g)，K3＝4×10－92mol·L－1則常溫下NO、H2O、CO2這三個化合物分解放氧的傾向最大的是

()A、NOB、H2O C、CO2 D、不能判斷A課堂練習5、在1000K時，已知反應Ni(s)＋H2O(g)?NiO(s)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝0.059，當水蒸氣和氫氣的物質的量濃度相等時，此反應()

A.已達到平衡狀態(tài)B.未達到平衡狀態(tài)，反應正向進行C.未達到平衡狀態(tài)