2.2.2化學(xué)平衡常數(shù) 課件中化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第二節(jié)化學(xué)平衡第二課時(shí)

化學(xué)平衡常數(shù)觀察數(shù)據(jù)序號(hào)起始時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)濃度mol/LCO2H2COH2OCO2H2COH2O10.010.01000.0040.0040.0060.00620.010.02000.00220.01220.00780.007830.010.010.0010.0010.00410.00410.00690.00694000.020.020.00810.00810.01190.0119分析表格中數(shù)據(jù)，尋找其中的規(guī)律

表中所列為測(cè)量反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，將計(jì)算結(jié)果填入表中,你能發(fā)現(xiàn)哪些規(guī)律？c(H2O)c(CO)c(H2)·c(CO2)2.252.272.422.16觀察數(shù)據(jù)序號(hào)起始時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)濃度mol/LH2I2HIH2I2HI10.011970.0694400.0056170.00059360.0127048.3820.011350.0090400.003560.001250.0155948.6130.012010.0084030.00.004580.00097330.0148649.544000.015200.0016960.0016960.0118148.485000.012870.0014330.0014330.0100048.716000.037770.0042130.0042130.0293448.812c(HI)c(H2)·c(I2)分析表格中數(shù)據(jù)，尋找其中的規(guī)律

在457.6℃時(shí)，觀察數(shù)據(jù)溫度起始時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)濃度mol/LKSO2O2SO3SO2O2SO3T10.020.0100.01440.00780.005619.390.030.0200.001960.01480.010419.02T20.020.0100.001600.00800.00407.810.080.030.015200.05800.01900.02207.57分析表格中數(shù)據(jù)，尋找其中的規(guī)律下表給出了不同溫度下反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)，請(qǐng)分析數(shù)據(jù)，找出化學(xué)平衡常數(shù)與什么外界因素有關(guān)？影響因素：只受反應(yīng)體系溫度的影響，與其它外界因素（如濃度、壓強(qiáng)及是否使用催化劑）無關(guān)。新知感悟?qū)τ诳赡娣磻?yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)一、化學(xué)平衡常數(shù)1.書寫化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式的注意事項(xiàng)：①平衡常數(shù)必須指明溫度，反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài)②在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí)，純固體、純液體不作考慮，表達(dá)式中不需表達(dá)例：H2O：液態(tài)時(shí)，不能代入平衡常數(shù)表達(dá)式；

氣態(tài)時(shí)，需要代入平衡常數(shù)表達(dá)式化學(xué)平衡關(guān)系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。反應(yīng)中有固體和純液體參加，它們的濃度是固定不變的。例：CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)典例精講【例1】寫出下列可逆反應(yīng)的K的表達(dá)式Fe3O4(s)+4H2(g)

高溫3Fe(s)+4H2O(g))H(c)OH(c2424K=CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)K=)Cr2O72-(c)CrO42-(c2)H+(c2Cr2O72-(aq)+H2O(l）

2CrO42-(aq)+2H+(aq)K=

C2H5OH+CH3COOH

CH3COOC2H5+H2OK=

課堂思考請(qǐng)你思考！寫出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，思考K1和K2、K3是什么關(guān)系？1.2.N2(g)

+3H2(g)2NH3(g)1.3.2NH3(g)N2(g)

+3H2(g)N2(g)+H2(g）

NH3(g）1232K1和K2、K3是什么關(guān)系？K逆＝1/K正①對(duì)于同一可逆反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)②若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成比例擴(kuò)大n倍,盡管是同一反應(yīng),平衡常數(shù)也會(huì)改變，且為原來的2.化學(xué)平衡常數(shù)與化學(xué)方程式書寫方式的關(guān)系互為倒數(shù)。n次方倍。典例精講【例2】寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)的關(guān)系。①2NO(g)+O2(g)2NO2K1=②2NO2(g)N2O4K2=③2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=

方程①+

②=

③則有方程③—②=①則有

③多個(gè)反應(yīng)合并的平衡常數(shù)之間的關(guān)系:K=K1

K2K逆＝1/K正①對(duì)于同一可逆反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。②若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成比例擴(kuò)大n倍,盡管是同一反應(yīng),平衡常數(shù)也會(huì)改變，且為原來的n次方倍。2.化學(xué)平衡常數(shù)與化學(xué)方程式書寫方式的關(guān)系

若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)課堂思考請(qǐng)你思考！根據(jù)平衡常數(shù)（k）表達(dá)式和教材P34頁最后自然段，分析化學(xué)平衡常數(shù)的的大小說明什么問題？3.化學(xué)平衡常數(shù)的意義

（1）平衡常數(shù)的數(shù)值大小可以判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度，估計(jì)反應(yīng)的可能性。

例如：N2(g)+O2(g)

2NO(g)K=1×10-30(298K)

298K時(shí)，N2和O2基本上沒有進(jìn)行反應(yīng)，反之平衡時(shí)NO幾乎全部分解為N2和O2。K值越大，正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高。一般：K＞105，認(rèn)為正反應(yīng)進(jìn)行得較完全K＜10-5

認(rèn)為正反應(yīng)很難進(jìn)行（逆反應(yīng)較完全）10-5

≤K≤

105認(rèn)為是可逆反應(yīng)

平衡常數(shù)數(shù)值大小，只能大致反映一個(gè)可逆反應(yīng)的正向反應(yīng)進(jìn)行的最大程度，并不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。例如：2SO2(g)+O22SO3(g)298K時(shí)K很大，但由于速度太慢，

常溫時(shí)，幾乎不發(fā)生反應(yīng)。新知感悟Qc=濃度商①Q(mào)C＜K

，反應(yīng)向

進(jìn)行②QC＝K

，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)③QC＞K

，反應(yīng)向

進(jìn)行正方向逆方向（2）、判斷某時(shí)刻反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)平衡常數(shù)的意義對(duì)于一般的可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定溫度下任一時(shí)刻，(3)、利用平衡常數(shù)判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。升高溫度，K增大；則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，

升高溫度，K減小，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。1、高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H<0。(1)其平衡常數(shù)可表達(dá)為:___________________(1)已知1100℃，K=0.263。若反應(yīng)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”)增大不變否K=c(CO2)/c(CO)2、（上海高考）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)系如下表：回答下列問題：（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

。（2）能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是

。

A.容器中壓強(qiáng)不變B.混合氣體中c(CO)不變

C.V正(H2)=V逆(H2O)D.c(CO2)=c(CO)（3）某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，試判斷此時(shí)的溫度為

℃。t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6BC8304、平衡常數(shù)的計(jì)算教材P35~36【例題1、2】則有：①平衡常數(shù)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)c起/mol·L－1ab00c轉(zhuǎn)/mol·L－1mxnxpxqxc平/mol·L－1a－mxb－nxpxqx②平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率：α(A)＝×100%mxa③平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)：④平衡時(shí)和開始時(shí)的壓強(qiáng)之比：⑤生成物產(chǎn)率＝一個(gè)模式——“三段式”化學(xué)平衡的計(jì)算轉(zhuǎn)化率=×100%變化量起始量平衡轉(zhuǎn)化率=×100%平衡變化量起始量典例分析1.在749K反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)達(dá)平衡時(shí)，K=2.60，計(jì)算當(dāng)CO、H2O(g)的起始濃度都為2.0mol/L時(shí)，達(dá)平衡后CO的轉(zhuǎn)化率

。2.02.0002.0α2.0α2.0α2.0α2.0(1-α)2.0(1-α)2.0α2.0α起始濃度轉(zhuǎn)化濃度平衡濃度=[(2.0α)(2.0α)]/[2.0(1-α)×2.0(1-α)]=α2/(1-α)2=2.6α=62%K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)1.在749K反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)達(dá)平衡時(shí)，K=2.60，計(jì)算當(dāng)CO、H2O(g)的起始濃度都為2.0mol/L時(shí)，達(dá)平衡后CO的轉(zhuǎn)化率

。解：設(shè)CO的轉(zhuǎn)化率為α，則CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)典例分析變式訓(xùn)練830K時(shí),在密閉容器中發(fā)生下列可逆反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,起始時(shí)c(CO)=2mol·L-1,c(H2O)=3mol·L-1,4秒鐘后達(dá)到平衡,此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%,則在該溫度下,計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K？小??試??1.某溫度下，可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)的平衡常數(shù)為K。下列對(duì)K的說法正確的是()A.K值越大，表明該反應(yīng)越有利于C的生成，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大B.若縮小反應(yīng)器的容積，能使平衡正向移動(dòng)，則K增大C.溫度越高，K一定越大D.如果m＋n＝p，則K＝1小??試??2.當(dāng)把晶體N2O4放入密閉容器中氣化，并建立了N2O4(g)2NO2(g)平衡后，保持溫度不變，再通入若干N2O4氣體，待反應(yīng)達(dá)到新的平衡時(shí)，則新平衡與舊平衡相比，其值()A.變大B.不變C.變小D.無法確定小??試??3.已知反應(yīng)①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反應(yīng)②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應(yīng)③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是()A.反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1＝c(Cu)c(CO2)/c(CO)c(CuO)B.反應(yīng)③的平衡常數(shù)K＝K1/K2C.對(duì)于反應(yīng)③，恒容時(shí)，溫度升高，H2濃度減小，則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礑.對(duì)于反應(yīng)③，恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小習(xí)題導(dǎo)學(xué)t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6吸熱在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下反應(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)系如下表：回答下列問題：該反應(yīng)為

反應(yīng)（填“吸熱”、“放熱”）①若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)②若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)課堂小結(jié)對(duì)于可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)K值大小只能說明反應(yīng)進(jìn)行的程度，不能預(yù)測(cè)達(dá)到平衡時(shí)間正、逆反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)與化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系（教材延伸）對(duì)于基元反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，若V正=k正ca(A)·cb(B)，V逆=k逆cc(C)·cd(D)，則平衡常數(shù)k==，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，V正=V逆，故k=cc(C)·cd(D)ca(A)·cb(B)k正·V逆k逆·V正k正k逆【例1】練習(xí)、已知反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)==N2(g)+2H2O(g)的反應(yīng)速率方程為v=kc2(NO)·c(H2)(k為反應(yīng)速率常數(shù)）其反應(yīng)歷程如下：①2NO+H2→N2+H2O2(慢）

②H2O2+H2→2H2O(快）下列說法不正確的是（

）A、增大c(NO)或c(H2)，均可增大反應(yīng)的反應(yīng)速率B、c(NO)、c(H2)增大相同倍數(shù)，對(duì)總反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響程度相同C、該反應(yīng)進(jìn)行的快慢主要取決于反應(yīng)①D、升高溫度，可增大反應(yīng)①、

②的反應(yīng)速率B討論：Bodenstein研究了反應(yīng)：2HI(g)

H2(g)＋I(xiàn)2(g)ΔH>0。

在716K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如表所示：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.60.730.7730.780.784(1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為_____________。?1.95×10－3(2)上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正＝k正x2(HI)，逆反應(yīng)速率v逆＝k逆x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，則k逆為_____(用含K和k正的代數(shù)式表示)。若起始時(shí)，x(HI)＝1，k正＝0.0027min－1，則在t＝40min時(shí)，v正＝____________min－1。知識(shí)拓展：壓強(qiáng)平衡常數(shù)（Kp）在化學(xué)平衡體系中，各氣體物質(zhì)的分壓替代濃度，計(jì)算的平衡常數(shù)叫壓強(qiáng)平衡常數(shù)。單位與表達(dá)式有關(guān)。二、壓強(qiáng)平衡常數(shù)1、分壓：(1)、定義：

相同溫度下，當(dāng)某組分氣體B單獨(dú)存在且具有與混合氣體總體積相同的體積時(shí)，該氣體B所具有的壓強(qiáng)，稱為氣體B的分壓。(2)、計(jì)算公式：

混合氣體中某組分氣體分壓=總壓×該組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，即pB=p總×

。(3)、分壓定律：

混合氣體的總壓等于相同溫度下各組分氣體的分壓之和，即P總=PA+PB+