1、第二单元 化学反应的方向与限度基础课时13 化学平衡常数 专题2 化学反应速率与化学平衡 学 习任 务1通过了解化学平衡常数的概念，会写化学平衡常数的表达式，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。2通过了解平衡转化率的含义，学会运用平衡常数进行相关的计算，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。必备知识自主预习储备 NO.1一、化学平衡常数1化学平衡状态时的浓度数据分析NO2、N2O4的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g)N2O4(g)。在25 时，如果用不同起始浓度的NO2或N2O4进行反应，平衡后得到以下实验数据。请根据表中已知数据填写空格：起始浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)
2、平衡浓度关系c(NO2)c(N2O4)c(NO2)c(N2O4)2.0010206.32103 6.84103_3.0010208.00103 1.10102 _ _02.00102 9.46103 1.52102_00.1002.28102 8.86102_1.081.711021.381.721021.611.701023.891.70102 根据上表数据，判断正误(正确的打“”，错误的打“”)一定温度下，N2O4和NO2的平衡浓度相等()一定温度下，N2O4与NO2的平衡浓度之比相等()一定温度下，平衡时近似相等()2化学平衡常数的概念与表达式(1)概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化
3、学平衡时，生成物与反应物的比值是一个常数(简称)，用符号表示。浓度幂之积浓度幂之积平衡常数K(2)表达式对于一般的可逆反应：aAbBcCdD，在一定温度下达到平衡时 K。部分可逆反应的平衡常数表达式 化学方程式平衡常数表达式 2NO2N2O4KcN2O4c2NO2NO212N2O4Kc12N2O4cNO22Fe3Fe3Fe2Kc3Fe2c2Fe3 Br2H2OHBrHBrOKcHcBrcHBrOcBr2 3化学平衡常数的意义平衡常数 K 的大小能说明反应进行的程度(也叫反应的限度)，K值越，表示反应进行得越完全；K 值越，表示反应进行得越不完全。小大例如：25 时，卤化氢生成反应的平衡常数：化
4、学方程式平衡常数 KF2H22HF6.51095Cl2H22HCl2.571033Br2H22HBr1.911019I2H22HI8.67102由表中的数据可知，生成卤化氢的平衡常数 K 值从上到下依次减小，反应进行的程度也依次减小。在上述反应中，生成氟化氢的反应进行得最为完全。4化学平衡常数的影响因素(1)对于指定反应，平衡常数只受影响。(2)固体、水溶液中的水浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。温度(正确的打“”，错误的打“”)(1)在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度()(2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数()(3)平衡常数的大小只与温度有
5、关，而与浓度、压强、催化剂等无关()(4)化学方程式中的固态或纯液态物质不能代入平衡常数表达式()二、平衡转化率1定义物质在反应中与该物质总量的比值。已转化的量2表达式平衡转化率该反应物的起始浓度该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度100%对于反应 aAbBcCdD，反应物 A 的平衡转化率为：(A)c0AcAc0A100%，式中 c0(A)和 c(A)分别表示 A 的初始浓度和 A的平衡浓度。3意义反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。关键能力情境探究达成 NO.2学习任务1 学习任务2 化学平衡常数的表达式及应用一定温度下，有下列三个可逆反应：C(s)H2O(g)
6、CO(g)H2(g)K1CO(g)H2(g)C(s)H2O(g)K22C(s)2H2O(g)2CO(g)2H2(g)K3问题 1 分析、两式的平衡常数表达式，总结可逆反应中正、逆反应的平衡常数有何关系？提示 互为倒数关系，即 K1 1K2。问题 2 分析、两式的平衡常数表达式，总结若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，平衡常数如何变化？提示 成倍数次幂增大或减小。即 K3K21。问题 3 对于反应，若保持其他条件不变，升高温度，K3 值增大，该反应是吸热反应还是放热反应？提示 对于反应，升高温度，K3 值增大，说明反应向着正向进行，则说明正向反应是吸热反应。1化学平衡常数是指某一具体反应
7、的平衡常数(1)化学平衡常数表达式书写注意事项化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体或纯液体的浓度。化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。如 N23H22NH3 Ka，则有：2NH3N23H2 K1a。12N232H2NH3 Ka12。(2)若两反应的平衡常数分别为 K1、K2若两反应相加，则总反应的平衡常数 KK1K2。若两反应相减，则总反应的平衡常数 KK1K2。2化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的程度(2)判断反应的热效应方法指导：压强平衡常数(1)理解 Kp 含义在化学平衡体系中，用各
8、气体物质的分压代替浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。(2)运用计算技巧1已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)K1；12N2(g)32H2(g)NH3(g)K2；NH3(g)12N2(g)32H2(g)K3。(1)写出 K1 和 K2 的关系式：_；(2)写出 K2 和 K3 的关系式：_；(3)写出 K1 和 K3 的关系式：_。答案(1)K1K22(2)K2K31(3)K1K2312高炉炼铁过程中发生的主要反应为13Fe2O3(s)CO(g)23Fe(s)CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：温度/1 000 1 150 1 300平衡常数4.03.73.5该反应的平衡
9、常数表达式 K_，H_0(填“”、“”或“”)。解析 因 Fe 和 Fe2O3 都为固体，不能代入平衡常数的表达式，所以 KcCO2cCO，由表中数据知，温度升高，平衡常数减小，说明H0。答案 cCO2cCO ；H2 的转化率：。利用“三段式”计算平衡常数及反应物的转化率(1)步骤：写出有关化学反应的方程式。确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。根据已知条件建立等式关系进行解答。(2)方法：如 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令 A、B 起始物质的量浓度分别为a molL1、b molL1，达到平衡后消耗 A 的物质的量浓度为 mx molL1。mA(g)nB(g)pC(g)qD
10、(g)c(初)/(molL1)ab 0 0c/(molL1)mxnxpxqxc(平)/(molL1)amxbnxpxqx(3)计算：1可逆反应 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在密闭容器中建立了平衡。当温度为 749 K 时，K94，问：(1)当 CO 和 H2O 的起始浓度均为 2 molL1 时，CO 的转化率为_。(2)当 CO 的起始浓度仍为 2 molL1，H2O 的起始浓度为 6 molL1 时，CO 的转化率为_。解析(1)设CO转化的物质的量浓度为x molL1：Kx2(2x)294，解得：x1.2。CO 的转化率：1.2 molL12 molL1 100%60%。
11、(2)设 CO 转化的物质的量浓度为 y molL1，Ky2(2y)(6y)94，解得：y1.7；CO 的转化率：1.7 molL12 molL1 100%85%。答案(1)60%(2)85%2工业合成氨的反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)，设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为47。计算：(1)该条件下N2的平衡转化率为_。(2)该条件下反应2NH3(g)N2(g)3H2(g)的平衡常数为_。解析 设 N2 转化的物质的量浓度为
12、x molL1。解得 x0.2，N2 的转化率为0.20.3100%66.7%。反应 2NH3(g)N2(g)3H2(g)的平衡常数Kc3H2cN2c2NH30.830.230.30.220.220.005。答案(1)66.7%(2)0.005学习效果随堂评估自测 NO.31 2 3 4 5 1关于化学平衡常数，下列说法不正确的是()A平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变B平衡常数随温度的改变而改变C平衡常数随压强的改变而改变D使用催化剂不能使平衡常数增大1 2 3 4 5 C A平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变，故A 正确；B平衡常数随温度的改变而改变，故 B 正确；C平
13、衡常数不随压强的改变而改变，故 C 错误；D使用催化剂只改变反应速率，不改变平衡，不能使平衡常数增大，故 D 正确。1 2 3 4 5 2某温度下，向容积为 2 L 的密闭反应器中充入 0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时，测得 SO3 的转化率为 20%，则该温度下反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平衡常数为()A3.2103 B1.6103C8.0102D4.01021 2 3 4 5 A 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)c(始)/(molL1)0 0 0.05c(转)/(molL1)0.01 0.005 0.01c(平)/(molL1)0.01 0.
14、005 0.04Kc2SO3c2SO2cO23.2103。1 2 3 4 5 3已知反应 A(g)3B(g)=2C(g)在一定温度下达到平衡，该反应的平衡常数表达式为_。若各物质的平衡浓度分别为 c(A)2.0 mol/L、c(B)2.0 mol/L、c(C)1.0 mol/L，则 K_。1 2 3 4 5 解析 A(g)3B(g)=2C(g)在一定温度下达到平衡，反应的平衡常数 Kc2CcAc3B；若各物质的平衡浓度分别为 c(A)2.0 mol/L、c(B)2.0 mol/L、c(C)1.0 mol/L，则平衡常数 Kc2CcAc3B1.032.02.030.062 5。答案 c2CcAc
15、3B 0.062 51 2 3 4 5 4下表为 N2(g)3H2(g)2NH3(g)H 的平衡常数与温度的关系：T/K 373473573673773K3.351091.001072.451051.881042.991031 2 3 4 5 由上表数据分析可知：(1)温度升高，K 值减小，则正反应为_反应(填“吸热”或“放热”)，H_0(填“”或“”)。(2)对于某一反应，若温度升高时，K值增大，则正反应为_反应(填“吸热”或“放热”)，H_0(填“”或“”)。1 2 3 4 5 解析 由表格可知，升高温度，K 值减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，由此得出规律：升温，K 值减小；降
16、温，K 值增大。答案(1)放热 (2)吸热 1 2 3 4 5 5将 0.050 mol SO2(g)和 0.030 mol O2(g)放入容积为 1 L 的密闭容器中，反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得 c(SO2)0.040 molL1。(1)该条件下的平衡常数为_。(2)平衡时 SO2 的平衡转化率是_。1 2 3 4 5 解析 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)c(初始)/(molL1)0.050 0.030 0c/(molL1)0.010 0.005 0.010c(平衡)/(molL1)0.040 0.025 0.010所以，平衡常数 K(0.010)2(0.040)20.0252.5，平衡时 SO2的平衡转化率：0.0100.050 100%20%。答案(1)2.5(2)20%点击右图进入 基 础 课 时 落 实 谢谢观看 THANK YOU!
