1、第2章 化学反应的方向、限度与速率 第2节 第1课时 化学平衡常数学习目标定位 1.知道化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式，知道化学平衡常数的影响因素。2.能根据化学平衡常数表示的意义，判断反应进行的程度和方向。学习重难点：平衡常数的含义及其计算。知识回顾 1 化学平衡状态的概念：如果外界条件(、等)不发生改变，当反应进行到一定程度时，与相等，反应物的与生成物的不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。化学平衡研究的对象是。知识点拨正反应速率逆反应速率v正=v逆时间速率化学平衡状态压强温度浓度正反应速率可逆逆反应速率浓度浓度可逆反应知识回顾 外
2、界条件(温度、浓度、压强等)一旦改变，化学平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。2 化学平衡状态的特征：v正v逆0。(1)等：(2)动：化学平衡状态是一种动态平衡。达到平衡状态时，反应并没有停止，这时正反应和逆反应都依然在进行。(3)定：反应物的浓度和生成物的浓度不再改变。(4)变：知识回顾 3 一定温度下，在 10 L 密闭容器中加入 5 mol SO2 和 3 mol O2，当反应达到平衡时，有 3 mol SO2 发生了反应，则：(1)生成了_mol SO3，SO2 的转化率为_。(2)平衡时容器内气体的总物质的量为_。(3)平衡时 SO2 的浓度是_，O2 的浓度是_，S
3、O3 的浓度是_。0.3 molL1360%6.5 mol0.2 molL1015 molL1学习探究 探究点一：化学平衡常数的概念及其表达式1：反应 H2(g)+I2(g)2HI(g)在 698.6K 时各物质的初始浓度和平衡浓度的测量结果如下表。初始浓度/moLL-1平衡浓度/moLL-1C0(H2)C0(I2)C0(HI)H2I2HI0.010670.0119600.0018310.0031290.017670.011350.00904400.0035600.0012500.015590.011340.007151000.0045650.00073780.01354000.0044890
4、.00047980.00047980.003531000.010690.0011410.0011410.008410 1请根据表中的实验数据计算平衡时的值HI2/H2I2值，将计算结果填入表中 2请分析计算所得数据，寻找其中的规律。学习探究(2)化学平衡常数对于一般的可逆反应，mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，概念：一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积与反应物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数，用K表示)。表达式：KCpDqAmBn【练习】写出下列方程式的
5、化学平衡常数表达式 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K=COH2/H2O FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)K=CO2/CO 交流研讨：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为 K1，1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为 K2，NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为 K3；写出 K1 和 K2 的关系式：K1=K22 写出 K2 和 K3 的关系式：K2K3=1 写出 K1 和 K3 的关系式：K1K32=1 学习探究。学习探究 归纳总结使用平衡常数应注意的问题：(1)化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度
6、变化无关。C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。例如：N2(g)3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为 K1，12N2(g)32H2(g)NH3(g)的平衡常数为 K2，NH3(g)12N2(g)32H2(g)的平衡常数为 K3；K1和 K2的关系式：。K2 和 K3的关系式：_。K1和 K3的关系式：。(2)在平衡常数表达式中，水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写。K1K22K2K31K1K23122COH H OK 2CO COK 题目解析学习探究 活学活用 1对于反应 3Fe(s)4H2O(
7、g)Fe3O4(s)4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是()AKH24Fe3O4Fe3H2O4BKH24H2O4C增大H2O或减小H2)，会使该反应平衡常数减小D改变反应的温度，平衡常数不一定变化B 表达式固体反应物或生成物，其浓度可视为常数，在平衡常数表达式中不写化学平衡常数是反应的特性常数，只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度变化无关温度改变，平衡一定改变 则常数一定改变题目解析学习探究 H_0(填“”、“”或“”)。2 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 0001 1501 300平衡
8、常数4.03.73.5请回答下列问题：该反应的平衡常数表达式 K_，因 Fe 和 Fe2O3 均为固体，在平衡常数表达式中不写，故 KCO2 CO。温度升高，K 减小，说明平衡向左移动，故逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，H0。CO2 CO K，反应向逆反应方向进行QK，此时刻生成物的浓度大于平衡时生成物的浓度，反应应向逆反应方向进行。未逆学习探究 归纳总结(3)根据K值随温度变化规律，可判断可逆反应的反应热。化学平衡常数的应用(1)K值的大小可反映化学反应进行的程度大小。(2)比较Q和K的大小，可判断反应进行的方向。题目解析学习探究 活学活用 3 恒温下，在容积为 2 L 的恒容密闭容器
9、A 中通入 1 mol N2 与 1 mol H2 的混合气体，发生如下反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0恒容时增大压强，H2的浓度不变升高温度，v正和v逆都增大A 自我检测 题目解析3对于可逆反应：C(s)CO2(g)2CO(g)，在一定温度下，其平衡常数为 K，下列条件的变化中，能使 K 发生变化的是()A将 C(s)的表面积增大B增大体系的压强C升高体系的温度D使用合适的催化剂K 只与体系的温度有关，与反应物、生成物的起始浓度无关。C 自我检测 4汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)CO(g)12N2(g)CO2(g)H373.4 kJmol1 在恒容的密闭容器中，反应达
10、平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是()H373.4 kJmol1，温度升高，平衡向逆反应方向移动，K减小，CO浓度增大K只与温度有关增大N2的物质的量，平衡左移，则NO的浓度增大C 自我检测 题目解析5 在一定体 积的密闭容器中，进行如下化 学反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其化学平衡常数 K 和温度 T 的关系如下表所示：T/7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为 K_。(2)该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_。A容器中压强不变B混合气体中 c(CO)不变Cv 正(H2)v 逆(H2O)Dc(CO2)c(CO)(4)某温度下，平衡浓度符合下式：CO2H2COH2O，试判断此时的温度为_。(1)根据化学平衡常数的定义即可得出：KCOH2O CO2H2。(2)由表中数据可以看出温度越高，平衡常数越大，说明反应混合物中 CO 或水蒸气的浓度越大，即升温平衡向右移动，正反应为吸热反应。(3)该反应为气体总物质的量不变的反应，反应过程中压强始终不变，与是否平衡无关。(4)当CO2H2COH2O时，K1.0，此时的温度由表中数据可知为 830。830吸热BCCOH2O CO2H2