1、第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 第2课时【学法指导】1知道化学平衡常数的含义。2.能书写平衡常数表达式，能进行化学平衡常数、转化率的简单计算。3通过化学平衡常数对化学平衡进行“定量”计算和判断化学平衡进行的程度及平衡移动方向。【基础梳理】以I2(g)+ H2(g)2HI(g)为例,序号起始时浓度mol/L457.6平衡时浓度mol/L457.6平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)c（H2）c（I2）c（HI）10.011970.00694400.0056170.00059360.0127020.012280.00996400.0038410.0015240.016873
2、000.015200.0016960.0016960.011814000.012870.0014330.0014330.0100 5平均值分析上表数据可知，该反应在457.6达到平衡时，是 。 一、 化学平衡常数1、浓度商(1)概念：对于一般的可逆反应，如，在任意时刻的 称为浓度商，常用Q表示。(2)使用范围： 时刻的可逆反应( 物质一般不列入浓度商)(3)表示方法：Q= 2、平衡常数(1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到 时， 与 的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数。用符号“K”表示。(2)使用范围： 时的可逆反应(固体或液体纯物质一般不列入平衡常数)(3)表示方法：K
3、= (4)单位：K的单位为，一般省略不写。名师点拨书写时要注意以下三点：物质的浓度是指平衡时的物质的量浓度。反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入表达式。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。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。例如：， 若写成 ，则K2= ； 若写成，则 K3= ;若写成 ，则K4= 。【典例1】已知可逆反应，其平衡常数表达式正确的是( )A.B.C.D.答案：C解析：化学平衡常数是利用平衡状态下物质的平衡浓度计算的，。(5)影响因素：平衡常数K只受 影响。随温度的变化而变化，与反应物或生成物的浓度无关，也与反应
4、是从正向开始还是从逆向开始无关。对于正反应是 的可逆反应， 温度，平衡右移，K值变 ；降低温度，平衡左移，K值变小。 对于正反应是 的可逆反应， 温度，平衡左移，K值变 ；降低温度，平衡右移，K值变大。【典例2】正误判断(1)在任何条件下，化学平衡常数不变( )(2)当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变( )(3)化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关( )(4)两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均相同( )答案：；。【典例3】当把放入密闭容器中，并建立平衡后，保持温度不变，再通入一定量的气体，待反应达到新的平衡后，新平衡与旧平衡相比( )A.变大B.不变C.变
5、小D.无法确定答案：B解析：对于反应，对于确定的化学反应，温度不变，不变。(6)意义K值越大平衡体系中生成物所占的比例 正向反应进行的程度 反应进行得越 反应物的转化率 ：反之，就越不完全，转化率就越小。当 时，该反应进行得就基本完全了。当 时，认为该反应很难进行。(7)应用判断反应进行的程度K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。判断平衡移动方向利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影
6、响。当Q=K时，反应处于 状态，v正=v逆；当Qv逆；当QK时，反应向 方向进行，v正v逆。用于计算平衡浓度、物质的量分数、转化率等。【典例4】某温度时，反应的平衡常数。在同一温度下，反应的平衡常数应为( )A.2500B.100C.D.答案：C解析：由题意知，该温度下，则【典例5】已知830 时，反应的平衡常数，将各物质按表中的物质的量（单位：mol）投入恒容容器中，相同温度下，开始时反应逆向进行的是( )选项ABCD310121011230.55232A.AB.BC.CD.D答案：A解析：，。均小于平衡常数1，所以B、C两种情况下反应向正反应方向进行；，反应处于平衡状态；大于1，反应向逆反
7、应方向进行。二、平衡转化率1、概念平衡转化率是指平衡时 了的某反应物的量与 该反应物的量之比，用来表示反应限度。2、表达式【典例6】已知可逆反应：，请回答下列问题。（1）某温度下，反应物的起始浓度分别为， M的转化率为60%，此时N的转化率为 。（2）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为，达到平衡后，则= 。（3）若反应温度不变，反应物的起始浓度为，达到平衡后，M的转化率为 。答案：（1）25%（2）6（3）41.4%解析：利用“三段式”法并结合平衡常数进行计算：（1） 起始浓度() 1 2.4 0 0转化浓度() 0.6 0.6 0.6 0.6平衡浓度() 0.4 1.8 0.6 0.6N
8、的转化率为，该温度下，。（2） 起始浓度() 4 0 0转化浓度() 2 2 2 2平衡浓度() 2 -2 2 2由，解得=6。（3）设达到平衡后，M的转化率为，则起始浓度() 0 0转化浓度() 平衡浓度() 由，解得。【典例7】在2L的密闭容器中，放入0.4mol A和0.6mol B，在一定温度下，压强为，加入催化剂（体积忽略），发生反应：，保持温度不变，在时反应达到平衡状态，容器中，容器内压强变为，则：（1）物质B的转化率是 。（2）化学反应速率是 。（3）为 。答案：（1）50% （2） （3）2解析： 起始的物质的量(mol)： 0.4 0.6 0 0转化的物质的量(mol)： 0
9、.2 0.3 0.2平衡的物质的量(mol)： 0.2 0.3 0.2（1）物质B的转化率为（2）同温同体积条件下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，即（0.4+0.6）：=1:0.9，解得=2，=。能力拓展压强平衡常数(Kp)对于有气体参与的反应，用某气体(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数。如反应：【课后练习】1.下列关于化学平衡常数的叙述正确的是( )A.化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关B.两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均相同C.化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值D.温度一定，对于给定的化学反应，正、
10、逆反应的平衡常数互为倒数2.下列有关平衡常数的说法正确的是( )A.改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大B.的平衡常数表达式为C.对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等D.的平衡常数表达式为3.将4 mol 与2 mol 充入4L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：，测得平衡时的浓度为。则此条件下的平衡常数为( )A.4B.0.25C.0.4D.0.24.在一定温度下，反应的平衡常数为10.若将10 mol HX（g）通入体积为1.0L的密闭容器中，在该温度下HX（g）的最大分解率接近于( )A.5%B.17%C.25%D.33%5.聚乙烯醇生产过程中会产生
11、大量副产物乙酸甲酯，其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯，该反应的化学方程式为：已知，其中为正、逆反应速率，为正、逆反应速率常数，x为各组分的物质的量分数。已知平衡常数为各生成物的物质的量分数幂之积与各反应物的物质的量分数幂之积的比，则平衡常数为( )A.B.C.D.6.某温度下，在2L的密闭容器中，加入1mol X（g）和2mol Y（g）发生反应：。平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1mol Z（g），再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是( )A.B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的平衡转化率之比为1：1D.第二次平衡时
12、，Z的浓度为7.在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下：以下说法正确的是( )A.该温度下，反应的平衡常数表达式为B.该温度下，反应的平衡常数的数值约为C.该温度下，产生的倾向由大到小的顺序为D.以上说法都不正确8.工业上以为原料制备的原理为。在一定条件下向a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入和，测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别为a和b。已知容器a、b的体积均为10 L，容器a的温度为，容器b的温度为，下列说法不正确的是( )A.容器a中从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为B.a、b两容器的温度可能相同C.在达到平衡前，容器a的压强逐渐增大D.该反应在温度下的平衡常数为2
13、79.可逆反应在密闭容器中建立了平衡。当温度为749K时，则：（1）当CO和的起始浓度均为时，CO的转化率为 。（2）当CO的起始浓度仍为，的起始浓度为时，CO的转化率为 。10.Bodensteins研究了反应：。在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数与反应时间t的关系如表所示：02040608012010.910.850.8150.7950.78400.60.730.7730.780.784（1）根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为_。（2）上述反应中，正反应速率，逆反应速率，其中为正、逆反应速率常数，则为_（用K和表示）。若起始时，则在时，_。11.缓冲和供氧系统是维
14、持人体正常生理活动的两个重要平衡系统，回答下列问题：肌细胞中储存氧气和分配氧气时存在如下平衡：肌红蛋白 氧合肌红蛋白温度为37 时，氧气的结合度指氧合肌红蛋白的浓度占肌红蛋白初始浓度的百分数与氧气的平衡分压的关系如图所示：（1）利用R点所示数据，计算37 时该反应的平衡常数_（氧气的平衡浓度可用氧气的平衡分压代替求算）。（2）已知37 时，该反应的正反应速率，逆反应速率，、分别是正、逆反应速率常数，若，则_。答案及解析1.答案：D解析：一个确定的化学反应，其化学平衡常数通常情况下只与反应体系的温度有关，A项错误；相同物质的反应，书写的化学方程式不同时，化学计量数发生改变，平衡常数可能改变，B项
15、错误；化学平衡常数为平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，C项错误；在一定温度下，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数，D项正确。2.答案：D解析：A项，平衡常数只随温度变化，错误；B项，该反应的平衡常数的表达式为，错误；C项，对于给定的可逆反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数，错误。3.答案：A解析： 初始： 4 mol 2 mol 0转化： 2 mol 1 mol 2 mol平衡： 2 mol 1 mol 2 mol平衡时，则。4.答案：B解析：由题中的反应和数据可知：在该温度下的平衡常数=0.1。设HX（g）的分解反应达到平衡后其减小的浓度为，则平衡时HX、的浓度分别
16、为、，则有，解得，故HX的转化率为。5.答案：A解析：达到平衡时，平衡常数，此时，即，则，A项正确。6.答案：D解析：在2L的密闭容器中，反应达平衡时，各物质的体积分数之比等于各物质的物质的量之比，即平衡时，。设第一次平衡时消耗X的物质的量为，则初始 1 mol 2 mol 0转化 平衡 1 mol- 2 mol- 则解得、由此可得，A、C项正确：同理可得第二次平衡时，Z的浓度为，D项不正确；通常情况下，化学平衡常数只与温度有关，两次平衡，温度相同，故平衡常数相同，B项正确。7.答案：C解析：由化学平衡常数定义可知，A项错误；该温度下，水分解反应的平衡常数为，B项错误；该温度下，三种化合物分解
17、产生的反应的化学平衡常数数值分别为，所以产生的倾向：，C项正确，D项错误。8.答案：B解析：A项，容器a中从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率，正确；B项，由图可知，错误；C项，因为该反应条件为恒温恒容，反应后气体的物质的量增大，所以在达到平衡前，容器a的压强逐渐增大，正确；D项，该反应在温度下的平衡常数，正确。9.答案：（1）60%（2）85%解析：（1）设转化的CO的物质的量浓度为， 起始浓度() 2 2 0 0转化浓度() 平衡浓度() 2- 2- ，解得，CO的转化率为。（2）设转化的CO的物质的量浓度为， 起始浓度() 2 6 0 0转化浓度() 平衡浓度() 2- 6- ，解得，CO的转化率为。 10.答案：（1）（2）；解析：（1）由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终均为0.784，说明此时达到了平衡状态。设HI的初始浓度为，则：初始浓度 1 0 0转化浓度 0.216 0.108 0.108平衡浓度 0.784 0.108 0.108。（2）建立平衡时，即，。由于该反应前后气体分子数不变，故，则，在40 min时，则。11.答案：（1）（2）解析：，则。（1），代入R点坐标数据得。（2）37 反应达到平衡时，则，。