第二章第2節(jié)化學(xué)平衡第2課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)+課件人教版高中化學(xué)反應(yīng)原理（選擇性必修1）

人教版（2019版）化學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第一節(jié)化學(xué)平衡第1課時(shí)判斷平衡狀態(tài)的證據(jù)：正逆相等變量不變知識(shí)回顧溫故知新我們知道可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)判斷的方法：定性思考與交流1：能否從定量的角度研究一個(gè)可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)呢？數(shù)據(jù)分析尋找規(guī)律【學(xué)習(xí)任務(wù)一】認(rèn)識(shí)濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)濃度商1.定義：一定溫度下的可逆反應(yīng)，任何時(shí)刻生成物與反應(yīng)物濃度的計(jì)量數(shù)次方的乘積之比，稱之為濃度商，用Q表示。2.表達(dá)式：注意：固體、純液態(tài)（水）不寫入表達(dá)式中對(duì)于可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)：Q＝cp(C)?cq(D)cm(A)?cn(B)Cr2O72-(aq)+H2O(l)2CrO42-(aq)+2H+(aq)Fe3O4(s)+4H2(g)高溫3Fe(s)+4H2O(g)N2+3H22NH32NH3N2+3H2N2+H2NH31232寫出下列可逆反應(yīng)的濃度商的表達(dá)式溫度（K）序號(hào)初始濃度（mol/L）平衡濃度（mol/L）平衡時(shí)c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)698.6①0.010670.0119600.0018310.0031290.01767②0.011350.00904400.0035600.0012500.01559③000.010690.0011410.0011410.008410798.6④0.011350.0090400.004560.001950.00859

⑤000.016550.003390.003390.00977

⑥000.012580.002580.002580.00742

54.50

54.62

54.33

8.308.31

8.28下面我們以不同溫度下的密閉容器中的反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)為例，進(jìn)一步研究有關(guān)問(wèn)題（溫度分別是T=698.6K和798.6K）(1)相同溫度，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的數(shù)值相同嗎？(2)這個(gè)常數(shù)與反應(yīng)的起始濃度大小有關(guān)嗎？(3)這個(gè)常數(shù)與正向建立還是逆向建立平衡有關(guān)系嗎？無(wú)關(guān)即與平衡建立的過(guò)程無(wú)關(guān)常數(shù)與濃度無(wú)關(guān)，相同，是個(gè)常數(shù)思考與交流2:分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，思考下列問(wèn)題：c2(HI)c(H2)?c(I2)數(shù)據(jù)分析尋找規(guī)律【學(xué)習(xí)任務(wù)一】認(rèn)識(shí)濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)結(jié)論1：為常數(shù)（K）結(jié)論3：溫度改變，該常數(shù)也發(fā)生改變。結(jié)論2：常數(shù)與反應(yīng)物的濃度無(wú)關(guān)；與正向建立還是逆向建立平衡無(wú)關(guān)。c2(HI)c(H2)·c(I2)數(shù)據(jù)分析尋找規(guī)律【學(xué)習(xí)任務(wù)一】認(rèn)識(shí)濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)壓強(qiáng)改變可能會(huì)影響體系中物質(zhì)的濃度，而濃度的改變不影響平衡常數(shù)。因此壓強(qiáng)不影響該常數(shù)的大小。思考與討論3：體系壓強(qiáng)改變會(huì)影響該常數(shù)嗎？結(jié)論：相同溫度下的同一可逆反應(yīng)，無(wú)論從哪個(gè)方向開(kāi)始反應(yīng)，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，濃度商為一個(gè)常數(shù)，我們把平衡狀態(tài)時(shí)的濃度商叫做化學(xué)平衡常數(shù)。數(shù)據(jù)解讀，通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：H2(g)+I2(g)2HI(g)問(wèn)題探究：以上的結(jié)論是否只適用于某一特定反應(yīng)還是適用于所有的可逆反應(yīng)？請(qǐng)用以下數(shù)據(jù)來(lái)確認(rèn)。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)密閉容器起始時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)c0(SO2)c0(O2)c0(SO3)c(SO2)c(O2)c(SO3)T110.02000.010000.01440.00780.005620.03000.020000.01960.01480.0104T210.02000.010000.01600.00800.004020.08000.030000.05800.01900.0220c2(SO3)c2(SO2)·c(O2)19.3919.027.817.57數(shù)據(jù)分析尋找規(guī)律【學(xué)習(xí)任務(wù)一】認(rèn)識(shí)濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)1.定義：對(duì)某一可逆反應(yīng)，在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，濃度商是一個(gè)常數(shù)，稱為化學(xué)平衡常數(shù)，用K表示。2.表達(dá)式3.單位∴K的單位為(mol·L-1)n；n=(p+q)-(m+n)∵濃度的單位為mol·L-1一般不寫單位！其中c為各組分的平衡時(shí)濃度對(duì)于一般可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)化學(xué)平衡常數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換概念理解【學(xué)習(xí)任務(wù)一】認(rèn)識(shí)濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)K＝cp(C)?cq(D)cm(A)?cn(B)思考與討論4：Q與K有什么關(guān)系？結(jié)論：一個(gè)反應(yīng)在任何時(shí)刻都可以寫出濃度商，Q與K二者表達(dá)式相同，只有平衡時(shí)的濃度商才叫做化學(xué)平衡常數(shù)。即：K是Q的特殊值！對(duì)于一般可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)化學(xué)平衡常數(shù)：濃度商：c為平衡濃度c為任一時(shí)刻濃度Q＝cp(C)?cq(D)cm(A)?cn(B)K＝cp(C)?cq(D)cm(A)?cn(B)關(guān)系轉(zhuǎn)換概念理解【學(xué)習(xí)任務(wù)一】認(rèn)識(shí)濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)寫出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式。c2(NH3)K1＝c(N2)?c3(H2)K1＝K21＝K32思考與討論5：K1和K2、K3是什么關(guān)系？N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K2＝c2(NH3)c(N2)?c3(H2)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)結(jié)論：K與方程式的書(shū)寫有關(guān)；同一反應(yīng)，K值只隨溫度變而變。K3＝c1/2(N2）?c3/2(H2)c(NH3)N2(g)+H2(g）NH3(g）1232互為倒數(shù)，單位不同。不唯一?；瘜W(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式取決于化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)，對(duì)于確定反應(yīng)，K的數(shù)值只與溫度有關(guān)。(1)對(duì)于一可逆化學(xué)反應(yīng)，K的表達(dá)式是唯一嗎?平衡常數(shù)的表達(dá)式與哪些因素有關(guān)？(2)對(duì)于一可逆反應(yīng)，其正反應(yīng)和逆反應(yīng)的K有什么關(guān)系？思考與討論6：關(guān)系轉(zhuǎn)換概念理解【學(xué)習(xí)任務(wù)一】認(rèn)識(shí)濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)K=c(CO2)K=)Cr2O72-(c)CrO42-(c2)H+(c2CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

Fe3O4(s)+4H2(g)高溫3Fe(s)+4H2O(g)K＝c4(H2O)c4(H2)K＝c(CO)c(H2)?c(CO2)隨堂練習(xí)1.寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式和單位。mol·L-11(mol·L-1)-1(mol·L-1)3CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+隨堂練習(xí)2.已知在一定溫度下，下列各反應(yīng)的焓變和平衡常數(shù)如下：則ΔH1、ΔH2、ΔH3三者關(guān)系為ΔH3＝___________，K1、K2、K3三者關(guān)系為K3＝________。ΔH1＋ΔH2K1·K2編號(hào)反應(yīng)平衡常數(shù)反應(yīng)熱反應(yīng)①A(g)B(g)＋C(g)K1ΔH1反應(yīng)②B(g)＋C(g)D(g)K2ΔH2反應(yīng)③A(g)D(g)K3ΔH33.對(duì)于下列反應(yīng)，其反應(yīng)過(guò)程的能量變化示意圖如下：下列說(shuō)法正確的是()A.K3＝K1＋K2B.加催化劑，反應(yīng)①的反應(yīng)熱降低，反應(yīng)速率加快C.ΔH3＝ΔH1＋ΔH2D.增大壓強(qiáng)，K1減小，K2增大，K3不變C隨堂練習(xí)隨堂練習(xí)4.已知N2+3H22NH3（ΔH<0）在400℃達(dá)到平衡時(shí)，c(N2)=1mol·L-1，c(H2)=2mol·L-1，c(NH3)=4mol·L-1，(1)則400℃時(shí)此反應(yīng)的平衡常數(shù)是。(2)其逆反應(yīng)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。2L-2·mol20.5mol2·L-22L-2·mol2證據(jù)推理概念應(yīng)用【學(xué)習(xí)任務(wù)二】化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用思考與討論7：在給定的一個(gè)可逆反應(yīng)中，化學(xué)平衡常數(shù)不受濃度和壓強(qiáng)的影響，只受溫度的影響。那不同物質(zhì)的反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)又會(huì)是怎么樣的呢？請(qǐng)根據(jù)以下資料提供的數(shù)據(jù)，分析影響平衡常數(shù)的因素。25℃時(shí)，生成鹵化氫反應(yīng)的平衡常數(shù)化學(xué)方程式平衡常數(shù)(K)F2(g)+H2(g)2HF(g)6.5×1095Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)2.57×1033Br2(g)+H2(g)2HBr(g)1.91×1019I2(g)+H2(g)2HI(g)8.67×102內(nèi)因：反應(yīng)中物質(zhì)的性質(zhì)外因：對(duì)于同一可逆反應(yīng)，化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)總結(jié)：影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素思考與討論8：結(jié)合平衡常數(shù)的表達(dá)式思考，K的大小表示什么含義？結(jié)論：對(duì)于同類型的反應(yīng)，K越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大一般當(dāng)K＞105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全（即完全反應(yīng)）；K≤10-5則認(rèn)為正反應(yīng)難以進(jìn)行（即不能反應(yīng)）利用平衡常數(shù)判斷化學(xué)反應(yīng)的可能性對(duì)于一般可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)化學(xué)平衡常數(shù)：K＝cp(C)?cq(D)cm(A)?cn(B)證據(jù)推理概念應(yīng)用【學(xué)習(xí)任務(wù)二】化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用25℃時(shí)，生成鹵化氫反應(yīng)的平衡常數(shù)化學(xué)方程式平衡常數(shù)(K)F2(g)+H2(g)2HF(g)6.5×1095Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)2.57×1033Br2(g)+H2(g)2HBr(g)1.91×1019I2(g)+H2(g)2HI(g)8.67×102結(jié)論：對(duì)于同類型的反應(yīng)，K越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大一般當(dāng)K＞105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全（即完全反應(yīng)）；K≤10-5則認(rèn)為正反應(yīng)難以進(jìn)行（即不能反應(yīng)）思考與討論9：根據(jù)以上結(jié)論，下列反應(yīng)中哪些屬于可逆反應(yīng)，哪些屬于非可逆反應(yīng)？注意：化學(xué)平衡常數(shù)的大小反映的是反應(yīng)進(jìn)行的程度大小，并不涉及化學(xué)反應(yīng)速率。即：某個(gè)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)很大，化學(xué)反應(yīng)速率可能卻很小。例如：常溫下K＝5×108常溫下限度較大，但化學(xué)反應(yīng)速率很小N2(g)+3H2(g)2NH3(g)結(jié)論：對(duì)于同類型的反應(yīng)，K越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大一般當(dāng)K＞105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全（即完全反應(yīng)）；K≤10-5則認(rèn)為正反應(yīng)難以進(jìn)行（即不能反應(yīng)）是否達(dá)到平衡或平衡移動(dòng)的方向，可用該時(shí)刻濃度商Q與K比較大小來(lái)判斷。在同一溫度下：Q＝K，處于化學(xué)平衡狀態(tài)Q＜K，向正反應(yīng)方向進(jìn)行Q＞K，向逆反應(yīng)方向進(jìn)行任意時(shí)刻的濃度商：對(duì)于可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)：Q＝cp(C)?cq(D)cm(A)?cn(B)利用平衡常數(shù)判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向證據(jù)推理概念應(yīng)用【學(xué)習(xí)任務(wù)二】化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用1.(1)平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的(也叫)。K越大，表示反應(yīng)進(jìn)行得越，平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越，當(dāng)K＞時(shí)，該反應(yīng)就進(jìn)行的基本完全了。K值越小，表示反應(yīng)進(jìn)行得越，平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越。(2)影響平衡常數(shù)的①內(nèi)因：不同的化學(xué)反應(yīng)及化學(xué)方程式的書(shū)寫形式是決定化學(xué)平衡常數(shù)的。②外因：在化學(xué)方程式一定的情況下，K只受影響。程度反應(yīng)的限度完全大105不完全小主要因素溫度隨堂練習(xí)隨堂練習(xí)(1)濃度、溫度變化時(shí)，平衡常數(shù)都會(huì)改變()(2)K值越大，表明可逆反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越大()(3)K值越大，該可逆反應(yīng)的速率越快()(4)在化學(xué)方程式一定的情況下，K只受溫度影響()(5)K值越大，反應(yīng)越容易進(jìn)行()×√×√×2.正誤判斷隨堂練習(xí)D3.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(shuō)法正確的是（）A.溫度越高，K一定越大B.如果m＋n＝p，則K＝1C.若縮小反應(yīng)器的容積，能使平衡正向移動(dòng)，則K增大D.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4.在體積均為1.0L的兩個(gè)恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉，再分別加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同溫度下列反應(yīng)：CO2(g)+C(s)2CO(g)達(dá)到平衡，平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如右圖所示，（圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點(diǎn)均處于曲線上）。若Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點(diǎn)的平衡常數(shù)分別為：K1、K2、K3，則三者大小關(guān)系為。K1<K2=K3隨堂練習(xí)可按下列步驟建立模式，確定關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。如可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在體積為VL的恒容密閉容器中，反應(yīng)物A、B的初始加入量分別為amol/L、bmol/L，達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，設(shè)A物質(zhì)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為mxmol/L。模式建立概念應(yīng)用【學(xué)習(xí)任務(wù)三】化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算“三段式”法進(jìn)行化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算一個(gè)模式——“三段式”mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)c始/mol·L－1ab00⊿c/mol·L－1mxnxpxqxc平/mol·L－1a－mxb－nxpxqx對(duì)于反應(yīng)物：c(平)＝c(始)－⊿c對(duì)于生成物：c(平)＝c(始)+⊿c模式建立概念應(yīng)用【學(xué)習(xí)任務(wù)三】化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算“三段式”法進(jìn)行化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算一個(gè)模式——“三段式”則有：①平衡常數(shù)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)c始/mol·L－1ab00⊿c/mol·L－1mxnxpxqxc平/mol·L－1a－mxb－nxpxqx②平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率：α(A)＝×100%a－mxa③平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)：④平衡時(shí)和開(kāi)始時(shí)的壓強(qiáng)之比：則有：⑤平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)c始/mol·L－1ab00⊿c/mol·L－1mxnxpxqxc平/mol·L－1a－mxb－nxpxqx⑥生成物產(chǎn)率＝40%不變隨堂練習(xí)1.某恒定溫度下，在一個(gè)2L的密閉容器中充入氣體A、氣體B，其濃度分別為2mol·L－1、1mol·L－1，且發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？)。反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得