化學(xué)平衡常數(shù)高二上學(xué)期化學(xué)人教版選修一

判斷平衡狀態(tài)的證據(jù)：正逆相等變量不變知識回顧溫故知新我們知道可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài)判斷的方法：定性【思考】能否從定量的角度研究一個可逆反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)呢？在一定溫度下，化學(xué)平衡體系中反應(yīng)物濃度與生成物濃度之間有什么關(guān)系呢？課題導(dǎo)入§2.2.2化學(xué)平衡常數(shù)第二章

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡1．知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義，會根據(jù)化學(xué)反應(yīng)書寫化學(xué)平衡常數(shù)表達式。2.能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進行簡單的計算。3.應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)和濃度商的關(guān)系判斷化學(xué)反應(yīng)是否達到平衡及反應(yīng)進行的方向，提升從定量的角度分析化學(xué)反應(yīng)的能力。目標(biāo)引領(lǐng)序號起始時各物質(zhì)的濃度mol/L平衡時各物質(zhì)的濃度mol/LH2I2HIH2I2HI11.197×10-26.944×10-305.617×10-35.936×10-41.270×10-248.3721.228×10-29.964×10-303.841×10-31.524×10-31.687×10-248.6231.201×10-28.403×10-304.580×10-39.733×10-41.486×10-249.544001.520×10-21.696×10-31.696×10-31.181×10-248.495001.287×10-21.433×10-31.433×10-31.000×10-248.706003.777×10-24.213×10-34.213×10-32.934×10-248.502c(HI)c(H2)·c(I2)在457.6℃時反應(yīng)體系I2(g)+H2(g)?2HI(g)中各物質(zhì)的濃度如圖所示忽略試驗誤差，457.6℃達到平衡時，可以視為常數(shù)獨立自學(xué)在一定溫度下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡時，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，稱為化學(xué)平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號K

表示。2.表達式對于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，當(dāng)該反應(yīng)在一定溫度下達到平衡時，一、化學(xué)平衡常數(shù)K=生成物濃度冪之積反應(yīng)物濃度冪之積=cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)注意：(2)固體或純液體濃度看作常數(shù)“1”，不代入表達式；(1)其中c為各組分的平衡濃度(3)

H2O：液態(tài)時，不能代入平衡常數(shù)表達式；氣態(tài)時，需要代入平衡常數(shù)表達式引導(dǎo)探究1.概念【例題1】寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式：2NO2(g)

N2O4(g)3Fe(s)＋4H2O(g)

Fe3O4(s)＋4H2(g)Br2＋H2O

H＋＋Br－＋HBrOCaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

K=c(CO2)mol·L-11(mol·L-1)-1(mol·L-1)2(1)在同一溫度下，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K互為倒數(shù)。【例】2NO2(g)N2O4(g)N2O4(g)2NO2(g)K2=c2(NO2)c(N2O4)K1=c2(NO2)c(N2O4)(2)方程式系數(shù)擴大幾倍，平衡常數(shù)K就擴大幾次方倍?！纠?NO2(g)N2O4(g)4NO2(g)2N2O4(g)K1=c2(NO2)c(N2O4)K2=c4(NO2)c2(N2O4)K1=1K2K2=K123.

平衡常數(shù)與方程式的關(guān)系【例】

①

2NO(g)+O2(g)2NO2

K1

②2NO2(g)N2O4

K2

①+②得

2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K

K=K1×K2【例】①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1

②

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2①－②得

C(s)+CO2(g)2CO(g)KK=K1K2（3）方程式相加(減)，則K相乘(除)。(1)內(nèi)因：化學(xué)反應(yīng)本身的性質(zhì)。(2)外因：在化學(xué)方程式一定的情況下，K只受

影響。與壓強、起始濃度、起始反方向均無關(guān)。4.化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素溫度I2(g)+H2(g)?2HI(g)在任意時刻的，稱為

，常用

表示，即濃度商Q5.濃度商（1）定義：對于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，注意：其中c為各組分任意時刻的濃度.Q與K有什么關(guān)系？1.一個反應(yīng)在任何時刻都可以寫出濃度商，二者公式相同2.只有平衡時的濃度商才叫做化學(xué)平衡常數(shù)3.K是Q的特殊值！思考（1）判斷反應(yīng)進行的程度①平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進行的

(也叫

)。②K越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，正反應(yīng)進行的程度越大，即該反應(yīng)進行得越

，平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越

，反之，K越小，該反應(yīng)進行得越

，平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越

。程度反應(yīng)的限度完全大不完全小105③當(dāng)K＞

時，該反應(yīng)就進行的基本完全了;K＜10-5,很難進行。1.化學(xué)平衡常數(shù)的意義二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用引導(dǎo)探究【注意事項】①平衡常數(shù)數(shù)值大，不代表此溫度下反應(yīng)速率快，也不代表反應(yīng)很容易發(fā)生。②平衡常數(shù)數(shù)值極小的反應(yīng)，說明正反應(yīng)在該溫度下不能進行。如:N2+O2?2NOK=10-30(298K)所以常溫下用此反應(yīng)固定氮氣是不可能的。因此沒有必要在該溫度下進行實驗，以免浪費人力物力。（2）判斷反應(yīng)進行的方向Q＜K，反應(yīng)向正方向進行Q=K，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)Q＞K，反應(yīng)向逆方向進行對于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)例：850℃時，若向1L的密閉容器中同時充入1.0molCO、3.0molH2O、1.0molCO2和xmolH2，發(fā)生反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。(已知在850℃時，K＝1)①當(dāng)x＝5.0時，上述向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進行。②若要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進行，則x應(yīng)滿足的條件是____________。Q=c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)=1×51×3=53>1逆反應(yīng)分析：要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進行，則必修滿足Q<K1×x1×3<1x<30≤

x<3（1）已知初始濃度和平衡濃度求平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率【例】在某溫度下，將H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達到平衡后，測得c(H2)=0.0080mol/L，求：(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)。(2)在上述溫度下，該容器中若通入H2(g)和I2(g)各0.2mol，試求達平衡時各物質(zhì)的濃度。(3)計算(1)、(2)問條件下H2、I2的轉(zhuǎn)化率，通過比較你有什么想法？

(1)：H2的轉(zhuǎn)化率為20%，I2的轉(zhuǎn)化率為20%(2)：H2的轉(zhuǎn)化率為20%，I2的轉(zhuǎn)化率為20%2.化學(xué)平衡常數(shù)的計算（2）已知平衡常數(shù)和初始濃度求平衡濃度及轉(zhuǎn)化率【例】在容積為2L的密閉容器中，將0.2molCO(g)與10molH2O加熱到830℃，達到下列平衡：此時該反應(yīng)的K為1.0。求：達平衡時CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在t℃，2L密閉容器中：當(dāng)堂診學(xué)A(g)+B(g)?C(g)△H<0n04mol3mol0moln平衡2mol

.Δn

.(1)該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

,(2)B的平衡轉(zhuǎn)化率