高中化学 2.3.3化学平衡常数课件 新人教版选修4

平衡时浓度mol/L
[H2] 0.001831 0.00356 0.004565 0.001141 [I2] 0.003129 0.00125 0.000738 0.001141 [HI] 0.01767 0.01559 0.01354 0.008410
平衡时
起始时浓度mol/L
c0 (H2) c0(I2) 0.01196 0.00904 0.00751 0 c0 (HI) 0 0 0 0.01069
注意1：纯固态和纯液态不写入K（浓度为1） 注意2：以上三个反应的平衡常数之间的关系 注意3：需要用实际参加反应的离子浓度表示
二、关于平衡常数和转化率的计算
（1）利用平衡常数,求平衡时各组分的浓度 例1.在某温度下,将H2和I2各0.010mol/L的气态混 合物充入10L密闭容器中,充分反应,达到平衡 后,测得c(H2)=0.0080mol/L. (1)求反应的平衡常数. (2)在上述温度下,将H2和I2各0.20mol的气态混合 物充入该密闭容器中,试求达到平衡时各物质 的浓度.
• 1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应 达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物 的浓度幂之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），用符号K表示。 • 2、平衡常数的影响因素：只有温度
【问题探究三】:平衡常数表达式的书写 （1）CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) K = （2）2NO2（g） N2O4 （g） K1= N2O4 （g） 2NO2 （g） K2= NO2 （g） 1/2N2O4 （g） K3= （3）FeCl3(aq)+3KSCN(aq) Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq)；K=
[ HI ]2 [H 2 ] [I2 ]

知识梳理
5．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度 (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数 (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动 (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化
(×) (×) (× ) (√ )
递进题组
题组一
1
2
递进题组
题组一
1
2
题组二
3
2．已知反应①：CO(g)＋
2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)
＋
＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别
为 K1 和 K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2
CO2(g)＋H2(g)
的平衡常数为 K。则下列说法正确的是 A．反应①的平衡常数 K1＝ccCCOO2·c·cCCuOu B．反应③的平衡常数 K＝KK12
题组一
1
2
题组二
3
解析 (1)由表格数据可得，随着温度升高，平衡常数增大，说明 化学平衡向正反应方向移动；
(2)A 项，达到平衡时 c(CO2)不一定等于 c(CO)，反之相等时也不 一定处于平衡状态； B 项，温度不变 K 不变，不正确；
C 项，此反应不论是否平衡，压强均不改变，故不正确； D 项，v 正(CO2)与 v 正(H2)表示的反应方向一致，故不能判断是否 达到平衡； E 项，达到平衡时，各种反应物、生成物的浓度保持不变。
递进题组
题组一
1
题组二
2
解析 (1)
M(g) ＋
P(g)＋ Q(g)
始态 mol·L－1
1
2.4
0
0
变化量 mol·L－1 1×60%
1×60%

答案
返回
重点难点探究
一、有关平衡常数的应用
例1 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的关系如表 所示： T /℃ K 回答下列问题： 700 0.6 800 0.9 830 1.0 1 000 1.7 1 20、逆反应速率的比较为v正________ v逆(填“＞”、
“＜”或“＝”)。
浓度幂之积 与反应物 浓度幂之积 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)，符号用“ K ”表示。
答案
2.表达式 对反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)， cpC· cqD K＝ m 。 n c A· c B
例如，一定温度下，反应 H2(g)＋I2(g) 2HI(g)达平衡时的化学
答案
议一议
1.若温度、压强改变后，引起平衡向正反应方向移动，反应物的转化率怎
样变化？
答案 反应物的转化率一定增大。
2.对于 aA(g) bB(g) ＋ cC(g) ，在恒温恒容条件下增加 A的量， A的转化
率怎样变化？
答案 ①若a＝b＋c，A的转化率不变；
②若a＞b＋c，A的转化率增大；
答案
5.K只受温度的影响，怎样根据K的变化判断焓变？
答案 (1)若升高温度，K值增大，则正反应ΔH＞0，逆反应ΔH＜0；K
值减小，则正反应ΔH＜0，逆反应ΔH＞0。
(2)若降低温度，K值增大，则正反应ΔH＜0，逆反应ΔH＞0；K值减小，
则正反应ΔH＞0，逆反应ΔH＜0。
答案
二、平衡转化率 1.定义
答案 1 K1＝K 2 c2HI K1＝ cH2· cI2

【实验 2−6】：
向盛有 5 mL 、0.005 mol/L 的 FeCl3 溶液的试管中加 入 5 mL 、0.01 mol/L 的 KSCN 溶液，溶液呈红色。在这个 反应体系中存在下述平衡：
Fe3+ + 3 SCN-
Fe(SCN)3（血红色）
（1）、将上述溶液均分置于两支试管中； 向其中一支 试管中加入饱和 FeCl3 溶液 4 滴，充分振荡，观察溶液颜色 变化；向另一只试管中滴加 4 滴 1 mol/L 的 KSCN 溶液，观 察溶液颜色变化。
（2）、向上述两支试管中各滴加 0.01 mol/L 的 NaOH 溶液3 ~ 5 滴，观察现象，填写下表。
实验 2−5编号1 Nhomakorabea2
步 骤（1）
滴加饱和 FeCl3 溶液
滴加 1 mol/L KSCN 溶液
现象
步 骤（2） 现象
滴加 NaOH 溶液
滴加 NaOH 溶液
结论
实验 2−5
编号
1
2
步 骤（1）
【实验 2−5】：
已知在 K2Cr2O7 的溶液中存在着如下平衡：
Cr2O72 + H2O
Cr2O
2 4
+
2 H+
答： CO 转化为 CO2 的转化率为 83.
K Cr O 为橙色， K CrO 为黄色。 0 mol CO 与 10 mol
（2）、设 H2 的消耗浓度2为 x ，2根据7题意有：
2
CO (g) + H2O (g)
CO2 (g) + H2 (g)
K = 1.0 求：CO 转化为 CO2 的转化率。
解：设容器体积为 V ；
反应过程中消耗 CO 的物质的量为 x ，

[H2]
[I2]
[HI] [H2 ]•[I2 ]
0.005617 0.0005936 0.01270 48.38
2 0.01135 0.00904
0
0.00356 0.00125 0.01559 48.61
3 0.01201 0.00840 3
0.0
0.00458 0.0009733 0.01486 48.54
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3． 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
4.0
3.7
3.5
请回答下列问题：
cCO2
温度改变，平衡 一定改变，则常
数一定改变
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2． 在 25 ℃时，密闭容器中 X、Y、Z 三种气体的初始浓度和
平衡浓度如下表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L－1 0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L－1 0.05 0.05 0.1
下列转说化法浓错度误/的mo是l·L-1
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(2)化学平衡常数
①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

(2例0121年上海调研)将3molA和1molB混合于一体积 可变的密闭容器P中，以此时的温度、压强和体积 作为起始条件，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g) ＋D(g)，达到平衡时C的浓度为wmol/L。回答下 面问题：
(1)保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容 器P中有关物质，平衡后C的浓度仍为wmol/L的 是________。 A．6molA＋2molB B．3molA＋1molB＋2molC C．2molC＋1molB＋1molD D．1molC＋2molD
]2
＝
[
1 K
]2
＝
K12。
课堂互动讲练
化学平衡常数使用注意事项及应用
1．使用化学平衡常数应注意的问题 (1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生 成物的浓度变化无关。 (2)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”而不代入公式。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 ①若反应方向改变，则平衡常数改变。 ②若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或 缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。
解析：Ⅰ中曲线走势表明：随着温度的升高，平衡 常数逐渐增大，说明正反应进行的程度越大，即反 应向正方向移动，正反应是吸热反应，同理可得Ⅱ 为放热。 答案：Ⅰ Ⅱ
3．(2011 年河北秦皇岛高二检测)2000 K 时，反
应 CO(g)＋12O2
2(g)的平衡常数为 K，
则相同温度下反应 2CO2 的平衡常数 K′为( )
＝
cCO·cH2O cCO2·cH2
＝
1 mol/L×3 mol/L 2 mol/L×1.5 mol/L
＝
1
＞
0.9，所以反应向逆反应方向进行。

⑤0
525.6 ⑥ 0
0
8.30 0.01655 0.00339 0.00339 0.00977
0
8.27 0.01258 0.00258 0.00258 0.00742
表二
结论1：不管H2、I2、HI的初始浓度是多少，也无论平 衡从正方向建立还是从逆方向建立（即与平衡建立的
途径无关），只要保持反应体系的温度不变，达到化 学平衡状态后， c2 (HI) 为一常数。
高温
Fe3O4(s) + 4H2(g)
3Fe(s) + 4H2O(g)
K=
c4( H2O ) c4( H2 )
Cr2O72- + H2O
2CrO42- + 2H+
K = c2 (CrO42-) c2 ( H+) c (Cr2O72- )
注意事项：浓度为常数纯固体和纯液体，不列入平衡关 系式中，注意气态H2O（g）要列入平衡表达式式。
练习1 请写出以下反应的平衡常数表达式：
① N2+3H2
2NH3
② 2NH3
N2+3H2
③
1 2
N2
+
3 2
H2
NH3
K1
=
c(
c2( NH3 ) N2 ) c3( H2
)
K2
=
c(
N2 ) c3( H2 c2 ( NH3 )
)
K3
=
c1/
2(
c( N2
NH 3 ) c3/
) 2(
H2
)
K1 = 1/K2
① 1.197×10-2 6.944×10-3
0
5.617×10-3 5.936×10-4 1.270×10-2 48.32

• [解析] (Ⅰ)第2个反应与第1个反应互为正逆 反应，平衡常数互为倒数关系，第3个反应的 化学计量数与第1个相比，缩小为一半，平衡 常数也会发生变化得K3＝K1。 • (Ⅱ)通过表中K和温度t的关系可知，温度越 高，K值越大，反应向正向进行的程度越大， 说明正向反应为吸热方向。当c(CO2)· c(H2)＝ c(CO)· c(H2O)时，K＝1，此时温度由表中数 据可知为830℃。判断反应进行的方向时，可 根据Q与K的大小关系判断，此时刻下，
• 3．意义 • (1)K值越大，说明正反应进行的程度________， 反应物的转化率________；反之反应物转化越 ________，转化率就________。 • (2)K只受________影响，与反应物或生成物的 ________无关。 • 答案： • 1．一定温度 化学平衡 浓度幂之积 浓度 幂之积 K
• (4)某温度下，平衡浓度符合下式： c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时 的温度为________℃。 • (5)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测 得容器内各物质的浓度分别为c (CO2)为2 mol/L，c(H2)为1.5 mol/L，c(CO)为1 mol/L， c(H2O)为3 mol/L，则下一时刻，反应向 ________(填“正向”或“逆向”)进行。
表达式
①判断平衡移动的方向：若用任意状态的 浓度幂之积的比值，称为浓度商，即Qc 表示，与K比较，当
应用
②判断反应的热效应，若升高温度，K值 越大，则正反应为吸热反应；反之，K 值减小，则正反应为放热反应③用于计 算平衡浓度，物质的量分数、转化率等
• 说明：①对于一个可逆反应，浓度平衡常数 的表达式不是唯一的，它与化学反应方程式 的书写有关。化学反应方程式的书写不同， 各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡 常数的表达式就不同。 • ②对于有固体、水参加或生成的反应来说， 固体、水的浓度视为常数，不应包含在化学 平衡常数的表达式中。 • ③K只受温度影响，当温度不变时，K值不变； 温度升高时，对ΔH＜0的反应，K值变小； ΔH＞0的反应，K值增大。如果由于浓度、压 强的改变而引起化学平衡的移动，但温度恒

下，将初始浓度为0.4mol/L的SO2(g)和1.0mol
/LO2(g)混合注入一密闭容器中，当达到平衡状
态时，测得容器中SO2(g)的转化率为80%,试求
在该温度下
（1）此反应的平衡常数。
（2）求SO2(g)、O2(g)、 SO3(g)的平衡浓度。
cm(A) cn(B)
高温高压
例如：合成氨反应：N2 + 3H2 催化剂 2NH3 的浓度平衡
常数可表示 为：
K
c2 (NH3) c(N2 ) • c3(H2 )
练习：试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式：
2SO2(g)+O2(g) 催化剂 2SO3（g）
C(s)+H2O(g)
K
c2
c2 (SO3) (SO2 ) • c(O2
)
3.平衡常数的单位
CO(g)+H2(g)
K c(CO) • c(H2 ) c( H 2O)
对于反应: mA+nB
pC+qD
平衡常数的数学表达式 K = cp(C)·cq(D)
• [思考与交流1]
cm(A)·cn(B)
• 1、K值的大小说明了什么? 定量的衡量化学反应进行的程度，即可能性问题。
（1）K值越大，表示反应进行的程度越大，反 应物转化率也越大。
cm(A)·cn(B)
二、平衡常数的有关计算 1.直接求平衡常数
练习：对于反应2SO3(g)
2SO2(g)+
O2(g),若在一定温度下，将2mol的SO3(g)放入
一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，
测得O2(g)的物质的量为0.6mol,试求此反应的 平衡常数。
2.平衡转化率与平衡常数的相互求算

第3课时 化学平衡常数 问题 当堂 导学 检测 二、影响化学平衡常数的因素
活动与探究
课前预习导学 课堂合作探究 KEQIAN YUXI KETANG DAOXUE HEZUO T
观察下面两个表, 想想影响 K 值大小的因素是什么? 表一: H2( g) +I2( g) 2HI( g) ΔH<0
平衡浓度/(mol· L-1) HI 0 0.010 69 0 0.016 55 H2 0.001 831 0.001 141 0.004 56 0.003 39 I2 0.003 129 0.001 141 0.001 95 0.003 39 HI 0.017 67 0.008 410 0.008 59 0.009 77 I2 0.011 96 0 0.009 04 0
第3课时 化学平衡常数 目标 预习 导航 引导
1.化学平衡常数
课堂合作探究 课前预习导学 KEQIAN YUXI KETANG DAOXUE HEZUO T
( 1) 定义: 在一定温度下, 当一个可逆反应达到化学平衡时, 生成物浓 度幂之积与反应物浓度幂之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。通常用符号 K 表示。 ( 2) 表达式: 对于一般的可逆反应 mA( g) +n B ( g) 常数的表达式为
第3课时 化学平衡常数 问题 当堂 导学 检测
课前预习导学 课堂合作探究 KEQIAN YUXI KETANG DAOXUE HEZUO T
一、化学平衡常数
活动与探究 阅读教材, 分析当一个可逆反应达到化学平衡状态时, 反应物和生 成物的浓度之间有怎样的定量关系, 你能得出什么结论? 答案: 在一定温度下, 当一个可逆反应达到平衡状态时, 生成物浓度 以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系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 ( 简称平衡堂 导学 检测

平衡时各物质浓度
序
(⨯10-3 mol/L )
(⨯10-3 mol/L )
号
H2
1 11.97 2 12.28 30
I2
6.944 9.964
0
HI H2的H2转 I化2的率I2转为:HI 0 化5率.61为7 : 0.5936 12.70
91% 0 533.584%1 1.524 16.87
68.7% 84%
一、化学平衡常数
1、 概念
对某一可逆反应，在一定温度下，无论反应物的起 始浓度如何，反应达到平衡状态后，生成物浓度的幂之 积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数称 为化学平衡常数，用K表示。
2、K的表达式
对于下列可逆反应：aA (g)+ bB (g)
则有：
K
cc(C)cd(D) ca(A)cb(B)
2HCl(g) 2HBr(g)
2.57×10 33 1.91×10 19
H2(g)+I2(g)
2HI(g)ຫໍສະໝຸດ 8.67×10 2结论1： 平衡常数的大小反映了化学反应正向 进行的程度。（也叫 反应限度 ）
Ｋ值越大，反应正向进行的程度
就 越大 ，反应物的转化
率
越大 。
Ｋ值越小，反应正向进行的程度 就 越小 ，反应物的转化率 越小 。
答：平衡常数为64.0。
= 64.0
【例2】在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800℃
达到下列平衡：CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
K=1.00，若反应开始时CO和H2O的浓度均为0.200
mol·L-1 ，求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少？

Z 重难探究 HONGNAN TANJIU
D 当堂检测 ANGTANG JIANCE
例题 1
PCl5 的热分解反应如下:PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)。 (1)写出反应的平衡常数表达式。
(2)已知某温度下,在容积为 10.0 L 的密闭容器中充入 2.00 mol PCl5,达 到平衡后,测得容器内 PCl3 的浓度为 0.150 mol·L-1。计算该温度下的平衡常 数。
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探究一
探究二
2.化学平衡常数的应用 (1)判断平衡移动的方向: 对于一般的可逆反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),在任意状态时,生 成物与反应物的浓度幂之积的比值称为浓度商 Qc,即 Qc=������������������������((CA))··������������������������((DB)),则
D 当堂检测 ANGTANG JIANCE
探究一
探究二
探究一化学平衡常数
问题导引
反应 1:可逆反应 N2+3H2 2NH3 是工业上合成氨的重要反应。该反 应正向为放热反应。反应过程中,反应物和产物均为气态。
反应 2:可逆反应:C(s)+H2O(g) 水煤气的重要反应。
CO(g)+H2(g)。这是利用碳单质制取
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 ①若反应方向改变,则平衡常数改变。 ②若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一 反应,平衡常数也会改变。
如 N2+3H2 2NH3,K=a 则有: