第2课时 化学平衡常数

第2课时 化学平衡常数[核心素养发展目标] 1.通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。

2.构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。

一、化学平衡常数及表达式1．化学平衡常数的概念及表达式 (1)分析教材表中数据，发现以下规律：在一定温度下，一个可逆反应达到化学平衡时，体系内生成物浓度幂(以其化学计量数为幂)之积与反应物浓度幂之积的比值就是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K 表示。

K 的数值与各反应体系中各物质的初始浓度和反应路径________。

(2)对于一般的可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)表达式⎩⎪⎨⎪⎧任意时刻，浓度商Q ＝c p(C )·c q(D )c m(A )·c n (B )平衡状态时，K ＝Q ＝2．影响化学平衡常数的因素 (1)内因：反应物本身的性质。

(2)外因：同一化学反应，平衡常数与浓度、压强________，与温度有关，升高温度，吸热反应的平衡常数________，反之减小。

如不同温度时，H 2(g)＋I 2(g)2HI(g) ΔH ＝－14.9 kJ·mol －1的平衡常数K ：温度 425.6 ℃ 457.6 ℃ K54.548.73.K 与可逆反应进行程度的关系反应进行得越完全，K 越大，反应进行得越不完全，K 越小。

一般来说，当K >105时，该反应就进行得________了。

如化学反应平衡常数 ①N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g) K (298 K)＝5.6×105 ②N 2(g)＋O 2(g)2NO(g)K (298 K)＝1.9×10－31两个反应中进行彻底的是__________(填序号，下同)，在常温下很难进行的是____________。

化学反应的平衡常数和平衡常数表化学反应中的平衡常数是描述反应物浓度与反应物之间的关系的数值。

它是一个十分重要的物理量，用于衡量化学反应的平衡程度和预测反应的方向。

平衡常数表则是一种整理了不同化学反应的平衡常数数值的表格。

一、平衡常数的定义和意义平衡常数（K）是在给定温度下，当化学反应达到平衡时，正比于反应物浓度的一个数值。

对于一般形式的反应：aA + bB ⇌ cC + dD反应的平衡常数的表达式为：K = [C]^c × [D]^d / ([A]^a × [B]^b)其中，[A]、[B]、[C]、[D] 分别表示反应物 A、B、C、D 的浓度。

平衡常数的数值大小可以表征反应的平衡位置和方向，当K > 1 时，反应被驱使向前方向进行；当 K < 1 时，反应被驱使向逆方向进行；当K = 1 时，反应处于平衡状态，产品和反应物的浓度保持不变。

二、平衡常数的求解平衡常数可以通过实验测量反应物和生成物的浓度来计算，也可以通过反应方程式和反应物浓度的定义直接确定。

以以下反应为例：2A + 3B ⇌ 4C + 5D假设反应达到平衡时，A、B、C、D 的浓度分别为 [A]、[B]、[C]、[D]，则根据平衡常数的定义：K = [C]^4 × [D]^5 / ([A]^2 × [B]^3)在已知反应物初始浓度的条件下，可以通过对反应物浓度的变化进行实验测量，利用平衡常数的定义式进行计算得到平衡常数的数值。

三、平衡常数表的作用平衡常数表是化学实验室中常用的工具，它记录了大量不同化学反应的平衡常数数值。

通过平衡常数表，我们可以更好地理解反应物之间的关系，并对反应进行预测和评估。

平衡常数表按照不同的反应类型、反应物种类和温度进行分类，其中每个反应对应一个平衡常数数值。

通过参考平衡常数表，我们可以了解某个特定反应的平衡常数数值范围，从而判断反应的平衡位置和方向，并进行反应条件的优化。

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 化学平衡常数基础过关1．下列关于化学平衡常数的说法中正确的是( ) A ．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B ．根据化学平衡常数K 可以推断一个可逆反应进行的限度C ．化学平衡常数K 与温度、反应物浓度、体系的压强都有关D ．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数一定会发生改变 2．1 000 K 时，已知反应Ni(s)＋H 2O(g)NiO(s)＋H 2(g)的平衡常数K ＝0.005 9。

当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，下列说法正确的是( ) A ．该反应已达到平衡状态B ．该反应未达到平衡状态，反应正向进行C ．该反应未达到平衡状态，反应逆向进行D ．无法确定该反应是否达到平衡状态 3．已知下列反应的平衡常数：①S(s)＋O 2(g)SO 2(g)，K 1；②H 2(g)＋S(s)H 2S(g)，K 2；则反应H 2(g)＋SO 2(g)O 2(g)＋H 2S(g)的平衡常数是( )A ．K 1－K 2B ．K 2－K 1 C.K 2K 1D.K 1K 24．两个容积均为2 L 的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中充入NO 及CO 气体，发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N 2(g)＋2CO 2(g) ΔH ；起始物质的量见表。

实验测得两容器不同温度下达到平衡时CO 2的物质的量如图所示，下列说法错误的是( )A．ΔH＜0B．N点的平衡常数为0.04C．若将容器Ⅰ的容积改为1 L，T1温度下达到平衡时NO的转化率为25%D．图中M点所示条件下，再通入CO、N2各2 mol，此时v正(CO)>v逆(CO)5．温度为T0时，在容积固定的密闭容器中发生反应X(g)＋Y(g)Z(g)(未配平)，4 min时达到平衡，各物质浓度随时间变化的关系如图(a)所示。

其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图(b)所示。

下列叙述正确的是()A．T0时，该反应的平衡常数为33.3(单位略)B．图(a)中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%C．发生反应时，各物质的反应速率大小关系为v(X)＝v(Y)＝2v(Z)D．该反应正反应的反应热ΔH＜06．O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点，O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。

第2课时化学平衡常数学业要求核心素养建构1.能书写平衡常数表达式。

2.能进行平衡常数、转化率的简单计算。

3.能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡。

『知识梳理』一、化学平衡常数1.浓度商和化学平衡常数对反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，(1)浓度商(Q)：任意时刻的c p（C）·c q（D）c m（A）·c n（B），即表达式Q＝c p（C）·c q（D）c（A）·c（B）。

(2)化学平衡常数(K)：一定温度下达到化学平衡时的c p（C）·c q（D）c m（A）·c n（B），即表达式K＝c p（C）·c q（D）c m（A）·c n（B）。

(3)化学平衡状态：在一定温度下的反应中，当Q＝K时，反应达到平衡状态。

例如，一定温度下，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)达到平衡时的化学平衡常数K＝c2（HI）c（H2）·c（I2）。

2.意义K值越大，正反应进行的程度越大，反应物转化率越大。

K值越小，正反应进行的程度越小，反应物转化率越小。

一般地，K＞105时，认为该反应进行得就基本完全了。

3.影响因素K只受温度影响，与反应物和生成物的浓度无关。

[微自测]1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度()(2)通常情况下，浓度商等于平衡常数时，反应达到限度()(3)平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关()(4)从平衡常数的大小可以推断一个可逆反应进行的程度()答案(1)×(2)√(3)√(4)√二、平衡转化率1.定义平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比。

2.表达式对于反应：a A＋b B c C＋d D，反应物A的转化率可以表示为α(A)＝A的初始浓度－A的平衡浓度A的初始浓度×100%＝c0（A）－c（A）c0（A）×100%＝反应物转化的物质的量（或浓度、体积）反应物起始的物质的量（或浓度、体积）×100%。

化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数是一个重要的概念，用于描述化学反应的平衡状态。

它是指在特定温度下，反应物和生成物之间的摩尔浓度的比例关系。

一、平衡常数的定义和表示方式平衡常数通常用K表示，具体的定义可以根据反应物和生成物的摩尔浓度表示如下：对于化学反应A + B ⇌ C + D，其平衡常数K可以表示为：K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b其中，[C]、[D]、[A]、[B]分别代表生成物C和D以及反应物A和B的摩尔浓度，而a、b、c、d则代表各个物质的摩尔系数。

二、平衡常数与反应的方向和速率平衡常数不仅仅可以用于描述反应的平衡状态，还可以反映反应的方向性和速率。

1. 方向性：根据平衡常数的值，可以确定反应的偏向性。

当K > 1时，反应偏向生成物的形成；当K < 1时，反应偏向反应物的形成；当K = 1时，反应处于平衡状态。

2. 速率：平衡常数与反应速率的关系可以通过速率常数来描述。

速率常数k表示反应物与生成物之间的转化速率，与平衡常数之间存在以下关系：k = K / (RT)^(∆n)，其中R为理想气体常量，T为温度，∆n为反应物和生成物的摩尔系数之差。

三、影响平衡常数的因素平衡常数受到温度、压力和物质浓度的影响。

1. 温度：温度的增加会影响反应的平衡常数。

根据Le Chatelier原理，当化学反应伴随放热时（ΔH < 0），温度升高会导致平衡常数减小，反应偏向生成物的形成；反之，当化学反应伴随吸热时（ΔH > 0），温度升高会导致平衡常数增大，反应偏向反应物的形成。

2. 压力：对于气相反应，压力的变化会影响平衡常数。

当反应物和生成物的摩尔系数之和相等时，压力的增加或减小并不会对平衡常数产生影响；而当摩尔系数之和不相等时，压力的增加会导致平衡常数减小，反应偏向摩尔系数较少的物质的生成。

3. 物质浓度：改变反应物和生成物的浓度可以直接影响平衡常数。

《化学平衡—化学平衡常数》课件(二)一、化学平衡常数概念1. 定义：化学平衡常数（Equilibrium Constant，简称 K）是一个描述化学平衡状态的无量纲量，它是反应物浓度与生成物浓度的比值的稳定值。

2. 表达式：对于一般反应 aA + bB ⇌ cC + dD，其平衡常数表达式为：K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b其中，[A]、[B]、[C]、[D] 分别表示反应物 A、B 和生成物 C、D 的平衡浓度。

3. 特点：（1）平衡常数只与温度有关，与反应物浓度无关。

（2）平衡常数越大，表示生成物浓度相对较大，反应进行得越彻底。

二、化学平衡常数的计算1. 知识储备：（1）熟悉化学反应方程式。

（2）掌握反应物和生成物的初始浓度。

（3）了解平衡时反应物和生成物的浓度变化。

2. 计算方法：（1）利用实验数据计算平衡常数。

（2）利用标准生成焓、标准熵和标准反应焓计算平衡常数。

3. 举例：（1）对于反应：2H2(g) + O2(g) ⇌ 2H2O(g)已知：H2、O2 和 H2O 的初始浓度分别为 0.1 mol/L、0.2 mol/L 和 0 mol/L，平衡时分别为 0.05 mol/L、0.1 mol/L 和 0.1 mol/L。

计算：K = [H2O]^2 / [H2]^2 [O2] = (0.1)^2 / (0.05)^2 0.1 = 4（2）对于反应：N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)已知：N2、H2 和 NH3 的标准生成焓分别为 0、0 和 46.1 kJ/mol。

计算：K = exp[ΔH° / (R T)]，其中ΔH° 为反应的标准焓变，R 为气体常数，T 为温度。

K = exp[(2 46.1) / (8.31 298)] ≈ 6.5 × 10^4三、化学平衡常数与反应方向1. 判断反应方向：根据平衡常数 K，可以判断反应在给定条件下是向生成物方向进行还是向反应物方向进行。