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第3课时 化学平衡常数[明确学习目标] 1.理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
2.了解平衡转化率的含义。
1.化学平衡常数 (1)化学平衡常数的定义 对于可逆反应a A ＋b Bc C ＋d D ，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，K ＝c c (C )·c d (D )c a (A )·c b (B )是一个定值。
我们把这个常数称作该反应的化学平衡常数，简称平衡常数。
(2)化学平衡常数的意义平衡常数K 的大小能说明反应进行的程度(也叫反应的□01限度)。
K 值越大，表示反应进行得越□02完全；K 值越小，表示反应进行得越□03不完全。
2．平衡转化率 (1)平衡转化率的表达式α＝□04该反应物的起始浓度－该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度×100% (2)平衡转化率的意义表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
对控制□05化学工艺的条件、提高□06化工生产的效益有直接的指导意义。
若N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g) K 12NH 3(g)N 2(g)＋3H 2(g) K 2，K 1与K 2是什么关系？提示：K 1·K 2＝1。
一、化学平衡常数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，使用化学平衡常数数值时，必须注明对应的温度。
(2)化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的浓度，不能用任一时刻的浓度。
(3)化学平衡常数不表示反应的快慢，即化学反应速率快，K 值不一定大。
(4)K 的单位一般不作要求。
(5)书写平衡常数表达式时，固体、纯液体(如水、乙醇等)的浓度视为1，可以不写。
如Cr 2O 2－7(aq)＋H 2O(l)2CrO 2－4(aq)＋2H ＋(aq)，平衡常数K ＝c 2(CrO 2－4)·c 2(H ＋)c (Cr 2O 2－7)；Fe 3O 4(s)＋4H 2(g)3Fe(s)＋4H 2O(g)，平衡常数K ＝c 4(H 2O )c 4(H 2)。
高中化学 化学平衡常数【考点精讲】1. 概念：在肯定温度下，到达平衡的可逆反响，其生成物平衡浓度幂之积与反响物平衡浓度幂之积的比值是一个常数，该常数即为平衡常数，用K 表示。
2. 表达式：aA 〔g 〕+bB 〔g 〔g 〕+dD 〔g 〕()()()()c d a b c C c D K c A c B ⨯=⨯①对于给定反响，正逆反响的化学平衡常数不一样。
例如：a A 〔g 〕＋b B 〔g C 〔g 〕=·c a b c C K c A c B ()()()正·=a b c c A c B K c C ()()()逆正逆反响的化学平衡常数互为倒数关系②对于一个可逆反响，化学计量数扩大或缩小，化学平衡常数不一样。
例如：a A 〔g 〕＋b B 〔g C 〔g 〕()()()1 K ·c a bc C c A c B = na A 〔g 〕＋nb B 〔g C 〔g 〕()()()2 K ·nc na nbc C c A c B =＝n1K 或K 1＝n K 2 3. 特点：平衡常数K 与温度有关，与浓度和压强无关。
4. 意义：①K 的大小，可推断反响进行的程度。
K 越大，表示反响进行的程度越大，反响物的转化率越大；K 越小，表示反响进行的程度越小，反响物的转化率越小。
②平衡常数表达式说明在肯定温度条件下达成平衡的条件。
在某温度下，某时刻反响是否到达平衡，可用该时刻产物的浓度商Q c 与K c 比拟大小来推断。
当Q c >Kc ，υ〔正〕<υ〔逆〕，未达平衡，反响逆向进行； 当Q c <Kc ，υ〔正〕>υ〔逆〕，未达平衡，反响正向进行； 当Q c =Kc ，υ〔正〕=υ〔逆〕，到达平衡，平衡不移动。
③平衡常数数值的大小，只能大致告知我们一个可逆反响的正向反响所进行的最大程度，并不能预示反响到达平衡所需要的时间。
如2SO 2〔g 〕+O 23〔g 〕298K 时，K p ＝3.6×1024很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反响。
[直击高考]1．（08南通二检）汽车内燃机工作时产生的高温会引起N 2和O 2的反应：N 2(g)+O 2(g)2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO 的原因之一。
某同学为控制污染，对该反应进行研究。
⑴右图表示在T 1、T 2两种不同温度下，一定量的NO 发生分解过程中N 2的体积分数随时间变化的图像，根据图像判断反应N 2(g)+O 2(g)2NO(g)为 ▲ (填“吸热”或“放热”)反应。
⑵2000℃时，向容积为2L 的密闭容器中充入10molN 2与5mol O 2，达到平衡后NO 的物质的量为2mol ，则2000℃时该反应的平衡常数K = ▲ 。
该温度下，若开始时向上述容器中充入N 2与O 2均为1 mol ，则达到平衡后N 2的转化率为 ▲ 。
⑶为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，给汽车安装尾气净化装置。
净化装置里装有含Pd 等过渡元素的催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。
写出上述变化中的总化学反应方程式： ▲ 。
2、（08苏锡卷8分）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应： CO 2（g ）＋H 2（g）CO （g ）＋H 2O （g ），其化学平衡常数K 和温度t 的关系如下表：回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K ＝。
（2）该反应为 反应（选填吸热、放热）。
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 （多选扣N分）。
A ．容器中压强不变B ．混合气体中 c （CO ）不变C ．υ正（H 2）＝υ逆（H 2O ）D ．c （CO 2）＝c （CO ）（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c （CO 2）·c （H 2）＝c （CO ）·c （H 2O ），试判断此时的温度为 ℃。
1、⑴吸热 ⑵91(0.11) 14.3% ⑶2NO ＋O 2＋4CO4CO 2＋N 22、（每空各2分，共8分）（1）]][[]][[222O H CO O H CO ；（2）吸热；（3）B 、C ；（4）8302、（8分）在某一容积为2L 的密闭容器内，加入0.8mol的H 2和0.6mol 的I 2，在一定的条件下发生如下反应： H 2(g) + I 2(g) 2HI(g) H<0反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：（1）该反应的化学平衡常数表达式为。
）[直击高考]1．（08南通二检）汽车内燃机工作时产生的高温会引起N 2和O 2的反应：N 2(g)+O 2(g)2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO 的原因之一。
某同学为控制污染，对该反应进行研究。
⑴右图表示在T 1、T 2两种不同温度下，一定量的NO 发生分解过程中N 2的体积分数随时间变化的图像，根据图像判断反应N 2(g)+O 2(g)2NO(g)为 ▲ (填“吸热”或“放热”)反应。
⑵2000℃时，向容积为2L 的密闭容器中充入10molN 2与5mol O 2，达到平衡后NO 的物质的量为2mol ，则2000℃时该反应的平衡常数K = ▲ 。
该温度下，若开始时向上述容器中充入N 2与O 2均为1 mol ，则达到平衡后N 2的转化率为 ▲ 。
⑶为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，给汽车安装尾气净化装置。
净化装置里装有含Pd 等过渡元素的催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。
写出上述变化中的总化学反应方程式： ▲ 。
2、（08苏锡卷8分）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应： CO 2（g ）＋H 2（g）CO （g ）＋H 2O （g ），其化学平衡常数K 和温度t 的关系如下表：回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K ＝。
（2）该反应为 反应（选填吸热、放热）。
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 （多选扣N分）。
A ．容器中压强不变B ．混合气体中 c （CO ）不变C ．υ正（H 2）＝υ逆（H 2O ）D ．c （CO 2）＝c （CO ）（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c （CO 2）·c （H 2）＝c （CO ）·c （H 2O ），试判断此时的温度为 ℃。
1、⑴吸热 ⑵91(0.11) 14.3% ⑶2NO ＋O 2＋4CO4CO 2＋N 22、（每空各2分，共8分）（1）]][[]][[222O H CO O H CO ；（2）吸热；（3）B 、C ；（4）8302、（8分）在某一容积为2L 的密闭容器内，加入0.8mol的H 2和0.6mol 的I 2，在一定的条件下发生如下反应： H 2(g) + I 2(g) 2HI(g) H<0反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：（1）该反应的化学平衡常数表达式为。
第六课时化学平衡常数三维目标知识与技能理解化学平衡常数的概念，掌握有关化学平衡常数的简单计算。
过程与方法能用化学平衡常数、转化率判断化学反应进行的程度。
情感态度与价值观培养学生的逻辑思维能力和科学态度；培养学生理论联系实际能力。
教学重难点教学重点理解化学平衡常数的概念及化学平衡常数的简单计算。
教学难点理解化学平衡常数与反应进行方向和限度的内在联系。
教学过程设计[复习提问]什么叫化学平衡？化学平衡的特征有哪些？[回答]化学平衡是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量(溶液中表现为浓度)保持恒定的状态。
化学平衡的特征：(1)反应物和所有产物均处于同一反应体系中，反应条件(温度、压强)保持不变。
(2)达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变；由于达到化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。
达到平衡时正反应速率等于逆反应速率。
[引入]尽管就这么几句话，但真正在学习中能否准确把握和处理好关于化学平衡的问题，还需大家对该概念及相关特征进行深入的理解。
化学平衡状态的特征，不仅包括上边大家回答的那些，还有其他方面的特征，这就是今天咱们学习和讨论的主题——化学平衡常数。
[板书]三、化学平衡常数(chemical equilibrium constant)[探究活动]请同学们阅读教材P28标题三下面的内容以及浓度关系数据表，分析并验算表中所给的数据，最后可以得到什么结论？[讲]分析上表的数据，可么得出以下结论：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(简称平衡常数)，用符号K表示。
例如，c2(HI)c(H2)·c(I2)＝K[副板书]一定温度下：K c(HI)2c(H2)·c(I2)[讲]在一定温度下，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，又无论反应物起始浓度为多少，最后都能达到化学平衡。
亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……学 习 资 料 专 题第3课时 化学平衡常数学习目标：1.了解化学平衡常数的概念，并明确其意义。
(重点)2.了解平衡转化率的含义。
3.学会运用平衡常数进行相关的计算。
(难点)[自 主 预 习·探 新 知]一、化学平衡常数 1．概念在一定温度下，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，用符号K 表示。
2．表达式对于可逆反应a A ＋b B c C ＋d D 在一定温度下达到平衡时K ＝c cc d c ac b。
3．意义能说明反应进行的程度，K 值越大，表示反应进行得越完全。
4．注意问题(1)对于指定反应，平衡常数只受温度影响。
(2)固体、水溶液中的水浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。
二、平衡转化率 1．定义物质在反应中已转化的量与该物质总量的比值。
2．表达式 平衡转化率α＝该反应物的起始浓度－该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度×100%对于反应a A ＋b Bc C ＋d D ，反应物A 的平衡转化率为：α(A)＝c 0－cc 0×100%，式中c 0(A)和c (A)分别表示A 的初始浓度和A 的平衡浓度。
3．意义反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
[基础自测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(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)对于一个可逆反应，平衡正向移动时，平衡常数一定增大。
( ) (3)升高温度，K 值增大，则正反应为放热反应。
( )(4)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。
( ) (5)从平衡常数的大小可以推断一个反应的进行程度。
( ) 【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ 2．对于3Fe(s)＋4H 2O(g)Fe 3O 4(s)＋4H 2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为( ) A ．K ＝c 3O 4c 2c c2B ．K ＝c 3O4c 42c c42C ．K ＝c 42c42D ．K ＝c 42c42D [注意Fe 和Fe 3O 4为固态，其浓度视为常数，不写入表达式中，根据平衡常数表达式知D 对。
第3课时化学平衡常数[学习目标定位] 1.了解化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。
2.能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
1．已建立化学平衡的可逆反应，当改变条件使化学反应向正反应方向移动时，下列有关叙述中，正确的是②⑤。
①生成物的质量分数一定增加②生成物的产量一定增加③反应物的转化率一定增大④反应物的浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥使用了合适的催化剂2．一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，当反应达到平衡时，有3 mol SO2发生了反应，则：(1)生成了________mol SO3，SO2的转化率为________。
(2)平衡时容器内气体的总物质的量为________。
(3)平衡时SO2的浓度是________，O2的浓度是________，SO3的浓度是__________。
答案(1)3 60% (2)6.5 mol (3)0.2 mol·L－10．15 mol·L－10.3 mol·L－1探究点一化学平衡常数1．二氧化氮、四氧化二氮的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g)N2O4(g)，在25 ℃，如果用不同起始浓度的二氧化氮或四氧化二氮进行反应，平衡后得到以下实验数据。
(1)请根据表中已知数据填写空格：起始浓度/mol·L－1平衡浓度/mol·L－1平衡浓度关系c(NO2) c(N2O4) c(NO2) c(N2O4) c N2O4c NO2c N2O4c2NO22.00×10－20 6.32×10－3 6.84×10－3 1.08 1.71×1023.00×10－20 8.00×10－3 1.10×10－2 1.38 1.72×1020 2.00×10－29.46×10－31.53×10－21.62 1.71×1020.1002.28×10－28.86×10－23.891.70×102(2)化学平衡常数①概念：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。
这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数，用K 表示)。
②表达式：对于一般的可逆反应，a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)，当在一定温度下达到平衡时，K ＝c c C ·c d D c a A ·c b B。
2．下表为25 ℃时，卤化氢生成反应的平衡常数：化学方程式 平衡常数K F 2＋H 22HF 6.5×1095Cl 2＋H 22HCl 2.57×1033 Br 2＋H 22HBr 1.91×1019 I 2＋H 22HI8.67×102请比较表中K 值的相对大小，说明平衡常数的意义：(1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。
K 值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大； K 值越小，表示反应进行得越不完全，反应物转化率越小。
(2)判断正在进行的可逆反应是否平衡及反应向何方向进行： 对于可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，在一定的温度下的任意时刻。
c p C ·c q Dc m A ·c n B<K ，反应向正反应方向进行c p C ·c q Dc m A ·c n B＝K ，反应处于平衡状态c p C ·c q Dc m A ·c n B>K ，反应向逆反应方向进行[归纳总结]使用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无关。
(2)在平衡常数表达式中，水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写。
例如：C(s)＋H 2O(g)CO(g)＋H 2(g)K ＝c CO ·c H 2c H 2O；FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO 2(g) K ＝c CO 2c CO。
(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关 例如：N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)的平衡常数为K 112N 2(g)＋32H 2(g)NH 3(g)的平衡常数为K 2NH 3(g)12N 2(g)＋32H 2(g)的平衡常数为K 3； 写出K 1和K 2的关系式：K 1＝K 22。
写出K 2和K 3的关系式：K 2·K 3＝1。
写出K 1和K 3的关系式：K 1·K 23＝1。
[活学活用]1．对于反应3Fe(s)＋4H 2O(g)Fe 3O 4(s)＋4H 2(g)的平衡常数，下列说法正确的是( )A ．K ＝c 4H 2·c Fe 3O 4c 3Fe ·c 4H 2OB ．K ＝c 4H 2c 4H 2OC ．增大c (H 2O)或减小c (H 2)，会使该反应平衡常数减小D ．改变反应的温度，平衡常数不一定变化 答案 B解析 固体反应物或生成物，其浓度可看作1，在平衡常数表达式中不写，故A 错误，B 正确；化学平衡常数是反应的特性常数，只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度无关，故增大c (H 2O)或减小c (H 2)，该反应的平衡常数不变，但温度改变，平衡常数一定改变，故C 、D 错误。
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 －10.10.2 0 平衡浓度/mol·L －1 0.050.050.1下列说法错误的是( A ．反应达到平衡时，X 的转化率为50% B ．反应可表示为X ＋3Y2Z ，其平衡常数为1 600C ．增大压强使平衡向生成Z 的方向移动，平衡常数增大D ．改变温度可以改变此反应的平衡常数 答案 C解析 C 选项错误，增大压强不可能使平衡常数增大。
其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识，关键是根据表中数据(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2推导出：X ＋3Y2Z 。
探究点二 平衡转化率及化学平衡的有关计算1．除化学平衡常数外，还可以用平衡转化率表示一定温度下某反应的限度。
某一反应物的转化率等于该物质在反应中已经转化的量与该物质总量的比值，可逆反应在一定条件下达到平衡时某一反应物的平衡转化率可表示为α＝该反应物的起始浓度－该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度×100%(1)在某温度下，将H 2和I 2各0.10 mol 的气体混合物充入10 L 的密闭容器中，充分反应，达到下列平衡：H 2(g)＋I 2(g)2HI(g)，K ＝0.25。
则氢气的转化率是20%。
解析 设氢气的转化率为x 。
H 2(g) ＋ I 2(g) 2HI(g)起始浓度(mol·L －1) 0.01 0.01 0 变化浓度(mol·L －1) 0.01x 0.01x 0.02x平衡浓度(mol·L －1) 0.01－0.01x 0.01－0.01x 0.02xK ＝c 2HI c H 2·c I 2＝0.02x20.01－0.01x2＝0.25x ＝20%。
(2)在容积可变的密闭容器中，2 mol N 2和8 mol H 2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H 2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数是15.4%。
解析 N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)起始量(mol) 2 8 0 转化量(mol) 2/3 2 4/3 平衡时(mol) 4/3 6 4/3所以平衡时氮气的体积分数＝4/36＋8/3＝15.4%。
2．可逆反应NO 2(g)＋SO 2(g)SO 3(g)＋NO(g) ΔH >0。
在一定条件下，将NO 2与SO 2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，达平衡时NO 2与SO 2的体积比为1∶6，则平衡常数K 是83。
解析 设NO 2的物质的量为1 mol ，则SO 2的物质的量为2 mol ，参加反应的NO 2的物质的量为x mol 。
NO 2(g)＋SO 2(g)SO 3(g)＋NO(g)起始量(mol) 1 2 0 0 转化量(mol) x x x x平衡时(mol) 1－x 2－x x x 由题意可知1－x 2－x ＝16，解得x ＝0.8K ＝c SO 3·c NO c NO 2·c SO 2＝0.8×0.80.2×1.2＝83。
[归纳总结]化学平衡的计算模式及解题思路 (1)计算模式a A(g) ＋b B(g)c C(g)＋d D(g)c (初)(mol·L －1) n 1 n 2 0 0Δc (mol·L －1) n 1x ba n 1x c a n 1x d an 1xc (平)(mol·L －1) n 1(1－x ) n 2－b a n 1x c a n 1x dan 1x(2)解题思路①巧设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x 。
②确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按(1)中“模式”列表。
③解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。
[活学活用]3．在密闭容器中，给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热，在催化剂存在下发生反应：CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g)。
在500 ℃时，平衡常数K ＝9。
若反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02 mol·L －1，试求此条件下CO 的转化率。
答案 75%解析 已知500 ℃时，K ＝9，起始时c (CO)＝c (H 2O)＝0.02 mol·L －1，设平衡时CO 2的浓度为x mol·L －1CO(g)＋H 2O(g)H 2(g)＋CO 2(g)起始浓度(mol·L －1) 0.02 0.02 0 0 平衡浓度(mol·L －1) 0.02－x 0.02－x x xK ＝c H 2·c CO 2c CO ·c H 2O ＝x 20.02－x 0.02－x＝9， 解得x ＝0.015所以，CO 的转化率＝0.015 mol·L －10.02 mol·L－1×100%＝75%。
