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第三节 化学平衡常数 化学反应进行的方向考纲定位要点网络1.了解化学平衡常数(K )的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。
2．能正确计算反应的平衡转化率(α)。
3．了解化学反应进行的方向判断。
化学平衡常数知识梳理 1．化学平衡常数(1)概念：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，用符号K 表示。
(2)表达式：对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，K ＝c p C ·c q Dc m A ·c n B。
实例①Cl 2(g)＋H 2O(l)HClO(aq)＋H ＋(aq)＋Cl －(aq)K ＝c HClO ·c H ＋·c Cl －c Cl 2。
②C(s)＋H 2O(g)CO(g)＋H 2(g)K ＝c CO ·c H 2c H 2O。
③CO 2－3(aq)＋H 2O(l)HCO －3(aq)＋OH －(aq)K ＝c HCO －3·c OH －c CO 2－3。
④CaCO 3(s)CaO(s)＋CO 2(g) K ＝c (CO 2)。
(3)平衡常数的有关换算 ①对于N 2(g)＋3H 2(g) 2NH 3(g) K 12NH 3(g)N 2(g)＋3H 2(g) K 2NH 3(g)12N2(g)＋32H2(g) K3K1、K3的表达式分别为K1＝c2NH3c N2·c3H2，K3＝c12N2·c32H2c NH3；K1与K2的关系为K1＝1K2，K2与K3的关系为K2＝K23。
②已知：H 2(g)＋S(s) H2S(g) K1S(s)＋O 2(g) SO2(g) K2则在该温度下反应H 2(g)＋SO2(g) O2(g)＋H2S(g)，K的平衡常数K为K1/K2(用K1、K2表示)。
(4)意义：平衡常数越大，化学反应程度或限度越大，反应物的转化率越大。
第23讲化学平衡状态化学平衡移动复习目标1．了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立；2.掌握化学平衡的特征；3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律；4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
考点一可逆反应与化学平衡状态的建立必备知识整理1.可逆反应(1)定义在__________既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。
(2)特点双向性指可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应双同性指正、逆反应是在________下，同时进行共存性指反应物的转化率________100%，________与________共存2.化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率________，反应物和生成物的浓度均保持不变，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
2NH3”为例。
(2)建立：以“N2＋3H2高温、高压催化剂①正反应开始进行的ct图如图(a)②逆反应开始进行的ct图如图(b)③反应过程中v正、v逆变化(3)平衡特点[正误判断](1)反应NH 4Cl=====△HCl ↑＋NH 3↑、NH 3＋HCl===NH 4Cl 互为可逆反应( ) (2)可逆反应到达平衡前的v 正一定大于v 逆( ) (3)可逆反应到达平衡时，各组分的浓度相等( )(4)在1 L 的密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O 2(g)⇌2NO 2(g)，当容器中气体的颜色保持不变时，说明反应已达到平衡状态( )(5)对于反应H 2(g)＋I 2(g)⇌2HI(g)，当压强不变时，反应达到平衡状态( )(6)对于C(s)＋H 2O(g) ⇌CO(g)＋H 2(g)反应，当C(s)的质量不变时，化学反应达到平衡状态( )对点题组训练题组一 化学平衡状态的判定1．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)＋Cl 2(g)⇌2HCl(g)＋I 2(s)。
微专题·大素养○18“等效平衡”的判断【知识基础】1．等效平衡的含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。
2．等效平衡的类型及判断方法(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等量即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)①2mol1mol0②002mol③0.5mol0.25mol 1.5mol④a mol b mol c mol上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量数转化为反应物，则SO2均为2mol，O2均为1mol，三者建立的平衡状态完全相同。
④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2，c2＋b＝1，即与上述平衡等效。
(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等比即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)①2mol3mol0②1mol 3.5mol2mol③a mol b mol c mol按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物，＝23，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足：c+a c2+b＝23，即与①②平衡等效。
(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
例如：H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)①1mol1mol0②2mol2mol1mol③a mol b mol c mol①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。
③中a、b、c+a b＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。
3．虚拟“中间态”法构建等效平衡(1)构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
高中化学化学平衡常数教案
教学目标：
1. 了解化学平衡反应的定义和特点。
2. 掌握化学平衡常数的概念及其计算方法。
3. 通过实例掌握如何应用化学平衡常数。
教学重点：
1. 化学平衡反应的定义和特点。
2. 化学平衡常数的计算方法。
3. 化学平衡常数的应用。
教学难点：
1. 化学平衡常数的概念理解。
2. 化学平衡常数的计算方法掌握。
教学准备：
1. PPT课件。
2. 化学平衡实验器材。
3. 化学平衡实验材料。
教学过程：
一、导入（5分钟）
老师引入化学平衡反应的概念和特点，让学生了解化学平衡反应的定义及其特点。
二、讲解化学平衡常数（10分钟）
1. 介绍化学平衡常数的概念。
2. 讲解化学平衡常数的计算方法。
3. 举例说明如何应用化学平衡常数。
三、实验操作（15分钟）
老师带领学生进行化学平衡实验，让学生通过实际操作体会化学平衡反应的变化过程。
四、讲解实验结果（10分钟）
根据实验结果，讲解化学平衡常数的应用及计算方法。
五、小结（5分钟）
总结本节课的内容，强调化学平衡常数的重要性和应用。
六、课堂练习（15分钟）
布置相关练习，让学生巩固所学知识。
七、作业布置（5分钟）
布置相关作业，让学生巩固所学内容。
教学反思：
通过本节课的教学，学生对化学平衡常数的概念和计算方法有了初步了解，并通过实验实践加深了对化学平衡反应的理解。
在今后的教学中，需要激发学生的学习兴趣，多使用案例和实验让学生加深对知识的理解和应用。
第41讲 化学平衡常数的计算[复习目标] 1.掌握化学平衡常数及平衡转化率的计算。
2.了解压强平衡常数的含义，并能进行简单计算。
考点一 化学平衡常数与平衡转化率的计算1．常用的四个公式公式备注反应物的转化率 n (转化)n (起始)×100%＝c (转化)c (起始)×100%①平衡量可以是物质的量、气体的体积；②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数生成物的产率 实际产量理论产量×100%平衡时混合物组分的百分含量 平衡量平衡时各物质的总量×100%某组分的体积分数 某组分的物质的量混合气体总的物质的量×100%2.平衡常数的计算步骤(1)根据有关可逆反应的化学方程式，写出平衡常数表达式。
(2)利用“三段式”确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。
(3)将平衡浓度代入平衡常数表达式(注意单位的统一)。
(4)计算模式对于反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质的量(mol)分别为a 、b ，达到平衡后，A 的消耗量为mx mol ，容器容积为V L 。
m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a －mx b －nx px qx 则有①平衡常数：K ＝(px V )p ·(qx V)q(a －mx V )m ·(b －nx V)n 。
②A 的平衡浓度：c (A)＝a －mx V mol·L －1。
③A 的平衡转化率：α(A)＝mx a ×100%，α(A)∶α(B)＝mx a ∶nx b ＝mb na。
④平衡时A 的体积分数：φ(A)＝a －mxa ＋b ＋(p ＋q －m －n )x ×100%。
⑤平衡压强与起始压强之比：p (平)p (始)＝a ＋b ＋(p ＋q －m －n )xa ＋b 。
第三单元化学平衡常数化学反应的方向[教材基础—自热身]1．概念在一定温度下，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，用符号K表示。
2．表达式对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，K＝c p(C)·c q(D)c m(A)·c n(B)(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。
3．意义(1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。
(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
[知能深化—扫盲点]提能点(一)平衡常数的含义(1)化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系①对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即：K正＝1K逆。
②若化学方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会发生改变。
③两反应加和，得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积；两反应相减，得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数相除得到的商。
(2)化学平衡常数与平衡移动的关系对于给定可逆反应，即使化学平衡发生移动，但只要温度不变，平衡常数就不会改变，利用此守恒可以计算恒定温度下再次平衡后的转化率等物理量，这也是定量化学的重要定律。
[对点练]1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(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()(5)温度升高，化学平衡常数一定增大()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×2．对于①N2＋3H22NH3K1②2NH3N2＋3H2K2③NH 312N 2＋32H 2 K 3 (1)写出K 1、K 2的表达式：K 1＝______________________、K 2＝______________________。
第25讲 化学平衡常数 化学反应进行的方向一、化学平衡常数 1．概念在一定温度下，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，称为化学平衡常数，用符号K 表示。
2．表达式对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，K ＝c p (C )·c q (D )c m (A )·c n (B )(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。
3．实例4．意义(1)K 值越大，平衡时反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。
(2)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
5．平衡转化率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，用来表示反应限度。
对于反应：a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)，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%。
二、化学反应进行的方向 1．自发过程(1)含义：不用借助于外力就可以自动进行的过程。
(2)特点⎩⎪⎨⎪⎧高能状态→低能状态熵(S )小→熵(S )大2．熵与熵变(1)熵：描述体系混乱程度的物理量，符号为S 。
熵值越大，体系混乱度越大。
(2)常见的熵增过程①同一种物质的不同状态：S (g)＞S (l)＞S (s)。
②反应后气体物质的量增加的反应。
3．化学反应方向的判据正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)C(s)＋H 2O(g)CO(g)＋H 2(g)的平衡常数表达式为K ＝c (CO )·c (H 2)c (C )·c (H 2O )。
( )(2)恒温、恒容条件下，发生反应2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)达到平衡，向容器中再充入1 mol SO 2，平衡正向移动，化学平衡常数增大。
第24讲化学平衡常数化学反应的方向复习目标1．了解化学平衡常数(K)的含义。
2.能利用化学平衡常数进行相关计算。
3.能正确计算化学反应的转化率(α)。
考点一化学平衡常数必备知识整理1.化学平衡常数及表达式(1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到____________时，生成物____________与反应物____________的比值是一个常数，用符号____表示。
(2)表达式①对于反应m A(g)＋n B(g)⇌p C(g)＋q D(g)的平衡常数K＝____________。
②固体或纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式a．C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式K＝c(CO)·c(H2)。
c(H2O)b．Fe3＋(aq)＋3H2O(l)⇌Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)的平衡常数表达式K＝c3(H+)。
c(Fe3+)微点拨化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，化学反应方向改变或化学计量数改变，化学平衡常数均发生改变。
(1)同一反应的正逆平衡常数互为倒数，即K正＝1K逆(2)反应的化学计量数变为原来的n倍，则平衡常数是原平衡常数的n次方，即K′＝K n。
一般地，当K＞105时，反应基本完全了。
3.主要应用(1)判断可逆反应的反应方向以及反应是否达到平衡(2)[(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度()(2)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大()(3)NH4+＋H2O⇌NH3·H2O＋H＋的平衡常数表达式为K＝c(NH3·H2O)·c(H+)()c(NH4+ )·c(H2O)(4)对于N2(g)＋3H2(g) ⇌2NH3ΔH＜0反应，降温和加压均右移，平衡常数均增大()(5)升高温度，平衡常数K一定增大()(6)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动()(7)一定温度下，2SO2＋O2⇌2SO3与2SO3⇌O2＋2SO2的平衡常数互为相反数()对点题组训练题组一化学平衡常数的含义及其影响1．对于反应C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)ΔH>0，下列有关说法正确的是()A．平衡常数表达式为K＝c(CO)·c(H2)c(C)·c(H2O)B．恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K不发生变化C．升高体系温度，平衡常数K减小D．恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K不发生变化2．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生，其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中，反应Ⅲ发生在氧化塔中，不同温度下各反应的化学平衡常数如表所示。
下列说法正确的是(B．通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应ⅡC．通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应ⅡD．氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度题组二化学平衡常数的计算与应用3．已知COS氢解：H2(g)＋COS(g)⇌H2S(g)＋CO(g)ΔH＝＋6.2 kJ·mol－1。
COS(g)氢解反应的平衡常数K与温度T的关系如图。
(1)能表示COS(g)氢解反应的直线为________(填“x”“y”或“z”)。
(2)某温度下向刚性容器中通入m mol COS(g)和n mol H2(g)发生氢解反应。
已知COS(g)的平衡转化率为α，则该温度下氢解反应的平衡常数K＝________(用m、n、α等符号表示)。
4．减少汽车尾气污染的原理为2NO(g)＋2CO(g)催化剂N2(g)＋2CO2(g)ΔH＜0，向恒温时间/s01234 c(NO)/(×10－3 mol·L－1)9.00 4.00 2.00 1.00 1.00c(CO)/(×10－3 mol·L－1)9.00 4.00 2.00 1.00 1.00(2)此条件下达到平衡时，计算该反应的平衡常数K＝________________________。
新情境新高考O3的消毒原理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，能杀灭新冠肺炎病毒。
已知常温常压下发生的反应如下：反应①O3⇌O2＋[O]ΔH>0平衡常数为K1(反应进行程度较小)反应②[O]＋O3⇌2O2ΔH<0平衡常数为K2(反应进行程度较大)总反应：2O3⇌3O2ΔH<0平衡常数为K3[问题探究](1)你能比较K1和K2的大小吗？________________________________________________________________________(2)降低压强，总反应平衡向哪个方向移动？此时K3如何变化？________________________________________________________________________(3)升高温度，K1、K2、K3如何变化？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(4)K3与K1、K2有何数量关系？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________考点二化学平衡常数和转化率的有关计算必备知识整理1.三段式计算“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。
解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。
(1)分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。
(2)明确三个关系①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
(3)计算模式反应：m A(g)＋n B(g)⇌p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质的量分别为a mol 、b mol ，达到平衡后，A 的转化量为mx mol ，容器容积为V L ，则有以下关系：m A(g)＋n B(g) ⇌ p C(g)＋q D(g) 起始/mol a b 0 0 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol a －mx b －nx px qx则有：K ＝(px V )p ·(qx V)q (a−mx V )m ·(b−nx V)n2．K p 计算(1)K p 含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。
(2)计算技巧：第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度；第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数；第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)；第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。
例如，N 2(g)＋3H 2(g)⇌2NH 3(g)，压强平衡常数表达式为K p ＝p 2(NH 3)p (N 2)·p 3(H 2)。
3．平衡转化率的分析与计算 (1)计算公式： 反应物的转化率＝n(转化)n(起始)×100%＝c(转化)c(起始)×100%。
(2)转化率的分析：(ⅰ)以反应a A(g)＋b B(g)⇌c C(g)＋d D(g)为例。
①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，A 、B 的转化率相等。
②若只增加A 的量，平衡正向移动，B 的转化率提高，A 的转化率降低。
③由温度或压强引起的化学平衡正向移动，反应物的转化率增大。
④若按原比例同倍数地增加(或降低)A 、B 的浓度，等效于压缩(或扩大)容器容积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。
同倍增大c (A)和c (B){a +b =c +d A 、B 的转化率不变a +b ＞c +d A 、B 的转化率增大a +b ＜c +d A 、B 的转化率减小(ⅱ)以反应m A(g)⇌n B(g)＋q C(g)为例。
在T 、V 不变时，增加A 的量，等效于压缩容器容积，A 的转化率与化学计量数有关。
增大c(A){m=n+q A的转化率不变m＞n+q A的转化率增大m＜n+q A的转化率减小对点题组训练题组一化学平衡常数、转化率计算1．已知反应：CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g)⇌CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。
在一定压强下，按w＝n(Cl2)n(CH2===CHCH3)向密闭容器中充入氯气与丙烯。
图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。
则下列说法中错误的是()A．图甲中w2＞1B．图乙中，A线表示逆反应的平衡常数C．温度为T1、w＝2时，Cl2的转化率为50%D．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强增大2．相同温度下，分别在起始体积均为1 L的两个密闭容器中发生反应：X2(g)＋3Y2(g)⇌2XY3－1，实验测得反应的有关数据如下表。
A．对于上述反应，①②中反应的平衡常数K的数值不同B．①中：从开始至10 min内的平均反应速率v(X2)＝0.1 mol·L－1·min－1C．②中：X2的平衡转化率小于10%D．b>0.1a题组二竞争反应、连续反应平衡常数的计算3．加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g)⇌N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g) ⇌N2O(g)＋O2(g)。
在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol。
则t℃时反应①的平衡常数为()A．10.7 B．8.5 C．9.6 D．10.24．CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g) ⇌CH4(g)＋2H2O(g)反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)⇌C2H4(g)＋4H2O(g)为分析催化剂对反应的选择性，在1 L密闭容器中充入2 mol CO2和4 mol H2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示：该催化剂在较低温度时主要选择________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。
