高三二轮专题复习：化学平衡常数(教学设计)

仅供个人参考

不得用于商业用途 高三二轮专题复习教学设计

化学平衡常数

考纲要求：

（6）化学反应速率和化学平衡

①了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。

②了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。

③了解化学反应的可逆性。

④了解化学平衡建立的过程。了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关的计算。

⑤理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识并能利用相关理论解析其一般规律。

⑥了解化学反应速率和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。

高考分析：

化学反应速率和化学平衡是高考的必考内容，其主要命题的内容有：

①化学反应速率影响因素及其计算；

②化学平衡状态的判断及其影响因素；

③应用平衡移动的原理判断反应进行的方向；

④化学反应速率和化学平衡的图像分析；

⑤转化率、平衡常数的含义及相关计算

将化学反应速率和化学平衡移动的原理与化工生产、生活实际相结合的题目是最近几年高考命题的热点，特别是化学平衡常数的影响因素及其计算是新教材增加的内容，高考的热点。

学情分析：

从解题得分的统计可以发现：学生不能灵活的利用平衡移动的规律解决有关平衡的问题，特别是复杂点的问题往往感到触手无策；对平衡常数的理解仅停留在概念定义层面，不能充分发挥它解决平衡问题的功能。

复习目标：

1.加深学生对化学平衡常数的理解，并熟练的利用化学平衡常数进行相关的计算，提高解题技能。

2．帮助学生将化学平衡、平衡常数等知识点进行系统化、网络化。

教学过程：

1.展示考纲要求：

化学反应速率和化学平衡

①了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。

②了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。

③了解化学反应的可逆性。

④了解化学平衡建立的过程。了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关的计算。

⑤理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识并能利用相关理论解析其一般规律。

⑥了解化学反应速率和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。

讲解：

化学平衡常数的影响因素及其计算是新教材增加的内容，是高考的热点。2013、2014年新课标全国Ⅰ卷、Ⅱ卷均考查了化学平衡常数这一知识点。

2.知识回顾（见复习资料、学生阅读）：

化学平衡常数的定义： 仅供个人参考

不得用于商业用途 在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始，无论反应混合物的起始浓度是多少，当反应达到平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，反应混合物中各组成成分的含量保持不变，即各物质的浓度保持不变。生成物浓度的幂次方乘积与反应物浓度的幂次方乘积之比是常数，这个常数叫化学平衡常数，用K表示。

化学平衡常数的计算公式为：

对于可逆反应：mA（g） ＋ nB（g）pC（g） ＋ qD（g）到达平衡时

?

化学平衡常数意义

化学平衡常数K表示可逆反应进行的程度。

（1）化学平衡常数K只针对达到平衡状态的可逆反应适用，非平衡状态不适用。

（2）化学平衡常数K的表达式与可逆反应的方程式书写形式有关。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＝1/K逆。

（3）K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率或产率也越大。

（4）K值不随浓度或压强的改变而改变，但随着温度的改变而改变。

（5）一般情况下，对于正反应是吸热反应的可逆反应，升高温度，K值增大；而对于正反应为放热反应的可逆反应，升高温度，K值减少。

由于固体浓度为一常数，所以在平衡常数表达式中不再写出。

由于水的物质的量浓度为一常数（55.6 mol·L－1），因平衡常数已归并，书写时不必写出。

化学平衡常数与化学平衡移动的关系

平衡常数是反应进行程度的标志

一般认为K ＞105反应较完全，K＜105反应很难进行。平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度，估计反应的可能性。因为平衡状态是反应进行的最大限度

平衡常数表达式表明在一定温度条件下达成平衡的条件。

一个化学反应是否达到平衡状态，它的标志就是各物质的浓度将不随时间改变，而且产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比是一个常数。如:

对任意一个可逆反应：mA+nB????? pC+qD,其平衡浓度的比值,总是符合下列关系

??????????????? ?= Ｋ? （是一个定值，称为化学平衡常数。）

若用Qc表示任意状态下，可逆反应中产物的浓度以其化学计量系数为指数的乘积与反应物的浓度以其化学计量系数为指数的乘积之比，则这个比值称为浓度商。将浓度商和平衡常数作比较可得可逆反应所处的状态。

即Qc = Kc?? 体系处于化学平衡

Qc＜Kc?? 反应正向进行

?Qc＞Kc?? 反应逆向进行

可见只要知道一定温度下，某一反应的平衡常数，并且知道反应物及产物的浓度，就能判断该反应是平衡状态还是向某一方向进行。

3.考点分析（多媒体展示）： 仅供个人参考

不得用于商业用途 （1）考查化学平衡常数表达式的书写：

以反应：mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）为例，K =。

注意点：由于固体或纯液体的浓度是一常数，如果有固体或纯液体参加或生成，则表达式中不能出现固体或纯液体；稀溶液中进行的反应，如有水参加反应，由于水的浓度是常数而不必出现在表达式中；非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则应出现在表达式中。例如：

CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）??? K =c（CO2）

3Fe（s）+4H2O（g）Fe3O4（s）+4H2（g）??? K =/?

Cr2O72－（l）+H2O（l）2CrO42－（l）+2H+（l）??? K =

CH3COOH（l）+HOCH2CH3（l）CH3COOCH2CH3（l）+H2O（l）??? K =

表达式与化学计量数一一对应，方程式中化学计量数不同，表达式就不同；可逆反应中，正反应的表达式与逆反应的表达式互为倒数。例如：

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）??? K1 =

2NH3（g） N2（g）+3H2（g）??? K 2=

1/2N2（g）+3/2H2（g）NH3（g）??? K 3=

同一温度下，K1、K 2、K 3的数值都固定但相互之间不相等，显然，K1 =，K 3=。

（2）考查化学平衡常数的意义

在一定条件下，某可逆反应的K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。

当K>105或K<10－5时，该反应就基本进行完全，一般当成非可逆反应；而K在10－5～105之间的反应被认为是典型的可逆反应。

K值大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度，但不能预示反应达到平衡所需要的时间。 仅供个人参考

不得用于商业用途 （3）考查化学平衡常数的影响因素

平衡常数K只受温度影响，既与任何一种反应物或生成物的浓度变化无关，也与压强的改变无关；由于催化剂同等程度地改变正逆反应速率，故平衡常数不受催化剂影响。

任何可逆反应，当温度保持不变，改变影响化学平衡的其它条件时，即使平衡发生移动，K值不变。

其它条件不变时，若正反应是吸热反应，由于升高（或降低）温度时平衡向正（或逆）反应方向移动，K增大（或减小）；若正反应是放热反应，由于升高（或降低）温度时平衡向逆（或正）反应方向移动，K减小（或增加）；所以温度升高时平衡常数可能增大，也可能减小，但不会不变。

?（4）考查化学平衡常数的相关计算

已知在800 K时，反应：CO（g）＋H2O（g） CO2（g）＋H2（g），若起始浓度c（CO）=2 mol/L，c（H2O）=3 mol/L，反应达到平衡时，CO转化成CO2的转化率为60%。若将H2O的起始浓度加大为6 mol/L，试求CO转化为CO2的转化率。

分析：根据温度不变，平衡常数不变；先由平衡转化率求出平衡常数，再由平衡常数求出平衡转化率。

煤化工生产中常研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。

已知：CO（g）+H2O(g) H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃ 400 500 830

1000

平衡常数K 10 9 1 0．6

?则下列说法错误的是 ??????????????????????????????????????????????????????

A．在830℃，等物质的量的CO和H2O反应达到平衡时，CO的转化率为50%

B．上述正向反应是放热反应

C．某温度下上述反应平衡时，恒容、升高温度，原化学平衡向逆反应方向移动

D．在500℃时，反应达到平衡后，增大压强，化学平衡常数K减小

分析：题目考查了由平衡常数求平衡转化率、考查了平衡常数的影响因素。

4.感悟高考（学生练习，板演）

（1）在恒容密闭容器中存在下列平衡：CO(g)＋H2CO2(g)＋H2(g)。当起始投料相同时，CO2(g)的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度T的关系如图所示。下列说法错误的是( )

A．反应CO(g)＋H2CO2(g)＋H2(g)的ΔH>0

B．在T2时，若反应处于状态D，则一定有v(正)

C．平衡状态A与C相比，A的c(CO)小 仅供个人参考

不得用于商业用途 D．若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1

（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＋，其平衡常数为1 600

C．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

5.课堂小结

化学平衡常数的表达式

化学平衡常数的影响因素

化学平衡常数与平衡转化率的相互求算