第二章化学平衡常数解析

姓名：班级第二章化学反应速率与化学平衡第二节化学平衡第1课时化学平衡状态化学平衡常数本课重点（1）化学平衡状态的判断标志，化学平衡常数的计算本课难点（2）运用三段式计算化学平衡常数一、选择题1．（2023·钦州市第四中学高二月考）下列关于化学平衡常数的说法中错误的是A．某特定反应的平衡常数只与温度有关B．催化剂不能改变平衡常数的大小C．平衡常数发生改变，化学平衡必发生改变D．化学平衡移动时，平衡常数必改变【答案】D【详解】A．平衡常数只与温度有关，A项不符合题意；B．平衡常数只受到温度的影响，催化剂不能改变平衡常数的大小，B项不符合题意；C．平衡常数变大，平衡正向移动，平衡常数减小，平衡逆向移动，平衡常数改变，化学平衡必然移动，C 项不符合题意；D．平衡常数只受温度的影响，能引起平衡移动的因素有多个，只有平衡因为温度变化而移动时，平衡常数才会改变，D项符合题意；故正确选项为D2．一定温度下，在2L容积不变的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。

反应过程中部分数据如下：n/moln(SO2) n(O2) n(SO3)t/min0 0.2 0.2 05 0.1810 0.02下列说法不正确．．．的是A．使用催化剂是为了增大反应速率B．0～5min内，用SO2表示的平均反应速率为0.036mol/(L·min)C．容器内气体压强保持不变，说明反应已达到平衡状态D．5min时，SO2的转化率已达到该条件下的最大值【答案】B【详解】A．使用催化剂是为了增大反应速率，缩短到达平衡的时间，A正确；B．0～5min内生成0.18mol三氧化硫，根据方程式可知消耗0.18mol二氧化硫，用SO2表示的平均反应速率为0.1825minmolL⨯＝0.018mol/(L·min)，B错误；C．正反应体积减小，则容器内气体压强保持不变，说明反应已达到平衡状态，C正确；D．5min时剩余二氧化硫是0.2mol－0.018mol＝0.02mol，这说明产生反应已经达到平衡状态，SO2的转化率已达到该条件下的最大值，D正确；答案选B。

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____________。

解析化学中的化学反应平衡常数化学反应平衡常数是描述化学反应体系在平衡状态下的浓度关系的常数。

在解析化学中，研究和理解化学反应平衡常数是非常重要的，因为它能够帮助我们预测反应的进行方向和强度，探究化学平衡的条件以及提供定量分析的方法。

一、化学反应平衡常数的概念和计算方法1.1 概念化学反应平衡常数（Keq）是在给定温度下，表示反应物和生成物浓度的比例的常数。

对于给定的反应：aA + bB ⇌ cC + dD则其平衡常数定义为：Keq = [C]c[D]d / [A]a[B]b其中，[A]、[B]、[C]、[D]分别为反应物和生成物的浓度。

1.2 计算方法要计算化学反应平衡常数，首先需要知道反应物和生成物的浓度。

在实际实验中，可以通过测定反应物和生成物的质量或体积，然后根据摩尔比例关系计算浓度。

利用浓度数据，可以代入到平衡常数的定义式中，从而得到实际的平衡常数值。

二、化学反应平衡常数的意义和应用2.1 平衡点的位置和强弱化学反应平衡常数反映了反应体系在平衡状态下反应物和生成物的相对浓度。

当Keq大于1时，意味着生成物的浓度较高，反应趋向向右进行，反应越强；反之，当Keq小于1时，意味着反应物的浓度较高，反应趋向向左进行，反应较弱。

2.2 平衡条件的探究通过分析平衡常数可提供一定的信息，可以用来探究影响化学反应平衡的因素。

如浓度、温度、压强等因素的变化，会对反应平衡常数产生影响。

根据平衡常数的数值变化，可以推断出影响反应平衡的条件和因素。

2.3 定量分析的方法利用化学反应平衡常数，可以进行定量分析。

根据平衡常数和反应物或生成物的浓度，可以推算出其他浓度值，从而计算出所需的反应物质量。

这对于化学实验设计和反应过程的控制非常有用。

三、化学反应平衡常数的实际案例3.1 氨气的工业制备氨气的工业制备反应方程为：N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)平衡常数Keq的数值为很大，说明反应生成氨气的强度较大。

化学平衡常数计算方法与意义解析化学平衡常数是指在化学反应达到平衡时，反应物和生成物之间的摩尔浓度之比。

它表示了在给定温度下，反应体系达到平衡时反应物和生成物的相对浓度，是描述化学反应程度的重要指标。

化学平衡常数的计算方法和其意义解析如下。

一、化学平衡常数的计算方法1. 平衡浓度法：平衡浓度法是指在已知反应物和生成物的初始浓度和平衡浓度的情况下，通过确定摩尔浓度之比来计算化学平衡常数。

平衡浓度可以通过实验测定或计算得出，而初始浓度可以通过反应物的投入量来确定。

通过将平衡浓度与反应物的初始浓度之比代入化学反应的平衡常数表达式中，即可得到化学平衡常数的数值。

2. 摩尔分数法：摩尔分数法是指通过计算反应物和生成物的摩尔分数来计算化学平衡常数。

摩尔分数可以通过浓度与摩尔质量之间的关系来计算。

首先，确定反应物和生成物的摩尔质量，然后通过摩尔质量和总摩尔质量的比例关系，计算出反应物和生成物的摩尔分数。

最后，将反应物和生成物的摩尔分数代入化学反应的平衡常数表达式中，即可得到化学平衡常数的数值。

3. 热力学方法：热力学方法是指基于热力学原理，通过计算反应物和生成物的自由能以及反应物和生成物的摩尔数之比来计算化学平衡常数。

根据熵值变化和焓变的关系，可以利用吉布斯自由能公式计算反应物和生成物的自由能。

然后，将反应物和生成物的自由能代入热力学平衡常数的表达式中，即可得到化学平衡常数的数值。

二、化学平衡常数的意义解析1. 描述反应的平衡状态：化学平衡常数可以描述反应体系达到平衡时，反应物和生成物之间的相对浓度。

根据化学平衡常数的数值大小，可以判断反应是向右（生成物较多）、向左（反应物较多）或者接近平衡（反应物与生成物的浓度相近）。

通过测量化学平衡常数，可以确定化学反应达到平衡的程度，从而揭示反应物的消耗和生成物的形成。

2. 影响反应条件选择：化学平衡常数可以用于选择适当的反应条件，控制反应物和生成物的相对浓度。

当需要增加特定产物的浓度时，可以通过增加反应物的浓度或者改变反应条件（如温度、压力等）来促进反应的进行。

化学反应的平衡常数解析化学反应是化学领域中的重要概念之一，它描述了化学反应体系在达到平衡时反应物和生成物的浓度之间的关系。

平衡常数是化学反应平衡状态下反应物浓度与生成物浓度之间的比例关系的数量化描述，可以通过反应方程式的系数来确定。

1. 定义和背景平衡常数（K）是根据反应方程式的系数和反应物和生成物的浓度之间的关系来确定的。

对于一般的化学反应aA + bB ⇌ cC + dD，其平衡常数为K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b，其中方括号表示浓度。

平衡常数的值越大，表示反应物向生成物转化的越彻底，反应越倾向于右侧；而值越小，则表示反应物相对稳定，反应越倾向于左侧。

平衡常数小于1表示反向反应更有利，而大于1表示正向反应更有利。

2. 平衡常数的计算平衡常数的计算可以通过测量反应体系中反应物和生成物的浓度，并代入平衡常数公式来确定。

实际情况中，可以通过实验方法如溶液分析、气体分析等来测定浓度。

以酸碱中和反应为例，假设有一份反应方程式为：HCl + NaOH ⇌NaCl + H2O。

通过实验测定反应体系中HCl、NaCl的浓度并代入计算，可以得到平衡常数K。

3. 平衡常数的意义平衡常数反映了化学反应平衡态的稳定程度。

当平衡常数非常大时，反应物几乎完全转化为生成物，反应达到了理论上的最大转化；而平衡常数接近于1，反应处于动态平衡状态，反应物和生成物的浓度相对稳定，转化率较低。

平衡常数的大小还与温度有关，根据反应原理可以推导出平衡常数与温度之间的关系。

根据范德华方程，lnK = ∆H/RT + ∆S/R，其中∆H表示反应焓变，∆S表示反应熵变，R为气体常数，T为温度。

根据该式可以计算在不同温度下的平衡常数，了解反应随温度变化的规律。

4. 平衡常数的应用平衡常数的应用非常广泛，特别是在化学工程、环境科学和生物化学等领域。

通过平衡常数可以预测化学反应的方向和转化程度，从而指导实际生产和研究工作。

基础知识清单2.2.3化学反应的方向与限度（化学平衡常数）一、化学平衡常数1.定义式对于可逆反应：a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)，在一定温度下，反应达到平衡后，将各物质的物质的量浓度代入表示式K ＝c c (C)•c d (D)c a (A)•c b (B)，得到的结果是一个定值，称为该反应的化学平衡常数。

写出下表中各反应的平衡常数表达式：化学方程式平衡常数表达式2NO 2(g)N 2O 4(g)K ＝c (N 2O 4)c 2(NO 2)3Fe(s)＋4H 2O(g)Fe 3O 4(s)＋4H 2(g)K ＝c 4(H 2)c 4(H 2O)Br 2＋H 2O H ＋＋Br －＋HBrOK ＝c (H ＋)•c (Br －)•c (HBrO)c (Br 2)2.意义K 值越大，反应进行的程度越大，反应物转化率越大。

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。

固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。

4.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。

若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。

已知两反应的平衡常数分别为K 1、K 2。

①若两反应互为逆反应，则K 1•K 2＝1。

①若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n 倍，则K 1＝K n 2。

①若两反应相加，则总反应的平衡常数K ＝K 1•K 2。

①若两反应相减，则总反应的平衡常数K ＝K 1K 2。

二、平衡转化率 1.定义某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值。

2.表达式课后分层练平衡转化率α＝该反应物的起始总量－该反应物的平衡量该反应物的起始总量×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(A)－c (A)c 0(A)×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。

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状态时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是常数，这个常数为该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K 表示。

2 表达式对于可逆反应：a A （g ）＋b B （g ）c C （g ）＋d D （g ），用c 平（A ）、c 平（B ）、c 平（C ）、c 平（D ）分别表示各物质在化学平衡状态时的浓度，即平衡浓度。

其化学平衡常数表达式为K ＝()()()()C D A B c da b c c c c ⋅⋅平平平平，单位为（mol ·L -1）（c+d）-（a +b ）。

3 书写规则（1）在平衡常数表达式中，物质的浓度是指平衡时的浓度，而不是任意时刻物质的浓度。

（2）对于有纯固体或纯液体参与的反应，纯固体或纯液体不列入平衡常数表达式中。

如C （s ）＋H 2O （g ）CO （g ）＋H 2（g ），K ＝()()()22CO H H O c c c ⋅平平平。

（3）对于在稀溶液中进行的反应，如果有水参与，水一般也不列入平衡常数表达式中。

如Cr 2O 2- 7（aq ）＋H 2O （l ）2CrO 2- 4（aq ）＋2H ＋（aq ），K ＝()()()2224227CrO H Cr Oc c c -+-⋅平平平。

（4）对于在非水溶液中进行的反应，若有水参与或生成，则水应列入平衡常数表达式中。

如CH 3COOH （l ）＋CH 3CH 2OH （l ）CH 3COOCH 2CH 3（l ）＋H 2O （l ），K ＝()()()()3232332CH COOCH CH H O CH COOH CH CH OH c c c c ⋅⋅平平平平。

名师提醒平衡常数表达式与化学方程式书写方式的关系1．对于同一个化学反应，由于化学方程式的书写方式不同，各反应物、反应产物化学式前的系数不同，平衡常数的表达式就不同。

一个化学反应的某一平衡常数表达式与该反应化学方程式的一种表示形式相对应，因此不能笼统地说某一反应的平衡常数的数值是多少。