人教版高中化学选修4化学平衡常数课件

2CO(g)
K
C (s) + H2O (g)
CO (g) + H2 (g) K1
CO (g) +H2O (g)
CO2 (g) + H2 (g) K2
K = K1/K2
可编辑ppt
8
三、化学平衡常数意义
①判断反应进行的程度:K值越大，表示反应进行的程度越大，
反应物转化率也越大。
一般来说，K ＞105，认为正反应进行得较完全 K ＜10-5 认为 正反应很难进行（逆反应较完全） 10-5 ≤K ≤ 105 认为是可逆反应
可编辑ppt
16
解(1)根据题意得: H2 +
起始浓度mol/L: 0.01
I2 ≒ 2HI 0.01 0
平衡浓度mol/L: 0.0080 0.0080 0.0040
K= C(HI)2 =0.25
C(H2)C(I2)
解(2)设H2的消耗浓度为x
H2 +
I2 ≒ 2HI
起始浓度mol/L: 0.02 0.02 0
已知平衡浓度求平衡常数和初始浓度
例1:合成氨的反应N2+3H22NH3在某温度下 各物质的浓度平衡是: [N2]=3mol·L-1, [H2]=9mol·L-1, [NH3] =4mol·L-1
求该反应的平衡常数和N2、H2的初始浓度。
可编辑ppt
14
解：①求平衡常数K
Kc=[NH3]2/([N2][H2]3)=16/(3×93)=7.32×10-3
解：设达到平衡时氢气的浓度为X
CO + H2O H2+CO2
初始 0.02 0.02
00
平衡时 0.02-x 0.02-x x x

知识梳理
5．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” (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
(×) (×) (× ) (√ )
递进题组
题组一
1
2
递进题组
题组一
1
2
题组二
3
2．已知反应①：CO(g)＋
2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)
＋
＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别
为 K1 和 K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2
CO2(g)＋H2(g)
的平衡常数为 K。则下列说法正确的是 A．反应①的平衡常数 K1＝ccCCOO2·c·cCCuOu B．反应③的平衡常数 K＝KK12
题组一
1
2
题组二
3
解析 (1)由表格数据可得，随着温度升高，平衡常数增大，说明 化学平衡向正反应方向移动；
(2)A 项，达到平衡时 c(CO2)不一定等于 c(CO)，反之相等时也不 一定处于平衡状态； B 项，温度不变 K 不变，不正确；
C 项，此反应不论是否平衡，压强均不改变，故不正确； D 项，v 正(CO2)与 v 正(H2)表示的反应方向一致，故不能判断是否 达到平衡； E 项，达到平衡时，各种反应物、生成物的浓度保持不变。
递进题组
题组一
1
题组二
2
解析 (1)
M(g) ＋
P(g)＋ Q(g)
始态 mol·L－1
1
2.4
0
0
变化量 mol·L－1 1×60%
1×60%

CO2(g)+H2(g),平衡常数
K=1，如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020 mol/l，计算该条
精品课件
3、使用平衡常数应注意的几个问题：
（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态
（2）在进行K值的计算时，固体、纯液态不作考虑， 表达式中不需表达
如： Fe3O4(s) + 4H2(g)
高温
3Fe(s) + 4H2O(g)
一定温度下 KKccc4c4(4(4(H(HHH2O22O2))))
思考： K有无单位？
化学平衡常数
精品课件
化学平衡常数——化学平衡的特征
I2(g) + H2(g)
序
起始时浓度mol/L
号
698.6K
2HI(g)
平衡时浓度mol/L 698.6K
平衡时
c0 (H2)
c0(I2)
1 0.01067 0.01196
c0 (HI) 0
(H2)
(I2)
0.001831 0.003129
(HI) 0.01767
思考1：1、 K与a的关系；反应进行的程度越大， K
值 越大
，反应物转化率也
越大
。
2、 K与v的关系； K值大,精速品课率件 不一定 大，
2、判断化学反应进行的方向
浓度商:
对于可逆反应，在一定的温度的任意时刻，生成物浓度幂之 积与反应物浓度幂之积的比值叫浓度商
（1）QC＜K ， （2）QC＝K ， （3）QC＞K ，
通过分析实验数据得出：
c2 (HI )
1、温度不变时，c(H2 ) • c(I2 )
为常数 用K表示；
2、常数K与反应的起始浓度大小无关；

答案
返回
重点难点探究
一、有关平衡常数的应用
例1 在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应： CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如表 所示： T /℃ K 回答下列问题： 700 0.6 800 0.9 830 1.0 1 000 1.7 1 20、逆反应速率的比较为v正________ v逆(填“＞”、
“＜”或“＝”)。
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)，符号用“ K ”表示。
答案
2.表达式 对反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)， cpC· cqD K＝ m 。 n c A· c B
例如，一定温度下，反应 H2(g)＋I2(g) 2HI(g)达平衡时的化学
答案
议一议
1.若温度、压强改变后，引起平衡向正反应方向移动，反应物的转化率怎
样变化？
答案 反应物的转化率一定增大。
2.对于 aA(g) bB(g) ＋ cC(g) ，在恒温恒容条件下增加 A的量， A的转化
率怎样变化？
答案 ①若a＝b＋c，A的转化率不变；
②若a＞b＋c，A的转化率增大；
答案
5.K只受温度的影响，怎样根据K的变化判断焓变？
答案 (1)若升高温度，K值增大，则正反应ΔH＞0，逆反应ΔH＜0；K
值减小，则正反应ΔH＜0，逆反应ΔH＞0。
(2)若降低温度，K值增大，则正反应ΔH＜0，逆反应ΔH＞0；K值减小，
则正反应ΔH＞0，逆反应ΔH＜0。
答案
二、平衡转化率 1.定义
答案 1 K1＝K 2 c2HI K1＝ cH2· cI2

K＝c Hc22H·cII2＝0.010－.020x.021x2＝ 0.25
x＝20%。
主目录
学习探究
基础自学落实·重点互动探究
(2)在容积可变的密闭容器中，2 mol N2 和 8 mol H2 在一定条件下发生反应，达到平衡时，
H2 的转化率为 25%，则平衡时氮气的体积分数是 15.4% 。
温故追本溯源·推陈方可知新
1． 在一定条件下，xA＋yB zC 的可逆反应达到平衡。
(1)已知 A、B、C 都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，
则 x，y，z 的关系是______x_＋__y_>__z______。
(2)已知 C 是气体，且 x＋y＝z，在加压时，如果平衡发生移动，
则平衡必须向_逆__反___应__方向移动。
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
下列转说法化错浓误度的/m是ol·L-1 0.05 0.15 0.1 ( C )
√A．反应达到平衡时，X 的转1化∶率3∶为 250% √B．反应可表示为 X＋3Y 2Z，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
主目录
学习探究 活学活用
基础自学落实·重点互动探究
题目解析
1． 对于反应 3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常
数，下列说法正确的是 ( B )
A．K＝cc43HF2e··cc4FHe32OO4 B．K＝cc44HH2O2
表达式
C．增大 c(H2O)或减小 c(H2)，会使该反应平衡常数减小

⑤0
525.6 ⑥ 0
0
8.30 0.01655 0.00339 0.00339 0.00977
0
8.27 0.01258 0.00258 0.00258 0.00742
表二
结论1：不管H2、I2、HI的初始浓度是多少，也无论平 衡从正方向建立还是从逆方向建立（即与平衡建立的
途径无关），只要保持反应体系的温度不变，达到化 学平衡状态后， c2 (HI) 为一常数。
高温
Fe3O4(s) + 4H2(g)
3Fe(s) + 4H2O(g)
K=
c4( H2O ) c4( H2 )
Cr2O72- + H2O
2CrO42- + 2H+
K = c2 (CrO42-) c2 ( H+) c (Cr2O72- )
注意事项：浓度为常数纯固体和纯液体，不列入平衡关 系式中，注意气态H2O（g）要列入平衡表达式式。
练习1 请写出以下反应的平衡常数表达式：
① N2+3H2
2NH3
② 2NH3
N2+3H2
③
1 2
N2
+
3 2
H2
NH3
K1
=
c(
c2( NH3 ) N2 ) c3( H2
)
K2
=
c(
N2 ) c3( H2 c2 ( NH3 )
)
K3
=
c1/
2(
c( N2
NH 3 ) c3/
) 2(
H2
)
K1 = 1/K2
① 1.197×10-2 6.944×10-3
0
5.617×10-3 5.936×10-4 1.270×10-2 48.32

答案：C
思考：K与K1、K2的关系
2NO (g) + O2 (g)
2NO2 K1
2NO2 (g)
N2O4
K2
2NO (g) +O2(g)
N2O4 (g) K
K=k1×K2
四、平衡常数的应用
1、判断反应进行的程度；
化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。 它能够表示出可逆反应进行的完全程度。一个反应 的K值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物 的浓度越小，反应物转化率也越大。 （1）K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转 化率也越大。
•
: 其实兴趣真的那么重要吗？很多事情我 们提不 起兴趣 可能就 是运维 我们没 有做好 。想想 看，如 果一件 事情你 能做好 ，至少 做到比 大多数 人好， 你可能 没有办 法岁那 件事情 没有兴 趣。再 想想看 ，一个 刚来到 人世的 小孩， 白纸一 张，开 始什么 都不会 ，当然 对事情 开始的 时候也 没有 兴趣这 一说了 ，随着 年龄的 增长， 慢慢的 开始做 一些事 情，也 逐渐开 始对一 些事情 有兴趣 。通过 观察小 孩的兴 趣，我 们可以 发现一 个规律 ，往往 不是有 了兴趣 才能做 好，而 是做好 了才有 了兴趣 。人们 总是搞 错顺序 ，并对 错误豪 布知晓 。尽管 并不绝 对是这 样，但 大多数 事情都 需要熟 能生巧 。做得 多了， 自然就 擅长了 ；擅长 了，就 自然比 别人做 得好； 做得比 别人好 ，兴趣 就大起 来，而 后就更 喜欢做 ，更擅 长，更 。。更 良性循 环。教 育小孩 也是如 此，并 不是说 买来一 架钢琴 ，或者 买本书 给孩子 就可以 。事实 上，要 花更多 的时间 根据孩 子的情 况，选 出孩子 最可能 比别人 做得好 的事情 ，然后 挤破脑 袋想出 来怎样 能让孩 子学会 并做到 很好， 比一般 人更好 ，做到 比谁都 好，然 后兴趣 就自然 出现了 。

平衡常数的数学表达式 K c p (C) • cq (D)
cm ( A) • cn (B)
【思考】平衡浓度的单位是mol·L-1，请问平衡常数K有 没有单位？
3.平衡常数的单位 ∵浓度的单位为mol·L-1 ∴K的单位为(mol·L-1)n；n＝p+q-m-n
人教化学选修4化学平衡PPT(19页)
Ag+（ aq）+Cl-（aq）
⑥ Cr2072-（aq）+H20 Cr042-（aq）+2H+（aq）
人教化学选修4化学平衡PPT(19页)
人教化学选修4化学平衡PPT(19页)
【思考与交流】
（1）比较①和②，分析平衡常数表达式的 书写与哪些因素有关?
（2）比较②和③，分析正、逆反应的平衡 常数之间的关系
起始时浓度mol/L
c (H2)
c(I2) c (HI)
0.0119 0.00694 0 74
平衡时浓度mol/L
c[H2]
c[I2]
c[HI]
0.00561 0.000593 0.0127
7
6
0
平衡时
c2 (HI)
c(H2) ·c(I2)
48.38
0.0122 0.00996 84
0 0.00384 0.001524 0.0168 48.61
人教化学选修4化学平衡PPT(19页)
【练习】请写出下表中各反应的平衡常数表达式并
回答问题
反应
Kc 单位
① 1/2N2(g）+3/2H2（g）
NH3（g）
② N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）
③ 2NH3（g）
N2（g）+3H2（g）

xxx 0.030.030.034.5104 0.09-x 0.09-0.03
10
0
0
n消耗 x
x
x
x
n平衡 2.0-x 10-x
x
x
Kc(CO 2)c(H2H2O) 2x10x
VV
x1.66mol
C转 O 化 1.6率 m 6 o1l0 % 08% 3
2.0m 0 ol
精品
11
课堂练习
1、教材P33例1、例2
2、实验测得氯气溶于水后约有三分之一的Cl2发生歧化转化为
c：各组分的平衡浓度，温度一定，K为定值（只与温度有关）。
如在250C时，H2+Cl2 2HCl，K = 5.3×1016 ；
又如 H2+Br2
2HBr，K =2精.2品×109。
5
3、意义
[思考与交流] K值的大小说明了什么?
（1）平衡常数（K）的大小，反映了化学反应在一定温度下达到 平衡时该反应进行的程度（即反应限度）。 [分析] K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正 向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。
精品
10
例2、在密闭容器中，将2.0molCO与10molH2O混合加热到
8000C，达到下列平衡CO（g）+H2O（g）
CO2（g）
+H2（g），且K=1.0 ，求CO转化为CO2的转化率。
解∶设CO转化为CO2的转化的物质的量为xmol。
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）
n起始 2.0
首先，让我们以氢气和碘蒸气的反应为例，分析课本33页 表中的数据，然后得出结论。

5.在一定温度时，当一个可逆反应达到平 衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物 平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常 数称为化学平衡常数简称平衡常数。 6.在一定条件下，可逆反应达化学平衡状态 时，某一反应物消耗量占该反应物起始量的质量 分数，叫该反应物的转化率。公式：a=△c／c始 ×100％
3.在373K时，把0.5molN2O4气体通入为5L的真 空密闭容器中，立即出现棕色，反应进行到2s时， N2O4的浓度为0.02mol/L，在60s时，体系已达到平 衡，此时容器内压强为开始时的1.6倍，下列说法 D 正确的是 ＿ A. 前2s，以N2O4的浓度变化表示的平均反应速度 为0.01mol/（L· s） B. 在2s时体系内压强为开始时压强的1.1倍 C. 在平衡体系内含N2O40.25mol D. 平衡时，如果压缩容器体积，则可降低N2O4的 转化率
二、选择题
1．对于一定温度下的密闭容器中，可逆 C 反应 达平衡的标志是＿ A. B. C. D. 压强不随时间的变化而变化 混合气的平均分子量一定 生成n mol H2同时生成2n mol HI v（H2）=v（I2）
2.某温度下，在一容积可变的容器中，反应 2A（g）+B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B和C 的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol，保持温 度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量 C 做如下调整，可使平衡右移的是＿ A. 均减半 C. 均增加1mol B. 均加倍 D. 均减少1mol
课堂小结
1.化学反应具有方向性。一些化学反应进 行的结果，反应物能完全变为生成物，即反应 能进行到底。这种反应就是不可逆反应。 2.在相同条件下既能向正反应方向进行又 能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。把 从左向右的过程称为正反应；从右向左的过程 称为逆反应。

K＝c(CO)· c(H2)/c(H2O)
高温
(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。
例如：N2(g)＋3H2(g)
＋H2(g)
高温
高温
2NH3(g)的平衡常数为K1，N2(g)
高温
NH3(g)的平衡常数为K2，NH3(g)
N2(g)＋H2(g)
的平衡常数为K3。
①K1和K2的关系式为：K1＝K；
栏 目 链 接
______ 浓度变化无关。
×100%。
应用 思考 1.平衡向正反应方向移动，反应物的转化率是否一定增大？ 提示：不一定。平衡向正反应方向移动时反应物的转化 率如何变化，要根据具体反应及引起平衡移动的原因而定。 对于正反应是气体体积减小的吸热反应而言，增大压强或升 高温度，平衡向正反应方向移动，反应物转化率都增大；对
要点
化学平衡常数
1．定义 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________ 表示。 K 2. 表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g) 在一定温度下，K＝ pC(g)＋qD(g)，
A．①② C．③④
B．②③ D．①③
解析：平衡常数 K 是一个温度常数，只与反应本身及 温度有关，催化剂不能改变化学平衡，故加入催化剂不改
变平衡常数K。
答案：D
栏 目 链 接
栏 目 链 接
有关化学平衡常数的计算及应用 例 一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g) ＋O2(g)催化剂△2SO3(g)，知c始(SO2)＝0.4 mol/L，c始(O2)＝ 1 mol/L，经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判 断： (1)当SO2转化率为50%时，该反应是否达到平衡状态？ 若未达到，向哪个方向进行？

cCO·cH2O可知，反应物和生成物同时改变相同的倍数， cCO2·cH2 Qc＝K，平衡不发生移动。 (6)1 200 ℃时 Qc＝ccCCOO2·c·cHH2O2，将各物质的浓度代入可得 Qc＝4，而此温度下的平衡常数为 2.6，因为 Qc>K，所以平衡 向逆反应方向移动。
【思路点拨】
(1)根据K随温度的变化可判断正反应为吸热反应还是放热 反应。 (2)计算平衡常数，然后与表中所给数据对比可判断反应的 温度。 (3)根据Qc与K的关系可以确定平衡移动的方向。
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝__cc_C_CO_O_2·_c·_cH_H_2O2__。 (2)该反应为___吸__热___反应(填“吸热”或“放热”)。
(3) 某 温 度 下 ， 各 物 质 的 平 衡 浓 度 符 合 下 式 ： 3c(CO2)·c(H2) ＝ 5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为____7_0_0__℃____。 (4)若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反应达到平衡后， 其化学平衡常数K___等_于____1.0(填“大于”、“小于”或“等于”)。
提示：(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
化学平衡化学平衡常数课件人教版高 中化学 选修四
2．在一定温度下，三个反应： H2(g)＋I2(g) 2HI(g) K1 12H2(g)＋12I2(g) HI(g) K2 2HI(g) H2(g)＋I2(g) K3， K1 与 K2、K3 有何关系？
方程式都有自己的平衡常数表达式及相应的平衡常数。因此，
要注意使用与反应方程式相对应的平衡常数。

例3 已知可逆反应NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g) ΔH>0。在一 定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，
8 达平衡时NO2与SO2的体积比为1∶6，则平衡常数K是_3__。
解析 答案
例4 可逆反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)在密闭容器中建立了 平衡。当温度为749 K时，K＝94，则： (1)当CO和H2O的起始浓度均为2 mol·L－1时，CO的转化率为_6_0_%__。
与反应物
5
0.
则反应逆向进行。 转化(mol·L－1)
x
x
5 0.
x
x
的比值是一个常数(简称
)，用K表示。
解析 答案
特别提醒
利用Q和K的相对大小判断反应进行的方向 (1)化学平衡常数K与Q的表达式相同，但各物质的浓度不同，K中各物 质的浓度必须是平衡浓度，而Q中是任一时刻的浓度。 (2) Q和K的相对大小与反应进行方向的关系 ①Q<K反应正向进行；②Q＝K反应处于平衡；③Q＞K反应逆向进行。
二、化学平衡常数的有关计算
1.计算模型——三段式法
aA(g) ＋ bB(g) cC(g)＋dD(g)
c(初)(mol·L－1) c1
c2
0
0
Δc(mol·L－1)
x
b
c
d
ax
ax
ax
c(平)(mol·L－1) c1－x
c2－bax
acx
dax
2.计算思路 (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、生成物及变化量的三者关系代入未知数确 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“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，得出题目答案。

一、化学平衡常数（K）
1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应到达平衡 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）（以 方程式中计量数为幂）
2、表达式：
C p (C) C q (D) 在一定温度下到达化学平衡时：K C m ( A) C n (B)

54.5
2 0.01135 0.009044 0
0.00356 0.00125 0.01559 54.6
3 0.01134 0.007510
0
0.004565 0.0007378 0.01354 54.45
40
0
0.01069 0.001141 0.001141 0.008410 54.33
通过分析实验数据得出：
CO2(g) + H2(g)
起始浓度: 0.020 0.020
0
0
转化浓度： x
x
x
x
平衡浓度: 0.020-x 0.020-x x
x
x2
解得:x=0.010 (mol·L-1 )
K = ———— = 1
(0.020-x)2
转化率 = 00—..00—1200×100 = 50%
答：该条件下CO的转化率最大为50％
（1）QC＜K ， （2）QC＝K ， （3）QC＞K ，
反应向 正 方向进行 反应向 不移动 方向进行 反应向 逆 方向进行
思考2：一定温度下的可逆反应，化学平衡常数K和
浓度商QC是否一定？可否为0？
3、利用Ｋ的变化可判断反应的热效应
平衡常数的大小不随反应物或生成物的改变而改 变，只随温度的改变而改变。即，K = f（T）。