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1、1第第 3 3 课时课时 化学平衡常数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aAbBcCdD 在一定温度下达到平衡时K。ccCcdD caAcbB3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
2、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100%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对于反应aAbBcCdD，反应物 A 的平衡转化率为：(A)100%，式中c0(A)和c(A)分别表示 A 的初始浓度和 A 的平衡浓度。c0AcA c0A3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
3、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。( )2【答案】 (1) (2) (3) (4) (5)2对于 3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为( )AKBKcFe3O4cH2 cFecH2OcFe3O4c4H2 cFec4H2OCKDKc4H2O c4H2c4H2 c4H2OD D 注意 Fe 和 Fe3O4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。3关于平衡常数K，下列说法中正确的是( )【导学号：73702125】AK
4、值越大，反应速率越大B对任一给定的可逆反应，温度升高，K值增大C对可逆反应，K值越大，反应物的平衡转化率越高D加入催化剂或增大反应物浓度，K值将增大C C K值与催化剂、反应物的浓度、化学反应速率的大小无关，所以 A、D 错误；与反应温度有关，但是温度升高，K值可能增大也可能减小，B 也错误。合 作 探 究攻 重 难化学平衡常数的表达式及应用一定温度下，有下列三个可逆反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g) K1CO(g)H2(g)C(s)H2O(g) K22C(s)2H2O(g)2CO(g)2H2(g) K3思考交流1每个反应的平衡常数表达式分别如何表示？【提示】 根据化学方程式可知平衡
5、常数表达式分别为K1；cCOcH2 cH2OK2；cH2O cCOcH2K3。c2COc2H2 c2H2O2分析、两式的平衡常数表达式，总结可逆反应中正、逆反应的平衡常数有何关系？3【提示】 互为倒数关系，即K1。1 K23分析、两式的平衡常数表达式，总结若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，平衡常数如何变化？【提示】 成倍数次幂增大或减小。即K3K。2 14对于反应，若保持其他条件不变，升高温度，K值增大，该反应是吸热反应还是放热反应？【提示】 对于反应，升高温度，K值增大，说明反应向着正向进行，则说明正向反应是吸热反应。(1)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数若反应方向改变，则平
6、衡常数改变。若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。如 N23H22NH3，Ka，则有：2NH3N23H2，K 。1 aN2 H2NH3，Ka。1 23 2(2)化学平衡常数的应用判断反应进行的程度K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，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。判断反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。判断平衡移动方向利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。对于可逆反应mAgnBgpCgqD
7、g在任意状态下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用Q表示，则：cpCcqD cmAcnB当QK时，反应处于平衡状态，v正v逆；当Qv逆；当QK时，反应向逆反应方向进行，v正；H2的转化率：。利用“三段式”计算平衡常数及反应物的转化率5(1)步骤写出有关化学反应的方程式。确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。根据已知条件建立等式关系进行解答。(2)方法如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令 A、B 起始物质的量浓度分别为a molL1、b molL1，达到平衡后消耗 A 的物质的量浓度为mx molL1。(3)计算当 堂 达 标固 双 基题组 1 化学平衡常数及影响因素1对于反应
8、 C(s)H2O(g)CO(g)H2(g) H0，下列有关说法正确的是( )A平衡常数表达式为KcCOcH2 cCcH2OB增大体系压强，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增加 C(s)的量，平衡正向移动B B 固态浓度为“常数” ，视为“1” ，不需写入平衡常数表达式，A 项错误；K只与温度有关，因此增大体系压强，平衡常数K不发生变化，B 项正确；升温该反应正向进行，K增大，C 项错误；增加 C(s)的量，平衡不移动，D 项错误。2化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：62NO(g)N2(g)O2(g) K111030
9、2H2(g)O2(g)2H2O(g) K2210812CO2(g)2CO(g)O2(g) K341092以下说法正确的是( ) 【导学号：73702126】A常温下，NO 分解产生 O2的反应的平衡常数表达式为K1c(N2)c(O2)B常温下，2H2O(g)=2H2(g)O2(g)，此时平衡常数的数值约为 51082C常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出 O2的倾向由大到小的顺序为 H2ONOCO2D以上说法都不正确B B A 项，K。B 项，K51082，正确。C 项，cN2cO2 c2NO1 K21 2 1081平衡常数越大，放出 O2的倾向越大，NOH2OCO2。题组 2 化学平
10、衡常数的应用3高温下，某反应达平衡，平衡常数K，恒容时，温度升高，cCOcH2O cCO2cH2H2浓度减小。下列说法正确的是( )A该反应的焓变为正值B恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C升高温度，逆反应速率减小D该反应的化学方程式为 CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)A A 根据“温度升高，H2浓度减小”可知升温平衡正向移动，故 A 项正确；由K表达式知该反应的化学方程式为 CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，D 错误；恒温恒容下，增压平衡不移动，故 B 项错误；升温正、逆反应速率都增大，故 C 项错误。4高炉炼铁中发生的反应之一如下：FeO(s)CO(g)Fe
11、(s)CO2(g)(正反应为吸热反应)，其平衡常数可表示为K。已知 1 100 时，K0.263。温度升高，化cCO2 cCO学平衡移动后达到新的平衡，高炉内 CO2和 CO 的体积比值_，平衡常数K值_(填“增大” “减小”或“不变”)。 【导学号：73702127】【解析】 温度升高，化学平衡向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，高炉内的比值增大，K值增大。cCO2 cCO【答案】 增大 增大题组 3 化学平衡常数及转化率的简单计算75某温度下，向容积为 2 L 的密闭反应器中充入 0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时测得 SO3的转化率为 20%，则该温度下反应 2
12、SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平衡常数为 ( )A3.2103 B1.6103C8.0102D4.0102A A SO3的起始浓度为 0.05 mol/L，由转化率可知分解的 SO3为 0.01 mol/L，所以平衡时 SO2、O2、SO3的浓度分别为 0.01 mol/L、0.005 mol/L、0.04 mol/L。化学平衡常数K3.2103。c2SO3 c2SO2cO26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XYZ初始浓度(molL1)0.10.20平衡浓度(molL1)0.050.050.1下列说法错误的是( ) 【导学号：73702128】A反应达平衡时，X 的转化率为 50%B反应可表示为 X3Y2Z，其平衡常数为 1 600C改变压强可以改变此反应的平衡常数D改变温度可以改变此反应的平衡常数C X、Y、Z 三种物质的浓度变化之比为：(0.10.05)(0.20.05)(0.10)132，故化学反应方程式为 X3Y2Z，K1 600。平衡常数 K 与c2ZcXc3Y0.120.05 0.053温度有关，与压强无关。