1、第1课时 化学平衡常数,第2章 第2节 化学反应的限度,学习目标定位 1.知道化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式，并能进行相应的计算，知道化学平衡常数的影响因素。 2.理解化学平衡常数的意义，能利用化学平衡常数判断反应进行的程度和方向。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,一、化学平衡常数的概念及其表达式,1.实验数据分析 (1)二氧化氮、四氧化二氮的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g)N2O4(g)，在298 K，如果用不同起始浓度的二氧化氮或四氧化二氮进行反应，平衡后得到以下实验数据。请根据表中已知数据填写空格：,1.08,1.38,1.61,3.89,1.71
2、102,1.72102,1.70102,1.70102,(2)结论：由上表数据可知，在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时， (“不相等”“约相等”)。,约相等,2.化学平衡常数的概念及表达式 (1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时， 系数次幂的乘积与 系数次幂的乘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K表示)。 (2)表达式：对于一般的可逆反应，aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，当在 一定温度下达到平衡时，K_。,生成物浓度,反应物浓度,例如： C(s)H2O(g)CO(g)H2(g) K_； FeO(s)CO(g) Fe(s)CO
3、2(g) K_；,写出K1和K2的关系式：_； 写出K2和K3的关系式： ； 写出K1和K3的关系式： 。,K2,K2K31,(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。,由上表数据分析可知： (1)放热反应，温度升高，K值 ； (2)吸热反应，温度升高，K值 。,3.化学平衡常数的影响因素 下表为N2(g)3H2(g)2NH3(g)的平衡常数与温度的关系：,减小,增大,平衡常数应用中的注意事项 (1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度、压强、催化剂无关。 (2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应
4、的平衡常数，若反应方向改变，则平衡常数变为倒数。若同一反应方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，平衡常数也会改变。,例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,答案,解析,C.增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数减小 D.改变反应的温度，平衡常数不一定变化,解析 固体反应物或生成物，其浓度可看作1，在平衡常数表达式中不写，故A项错误，B项正确； 化学平衡常数只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度无关，故增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应的平衡常数不变，但温度改变，平衡常数一定改变，故C、D项错误。,易错警示,化学平
5、衡常数只与温度有关，与浓度、压强、催化剂的使用无关。,例2 在25 时，在2 L密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始物质的量和平衡物质的量如下表：,则25 时，反应X3Y2Z，其平衡常数的值为 A.500 B.600 C.1 200 D.1 600,答案,解析,易错警示,(1)计算平衡常数时，应代入平衡浓度而不是物质的量计算。 (2)若反应方程式前后气体的系数相等，用物质的量代入时计算结果相同，故在不知容器体积时，可以用气体物质的量代入计算。 (3)计算平衡常数时，要先列出表达式，再代入数据计算，注意写单位，K的单位随表达式不同而变化。,请比较表中K值的相对大小，说明平 衡常数的意义： 平衡常数
6、的大小反映了化学反应进行的 (即 )。 K值越大，表示反应进行得越 ，反应物转化率越 ； K值越小，表示反应进行得越 ，反应物转化率越 。,二、化学平衡常数的意义及其应用,1.意义 右表为298 K时，卤化氢生成反应的平衡常数：,程度,反应限度,完全,大,不完全,小,(2)判断可逆反应是否平衡或反应向何方向进行 对于可逆反应：aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Q ，称为该反应的浓度商。,2.应用 (1)判断反应可能进行的程度,很难进行,反应可逆,进行完全,QK，反应向 进行。 (3)根据K值随温度变化规律，可判断反应的热效
7、应。,正反应方向,逆反应方向,例3 298 K时，下列反应的平衡常数如下： N2(g)O2(g)2NO(g)，K111030 2H2(g)O2(g)2H2O(g)，K221082 mol1L 2CO2(g)2CO(g)O2(g)，K341092molL1 则常温下NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向最大的是 A.NO B.H2O C.CO2 D.不能判断,答案,解析,方法总结,根据化学平衡常数的大小可以判断可逆反应进行的程度。,例4 煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、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：,答案,试回
8、答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K_。,(2)上述正向反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。,解析 由表格看出温度越高，K越小，所以正反应为放热反应。,答案,解析,放热,(3)在830 发生上述反应，按下表中的物质的量投入容积为2 L的恒容反应器，其中在向正反应方向进行的有_(选填“A”“B”“C”或“D”)。,答案,解析,BC,方法总结,反应前后气体系数相等的可逆反应，计算浓度商或平衡常数时，直接用物质的量代入表达式计算与用浓度代入表达式计算结果相同。,达标检测,解析 对于给定的可逆反应，化学平衡常数只与温度有关；化学平衡常数表达式的书写与方程式的书写有关，因此一定温度下，两
9、种物质反应，化学方程式书写形式改变，平衡常数改变；化学平衡常数等于平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值；利用平衡常数的定义知，温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。,1.关于化学平衡常数的叙述正确的是 A.化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关 B.两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变 C.化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 D.温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,2.已知下列反应的平衡常数：H2(g)S(s)H2S(g)K1，S(s)O2(g) S
10、O2(g) K2，则反应H2(g)SO2(g)H2S(g)O2(g)的平衡常数K是 A.K1K2 B.K1K2 C.K1K2,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,3.对于可逆反应：C(s)CO2(g)2CO(g)，在一定温度下，其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是 A.将C(s)的表面积增大 B.增大体系的压强 C.升高体系的温度 D.使用合适的催化剂,解析 K只与体系的温度有关，与其他因素无关。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,4.在1 000 K时，已知反应Ni(s)H2O(g)NiO(s)H2(g)的平衡常数K0.059，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此
11、反应 A.已达到平衡状态 B.未达到平衡状态，反应正向进行 C.未达到平衡状态，反应逆向进行 D.无法确定,解析 当水蒸气和氢气浓度相等时，Q1，K0.059，QK，反应逆向进行。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,5.对于CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，某温度下平衡常数K为1，向一密闭容器内同时通入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)各1 mol，在该温度下建立平衡时，CO的物质的量为 A.大于1 mol B.小于1 mol C.等于1 mol D.无法确定,解析 由于CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)反应前与反应后气态物质的化学计量数之和相等，故
12、可使用各物质的物质的量代替物质的量浓度进行计算。由于QK，说明一开始就建立了平衡。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,6.已知反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H43 kJmol1，在850 时K1。今在某密闭容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2和x mol H2，下列说法不正确的是 A.900 ，该反应的平衡常数K1 B.850 时，若x5.0，则起始时反应向逆反应方向进行 C.850 达到化学平衡后，通入CO，化学平衡逆向移动 D.850 时，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足x3,答案,解析,1,2,3,4,5
13、,6,7,解析 由于该反应是一个放热反应，升高温度平衡常数减小，A项正确；,1,2,3,4,5,6,7,达到平衡时，通入CO，反应物浓度增大，化学平衡正向移动，C项错误； 850 时，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，由K1，可求得应满足x3，D项正确。,7.()已知在448 时，反应H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应2HI(g)H2(g)I2(g)的平衡常数K2为_；反应 H2(g) I2(g)HI(g)的平衡常数K3为_。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,7,解析 由图表数据可知温度升高，K增大，故升高温度，平衡正向移动，则正反应为吸热反应。,
14、()在一定体积的密闭容器中进行化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其化学平衡常数和温度的关系如下表所示：,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K_。 (2)该反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。,吸热,(3)某温度下，平衡浓度符合下式CO2H2COH2O，试判断此时的温度为_。,解析 当CO2H2COH2O时，即K1，对应表中温度为830 。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,830,(4)在800 时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)2 molL1，c(H2)1.5 molL1，c(CO)1 molL1，c(H2O)3 molL1，则下一时刻，反应向_(填“正向”或“逆向”)进行。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,逆向,
