2.2.2 化学平衡常数-【创新设计】2021-2022新教材高二化学选择性必修1·同步学考笔记（人教版）鲁琼word

第2课时　化学平衡常数 【课程标准要求】　 1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量。知道化学平衡常数的含义。 2.能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算。 3.能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡状态。 化学平衡常数 1.表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，其平衡常数的表达式为：K＝。 2.意义 (1)化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的程度。可以说，化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。 (2)K值越大，说明反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，反应进行得就越不完全，转化率就越小。一般来说，当K＞105时，该反应进行得基本完全。 (3)对有固体、纯液体参加或生成的反应来说，固体和纯液体的浓度视为“1”。 (4)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度无关。 3.浓度商 任意时刻Q＝。 【微自测】 1.下列关于化学平衡常数的说法中正确的是(　　) A.在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值 B.由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度 C.化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关 D.当改变反应物的浓度时，化学平衡常数一定会发生改变 答案　B 解析　K与温度有关，温度不同时化学平衡常数不同，故A错误；化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度，K越大，正向进行的趋势越大，故B正确；化学平衡常数K只与温度有关，与反应物浓度、体系的压强无关，故C错误；当改变反应物的浓度时，如温度不变，则化学平衡常数不变，故D错误。 2.合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，K N2(g)＋H2(g)NH3(g)，K′ 2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，K″ 若K＝a，则K′＝________、K″＝ ________。 答案　　 解析　写出表达式K＝，K′＝，则K′＝，K″＝。 一、化学平衡常数及应用 【活动探究】 水煤气变换反应，主要应用在以煤、石油和天然气为原料的制氢工业和合成氨工业，另外在合成气制醇、制烃催化过程中，低温水气变换反应通常用于甲醇重整制氢反应中大量CO的去除。一氧化碳和氢气都是会燃烧的气体，工业上把这种混合气，叫“水煤气”。水煤气制备的其中一步反应为：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 (1)工业生产水煤气反应的化学平衡常数K的表达式是什么？ 提示：K＝ (2)该反应的正反应是放热反应还是吸热反应？ 提示：该反应的K随温度的升高而增大，故该反应的正反应是吸热反应，ΔH＞0。 (3)830 ℃时密闭容器中进行水煤气的变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)达到平衡，保持温度不变，向容器中再充入1 mol CO(g)和H2O(g)平衡常数(K)如何变化？ 提示：平衡常数K只随温度的变化而变化，温度不变，K值不变。 (4)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 mol/L、c(H2)＝1.5 mol/L、c(CO)＝1 mol/L、c(H2O)＝3 mol/L则下一时刻，反应向哪个方向进行？ 提示：此时刻下的浓度商Q＝＝＝1＞K，所以反应向逆反应方向进行。 (5)Shibata曾做过下列实验： ①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴[CoO(s)]，发生如下反应： CoO(s)＋H2(g)Co(s)＋H2O(g)　K1＝0.025 ②在相同温度下用CO还原CoO(s)，发生如下反应： CO(g)＋CoO(s)Co(s)＋CO2(g)　K2＝0.02 则水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数(K)是多少？ 提示：由②－①可得：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，K＝＝＝0.8。 【核心归纳】 1.化学平衡常数K的表达式及关系 (1)书写平衡常数表达式时，固体、纯液体(如水、乙醇等)的浓度可视为1，一般不列入平衡常数表达式中。如Cr2O(aq)＋H2O(l)2CrO(aq)＋2H＋(aq)，平衡常数K＝。 (2)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，书写的方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数也不同，但这些平衡常数可以相互换算。 (3)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＝。 2.化学平衡常数的应用 (1)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