第2章 第2节 第1课时 化学平衡常数与平衡转化率（教师用书）-2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1【金版新学案】同步导学（鲁科2019 双选版）

第2节　化学反应的限度 第1课时　化学平衡常数与平衡转化率 [素养发展目标]　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及平衡移动的方向。 一、化学平衡状态 1．化学平衡 在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和反应产物的组成(浓度、百分含量)不再随时间的延续而变化，正反应速率和逆反应速率相等的状态。 2．化学平衡状态的特征 二、化学平衡常数及平衡转化率 1．化学平衡常数 概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，反应产物浓度的系数次方的幂之积与反应物浓度的系数次方的幂之积的比值K为常数，称为化学平衡常数，简称平衡常数 表达式 aA＋bBcC＋dD K＝ 意义 平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度；平衡常数的数值越大，说明反应可以进行得越完全 影响 因素 内因 反应物的本身性质 外因 只与反应体系的温度有关 2．平衡转化率 概念 平衡时已转化了的某反应物的量(物质的量浓度)与转化前该反应物的量(物质的量浓度)之比。平衡转化率可描述化学反应的限度 计算 公式 对反应aA＋bBcC＋dD A的平衡转化率：α(A)＝ ×100% 注意 对于溶液体系和恒容的气态反应体系，可以用物质的量浓度进行计算 1．(2021·山东泰安宁阳一中月考)一定条件下，在恒容密闭容器中，下列能表示反应X(g)＋2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是(　　) ①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2 ②X、Y、Z的浓度不再发生变化 ③容器中的压强不再发生变化 ④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y A．①② B．①④ C．②③ D．③④ C　[X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2是该可逆反应进行到一定程度的特殊情况，不能表示反应达到化学平衡状态，①错误；可逆反应中，反应物和反应产物的浓度均不再变化，说明反应已达到化学平衡状态，②正确；该反应为气体分子数减小的反应，随着反应的进行，容器中压强逐渐减小，若压强不再变化，说明反应已达到化学平衡状态，③正确；根据化学方程式可知，单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y，表示正、逆反应速率不相等，说明该反应未达到化学平衡状态，④错误。综上，C项符合题意。] 2．(2021·北京昌平临川育人学校期中)某温度下，在2 L密闭容器中加入一定量A，发生化学反应2A(g)B(g)＋C(g)　ΔH＝－48．25 kJ·mol－1，反应过程中B、A的浓度比值与时间t有如图所示关系，若测得第15 min时c(B)＝1．6 mol·L－1，下列结论正确的是(　　) A．该温度下此反应的平衡常数为3．2 B．A的初始物质的量为4 mol C．反应达平衡时，放出的热量是193 kJ D．反应达平衡时，A的转化率为80% D　[第15 min时c(B)＝1．6 mol·L－1，则n(B)＝3．2 mol，由题图可推知c(A)＝0．8 mol·L－1，n(A) ＝1．6 mol，设A的初始物质的量为x mol，则 　　　　 　 2A(g)B(g)＋C(g) 起始量/mol x 0 0 转化量/mol x－1．6 3．2 3．2 平衡量/mol 1．6 3．2 3．2 则x－1．6＝3．2×2，解得x＝8，平衡时A、B、C的浓度分别为0．8 mol·L－1、1．6 mol·L－1、1．6 mol·L－1，平衡常数K＝＝4，A、B项错误；反应达平衡时生成3．2 mol B，放出的热量是3．2 mol×48．25 kJ·mol－1＝154．4 kJ，C项错误；反应达到平衡时，A的转化率为×100%＝80%，D项正确。] 探究一　化学平衡状态的判断 合成氨反应方程式如下：N2＋3H22NH3，假设该反应在体积不变的密闭容器中发生反应，分析思考下列问题： 1．容器内混合气体的密度不随时间变化时，该反应是否达到平衡状态？ 提示：　因容器的体积不变，而混合气体的总质量不改变，则无论平衡与否，混合气体的密度均不变，不能判断该反应是否达到平衡状态。 2．根据问题1分析哪些物理量能够作为合成氨反应达到平衡的标志？ 提示：　压强、浓度等随着反应进行而变化的物理量，如果不再变化，说明化学反应已达平衡状态。 3．单位时间内生成2a mol NH3，同时消耗a mol N2时，该反应是否达到平衡状态？ 提示：　两反应速率均表示正反应速率，反应进行的任何阶段均成比例，不能判断反应是否达到平衡状态。 1．判断化学平衡状态的两种方法 动态 标志 v正＝v逆≠0 ①同种物质：同一物质的生成速