第2章 第2节 第1课时 化学平衡状态 化学平衡常数（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中化学 选择性必修1（人教版2019 不定项版）

第二节　化学平衡 第1课时　化学平衡状态　化学平衡常数 课程标准 核心素养目标 1．知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态。能描述化学平衡状态，判断化学反应是否达到平衡。 2．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。 1．变化观念与平衡思想：结合实例和图像分析化学平衡状态的建立过程，从定性和定量角度(平衡常数)深化理解化学平衡状态。 2．证据推理与模型认知：通过“化学平衡常数”的模型建构，从定量角度认识化学平衡状态。 [对应学生用书P30] 一、化学平衡状态 1．化学平衡状态的建立 在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：N2＋3H22NH3。 反应 N2与H2发生反应 NH3发生分解反应 图示 浓度 变化 随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐增大，而N2和H2的浓度逐渐减小。从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变 随着反应的进行，体系中N2和H2的浓度逐渐增大，而NH3的浓度逐渐减小。从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变 结论 通过上述分析可知，化学平衡的建立与反应途径无关 2.化学平衡状态的概念 (1)在一定条件下，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 (2)化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 3．化学平衡状态的特征 二、化学平衡常数 1．概念 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K表示。 2．表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)： (1)浓度商：在任意时刻Q＝。 (2)平衡常数：在一定温度下达到化学平衡时，化学平衡常数K＝。 3．影响因素 化学平衡常数是表明化学反应限度的一个特征值，通常情况下只受温度影响，与其他因素(如浓度、压强、催化剂等)无关。 4．意义 (1)通常，K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大。 (2)一般来说，当K＞105时，该反应就进行得基本完全了。 ◆拓展延伸 从速率角度认识化学平衡建立 (1)从反应物开始建立 ①开始时，v正最大，v逆为0； ②随着反应进行，v正逐渐减小，v逆逐渐增大； ③达到平衡时，v正＝v逆。 (2)从生成物开始建立 ①开始时，v逆最大，v正为0； ②随着反应进行，v逆逐渐减小，v正逐渐增大； ③达到平衡时，v正＝v逆。 ◆深化理解 关于平衡时v正＝v逆的理解 (1)同一物质：正、逆反应速率相等。 (2)不同物质：v正、v逆代表正、逆反应方向的速率，且其比值等于对应物质的化学计量数之比。 ◆名师点拨 书写平衡常数表达式注意事项 (1)书写平衡常数表达式时，固体、液体纯物质不作考虑，表达式中不能出现这些物质。 (2)特别注意水的状态，若为H2O(g)，平衡常数表达式中要书写；若为H2O(l)，则不必书写。 ◆易错警示 (1)化学平衡常数K只反映可逆反应进行的程度，不表示化学反应速率，即K很大，化学反应速率不一定大。 (2)当反应中Q＝K时，表明该反应达到限度，即达到化学平衡状态。 [对应学生用书P31] 探究一　化学平衡状态的判断 硫酸是一种重要的工业原料，可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等。目前，我国主要以黄铁矿(FeS2)为原料，用“接触法”制备硫酸，SO2的催化氧化反应(2SO2＋O22SO3)是制备硫酸的重要反应。 [问题设计] (1)恒温恒容密闭容器中进行反应：2SO2＋O22SO3，试写出三个能反映该反应达到化学平衡状态的依据。 提示：①v正(SO2)＝v逆(SO3)；②SO2、O2或SO3的浓度保持不变；③混合气体的平均摩尔质量不变(其他合理答案均可)。 (2)恒温恒压密闭容器中进行反应：2SO2＋O22SO3，试写出两个能反映该反应达到化学平衡状态的依据。 提示：①混合气体的密度保持不变；②SO2、O2或SO3的物质的量保持不变(其他合理答案均可)。 1．判断化学平衡状态的“两审”和“两注意” 2．判断化学平衡状态的方法 【例1】 (2023·三门峡高二质检)在恒温恒容密闭容器中加入足量的Fe2O3(g)和CO(g)，模拟炼铁高炉中的反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)⇌2Fe(s)＋3CO2(g)，下列情况表明该可逆反应达到平衡状态的是(　　) A．容器中气体的压强不再改变 B．容器中气体变化的质量与固体变化的质量相等 C．容器中CO和CO2