内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
第二课时 化学平衡常数
学习目标
1.通过认识化学平衡常数的含义,学会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。(证据推理与模型认知)
2.了解化学平衡常数的应用,会运用浓度商和化学平衡常数的相对大小判断反应方向。(证据推理与模型认知)
3.能够利用化学平衡常数进行简单的化学平衡计算,如计算物质的平衡浓度、转化率等。(变化观念与平衡思想)
新课导入
在一定条件下,当一个可逆反应达到平衡状态时,即该反应达到了该条件下的最大限度。
如何更加准确描述反应所进行的程度呢?
分析教材数据,计算平衡时 的数值,你能从中得到什么结论?
c2(HI)
c(H2)•c(I2)
3
初始浓度(mol/L) 平衡浓度(mol/L) 平衡时
c (H2) c(I2) c (HI) c (H2) c(I2) c (HI)
1.197×10-2 6.944×10-3 0 5.617×10-3 5.936×10-4 1.270×10-2 48.37
1.228×10-2 9.964×10-3 0 3.841×10-3 1.524×10-3 1.687×10-2 48.62
1.201×10-2 8.403×10-3 0 4.580×10-3 9.733×10-4 1.486×10-2 49.54
0 0 1.520×10-2 1.696×10-3 1.696×10-3 1.181×10-2 48.49
0 0 1.287×10-2 1.433×10-3 1.433×10-3 1.000×10-2 48.70
0 0 3.777×10-2 4.213×10-3 4.213×10-3 2.934×10-2 48.50
平均值 48.70
课内探究
课内探究
通过分析实验数据得出:
(1)温度不变时,不管如何改变起始投料(投入反应物、投入生成物、改变各组分的浓度) 数值基本不变,是一个常数,用K表示;
c(H2)•c(I2)
c2(HI)
(2)常数K与反应的起始浓度大小无关;
(3)常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关,即与平衡建立的过程无关。
(4)常数K只与温度有关,与反应物或生成物的浓度变化无关。
大量实验事实表明:
可逆反应:mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
当温度一定时,反应达到平衡状态后,各物质的物质的量浓度满足下面关系:
课内探究
K为定值
归纳总结
一、化学平衡常数
1. 定义
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,用符号K表示。
归纳总结
2. 表达式及单位:
对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
cp (C) ·cq (D)
cm (A)·c n (B)
K =
其中c为各组分的平衡浓度
浓度的单位为mol·L-1
当浓度的单位为 mol·L-1,称标准平衡常数
注:纯固体和纯液体浓度计为1,不列入平衡常数表达式
标准平衡常数不写单位
试写出下表中各反应的平衡常数表达式
化学反应 K表达式
N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g)
2NH3(g) N2(g)+ 3H2(g)
Fe3O4(s) + 4H2(g)
3Fe(s) + 4H2O(g)
高温
Cr2O72-(aq) + H2O(l)
2CrO42- (aq) + 2H+ (aq)
互为倒数
学以致用
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易错警示
使用平衡常数应注意的问题
(1)必须指明温度,反应必须达到平衡状态
(2)平衡常数表示反应进行的程度,不表示反应的快慢,即速率大,K值不一定大
(3)在进行K值的计算时,纯固体、纯液体不作考虑,表达式中不需表达
一定温度下
Fe3O4(s) + 4H2(g)
高温
3Fe(s) + 4H2O(g)
如:
(4)在进行K值的计算时,稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度也不必写在平衡关系式中。
一定温度下
易错警示
Cr2O72- (aq) + H2O(l)
2CrO42- (aq) + 2H+ (aq)
如:
非水溶液中的反应,如有水生成或有水参加反应,此时水的浓度不可视为常数,必须表示在平衡关系式中