2.2.2 化学平衡常数-【精讲课】2024-2025学年高二化学同步教学优质课件（人教版2019选择性必修1）

第二章 第二节 化学平衡 四川省双流棠湖中学 海棠化学备课组 第2课时 化学平衡常数 1.知道化学平衡常数的含义。 2.能书写化学平衡常数表达式并进行相关计算(重、难点)。 核心素养学习目标 任务一 认识化学平衡常数及表达式 【图表信息】分析图表，你能得出什么结论呢？ 起始浓度/mol·L－1 平衡浓度/mol·L－1 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 8.430×10－3 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 在457.6℃时，反应体系H2(g) + I2(g) 2HI(g)中各物质的浓度 3 任务一 认识化学平衡常数及表达式 【发现规律】 结论1： 为常数 c2(HI) c(H2) · c(I2) 化学平衡常数 结论2：与反应物的起始浓度大小无关； 与正向建立还是逆向建立平衡无关。 4 任务一 认识化学平衡常数及表达式 【概念学习】化学平衡常数 概念：在一定温度下，一个可逆反应达到化学平衡时，体系内生成物浓度幂(以其化学计量数为幂)之积与反应物浓度幂之积的比值就是一个常数，叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数。 特点：K 的数值与各反应体系中各物质的初始浓度和反应路径无关 符号：K 表达式： mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 任意时刻，浓度商Q＝ 平衡状态时，K＝Q＝ 5 任务一 认识化学平衡常数及表达式 【思考交流】浓度商与平衡常数有什么区别？ 任意时刻，浓度商Q＝ 平衡状态时，K＝Q＝ ①浓度不同。 ②当Q＝K时，表明该反应已达到化学平衡状态。 任意时刻浓度 平衡时刻浓度 任务一 认识化学平衡常数及表达式 【思考交流】影响化学平衡常数的因素有哪些呢？ 【资料卡片】 H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＝－14.9 kJ·mol－1 温度 425.6 ℃ 457.6 ℃ K 54.5 48.7 【归纳总结】 (1)内因：同一温度下，不同的反应化学平衡常数不同 同一化学反应，平衡常数与浓度、压强无关，只与温度有关 升高温度，吸热反应的平衡常数增大，反之减小（后续处理） (2)外因： 任务一 认识化学平衡常数及表达式 【思考交流】阅读教材p32，化学平衡常数K的意义？ K 与可逆反应进行程度的关系 两个反应中进行彻底的是____，在常温下很难进行的是____。 化学反应 平衡常数 ①N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) K(298 K)＝5.6×105 ②N2(g)＋O2(g) 2NO(g) K(298 K)＝1.9×10－31 ② ①　 反应进行得越完全，K越大，反应进行得越不完全，K越小。 一般来说，当K＞105时，该反应就进行得基本完全了 任务一 认识化学平衡常数及表达式 【评价训练】学案p21-思考交流 1.正误判断 (1)K越大，表明可逆反应正向进行的程度越大 (2)浓度、温度变化时，平衡常数都会改变 (3)K越大，反应越容易进行 (4)K越大，该可逆反应的速率越快 (5)升高温度，平衡常数增大 √ × × × × 任务一 认识化学平衡常数及表达式 【评价训练】学案p21-思考交流 2.写出下表中各反应的平衡常数表达式。 化学方程式 平衡常数表达式 2NO2(g) N2O4(g) __________ 3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g) _________ K= K= Br2+H2O H++Br-+HBrO ___________________ N2(g)+H2(g) NH3(g) _____________ N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ____________ 2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ______________ K= K= K= K= 任务一 认识化学平衡常数及表达式 任务一 认识化学平衡常数及表达式 【归纳总结】 书写化学平衡常数表达式的注意事项 (1)如果反应中有固体或纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡常数表达式中。 (2)稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度不必写在平衡常数表达式中。 (3)非水溶液以及有机反应，水应该写在常数表达式中。 任务一 认识化学平衡常数及表达式 3.已知在一定温度下，下列各反应的焓变和平衡常数如下： ①C(s)+CO2(g) 2CO(g)　ΔH1　K1 ②CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)　ΔH2　K2 ③C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH3　K3 则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3=　　　 　，  K1、K2、K3三者关系为K3=　　　 。  ΔH1+ΔH2 K1·K2 【评价训练】学案p21-思考交流 任务一 认识化学平衡常数及表达式 (1)K与化学计量数等倍扩大或缩小成幂指数关系。 (2)对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。 (3)若两反应的平衡常数分别为K1、K2，则： ①若两反应相加，则总反应的平衡常数K=K1·K2。 ②若两反应相减，则总反应的平衡常数K=。 (4)由于一个化学反应的某一平衡常数表达式与该反应化学方程式的一种表示形式相对应，因此不能笼统地说某一反应的平衡常数是多少。 【归纳总结】 任务二 化学平衡的相关计算 【方法指导】 1.化学平衡计算模型——“三段式”法 (1)巧设未知数，列全三段式：找已知量，设转化量(若由已知量能列三段式就不必设量) (2)抽提关键量，找准关系式：依据转化量之比等于化学计量数 之比或关键量列等式关系 关 键 找到达平衡状态时的转化量和平衡量 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) (3)解答设问题，求解问题项：根据求解量，计算问题项 起始量/mol a　　　 b 0 0 转化量/mol mx　　 nx px qx 平衡量/mol a-mx　 b-nx px qx 15 任务二 化学平衡的相关计算 【方法指导】 2. 常见的计算量 (1)平衡常数K=。 (2)平衡时A的物质的量浓度：c(A)= mol·L-1。 (3)平衡时A的转化率：α(A)=×100% =×100% 即：α(A)=×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)=∶。 任务二 化学平衡的相关计算 【方法指导】 2. 常见的计算量 (4)平衡时A的体积分数：φ(A)=×100%。 (5)平衡时和开始时的压强之比：=。 (6)生成物产率=×100%。 任务二 化学平衡的相关计算 【典例剖析】 在830 K时，在密闭容器中发生可逆反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。试回答下列问题： (1)若起始时c(CO)＝2 mol·L－1，c(H2O)＝3 mol·L－1，4 s后达到平衡，此时CO的转化率为60%，则在该温度下，该反应的平衡常数K＝____，H2O的转化率为　　　。  1 　　　　　　　 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) c始/(mol·L－1)　　2　　　3　　　　 0　　 　0 c变/(mol·L－1)　　1.2　　1.2　　 　1.2　　 1.2 c平/(mol·L－1)　　0.8　　1.8　　 　1.2　　 1.2 K===1 α(H2O)=×100%=40% 40% 任务二 化学平衡的相关计算 (2)若起始时c(CO)=3 mol·L-1，c(H2O)=3 mol·L-1，则在该温度下达到平衡后，CO的转化率为　　　，H2O的转化率为　　　。  50% 50% 设c变(CO)=x mol·L-1，则 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) c始/(mol·L-1) 3 　3 　0　　0 c变/(mol·L-1) x 　x 　x　　x c平/(mol·L-1) 3-x 　3-x 　x　　x =1，x=1.5，则CO的转化率为×100%=50%，H2O的转化率为50%。 【典例剖析】 任务二 化学平衡的相关计算 反应进行到某时刻时，c(H2)＝c(CO2)＝0.5 mol·L－1，c(CO)＝0.5 mol·L－1， c(H2O)＝1.5 mol·L－1， Q===<K， 因此反应未达到平衡状态，反应向正反应方向进行，v正＞ v逆。 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) (3)在相同温度下，若起始时c(CO)=1 mol·L-1，c(H2O)=2 mol·L-1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5 mol·L-1，则此时该反应是否达到平衡状态　　(填“是”或“否”)，此时v正　　　(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。  否 大于 【典例剖析】 本课结束 今日作业 第二章 第二节 第2课时 化学平衡常数 $$