2.2.2 化学平衡常数 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

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 化学平衡数 教学目标 .通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能初步掌握其相关应用。 2.通过问题分析、讨论交流，能运用化学平衡常数对化学反应进行的程度或平衡移动的方向做出判断。 3.通过典例分析、归纳总结，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率，构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。 阅读课本33-36页，回答下列问题： 1. 化学平衡常数K受哪些因素影响? 2. K表达式书写与化学方程式有关吗？ 3. 如何根据Q与 K之间的关系来判断反应进行的方向? 4. K值越大能够说明什么？K值越小能够说明什么？ 5、化学平衡常数K的应用有哪些？ 课前思考 研究的对象为可逆反应 平衡时，正反应和逆反应的速率相等（对同 一物质，消耗速率和生成速率相等） 化学平衡是动态平衡，化学反应仍在进行，并未停止 平衡时，反应混合物中各组成成分的百分含量保持一定（即不再发生改变） 一定条件下的平衡，当反应条件改变时，反应速率和各组分百分含量会发生改变而使平衡被破坏 逆 等 动 定 变 知识回顾 温故知新 研究对象:可逆反应 ν正= ν逆≠0 4 【图表信息】分析P33、34教材表格2-1，一定温度下，化学平衡体系中反应物浓度与生成物浓度之间有什么关系呢？你还能得出什么结论？ 认识化学平衡常数及表达式 一 结论1： 为常数 c2(HI) c(H2) · c(I2) 结论：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。 认识化学平衡常数及表达式 一 【发现规律】 即：一定温度下，无论反应物的起始浓度如何，无论从正方向开始还是从逆方向开始，平衡时生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数。 二 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，用符号K表示。 2.表达式：对于反应: mA (g)+nB (g) pC(g)+qD(g) cp (C) · cq (D) cm (A) ·cn (B) =Kc= 说明：其中c为各组分的平衡浓度 3.注意： ①计算时，代入平衡常数表达式的浓度是平衡浓度。 ②固体和纯液体物质的浓度视为常数，通常不写入平衡常数表达式中。 ③浓度平衡常数的单位一般不写。 化学平衡常数的定义及意义 化学平衡常数的定义及意义 二 任意时刻的浓度商Qc 4.平衡常数的意义 平衡常数表示反应进行的程度，K越大，表示反应进行的越完全，反之，越不完全。一般K>105，可认为反应完全。 K＜10-5，反应很难进行。 cp (C) · cq (D) cm (A) ·cn (B) QC = QC > kc 未达平衡，逆向进行 QC = kc 达平衡，平衡不移动 QC < kc 未达平衡，正向移动 ①2NO2(g) ⇌N2O4(g) ②3Fe(s)＋4H2O(g) ⇌Fe3O4(s)＋4H2(g) ③C(s) + H2O(g) ⇌ CO(g) + H2(g) ④ Cr2O72-+H2O ⇋2CrO42-+2H+ 化学平衡常数的表达式 三 (1) 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 催化剂 ) ( ) ( ) ( 2 2 2 O c SO2 c SO3 c K · = K= c(CO2) K = ) Cr2O72- ( c ) CrO42- ( c 2 ) H+ ( c 2 (3) Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+ (2) CaCO3(s) CaO( s)+CO2(g) (4) N2+3H2 2NH3 K 1 ) H ( c ) N ( c ) NH ( c 2 3 2 3 2 = 化学平衡常数的表达式 三 ①2NO(g) + O2(g) ⇋ 2NO2(g) ②2NO2(g) ⇋ N2O4 (g) ③2NO(g) +O2(g) ⇋ N2O4 (g) K3 = K1  K2 △H的关系?? 3 = 1+ 2 ③ = ① + ② K1 = K3 / K2 ① = ③ - ② 化学平衡常数的表达式 三 K与反应热之间有什么关系呢？ 化学平衡常数 K 的注意事项 1、K只与温度有关； 2、K的表达式中各物质的量浓度必须是平衡状态下的浓度； 3、固体和纯液体一般不列入表达式； 4、K表达式与化学方程式书写有关： 对于同一可逆反应， K正= 1/K逆 化学计量数变为原来的n倍，K变为原来的n次幂 两方程式相加，K是原来两方程式的 K乘积 两方程式相减，K是原来两方程式的 K相除 5、K越大，该反应进行得越完全； 一般，K>105，该反应就进行得基本完全； K<10-5，反应很难进行。 K2 = K1 n K1× K2 = 1 K = K1× K2 K = K1÷ K2 【练一练】写出下列反应的平衡常数表达式。 1、2SO2 + O2 2SO3 6、Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 3、SO2+ O2 SO3 2、2SO3 2SO2+O2 4、3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe 5、3C+Fe2O3 3CO+2Fe 1、已知下列反应的平衡常数： H2(g) + S(s) H2S (g) K1 S(s) + O2(g) SO2 (g) K2 则相同温度下，反应 H2(g) + SO2(g) O2(g) + H2S(g) 的平衡常数为 ( ) A、K1 + K2 B、K1 – K2 C、K1×K2 D、K1 / K2 D 课堂练习 2、将0.050 mol SO2(g) 和 0.030 mol O2(g)放入容积为1 L的密 闭容器中，反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)在一定条件下 达到平衡，测得c(SO3)＝0.040 mol/L. (1) 该条件下反应的平衡常数K＝________； (2) SO2的平衡转化率为________； 1.6×103 80% 课堂练习 方程式关系 K 相加 相减 倍数n 互为可逆反应 相乘 相除 倍数的幂次方 相加 相减 倍数 倒数 相反数 【课堂延伸】化学平衡常数与方程式的关系 已知如下反应： 2NO2(g) + NaCl(s) NaNO3(s) + ClNO(g) H1＜0 K1 2NO (g) + Cl2(s) 2ClNO(g) H2＜0 K2 求4NO2(g) + 2NaCl(s) 2NaNO3(s) + 2NO(g) + Cl2(g)的平衡常数 K3 及H3。 K3 = 学以致用 一定体积的密闭容器中：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)， 其化学平衡常数K 和温度t 的关系如下表所示： 回答下列问题： (1) 该反应的化学平衡常数表达式为K＝____________。 (2) 该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。 (3) 某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)， 试判断此时的温度为________℃。 t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 吸热 830 c(CO)·c(H2O) c(CO2)·c(H2) 表1: H2(g) + I2(g) 2HI(g) 不同条件下的平衡常数 序号 起始浓度 （×10－2 mol·L-1） 不同温度下的平衡常数(K ) c(H2) c(I2) c(HI) 457.6 ℃ 425.6 ℃ 25 ℃ 1 1.197 0.694 0 48.38 54.51 867 2 1.228 0.996 0 48.61 54.62 867 3 1.201 0.840 0 49.54 54.21 867 4 0 0 1.520 48.48 54.10 867 5 0 0 1.287 48.71 54.42 867 平衡常数不受浓度的影响，受温度影响 影响化学平衡常数的因素 四 温度变化对不同反应的平衡常数的影响是不同的。 吸热反应，温度升高，K值增大 放热反应，温度升高，K值减小 不同温度时，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g) 的浓度平衡常数与温度的关系如下： △ 温度 623K 698K 763K 浓度平衡常数 66 .9 54.4 45.9 则该反应的正反应是____________ 练习： 温度 623K 698K 763K 浓度平衡常数 66 .9 54.4 45.9 通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断该可逆反应的正方向是 反应. 放热 由K可推断反应的热效应 若升高温度，K增大，正反应是吸热反应 若升高温度，K减小，正反应是放热反应 平衡常数K仅与温度有关，与浓度、压强、催化剂等均无关 不同温度时，反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g)平衡常数与温度的关系如下： mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) Q＜K ，V正＞V逆，反应向正方向进行 Q＝K ，V正＝V逆，反应处于平衡状态 Q＞K ，V正＜V逆，反应向逆方向进行 课堂小结 1、在某温度下，可逆反应： mA(g) + nB(g) pC(g)+ qD(g)的平衡常数为Ｋ，下列说法正确的是（　　 ） Ａ.Ｋ越大，达到平衡时，反应进行的程度越大． Ｂ.Ｋ越小，达到平衡时，反应物的转化率越大． Ｃ.Ｋ随反应物浓度改变而改变． Ｄ.Ｋ随温度改变而改变． ＡＤ 2、某温度下SO3的转化反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　　　　　　　　　　　　　 的Ｋ＝45.89，下面三个混合体系中各物质的浓度(mol/L)如下表，试判断各体系是否达到平衡状态． 　　　　　　 体系 SO2 O2 SO3 是否平衡 反应方向 １ 6 4 2 　 ２ 0.1 0.30 0.50 否 逆向 否 正向 感 谢 聆 听！ K＝ K＝ $$