2.2 化学反应的限度 第1课时（导学案）化学沪科版选择性必修1

2.2 化学反应的限度 第1课时 化学平衡常数 一、知识目标 1. 理解化学平衡常数的概念，能正确书写给定可逆反应的平衡常数表达式。 1. 知道化学平衡常数的影响因素，能根据平衡常数判断可逆反应的热效应。 1. 了解化学平衡常数的应用，能利用平衡常数计算平衡时各物质的浓度、反应物的转化率，判断化学反应进行的方向。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观的实验数据出发，探究化学平衡状态下各物质浓度的关系，建立化学平衡常数的概念；从微观角度理解化学平衡常数与化学反应限度的内在联系。 2. 证据推理与模型认知：通过对大量实验数据的分析和推理，总结出化学平衡常数的规律；建立化学平衡常数的模型，运用该模型解决实际问题，如计算平衡浓度、判断反应方向等。 3. 科学探究与创新意识：通过合作探究实验，培养探究能力和创新思维；在探究过程中，学会发现问题、提出问题，并通过实验和理论分析解决问题。 一、学习重点 化学平衡常数的概念、表达式、影响因素及应用。 二、学习难点 化学平衡常数的应用，如利用平衡常数计算平衡时各物质的浓度、反应物的转化率，判断化学反应进行的方向。 一、化学平衡常数 1．化学平衡常数的概念 在一定温度下，可逆反应无论从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，也无论反应开始时反应物和生成物的浓度大小，当达到平衡时，生成物浓度幂的乘积除以反应物浓度幂的乘积的比值是个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号 K 表示。 化学平衡常数是定量描述化学反应限度的物理量。 2.化学平衡常数表达式 对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，化学平衡常数表示式K＝。 平衡常数的表达式必须与化学方程式相对应。在稀溶液中进行的反应，如果反应中有水参加，水的浓度不必写在平衡常数的表达式中，因为水的浓度被视为常数。当有固体和纯液体参与反应时，固体和纯液体的浓度也不写入平衡常数的表达式中。 3．化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。 K值越大，表示反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大，当K＞105时，该反应就进行得基本完全了；K值越小，表示反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。 4．化学平衡常数的影响因素 （1）内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。 （2）外因：在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。 5.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。 已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。 ①若两反应互为逆反应，则K1•K2＝1。 ②若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则K1＝K。 ③若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1•K2。 ④若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 二、平衡转化率 1.定义 某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值。 2.表达式 平衡转化率α＝×100% 对于反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率为α(A)＝×100%，式中c0(A)和c(A)分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。 3.意义 反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 三、化学平衡的移动 1.浓度商：对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为浓度商，常用Q表示，即Q＝。 当Qc＝K时，v(正)＝v(逆)，反应处于平衡状态； 当Qc<K时，v(正)>v(逆)，反应向正反应方向进行； 当Qc>K时，v(正)<v(逆)，反应向逆反应方向进行。 （一）化学平衡常数的概念 问题探究 1. 展示时反应体系中各物质的浓度数据（课件中的表 1），请计算平衡时的值。 2. 展示时反应体系中各物质的浓度数据，先计算的值，观察是否为定值；再计算的值，观察是否为定值。 问题思考 1. 在第一个反应中，得出在一定温度下，反应达到化学平衡状态时，生成物浓度的乘积与反应物浓度的乘积的比值是一个定值，这个结论是否适用于其他可逆反应呢？ 1. 在第二个反应中，计算结果不同可能跟什么因素有关？ 归纳总结 1. 请归纳化学平衡常数的概念。 答案：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为定值，该定值为化学平衡常数。 1. 对于一般可逆反应，其平衡常数表达式是什么？ 答案： 对应训练 1. 对于反应，在某温度下达到平衡时，，，，，计算此时的值。 答案：直接将各物质的浓度代入进行计算，即。 1. 写出反应的平衡常数表达式。 答案：根据化学平衡常数的表达式书写规则，生成物的化学计量数为，反应物的化学计量数为，的化学计量数为，所以平衡常数表达式为。 1. 写出反应的平衡常数表达式。 答案：因为和是固体，其浓度视为常数，在平衡常数表达式中不出现，所以该反应的平衡常数表达式为。 （二）化学平衡常数的影响因素 问题探究 1. 展示在容积不变的密闭容器中反应在不同温度下的平衡常数数据（课件中的表格），观察温度变化时平衡常数的变化情况。 1. 提出问题：体系压强改变会影响平衡常数吗？思考压强改变与物质浓度、平衡常数之间的关系。 1. 展示时生成卤化氢反应（、、、）的平衡常数数据，比较不同反应的平衡常数大小。 问题思考 1. 根据温度对平衡常数影响的数据，总结温度与平衡常数的变化规律。 答案：升高温度，吸热反应的平衡常数增大，放热反应的平衡常数减小；降低温度，吸热反应的平衡常数减小，放热反应的平衡常数增大。 1. 压强改变对平衡常数有无影响，为什么？ 答案：压强改变可能会影响体系中物质的浓度，而浓度的改变不影响平衡常数。因此压强不影响平衡常数的大小。 1. 从不同反应的平衡常数数据对比中，能得出平衡常数与物质性质有什么关系？ 答案：平衡常数的大小，与反应中物质的性质有关。对于同一可逆反应，化学平衡常数只与温度有关，物质的性质是内因，温度是外因。 对应训练 1. 对于某吸热反应，升高温度，其平衡常数将（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 答案：A。因为该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，生成物浓度增大，反应物浓度减小，根据平衡常数表达式，可知平衡常数增大。 1. 对于反应，在一定温度下达到平衡，增大压强，平衡常数（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 答案：C。平衡常数只受温度影响，与压强无关，所以增大压强，平衡常数不变。 1. 已知反应和反应，在相同温度下，反应的平衡常数大于反应的平衡常数，则下列说法正确的是（ ） A. 反应进行得更完全 B. 反应进行得更完全 C. 两个反应进行的程度一样 D. 无法比较两个反应进行的程度 答案：A。平衡常数越大，表示反应进行得越完全，因为反应的平衡常数大，所以该反应进行得更完全。 （三）化学平衡常数的应用 问题探究 1. 展示例题：将与气体混合充入密闭容器中，加热到，充分反应达到平衡后，测得的浓度为。（1）求该反应的平衡常数及平衡时的转化率。（2）在上述温度下，的量不变，将气态的投料改为，达到平衡时，的浓度为多少？的转化率为多少？ 1. 继续以上题为例，在该温度下，的量不变，将气态的投料改为，反应一段时间后测得体系中的浓度为，此时反应是否达到平衡状态？ 问题思考 1. 在利用化学平衡常数计算平衡时各物质的浓度及反应物转化率的过程中，解题的关键步骤是什么？ 答案：关键步骤是列出反应的三段式（起始浓度、变化浓度、平衡浓度），然后根据平衡常数表达式进行计算。 1. 如何利用浓度商和平衡常数判断化学反应进行的方向？ 答案：对于可逆反应，任意时刻反应中各物质的浓度幂之积的比值为浓度商。同一温度下，，处于化学平衡状态；，向正反应方向进行；，向逆反应方向进行。 对应训练 1. 在一定温度下，将和两种气体混合于密闭容器中，发生反应，末反应达到平衡状态，生成了。求：（1）该反应的平衡常数；（2）的转化率。 答案： 首先列出三段式： 起始浓度：，，，。 变化浓度：因为生成了，所以，则，，。 平衡浓度：，，，。 然后代入平衡常数表达式计算，。 的转化率为。 1. 在一定温度下，反应的平衡常数。某时刻测得体系中，，，此时该反应（ ） A. 达到平衡状态 B. 向正反应方向进行 C. 向逆反应方向进行 D. 无法确定 答案：C。计算该时刻的浓度商，因为，所以反应向正反应方向进行。 1.下列关于化学平衡常数的叙述正确的是() A. 化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关 B. 两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变 C. 化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 D. 温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数 【答案】D 【解析】A. 化学平衡常数表示反应进行的程度，只与温度有关，温度改变，平衡常数改变，A错误；B. 平衡常数表达式与化学方程式的书写形式有关，化学方程式书写形式不同，平衡常数可能不同，B错误；C. 化学平衡常数是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，不是某一时刻，C错误；D. 温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数，D正确。 2.下列关于化学平衡常数的说法正确的是() A. 在任何条件下，化学平衡常数不变 B. 当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变 C. 化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强有关 D. 由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度 【答案】D 【解析】A. 化学平衡常数只与温度有关，温度改变，平衡常数改变，A错误；B. 改变反应物浓度，平衡常数不变，B错误；C. 化学平衡常数只与温度有关，与反应物浓度、体系压强无关，C错误；D. 化学平衡常数K越大，反应进行的程度越大，所以由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度，D正确。 3.编号反应平衡常数反应热 反应①A(g) ⇌ B(g)＋C(g) K1 ΔH1 反应②B(g)＋C(g) ⇌ D(g) K2 ΔH2 反应③A(g) ⇌ D(g) K3 ΔH3 对于下列反应，其反应过程的能量变化示意图如下： 下列说法正确的是() A. K3＝K1＋K2 B. ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C. 加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快 D. 增大压强，K1减小，K2增大，K3不变 【答案】B 【解析】A. 反应③=反应①+反应②，根据平衡常数的计算规则，K3 = K1×K2，A错误；B. 根据盖斯定律，反应热只与反应的始态和终态有关，与反应途径无关，所以ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，B正确；C. 催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但不影响反应热，C错误；D. 平衡常数只与温度有关，增大压强，平衡常数不变，D错误。 4.在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是 ①H2＋F2 ⇌ 2HF K＝1047； ②H2＋Cl2 ⇌ 2HCl K＝1017； ③H2＋Br2 ⇌ 2HBr K＝109； ④H2＋I2 ⇌ 2HI K＝1。 比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是() A. ①②③④ B. ④②③① C. ①④③② D. 无法确定 【答案】A 【解析】化学平衡常数越大，说明反应进行的程度越大，根据题目中给出的平衡常数大小：1047＞1017＞109＞1，所以各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是①②③④，A正确。 5.某恒定温度下，在一个2L的密闭容器中充入气体A、气体B，其浓度分别为2mol·L－1、1mol·L－1，且发生如下反应：3A(g)＋2B(g) ⇌ 4C(?)＋2D(?)。反应一段时间后达到平衡状态，测得生成1.6molC，且反应前后气体的压强比为5∶4，回答下列问题： （1）该反应的平衡常数表达式为____________________________________。 （2）B的转化率为________。 （3）增加C的量，A、B的转化率________(填“变大”“变小”或“不变”)。 【答案】（1）K＝ () （2）40% （3）不变 一、化学平衡常数 （一）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（简称平衡常数），用符号K表示 （二）表达式：对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)， 则 （三）说明： 1、表达式的浓度必须是平衡时的浓度，系数决定幂次 2、有固体或纯液体（H2O）参与的反应，其浓度视为“常数”不计入表达式中 3、在非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则水底额浓度应出现在平衡常数表达式中 4、K有单位，但一般不写 5、K表示某一具体反应的平衡常数，当反应方向改变或系数改变时，K也相应发生改变 6、对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即 7、方程式扩大一定的倍数，K就扩大相应的幂次；方程式缩小一定的倍数，K就相应的开几次幂；方程式做加法，K相应的做乘法；方程式做减法，K相应的做除法。 （四）影响因素：K只与温度有关，与反应物或生成物的浓度、压强、催化剂无关。 （五）应用： 1、判断反应进行的程度 K增大→产物所占的比例增大→正反应进行程度增大→反应进行越完全→反应物转化率增大 一般来说，当K>105时，反应基本完全（不可逆反应）；当K<10-5时，反应很难进行 2、判断反应的热效应 当温度升高→K增大→正反应为吸热反应；当温度升高→K减小→正反应为放热反应 3、判断反应进行的方向 ：浓度商，其中的浓度是任意时刻的浓度值 当Q=K时，反应达平衡，正反应速率=逆反应速率，不移动 当Q<K时，反应要达平衡→生成物的浓度增大，反应物的浓度降低→正反应速率>逆反应速率，正向移动 当Q>K时，反应要达平衡→生成物的浓度减小，反应物的浓度升高→正反应速率<逆反应速率，逆向移动 （6） 压强平衡常数 1、 表达方式：对于有气体参与的反应，用气体的平衡压强代替物质的量浓度来表示压强平衡常数。例如： 对于反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，则 2、 计算方法： （1） 应用“三段式”法计算出化学平衡体系中各反应物或生成物的物质的量。 （2） 计算各气体的物质的量分数或体积分数，从而确定各气体反应物或生成物的分压。 某气体的分压=平衡时所有气体的总压强×该气体的物质的量分数或体积分数 （3） 应用压强平衡常数计算公式进行计算。 例如：N2+3H22NH3的压强平衡常数的表达式为： 考点一 化学平衡常数及应用 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，下列说法不正确的是 A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大 B．K的表达式是 C．K随反应物浓度的改变而改变 D．K随温度的改变而改变 【答案】C 【解析】A．反应达到平衡时，化学平衡常数K越大，则反应物生成的生成物的浓度就越大，则反应进行的程度越大，A正确； B．根据化学平衡常数的含义可知该反应的化学平衡常数K的表达式是K=，B正确； C．化学平衡常数K只与温度有关，而与反应物浓度无关，C错误； D．化学平衡常数K随温度的改变而改变，D正确； 故合理选项是C。 2．测得某反应A＋B2C在不同温度下的平衡常数： 温度 50℃ 80℃ K 100 400 又测得温度t时，反应2CA＋B的平衡常数为0.06，可推知t的范围是 A．t<50℃ B．t>80℃ C．50℃<t<80℃ D．无法确定 【答案】A 【解析】的平衡常数表达式为：K=，由题给数据可知随温度的升高，K值增大，说明正反应为吸热反应。则反应的正反应为放热反应，其平衡常数表达式为：K=，则该反应在50℃、80℃的平衡常数值分别为=0.01、1/400=0.0025.随温度的升高，K值逐渐减小，而0.01<0.06，故此时的温度t<50℃，故选：A。 3．已知反应 2NH3N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，在此条件下，氨的合成反应N2 + 3H22NH3的平衡常数为 A．4 B．2 C．1 D．0.5 【答案】A 【解析】相同温度下，同一可逆反应的正逆平衡常数互为倒数关系，已知反应 2NH3 ⇌ N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，则该条件下反应N2+ 3H2⇌2NH3的平衡常数K==4，故选A。 4．已知相同条件下：（1） ；（2） ；（3） ，则、、的关系正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】根据盖斯定律可得，反应③=反应①+反应② 2，则，故选C。 5．下列关于化学平衡常数的叙述正确的是 A．浓度商Q＜K时，平衡逆向移动 B．化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关 C．化学平衡发生移动，化学平衡平衡常数一定发生改变 D．温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数 【答案】D 【解析】A．浓度商Q＜K时，化学平衡正向移动，A错误； B．化学平衡常数表示反应进行的程度，仅与温度有关，而与其它条件无关，B错误； C．化学平衡发生移动时，若温度不变，则化学平衡平衡常数就不变，若温度变化，则化学平衡常数就发生改变，C错误； D．温度一定时，对于确定的化学反应，其化学平衡常数不变，对于给定的化学反应，由于正反应、逆反应的反应物与生成物相反，则正、逆反应的平衡常数互为倒数，D正确； 故合理选项是D。 6．下列平衡常数的表达式书写正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】化学平衡常数等于生成物的浓度幂次方的乘积与反应物浓度的幂次方的乘积比值，固体和纯液体不代入平衡常数； 【解析】A．该反应平衡常数表达式为：，故A错误； B．该反应平衡常数表达式为：，故B错误； C．该反应平衡常数表达式为：，故C正确； D．该反应平衡常数表达式为：，故D错误； 故选C。 考点二 化学平衡的移动 1．在一定温度下反应 向逆方向进行，则此时Q与K 的关系是 A．Q>K B．Q=K C．Q<K D．无法判断 【答案】A 【解析】反应 向逆方向进行，说明浓度商大于K，答案选A。 2．可逆反应达到平衡状态后，保持温度、容器容积不变，向容器中充入一定量的，下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商) A．Q不变，K变大，的转化率增大 B．Q不变，K变大，的转化率减小 C．Q减小，K不变，的转化率减小 D．Q增大，K不变，的转化率增大 【答案】C 【分析】当可逆反应达到平衡状态后，保持温度不变，则平衡常数不变，浓度商，容器容积不变，向容器中充入一定量的，浓度增大，所以浓度商减小，平衡正向移动，的转化率增大，但由于充入了，所以的转化率减小。 【解析】根据分析，Q减小，K不变，的转化率增大，的转化率减小，故选C。 3．氢能是一种理想的绿色能源。有科学家预言，氢能有可能成为人类未来的主要能源。 Ⅰ．工业上制取氢气时，涉及的一个重要反应：   已知：①   ②   ③   （1） (用含、、的式子表示) Ⅱ．在容积不变的密闭容器中发生反应 ，其平衡常数的倒数()和温度(t)的关系如下表所示： 700 800 830 1000 1200 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 （2）该反应的平衡常数表达式为 ； 0(填“”“”或“”) （3）能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母) A．单位时间内消耗，同时消耗 B．混合气体的密度不再改变 C．混合气体中的体积分数不再改变 D．混合气体的平均相对分子质量不再改变 （4）欲提高CO的转化率，可以采取的措施有 (任写两条)。 （5）830℃下，向容积为10L的密闭容器中充入和，保持温度不变，经过反应达到平衡状态。该时间段， ；平衡时CO的转化率为 。 （6）1000℃下，在某时刻反应混合物中CO、、、的浓度分别为、、、，此时 (填“”“”或“”)。 【答案】（1） （2） （3）AC （4）降低温度、增大水蒸气的浓度、减小的浓度、减小的浓度等 （5）0.015 75% （6）> 【解析】（1）已知：①   ②   ③   根据盖斯定律，由③-①-②得反应=； （2）由方程式可知，反应的化学平衡常数表达式为K=；由表格数据可知，温度升高，平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，0； （3）A. 单位时间内消耗，同时消耗，则正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，选项A正确； B.反应Ⅰ为气体分子数减小的放热反应，恒温恒容条件下，混合气体总质量不变，容器容积不变，混合气体的密度始终不变，则密度不变不能说明反应达到平衡状态，选项B错误； C. 混合气体中的体积分数不再改变，则反应物各成分保持不变，反应达平衡状态，选项C正确； D.混合气体的总质量不变，随着反应的进行，气体的总物质的量一直也不变，则混合气体的平均相对分子质量一直不变，当平均相对分子质量不再变化时，不能说明反应达到平衡状态，选项D错误； 答案选AC； （4）欲提高CO的转化率，可以采取的措施有降低温度、增大水蒸气的浓度、减小的浓度、减小的浓度等； （5）830℃下，向容积为10L的密闭容器中充入和，保持温度不变，经过反应达到平衡状态，设CO的转化率为x，根据三段式有： K===1，解得x=75%； 该时间段，=0.015；平衡时CO的转化率为75%； （6）1000℃下，在某时刻反应混合物中CO、、、的浓度分别为、、、，则Qc===0.3<1.7=K，平衡正向移动，此时。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.2 化学反应的限度 第1课时 化学平衡常数 一、知识目标 1. 理解化学平衡常数的概念，能正确书写给定可逆反应的平衡常数表达式。 1. 知道化学平衡常数的影响因素，能根据平衡常数判断可逆反应的热效应。 1. 了解化学平衡常数的应用，能利用平衡常数计算平衡时各物质的浓度、反应物的转化率，判断化学反应进行的方向。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观的实验数据出发，探究化学平衡状态下各物质浓度的关系，建立化学平衡常数的概念；从微观角度理解化学平衡常数与化学反应限度的内在联系。 2. 证据推理与模型认知：通过对大量实验数据的分析和推理，总结出化学平衡常数的规律；建立化学平衡常数的模型，运用该模型解决实际问题，如计算平衡浓度、判断反应方向等。 3. 科学探究与创新意识：通过合作探究实验，培养探究能力和创新思维；在探究过程中，学会发现问题、提出问题，并通过实验和理论分析解决问题。 一、学习重点 化学平衡常数的概念、表达式、影响因素及应用。 二、学习难点 化学平衡常数的应用，如利用平衡常数计算平衡时各物质的浓度、反应物的转化率，判断化学反应进行的方向。 一、化学平衡常数 1．化学平衡常数的概念 在一定温度下，可逆反应无论从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，也无论反应开始时反应物和生成物的浓度大小，当达到平衡时， 除以 的比值是个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号 表示。 化学平衡常数是定量描述化学反应限度的物理量。 2.化学平衡常数表达式 对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，化学平衡常数表示式K＝ 。 平衡常数的表达式必须与化学方程式相对应。在稀溶液中进行 反应，如果反应中有水参加，水的浓度不必写在平衡常数的表达式中，因为水的浓度被视为 。当有固体和纯液体参与反应时，固体和纯液体的浓度也不写入平衡常数的表达式中。 3．化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的 (也叫 )。 K值越大，表示反应进行得越 ，平衡时反应物的转化率越 ，当K＞ 时，该反应就进行得基本完全了；K值越小，表示反应进行得越 ，平衡时反应物的转化率越 。 4．化学平衡常数的影响因素 （1）内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的 。 （2）外因：在化学方程式一定的情况下，K只受 影响。 5.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。 已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。 ①若两反应互为逆反应，则 。 ②若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则 。 ③若两反应相加， 总反应的平衡常数 。 ④若两反应相减，则总反应的平衡常数 。 二、平衡转化率 1.定义 某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中 (如物质的量、物质的量浓度等)与该物质 的比值。 2.表达式 平衡转化率 对于反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的 衡转化率为α(A)＝×100%，式中c0(A)和c(A)分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。 3.意义 反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 三、化学平衡的移动 1.浓度商：对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为浓度商，常用Q表示，即Q＝ 。 当Qc＝K时，v(正) v(逆)，反应处于平衡状态； 当Qc<K时，v(正) v(逆)，反应向 方向进行； 当Qc>K时，v(正) v(逆)，反应向 方向进行。 （一）化学平衡常数的概念 问题探究 1. 展示时反应体系中各物质的浓度数据（课件中的表 1），请计算平衡时的值。 2. 展示时反应体系中各物质的浓度数据，先计算的值，观察是否为定值；再计算的值，观察是否为定值。 问题思考 1. 在第一个反应中，得出在一定温度下，反应达到化学平衡状态时，生成物浓度的乘积与反应物浓度的乘积的比值是一个定值，这个结论是否适用于其他可逆反应呢？ 1. 在第二个反应中，计算结果不同可能跟什么因素有关？ 归纳总结 1. 请归纳化学平衡常数的概念。 1. 对于一般可逆反应，其平衡常数表达式是什么？ 对应训练 1.对于反应，在某温度下达到平衡时，，，，，计算此时的值。 2.写出反应的平衡常数表达式。 3.写出反应的平衡常数表达式。 （二）化学平衡常数的影响因素 问题探究 1. 展示在容积不变的密闭容器中反应在不同温度下的平衡常数数据（课件中的表格），观察温度变化时平衡常数的变化情况。 1. 提出问题：体系压强改变会影响平衡常数吗？思考压强改变与物质浓度、平衡常数之间的关系。 1. 展示时生成卤化氢反应（、、、）的平衡常数数据，比较不同反应的平衡常数大小。 问题思考 1. 根据温度对平衡常数影响的数据，总结温度与平衡常数的变化规律。 1. 压强改变对平衡常数有无影响，为什么？ 1. 从不同反应的平衡常数数据对比中，能得出平衡常数与物质性质有什么关系？ 对应训练 1.对于某吸热反应，升高温度，其平衡常数将（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 2.对于反应，在一定温度下达到平衡，增大压强，平衡常数（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 3.已知反应和反应，在相同温度下，反应的平衡常数大于反应的平衡常数，则下列说法正确的是（ ） A. 反应进行得更完全 B. 反应进行得更完全 C. 两个反应进行的程度一样 D. 无法比较两个反应进行的程度 （三）化学平衡常数的应用 问题探究 1. 展示例题：将与气体混合充入密闭容器中，加热到，充分反应达到平衡后，测得的浓度为。（1）求该反应的平衡常数及平衡时的转化率。（2）在上述温度下，的量不变，将气态的投料改为，达到平衡时，的浓度为多少？的转化率为多少？ 1. 继续以上题为例，在该温度下，的量不变，将气态的投料改为，反应一段时间后测得体系中的浓度为，此时反应是否达到平衡状态？ 问题思考 1. 在利用化学平衡常数计算平衡时各物质的浓度及反应物转化率的过程中，解题的关键步骤是什么？ 1. 如何利用浓度商和平衡常数判断化学反应进行的方向？ 对应训练 1.在一定温度下，将和两种气体混合于密闭容器中，发生反应，末反应达到平衡状态，生成了。 求：（1）该反应的平衡常数； （2）的转化率。 2.在一定温度下，反应的平衡常数。某时刻测得体系中，，，此时该反应（ ） A. 达到平衡状态 B. 向正反应方向进行 C. 向逆反应方向进行 D. 无法确定 1.下列关于化学平衡常数的叙述正确的是() A. 化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关 B. 两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变 C. 化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 D. 温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数 2.下列关于化学平衡常数的说法正确的是() A. 在任何条件下，化学平衡常数不变 B. 当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变 C. 化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强有关 D. 由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度 3.编号反应平衡常数反应热 反应①A(g) ⇌ B(g)＋C(g) K1 ΔH1 反应②B(g)＋C(g) ⇌ D(g) K2 ΔH2 反应③A(g) ⇌ D(g) K3 ΔH3 对于下列反应，其反应过程的能量变化示意图如下： 下列说法正确的是() A. K3＝K1＋K2 B. ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C. 加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快 D. 增大压强，K1减小，K2增大，K3不变 4.在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是 ①H2＋F2 ⇌ 2HF K＝1047； ②H2＋Cl2 ⇌ 2HCl K＝1017； ③H2＋Br2 ⇌ 2HBr K＝109； ④H2＋I2 ⇌ 2HI K＝1。 比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是() A. ①②③④ B. ④②③① C. ①④③② D. 无法确定 5.某恒定温度下，在一个2L的密闭容器中充入气体A、气体B，其浓度分别为2mol·L－1、1mol·L－1，且发生如下反应：3A(g)＋2B(g) ⇌ 4C(?)＋2D(?)。反应一段时间后达到平衡状态，测得生成1.6molC，且反应前后气体的压强比为5∶4，回答下列问题： （1）该反应的平衡常数表达式为____________________________________。 （2）B的转化率为________。 （3）增加C的量，A、B的转化率________(填“变大”“变小”或“不变”)。 一、化学平衡常数 （一）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（简称平衡常数），用符号K表示 （二）表达式：对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)， 则 （三）说明： 1、表达式的浓度必须是平衡时的浓度，系数决定幂次 2、有固体或纯液体（H2O）参与的反应，其浓度视为“常数”不计入表达式中 3、在非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则水底额浓度应出现在平衡常数表达式中 4、K有单位，但一般不写 5、K表示某一具体反应的平衡常数，当反应方向改变或系数改变时，K也相应发生改变 6、对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即 7、方程式扩大一定的倍数，K就扩大相应的幂次；方程式缩小一定的倍数，K就相应的开几次幂；方程式做加法，K相应的做乘法；方程式做减法，K相应的做除法。 （四）影响因素：K只与温度有关，与反应物或生成物的浓度、压强、催化剂无关。 （五）应用： 1、判断反应进行的程度 K增大→产物所占的比例增大→正反应进行程度增大→反应进行越完全→反应物转化率增大 一般来说，当K>105时，反应基本完全（不可逆反应）；当K<10-5时，反应很难进行 2、判断反应的热效应 当温度升高→K增大→正反应为吸热反应；当温度升高→K减小→正反应为放热反应 3、判断反应进行的方向 ：浓度商，其中的浓度是任意时刻的浓度值 当Q=K时，反应达平衡，正反应速率=逆反应速率，不移动 当Q<K时，反应要达平衡→生成物的浓度增大，反应物的浓度降低→正反应速率>逆反应速率，正向移动 当Q>K时，反应要达平衡→生成物的浓度减小，反应物的浓度升高→正反应速率<逆反应速率，逆向移动 （6） 压强平衡常数 1、 表达方式：对于有气体参与的反应，用气体的平衡压强代替物质的量浓度来表示压强平衡常数。例如： 对于反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，则 2、 计算方法： （1） 应用“三段式”法计算出化学平衡体系中各反应物或生成物的物质的量。 （2） 计算各气体的物质的量分数或体积分数，从而确定各气体反应物或生成物的分压。 某气体的分压=平衡时所有气体的总压强×该气体的物质的量分数或体积分数 （3） 应用压强平衡常数计算公式进行计算。 例如：N2+3H22NH3的压强平衡常数的表达式为： 考点一 化学平衡常数及应用 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，下列说法不正确的是 A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大 B．K的表达式是 C．K随反应物浓度的改变而改变 D．K随温度的改变而改变 2．测得某反应A＋B2C在不同温度下的平衡常数： 温度 50℃ 80℃ K 100 400 又测得温度t时，反应2CA＋B的平衡常数为0.06，可推知t的范围是 A．t<50℃ B．t>80℃ C．50℃<t<80℃ D．无法确定 3．已知反应 2NH3N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，在此条件下，氨的合成反应N2 + 3H22NH3的平衡常数为 A．4 B．2 C．1 D．0.5 4．已知相同条件下：（1） ；（2） ；（3） ，则、、的关系正确的是 A． B． C． D． 5．下列关于化学平衡常数的叙述正确的是 A．浓度商Q＜K时，平衡逆向移动 B．化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关 C．化学平衡发生移动，化学平衡平衡常数一定发生改变 D．温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数 6．下列平衡常数的表达式书写正确的是 A． B． C． D． 考点二 化学平衡的移动 1．在一定温度下反应 向逆方向进行，则此时Q与K 的关系是 A．Q>K B．Q=K C．Q<K D．无法判断 2．可逆反应达到平衡状态后，保持温度、容器容积不变，向容器中充入一定量的，下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商) A．Q不变，K变大，的转化率增大 B．Q不变，K变大，的转化率减小 C．Q减小，K不变，的转化率减小 D．Q增大，K不变，的转化率增大 3．氢能是一种理想的绿色能源。有科学家预言，氢能有可能成为人类未来的主要能源。 Ⅰ．工业上制取氢气时，涉及的一个重要反应：   已知：①   ②   ③   （1） (用含、、的式子表示) Ⅱ．在容积不变的密闭容器中发生反应 ，其平衡常数的倒数()和温度(t)的关系如下表所示： 700 800 830 1000 1200 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 （2）该反应的平衡常数表达式为 ； 0(填“”“”或“”) （3）能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母) A．单位时间内消耗，同时消耗 B．混合气体的密度不再改变 C．混合气体中的体积分数不再改变 D．混合气体的平均相对分子质量不再改变 （4）欲提高CO的转化率，可以采取的措施有 (任写两条)。 （5）830℃下，向容积为10L的密闭容器中充入和，保持温度不变，经过反应达到平衡状态。该时间段， ；平衡时CO的转化率为 。 （6）1000℃下，在某时刻反应混合物中CO、、、的浓度分别为、、、，此时 (填“”“”或“”)。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$