2.2.2化学平衡常数 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

2.2.2化学平衡常数 第二章 化学反应速率与化学平衡 人教版·选择性必修一 1 学习目标 知道化学平衡常数的含义 能书写化学平衡常数表达式并进行简单计算（重难点） 能利用平衡常数和浓度商的关系判断反应是否达到平衡 2 知识回放——化学平衡状态的判断 在457.6℃封闭体系中时,进行反应H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g),如何判断该反应体系达到平衡了呢？ H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) 无色 无色 紫色 定性分析：反应体系颜色不再变化 定量分析：H2、I2、HI的浓度不再改变 混合气体密度不再变化 气体压强不再变化 v反应(H2)=v生成(I2) √ √ √ X X 3 数据分析 在 457.6℃ 时，实验测得溶液中的反应 H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g),在反应物浓度不同时的检测数据如下表。试找出化学平衡体系中反应物和生成物浓度之间的关系。 4 一、化学平衡常数 (2)该常数与反应的起始浓度大小无关； (3)该常数与正向还是逆向建立平衡无关， ——即与平衡建立的途径无关。 常用K表示。 (1)某温度下时， 为常数， 通过分析实验数据得出： 5 一、化学平衡常数 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。 例：mA (g) + nB (g) pC(g) + qD(g) K= C平p(C)· c平q(D) c平m(A)· c平n(B) 代入平衡时各气体物质的浓度 Q= cp(C)· cq(D) cm(A)· cn(B) 代入任意时刻各气体物质的浓度 1. 化学平衡常数定义： 2. 浓度商 6 二、化学平衡常数的书写及注意事项 化学方程式 平衡常数表达式 2NO2 ⇌ N2O4 NO2 ⇌ N2O4 2Fe3＋＋Fe ⇌ 3Fe2＋ Br2＋H2O ⇌ H＋＋Br－＋HBrO K＝ 写出下表中各反应的平衡常数表达式 书写表达 7 二、化学平衡常数的书写及注意事项 (3)固体和纯液体不记入化学平衡常数表达式中： K = c2 (CrO42-) ·c2 (H+) / c(Cr2O72-) CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g) Cr2O72- + H2O ⇌ 2CrO42- + 2H+ K = c(CO2) (1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度和压强无关。 (2)计算时代入公式的浓度是指平衡时各物质的浓度。 8 二、化学平衡常数的书写及注意事项 N2＋3H2 ⇌ 2NH3 K1 1/2N2＋3/2H2 ⇌ NH3 K2 K1＝K22 （4）K表达式与化学方程式书写形式有关，方程式不同，平衡常数不同。 2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g) K2 2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) K1 K2 ＝1/K1 （5）同一化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数 9 二、化学平衡常数的书写及注意事项 (6)多重平衡规则：若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商) 2NO(g) + O2(g) 2NO2 K1 2NO2(g) N2O4 K2 2NO(g) + O2(g) N2O4(g) K = K1 K2 例1：分别写出下列平衡数的表达式，找出关系 10 二、化学平衡常数的书写及注意事项 例2：C(s) + CO2(g) 2CO(g) K C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) K1 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) K2 = K1 / K2 (7)平衡常数没有固定单位，可写可不写，具体按计算时代入单位运算得出 11 三、化学平衡常数的意义及计算 （一）化学平衡常数的意义 当K<10－5时，该正反应很难发生。 K值越大，表示反应进行得越完全 当K>105时，该正反应进行完全。 K值越小，表示反应进行得越不完全 化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小，并不涉及反应时间和化学反应速率。也就是说，某个化学反应的平衡常数很大，可能化学反应速率却很小。 注意事项 12 三、化学平衡常数的意义及计算 （二）平衡浓度的求算 在某温度下，将含有H2和I2 各0.10 mol的气态混合物充入容积为10 L的密闭容器中，充分反应并达到平衡后，测得c(H2)=0.0080 mol·L-1。 （1）计算该反应的平衡常数。 （2）在上述温度下，若起始时向该容器中通入 H2和 I2(g)各0.20 mol，试求达到化学平衡时各物质的浓度。 解:(1) H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) 起始浓度(mol/L) 变化浓度(mol/L) 平衡浓度(mol/L) 0.01 0.01 0 0.008 0.002 0.002 0.004 0.008 0.004 k= 13 三、化学平衡常数的意义及计算 （二）平衡浓度的求算 在某温度下，将含有H2和I2 各0.10 mol的气态混合物充入容积为10 L的密闭容器中，充分反应并达到平衡后，测得c(H2)=0.0080 mol·L-1。 （2）在上述温度下，若起始时向该容器中通入 H2和 I2(g)各0.20 mol，试求达到化学平衡时各物质的浓度。 解:(2) H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) 起始浓度(mol/L) 变化浓度(mol/L) 平衡浓度(mol/L) 0.02 0.02 0 0.02-x x x 2x 0.02-x 2x k= x=0.004 平衡浓度的求算 ①设反应物转化的量为 x； ②用含 x 的式子表示出各物质的平衡浓度； ③通过平衡常数表达式列出方程式； ④求解所列方程式。 14 三、化学平衡常数的意义及计算 （三）转化率 达到化学平衡时，反应达到该条件下物质转化的最大“限度”，即反应物的转化率(α)最大。 平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。 mA + nB ⇌ pC+qD α(A)= 15 三、化学平衡常数的意义及计算 例题解析 化学反应 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g) 是硫酸制造工业的基本反应。将 0.050 mol SO2(g) 和 0.030 mol O2(g) 注入体积为 1.0 L 的密闭反应器，并将反应器置于 某较高温度下的恒温环境中；达到化学平衡后，测得反应器中有0.044 mol SO3(g)，求该温度下反应的平衡常数及 SO2、O2 的平衡转化率。 解:(1) 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g) 起始浓度(mol/L) 变化浓度(mol/L) 平衡浓度(mol/L) 0.05 0.03 0 0.006 0.044 0.022 0.044 0.008 0.044 k= 16 例题解析 化学反应 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g) 是硫酸制造工业的基本反应。将 0.050 mol SO2(g) 和 0.030 mol O2(g) 注入体积为 1.0 L 的密闭反应器，并将反应器置于 某较高温度下的恒温环境中；达到化学平衡后，测得反应器中有0.044 mol SO3(g)，求该温度下反应的平衡常数及 SO2、O2 的平衡转化率。 解:(2) 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g) 起始浓度(mol/L) 变化浓度(mol/L) 平衡浓度(mol/L) 0.05 0.03 0 0.006 0.044 0.022 0.044 0.008 0.044 α(SO2)= α(O2)= 对于一个已标明化学方程式的化学反应，温度一定时只有一个平衡常数， 但不同反应物的平衡转化率却可能不同。因此，脱离具体的反应物谈化学反应的平衡转化 率是没有意义的。 17 重点回顾 α(A)= K= C平p(C)· c平q(D) c平m(A)· c平n(B) 代入平衡时各气体物质的浓度 1.转化率 2.浓度商 Q= cp(C)· cq(D) cm(A)· cn(B) 代入任意时刻各气体物质的浓度 3.转化率 18 平衡常数与反应式变化的关系 重点回顾 反应式的改变 平衡常数的改变 新的平衡常数 逆写 为原来的倒数 = 乘以n倍 为原来的n次方倍 k’=kn 两个反应式相加 为原来两k值的乘积 k’=k1 x k2 两个反应式相减 为原来两k值相除 k’= 19 感谢您的聆听 20 K＝ K＝ K＝ $$