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

该高中化学课件围绕化学反应速率与化学平衡的核心概念展开，通过浓度商Q与平衡常数K的对比分析，构建从动态过程到静态平衡的认知桥梁，引导学生从起始浓度、变化量到平衡浓度的逻辑链条中理解可逆反应的本质规律，形成以数据驱动的科学推理学习支架。 其亮点在于深度融合化学观念、科学思维与科学探究三大核心素养，例如在氢气与碘蒸气反应的多组实验数据中，学生通过计算不同条件下平衡常数的变化，建立“物质结构决定性质”的认知模型，培养证据推理与模型建构能力。同时，教师点拨环节巧妙运用温度对平衡常数影响的微分式推导，强化宏观现象与微观本质的关联，提升学生解决真实问题的能力。此设计既帮助学生厘清易错点，又为教师提供清晰的教学路径和可迁移的探究范式，显著增强课堂实效性与思维深度。

第二章 化学反应速率与化学反应平衡 第二节 化学平衡 课时2 化学平衡常数 选择性必修1 学习目标 本节重点 本节难点 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。 3.能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡状态。 2.能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算。 2 情景导入 表1 800 ℃时反应体系中各物质的浓度 序号 起始时的浓度 平衡时的浓度 平衡时 (×10-2 mol·L-1) (×10-2 mol·L-1) c(CO) c(H2O) c(CO2) c(H2) c(CO) c(H2O) c(CO2) c(H2) 1 1 1 0 0 0.5 0.5 0.5 0.5 2 1 3 0 0 0.25 2.25 0.75 0.75 3 0.25 3 0.75 0.75 0.21 2.96 0.79 0.79 1.0 1.0 1.0 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 示例：800 ℃，在容积不变的密闭容器中发生反应： c(CO)•c(H2O) c(CO2)•c(H2) 一定温度下，表1中的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 情景导入 示例：在457.6℃时，反应体系各物质的浓度如下表所示： H2(g) + I2(g) 2HI(g) 序号 起始时的浓度(×10-3 mol·L-1) 平衡时的浓度(×10-3 mol·L-1) 平衡时 c(H2) c(I2) c(HI) c(H2) c(I2) c(HI) 1 11.97 6.944 0 5.617 0.594 12.70 2 12.28 9.964 0 3.841 1.524 16.87 3 12.01 8.403 0 4.580 0.973 14.86 4 0 0 15.20 1.696 1.696 11.81 5 0 0 12.87 1.433 1.433 10.00 6 0 0 37.77 4.213 4.213 29.34 3806 2882 3335 4106 4870 1653 不是定值 c (HI) c(H2)• c(I2) 情景导入 序号 起始时的浓度(×10-3 mol·L-1) 平衡时的浓度(×10-3 mol·L-1) 平衡时 c(H2) c(I2) c(HI) c(H2) c(I2) c(HI) 1 11.97 6.944 0 5.617 0.594 12.70 2 12.28 9.964 0 3.841 1.524 16.87 3 12.01 8.403 0 4.580 0.973 14.86 4 0 0 15.20 1.696 1.696 11.81 5 0 0 12.87 1.433 1.433 10.00 6 0 0 37.77 4.213 4.213 29.34 48.38 48.61 49.54 48.48 48.71 48.81 在一定温度下，以化学计量数为指数，生成物平衡时浓度幂之积与反应物平衡时浓度幂之积的比值是一个定值(扣除实验误差) H2(g) + I2(g) 2HI(g) H2(g) + I2(g) HI(g) + HI(g) c (HI) • c (HI) c(H2) • c(I2) 教师点拨 一、化学平衡常数和浓度商 =K 对于一般的可逆反应：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 在任意时刻时： c 为任一时刻浓度 浓度商 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，这个常数叫做该反应的化学平衡常数。 化学平衡常数 c 为各组分的平衡浓度 教师点拨 c2(NH3) K1＝ c(N2)•c3(H2) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) N2(g) + H2(g) NH3(g) 1 2 3 2 c2(NH3) K2＝ c(N2)•c3(H2) c(NH3) K3＝ c1/2(N2)•c3/2(H2) c2(NH3) c(N2)•c3(H2) c2(NH3) × c(N2)•c3(H2) K1•K2＝ ＝1 (K3)2＝ c(NH3) c1/2(N2)•c3/2(H2) 2 ＝K1 注意1：反应平衡常数的表达式与方程式的关系： 练习1： K1 ＝ K2 1 ＝ K32 教师点拨 练习2： FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl 平衡浓度(mol/L) a b c d Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O c(Fe(SCN)3) K1＝ c(Fe3+)•c3(SCN- ) ＝ c a•b3 c(CH3COOC2H5)•c(H2O ) K1＝ c(CH3COOH)•c(C2H5OH ) 注意：若化学反应为离子反应，书写其化学平衡常数时应先改写成离子方程式 教师点拨 书写平衡常数表达式的注意事项 (注意：若化学反应为离子反应，书写其化学平衡常数时应先改写成离子方程式再写) a. 若反应方向改变，则平衡常数改变；K逆＝1/K正 b. 若化学方程式中各物质的化学计量数成比例扩大或缩小n倍，化学平衡常数变为原来的 n 次幂或 1/n 次幂。 ① 平衡常数必须指明温度，表达式中的各物质的浓度必须为平衡浓度 ② 平衡常数表达式与化学方程式的书写一一对应 (注意：非水溶液中发生的反应，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数的表达式中) ③ 固体、液体纯物质的浓度视为常数，在表达式中不出现 教师点拨 练习3：写出下列反应的平衡常数K的表达式 ① C(s) + H2O(g) ⇋CO(g) + H2(g) ② FeO(s) + CO(g) ⇋Fe(s) + CO2(g) ③ 2KClO3(s) ⇋2KCl(s) + 3O2(g) ④ Cr2O72-+H2O ⇋2CrO42-+2H+ 教师点拨 练习4：下列三个反应的平衡常数K之间有什么关系 若干方程式相加(减)，总反应平衡常数等于分步平衡常数之积(商)。 ① 2NO(g) + O2(g) ⇋ 2NO2(g) K1= ② 2NO2 (g) ⇋ N2O4 K2= ③ 2NO (g) +O2(g) ⇋ N2O4 (g) K= 方程①+ ②= ③ 则有 方程③ - ②= ① 则有 K1= K=K1  K2 注意2： 教师点拨 影响化学平衡常数的因素 反应中物质的性质 化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有性质的定量 内因 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 对于同一可逆反应，化学平衡常数只与温度有关。 外因 教师点拨 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。 判断可逆反应热效应 教师点拨 二、化学平衡常数的应用 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；一般来说，K>105时，反应就进行得基本完全 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。 当10－5<K<105时，该反应为典型的可逆反应。 (1) 衡量化学反应进行的程度 化学平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度（反应的限度）并不涉及反应时间和化学反应速率。 (2) 判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行 教师点拨 Q＜K ，反应向正方向进行，v正 > v逆 Q＝K ，反应处于平衡状态，v正 = v逆 Q＞K ，反应向逆方向进行，v正 < v逆 比较浓度商(Q)和平衡常数(K)的大小 Q ＝ cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) (3) 利用K可判断反应的热效应 升高温度 K值减小 反应程度减小 反应逆向进行 正反应∆H<0 K值增大 反应程度增大 反应正向进行 正反应∆H>0 若反应ΔH<0，升温平衡逆向移动，c(生成物)减小，c(反应物)增大，则K减小； 教师点拨 三、化学平衡常数的计算 在某温度下，将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(H2)=0.0080mol/L 。 求反应的平衡常数。 H2 + I2 ⇌ 2HI 起始浓度/mol·L-1 0.010 0.010 0 变化浓度/mol·L-1 平衡浓度/mol·L-1 0.0080 0.0080 0.0040 0.0020 0.0020 0.0040 c2(HI) c(H2) · c(I2) K ＝ （0.0040）2 （0.0080）2 ＝ ＝ 0.25 教师点拨 例：在某温度下，将H2和I2各0.1mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(H2) = 0.0080mol/L。 （1）求该反应的平衡常数。 （2）在上述温度下，该容器中若通入H2和I2(g)各0.2mol，求达到化学平衡状态时各物质的浓度。 H2(g) + I2 (g) 2HI (g) 起始c/mol·L-1: c/mol·L-1: 平衡c/mol·L-1: 0.01 0.01 0 0.008 0.002 0.002 0.004 0.008 0.004 K = = = 0.25 H2(g) + I2 (g) 2HI (g) 0.02 0.02 0 0.02-χ 0.02-χ 2χ 2χ = 0.004 c(H2)=c(I2)=0.016mol·L-1; c(HI)=0.008mol·L-1 教师点拨 平衡转化率 反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示： 转化率越大，反应越完全！ 对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g) ⇋ $