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平衡常数展开，从实验数据分析入手，通过表格数据引导学生发现平衡时浓度比值恒定的规律，自然过渡到平衡常数定义、表达式书写及影响因素，构建了由现象到本质、由具体到抽象的学习支架。 其亮点在于深度融合科学思维与化学观念，以真实反应为例（如H₂ + I₂ ⇌ 2HI），通过三段式计算和Qc与K比较判断反应方向，强化微观粒子视角下的定量分析能力。同时借助多反应体系处理策略和压强平衡常数Kp的四步计算法，体现模型建构与证据推理的科学方法。学生在理解“平衡常数反映反应程度”这一核心概念的同时，提升解决实际问题的能力，教师可借此优化教学逻辑，增强课堂互动性和深度。

第二节 化学平衡 第2课时 化学平衡常数 人教版2019选择性必修一 第二章 化学反应速率与化学平衡 课堂导入 序号 起始浓度（×10－3 mol/L） 平衡浓度（×10－3 mol/L） 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 48.37 2 12.28 9.964 0 3.841 1.524 16.87 48.62 3 12.01 8.403 0 4.580 0.973 14.86 49.54 4 0 0 15.20 1.696 1.696 11.81 48.49 5 0 0 12.87 1.433 1.433 10.00 48.70 6 0 0 37.77 4.213 4.213 29.34 48.50 457.6 ℃，在容积不变的密闭容器中发生反应：H2(g) + I2(g) 2HI(g) c(H2)·c(I2) c2(HI) 常数与反应物的起始浓度无关，与正向建立平衡或逆向建立平衡无关。 分析表格中数据，你能发现哪些规律？ 温度不变 ， 为常数。 c(H2)·c(I2) c2(HI) 一、化学平衡常数 K= 对于一般的可逆反应：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 任意时刻时 c 为任一时刻浓度 称为浓度商 该反应在一定温度下达到化学平衡时 c 为平衡浓度 K是常数，称为化学平衡常数，简称平衡常数 1、定义 特例：①在水溶液中的反应，如有水参与，H2O的浓度不代入表达式； ②H2O为气态(g)时，需要代入表达式 ③在非水溶液中（如纯液态）的反应，如有水参与，H2O的浓度需要带入表达式； 平衡常数必须指明温度，反应必须达到平衡状态。 在进行K值的计算时，固体、纯液体不代入表达式 Fe3O4(s) + 4H2(g) 3Fe(s) + 4H2O(g) 如： 注意： 一、化学平衡常数 K的单位不唯一，可不写 平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即速率大，K值不一定大。 【例1】写出下列可逆反应的K的表达式 CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K = ) Cr2O72- ( c ) CrO42- ( c 2 ) H+ ( c 2 Cr2O72-(aq) +H2O(l） 2CrO42- (aq) +2H+ (aq) K = C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O K = 课堂检测 FeO(s) +CO(g) Fe(s) +CO2(g) K = AgCl(s) Ag+(aq) +Cl-(aq) K =c(Ag+)·c(Cl-) 5 【例2】写出下列可逆反应的平衡常数表达式，思考K1 和K2、K3是什么关系？ 2. N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 1. 3. 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) N2(g)+ H2(g） NH3(g） 1 2 3 2 c2(NH3) K1 ＝ c(N2)•c3(H2) K2 ＝ c2(NH3) c(N2)•c3(H2) K3 ＝ c1/2(N2）•c3/2(H2) c(NH3) K1 ＝ K2 1 ＝ K32 正反应与逆反应，ΔH互为 ，K值互为 ； 方程式的系数扩大n倍，ΔH变为 ，K变为 ； 倒数 相反数 Kn nΔH 课堂检测 6 【例3】二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为: CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g) 平衡常数K。 该反应一般认为通过如下步骤来实现: i. CO2(g)+H2(g)⇌CO(g) +H2O(g) ΔH=+41kJ/mol 平衡常数K1 ii. CO(g)+ 2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH=-90kJ/mol 平衡常数K2 则总反应的 ΔH=____kJ/mol，平衡常数K=______(用K1、K2表示) -49 K1·K2 方程式相加减，ΔH相 ，K值相 。 加减 乘除 即若反应1=a×反应2+b×反应3+c×反应4 则ΔH1= ， K1= 。 aΔH2+bΔH3+cΔH4 K2a·K3b·K4c 课堂检测 7 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 根据表格数据，分析化学平衡常数受哪些因素影响？ 一、化学平衡常数 2、影响因素：对于同一可逆反应，化学平衡常数只与 有关， 与反应的起始浓度 。 温度 无关 8 3、应用 K值越大，表示反应进行的程度越 ，反应物转化率越 ； K值越小，表示反应进行的程度越 ，反应物转化率越 。 一般来说，K>105时，正反应进行的较完全 K≤10-5时，正反应很难进行(逆反应较完全） 一、化学平衡常数 大 小 大 小 ①根据K值大小，判断反应进行的程度 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 一、化学平衡常数 ②判断某时刻反应进行的方向 Qc = 浓度商 ①QC＜K ，反应向 进行 ②QC＝K ，反应处于平衡状态 ③QC＞K ，反应向 进行 正反应方向 逆反应方向 对于可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，在一定温度下任一时刻， 【例4】已知在T℃时，反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)的平衡常数K=1，在该温度下向一个2L的恒容容器内充入2molA，1molB，2molC，此时反应_____________(填“正向进行”、“逆向进行”或“达到化学平衡”)。 逆向进行 3、应用 【例5】在一定体积的密闭容器中，进行如下反应： CO2(g) + H2(g) CO(g) +H2O(g)，其平衡常数K和温度T的关系如下表： 则该反应ΔH 0（填“＞”、“＜”、“=”） 一、化学平衡常数 ③判断反应的热效应 t℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 ＞ 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应 若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应 3、应用 【例7】已知: FeO(s)+CO(g) ⇌Fe(s)+CO2(g) (条件省略) 已知1100℃，K=0.263，某时刻测得c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L (1)该反应是否处于平衡状态_____(填“是”或“否”)； (2)此时反应会向______进行？（填“正向”或“逆向”）； 否 正向 课堂检测 【例6】某温度下，mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)的平衡常数为K。下列正确的是(　　) A. 若缩小反应器的容积，能使平衡正向移动，则K增大 B. K值越大，表明该反应越有利于C的生成，反应物的转化率越大 C. 温度越高，K一定越大 D. 如果m＋n＝p，则K＝1 B 二、化学平衡常数的计算 三段式 【例题1】 H2 + I2 ⇌ 2HI C始/mol·L-1 0.01 0.01 0 C转/mol·L-1 C末/mol·L-1 0.008 0.008 0.004 0.002 0.002 0.004 c2(HI) c(H2) · c(I2) K ＝ （0.004）2 （0.008）×（0.008） ＝ ＝ 0.25 课本P35页 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 。 （1）求反应的平衡常数。 H2 + I2 ⇌ 2 HI C始/mol·L-1 0.02 0.02 0 C转/mol·L-1 C末/mol·L-1 x 2x 0.02-x x 0.02-x 2x c2(HI) c(H2) · c(I2) K ＝ （2 x）2 （0.02-x）2 ＝ ＝ 0.25 x = 0.004 C(H2)=C(I2)=0.016mol/L C(HI)=0.0080mol/L 二、化学平衡常数的计算 三段式 【例题1】 课本P35页 （2）在上述温度下，该容器中通入H2和I2蒸气各0.20mol，试求达到化学平衡时各物质的浓度。 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 。 在容积不变的密闭容器中， 将2.0 mol CO与10 mol H2O混合加热到830 °C，达到下列平衡: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 此时该反应的K为1.0。求达到平衡时CO转化为CO2的转化率。 二、化学平衡常数的计算 三段式 【例题2】 课本P35页 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) n始/mol 2 10 0 0 n转/mol n末/mol x x x x 2-x 10-x x x K ＝ x · x （2-x）·（10-x） ＝ 1 结合课本计算过程 15 课堂检测 【例7】在一个初始体积为1L的恒温恒压的密闭容器中，充入2molA，1molB，发生反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)，一段时间后反应达到平衡状态，此时C的体积分数为50%，求该温度下反应的平衡常数。 2A(g) + B(g) ⇌2C(g) C始/mol·L-1 2 1 0 C转/mol·L-1 C末/mol·L-1 x 2x 2x 2-2x 1-x 2x α(C%) ＝ 2x 2-2x+1-x+2x ＝ 50% K=4.5 16 三、多反应体系中平衡常数的计算 第一步： 若有两个反应，先写其中一个反应的三段式，暂不考虑第二个反应的反应物消耗量或生成物增加量。三段式写完后，若某物质没有参与其他反应，则为平衡浓度；若某物质为第二个反应的反应物或生成物，则挪到第二个反应中作为起始量。 第二步：写出第二个反应的三段式，注意起始量。 第四步：代入平衡常数公式计算。 第三步：确认整个平衡体系经过两个反应后的“最终”平衡量。 （1）A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g) （2）A(g)+D(g)⇌E(g)+F(g) 17 课堂检测 【例8】加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g)⇌N2O3(g)+O2(g)，②N2O3(g)⇌N2O(g)+O2(g)，在容积为1L的密闭容器中，充入4mol N2O5，达到平衡后，O2为5mol，N2O3为2mol，求该温度下反应①的平衡常数为 N2O5(g)⇌N2O3(g)+O2(g) N2O3(g)⇌N2O(g)+O2(g) 起始浓度/mol·L-1 4 0 0 变化浓度/mol·L-1 平衡浓度/mol·L-1 x x x x 4-x x 起始浓度/mol·L-1 变化浓度/mol·L-1 平衡浓度/mol·L-1 x x 0 y y y x-y y x+y x+y=5 x-y=2 x=3.5 y=1.5 K1 ＝ 5 · 2 0.5 四、压强平衡常数（Kp） 当把化学平衡常数K表达式中各物质的浓度用该物质的分压来表示时，就得到该反应的压强平衡常数Kp，其表达式的意义相同。 1、定义 Kp仅适用于气相发生的反应。 对于一般的可逆反应：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)，该反应在一定温度下达到化学平衡时，压强平衡常数Kp= pP(C)·pq(D) pm(A)·pn(B) p(A)、p(B)、p(C)、p(D)代表A、B、C、D的分压 某种气体的分压等于该气体的物质的量分数乘以总压 19 2、计算方法（四段式） 第一步： 根据三段式法计算平衡体系中各组分的物质的量或物质的量浓度。 第二步：计算各气体组分的物质的量分数。 第四步：代入公式计算。 第三步：求出各气体物质的分压。 四、压强平衡常数（Kp） 20 【例10】在一个恒温恒容的密闭容器中，充入2molA，1molB，发生反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)，起始时，容器内气体的压强为120kPa，一段时间以后反应到达平衡，平衡时C的体积分数为50%，求该反应的分压平衡常数Kp。 Kp=9/64 【例9】在一个恒温恒压的密闭容器中，充入2molA，1molB，发生反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)，容器内气体的压强为120kPa，一段时间以后反应到达平衡，平衡时C的体积分数为50%，求该反应的压强平衡常数Kp。 Kp=9/80 四、压强平衡常数（Kp） 21 例9 例10 四、压强平衡常数（Kp） 【例11】一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应： C(s)＋CO2(g)⇌2CO(g)　ΔH＝＋173 kJ·mol－1，若压强为p kPa， 平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题： (1)650 ℃时CO2的平衡转化率为__________。 (2)t1 ℃时平衡常数Kp＝__________ 0.5p 25% C(s)＋CO2(g)⇌2CO(g) 23 四、压强平衡常数（Kp） 【例12】已知SO2(g)＋1/2O2(g) ⇌SO3(g)；将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器，在温度T、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为 _________，平衡常数Kp＝_ ___________________。 24 课堂小结 对于可逆反应： mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) K值大小只能说明反应进行的程度，不能预测达到平衡时间 25 eq \f(2mαp,100－mα) eq \f(α,(1－α)1.5(\f(mp,100－mα) )0.5) $