2.2.4 化学平衡常数课件2025-2026学年人教版高二上学期化学选择性必修一

该高中化学课件聚焦化学平衡常数，以“黄金分割”类比导入，联系数学和谐美与弹簧倔强系数，通过回顾可逆反应平衡状态判断，搭建从定性到定量研究的学习支架，引导学生探索平衡体系中浓度关系的规律。 其亮点是借助实验数据表格引导学生自主分析得出平衡常数与起始浓度、途径无关的结论，体现科学探究与实践，结合浓度商判断反应方向培养科学思维中的证据推理能力，实例计算强化应用。帮助学生形成“化学变化遵循规律”的化学观念，教师可利用结构化内容提升教学效率。

第二节 化学平衡 第1课时 化学平衡常数 第二章 化学反应速率与化学平衡 数学中有“黄金分割比”≈0.618，它在艺术、建筑中代表一种和谐美。在化学平衡世界里，也有一个神奇比例，它不随起始量改变，只与温度有关，决定了反应该停在哪儿——它就是化学平衡常数。 化学平衡中的“黄金分割” 就像弹簧有“倔强系数 k”，描述它有多“倔”； 化学反应也有“平衡常数 K”，描述它有多“彻底” 化学平衡中的“黄金分割” 判断平衡状态的证据： 正逆相等 变量不变 知识回顾 温故知新 我们知道可逆反应到达平衡状态判断的方法 ： 定性 【思考】能否从定量的角度研究一个可逆反应是否达到平衡状态呢？ 在一定温度下，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？ 序号 起始时浓度mol/L 平衡时浓度mol/L 平衡时 c0(H2) c0(I2) c0(HI) c(H2) c(I2) c(HI) 1 0.01197 0.006944 0 0.005617 0.0005936 0.01270 2 0.01228 0.009964 0 0.003841 0.00125 0.01687 3 0.01201 0.008403 0.0 0.004580 0.0009733 0.01486 4 0 0 0.01520 0.001696 0.001696 0.01181 5 0 0 0.01287 0.001433 0.001433 0.01000 6 0 0 0.03777 0.004213 0.004213 0.02934 平均值 【问题探究】分析下表，你得出什么结论？ H2(g)+I2(g) ⇋2HI(g) (密闭容器 457.6℃) 48.70 48.38 48.61 49.54 48.48 48.71 48.50 【思考】分析上表，对于H2(g) + I2(g) 2HI(g)你得出什么结论？ (1)某温度下时， 为常数 c2(HI) c(H2) · c(I2) (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。 该结论适用于其他可逆反应吗？ 6 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，称为化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K 表示。 2. 表达式 对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)，当该反应在一定温度下达到平衡时 一、化学平衡常数 K = cp(C)·cq(D) cm(A)·cn(B) 注意： (2)固体或纯液体浓度看作常数“1”，不代入表达式； (1)其中c为各组分的平衡浓度 (3) H2O： 液态时，不能代入表达式；气态时，需要代入表达式 ①平衡常数的大小反映了化学反应进行的 (也叫 )。 ②K 越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越 ，平衡时反应物的转化率越 ，反之，K 越小，该反应进行得越 ，平衡时反应物的转化率越 。 程度 反应的限度 完全 大 不完全 小 105 ③当K＞ 时，该反应就进行的基本完全了; K＜10-5,很难进行。 3. 意义 一、化学平衡常数 判断反应进行的程度 不是化学反应速率快 8 K 1 ) H ( c ) N ( c ) NH ( c 2 3 2 3 2 = K 2 ) NH ( c ) H ( c ) N ( c 3 2 2 3 2 = K 3 ) H ( c ) N ( c ) NH ( c / / 2 2 3 2 2 1 3 = ①N2+3H2 2NH3 ②2NH3 N2+3H2 N2 + H2 NH3 1 2 3 2 ③ (2)K1 = K32 化学计量数变为原来n倍，K变为Kn。即方程式系数变为原来的2倍，则平衡常数变为K2；系数变为原来的1/2，则平衡常数变为K1/2 (1)K1= 1/K2 正逆反应， K互为倒数。 4. 与方程式的关系 一、化学平衡常数 9 ①2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g) K1 ②2NO2 (g) N2O4 (g) K2 ③2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K3 K1、K2、K3三者关系为 K3 = K1、K2、K3三者关系为 K3 = K1 K2 (3)方程式相加(减)， 则K相乘(除) 一、化学平衡常数 K1∙K2 ① C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1 ② CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 ③ C (s) + CO2(g) 2CO(g) K3 5. 影响因素 (1)内因：化学反应本身的性质。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受 影响。与压强、起始浓度、起始反方向均无关。 I2(g) + H2(g) ⇌ 2HI(g) 温度 （1）定义：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 ，常用 表示，即 浓度商 Q 二、浓度商 注意：其中c为各组分任意时刻的浓度. （2）判断反应进行的方向 Q＜K，反应向 方向进行; Q = K，反应达到 ; Q ＞K，反应向 方向进行 任何可逆反应的最终目标都是Q=K，多退少补，直到平衡 Q K t2 t Q K t1 t 正反应 达到平衡 逆反应 可以倒着来分析，逆向，反向 13 （1）已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率 【例1】在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1mol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： (1)反应的平衡常数。 (2)在上述温度下，该容器中若通入H2(g)和I2(g)各0.2mol，试求达平衡时各物质的浓度。 (3)计算(1)问条件下H2、I2的转化率？ H2的转化率为20%，I2的转化率为20% 三、化学平衡常数的应用 H2 + I2 ⇌ 2 HI 起始浓度/mol·L-1 0.020 0.020 0 变化浓度/mol·L-1 平衡浓度/mol·L-1 【解】 x 2x 0.020-x x 0.020-x 2x c2(HI) c(H2) · c(I2) K ＝ （2 x）2 （0.020-x）2 ＝ ＝ 0.25 x = 0.0040 c(H2)=c(I2)=0.016mol/L c(HI)=0.0080mol/L 【例1】在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1mol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： (1)反应的平衡常数。 (2)在上述温度下，该容器中若通入H2(g)和I2(g)各0.2mol，试求达平衡时各物质的浓度。 三、化学平衡常数的应用 【例1】在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1mol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： (3)计算(1)问条件下H2、I2的转化率？ H2的转化率为20%，I2的转化率为20% 三、化学平衡常数的应用 某反应物B的转化率(α)＝ 该反应物已转化的量 该反应物的起始总量 ×100% ＝ cB(始）－cB (平) cB(始） ×100% （2）已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 【例2】在容积不变的密闭容器中，将2mol CO(g)与10mol H2O 加热到830℃，达到下列平衡： 此时该反应的K为1.0。 求：达平衡时CO转化为CO2的转化率。 三、化学平衡常数的应用 【例2】在容积不变的密闭容器中，将2mol CO(g)与10mol H2O 加热到830℃，达到下列平衡： 此时该反应的K为1.0。 求：达平衡时CO转化为CO2的转化率。 三、化学平衡常数的应用 课堂练习 1、(双选）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 、在一体积恒定的密闭容器中进行如下反应：CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ， 不同温度T 下的平衡常数 K 如下表所示： （1）该反应 ΔH 0(填“<”、“>”或“=”)； （2）830 ℃时，向体积为1 L的密闭容器内分别充入1 mol CO2和1 mol H2，则达到平衡时CO2的转化率为 ，此时H2的物质的量浓度为 ； 50% 0.5 mol/L > 课堂练习 本节课到此结束 $