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

该高中化学课件聚焦化学平衡常数，讲解其内因（反应本身性质）和外因（温度），通过平衡常数应用（衡量反应程度、判断平衡方向、计算转化率），结合Q与K对比、三段式计算模型，帮助学生构建从概念到应用的学习支架。 其亮点在于融合科学思维（证据推理、模型建构）与科学探究，以CO与H2O反应不同起始浓度比的转化率计算为例，通过对比分析深化理解，学生能提升逻辑推理和问题解决能力，教师可高效落实教学目标。

第2课时 化学平衡常数 第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 当一个可逆反应达到化学平衡状态时，有多少反应物转化成了生成物？ 反应物和生成物的浓度之间又有怎样的定量关系？ 化学平衡状态是在一定条件下可逆反应进行的最大限度。 认识化学平衡常数 任务一 Q1-1：计算并分析例1中的数据，你能发现什么规律? 800℃时反应体系CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 中各物质的浓度如表所示，计算平衡时 的数值 推论：温度不变时，当该反应达到平衡时，生成物浓度乘积与反应物浓度乘积的比值是一个定值。 Q1-2：计算并分析例2中的数据，刚才的推论是否还成立？ 例2：457.6 ℃时，在容积不变的密闭容器中发生反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g)，表中是反应体系中各物质的浓度 。 Q1-3：观察例3、例4、例5中的数据，你能发现什么规律？ 起始时各物质的浓度/（mol·L） 平衡时各物质的浓度/（mol·L） 平衡时 c(H2) c(I2) c(HI) c(H2) c(I2) c(HI) c2(HI)/c(H2)·c(I2) 1.197×10-2 6.944×10-3 0 5.617×10-3 5.936×10-4 1.270×10-2 48.37 1.228×10-2 9.964×10-3 0 3.841×10-3 1.524×10-3 1.687×10-2 48.62 1.201×10-2 8.403×10-3 0 4.580×10-3 9.733×10-4 1.486×10-2 49.54 0 0 1.520×10-2 1.696×10-3 1.696×10-3 1.181×10-2 48.49 0 0 1.287×10-2 1.433×10-3 1.433×10-3 1.000×10-2 48.70 0 0 3.777×10-2 4.213×10-3 4.213×10-3 2.934×10-2 48.50 c2(HI)/c(H2)·c(I2)平均值 48.70 例3：457.6 ℃时反应体系H2(g)+I2(g) 2HI(g)中个物质的浓度如下： c2(HI) c(H2) · c(I2) 457.6℃达到平衡时， 近似相等。 例4：NO2、N2O4的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g) N2O4(g)。25℃时，各物质的浓度如表所示： 1.08 1.38 1.61 3.89 1.71×102 1.71×102 1.71×102 1.71×102 一定温度下，平衡时 近似相等 例5：在容积不变的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，表中是反应体系中各物质的浓度。 19.39 19.02 7.81 7.57 相同温度下，平衡时 数值近似相等。 Q1-4：分析457.6℃时H2(g) + I2(g) 2HI(g)的实验数据（教材33~34页表2-1）回答以下问题： 温度不变时， 的数值是否与起始浓度有关？ 是否与正向建立平衡还是逆向建立平衡有关？ 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，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数。 = 生成物浓度幂之积 反应物浓度幂之积 K = cp(C)·cq(D) cm(A)·cn(B) 对于一般的可逆反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 一、化学平衡常数 2. 表达式 ① C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) ② FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g) ③ 2KClO3(s) KCl(s) + 3O2(g) ④ Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+ Q2：写出下列反应的平衡常数表达式，并与正确答案对照，总结平衡常数书写的注意事项。 ⑤ FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl ⑥C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O (1)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度可看作“1”而不代入公式。 (2)水的处理 ①气态水或非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数。 ②稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度视为常数“ 1”而不代入公式 ⑶溶液中的离子反应，平衡常数的表达式必须遵循离子方程式! 化学平衡常数书写的注意事项 ①N2+3H2 2NH3 ②2NH3 N2+3H2 ③ N2 + H2 NH3 1 2 3 2 K1 = = K32 K2 1 Q3：一个反应是否只有一个化学平衡常数？写出下列反应的平衡常数，总结化学平衡常数与方程式的关系。 ①2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1 ②2NO2(g) N2O4 (g) K2 ③2NO(g) +O2(g) N2O4 (g) K3 K3 = K1  K2 ④C (s) + CO2(g) 2CO(g) K4 ⑤C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K5 ⑥CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K6 K4 = K 6 K 5 ①由于一个化学反应的某一平衡常数表达式与该反应化学方程式的一种表示形式相对应，因此不能笼统地说某一反应的平衡常数是多少。 ②同一条件下，正、逆反应的平衡常数互为倒数。 ③若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会变为倍数幂。 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) 练习：已知如下反应： 2NO2(g) + NaCl(s) NaNO3(s) + ClNO(g) H1＜0 K1 2NO (g) + Cl2(s) 2ClNO(g) H2＜0 K2 求4NO2(g) + 2NaCl(s) 2NaNO3(s) + 2NO(g) + Cl2(g)的平衡常数 K3 及H3。 K3 = 方程式关系 K 相加 相减 倍数n 互为可逆反应 相乘 相除 倍数的幂次方 相加 相减 倍数 倒数 相反数 特别提醒 Q4:观察表格中298K时，卤化氢生成反应的平衡常数，说说你认为平衡常数数值的大小代表了什么？ 化学方程式 平衡常数 K F2+H2 === 2HF 6.5×1095 Cl2+H2 === 2HCl 2.57×1033 Br2+H2 === 2HBr 1.91×1019 I2+H2 ⇋ 2HI 8.67×102 K 值越大，说明平衡体系中生成物的比例越大，正反应进行的程度越大 ，即该反应进行得越完全，反应物的转化率越大。 3、平衡常数的意义: ——定量的衡量化学反应进行的程度 对给定的反应来说，K值越大，正反应程度越大，转化率越高；反之则转化率越低。  Q5:相同温度下不同反应的平衡常数不同，主要由物质本身的性质决定，那么同一个反应的平衡常数又受什么因素影响呢？观察以下两个表格中的数据，你能得到什么结论？ 反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g) ∆H＜0　 T(K) 623 698 763 平衡常数K 66.9 54.4 45.9 反应 CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ∆H＞0　 T(K) 800 1000 1200 平衡常数K 1.0 1.7 2.6 (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。 温度 4、平衡常数的影响因素 化学平衡常数的应用 任务二 二、化学平衡常数的应用 1.衡量化学反应进行的程度 一般认为： K ＞105 ：正反应进行得较完全； K ＜10-5 ：正反应很难进行； 10-5 ＜K ＜105 ：可逆反应。 注意：平衡常数数值大小，只能大致反映一个可逆反应的正向反应进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。与反应速率无关。 Q6：可逆反应进行的最终状态是什么？对于可逆反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)， 在一定温度下，反应的任意时刻，浓度商Q = ，请思考当Q<K或Q>K时，反应分别向哪个方向进行？ 2. 判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行 c p (C) ∙ c q (D) c m (A) ∙ c n (B) Q = QC＜K ，反应向正方向进行v正 > v逆 , QC＝K ，反应处于平衡状态v正 = v逆 QC＞K ，反应向逆方向进行v正 < v逆 二、化学平衡常数的应用 α ＝ ×100% 反应物的减少量 反应物的起始量 平衡转化率 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。 26 3.利用平衡常数计算反应的平衡转化率 二、化学平衡常数的应用 教材例题 计算模型——三段式法——“列方程、始、转、平” c(CO) : c(H2O) = 1:1 时 CO + H2O CO2 + H2 起始c 1 1 0 0 转化c x x x x 平衡c 1-x 1-x x x 解得 x = 0.5 α(CO)= 50% α(H2O)= 50% c(CO) : c(H2O) = 1:4 时 CO + H2O CO2 + H2 起始c 1 4 0 0 转化c x x x x 平衡c 1-x 4-x x x 解得 x = 0.8 α(CO)= 80% α(H2O)= 20% 已知CO(g) +H2O(g) ⇌ CO2 (g) +H2 (g) 800℃时K =1；求恒温恒容体系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或1:4开始，达到平衡时CO和H2O(g)的转化率。 (1-x)(1-x ) x2 K = =1 (1-x)(4-x ) x2 K = =1 【结论】 增大一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率， 而本身的转化率减小 感谢您的观看 化学平衡的“三段式法”计算模型 对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。 mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g） 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx $