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

第二节　化学平衡 第二章　化学反应速率和化学平衡 第2课时 化学平衡常数及其计算 1 起始时各物质的浓度 （mol/L） 457.6℃ 平衡时时各物质的浓度 （mol/L） 457.6℃ H2 I2 HI H2 I2 HI 1.197*10-2 6.944*10-2 0 5.617*10-3 5.936*10-4 1.270*10-2 48.38 1.228*10-2 9.964*10-3 0 3.841*10-3 1.524*10-3 1.687*10-2 48.61 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 48.48 0 0 1.287*10-2 1.433*10-3 1.433*10-3 1.000*10-2 48.71 0 0 3.777*10-2 4.213*10-3 4.213*10-3 2.934*10-2 48.81 平均值 48.74 平衡常数 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 ——化学平衡常数（K） 看表说话 I2(g) + H2(g) 2HI(g) 一、化学平衡常数 当在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表达式为： mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 对于一般可逆反应： 注意：反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中 2. 纯液体、固体的浓度 不写入表达式 5. K越大，反应向正反应方向进行程度越大，反应进行越完全，反应物转化率越大。反应的平衡常数K>105，认为正反应进行完全；K <10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应完全）。 3. 平衡常数表达式与化学方程式书写有关 1. K只与T有关 若正反应是吸热反应,升高温度,K 增大;若正反应是放热反应,升高温度,K 减少。 4.K有单位，并随表达式不同而不同，通常书写K数值时不写单位 二、注意事项 三、浓度商 1.定义：某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值， 用符号 Q表示。     注意：这里的浓度是某时刻的浓度而不是平衡浓度 2.应用：判断某时刻平衡进行的方向或V正 与V逆的相对大小 Q < K: 反应向正反应方向进行 : V正 > V逆 Q > K: 反应向逆反应方向进行: V正 < V逆 Q = K: 反应处于平衡状态: V正 = V逆 5 【课堂练习1】 写出下列化学方程式的化学平衡常数表达式 （1）2CO(g)＋O2(g)⇋2CO2（g） （2）2CO2(g) ⇋2CO(g)＋O2（g） （3）2NO (g) + O2 (g) ⇋ 2NO2（g） （4） 2NO2 (g) ⇋ N2O4 (g) （5）2NO (g) +O2(g) ⇋ N2O4 (g) c2(co)×c(o2) c2(co2) K ＝ c2(NO2) c2(NO)c(O2) K ＝ c2(co2) c2(co)×c(o2) K ＝ K ＝ c(N2O4) c2(NO2) K ＝ c(N2O4) c2(NO)c(O2) 6 多重平衡规则 （1） 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 （2） 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) (g) K K1  K2 K = (g) （1）C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1 （2）CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 C (s) + CO2(g) 2CO(g) K K = K1/K2 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) 【例题1】 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。（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。 【解】 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 c2(HI) c(H2) · c(I2) K ＝ （0.0040）2 （0.0080）2 ＝ ＝ 0.25 0.0080 0.0080 0.0040 0.0020 0.0020 0.0040 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 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 例2、在容积不变的密闭容器中，将2.0 mol的CO与10 molH2O混合加热到830℃，达到下列平衡：CO(g) + H2O(g) CO2(g)+ H2(g) 此时该反应的K为1.0。 (1) 在830℃达到平衡时，H2和CO的浓度分别是多少？CO的转化率是多少？ (2) 在830℃达到平衡时，其它条件不变，向体系中充入一定量的CO，平衡状态是否发生变化？如果变化，平衡向哪个方向移动？此时K是否变化？ (3) 为提高产率，可以采取哪些措施？如果采用改变温度的方法，K是否发生变化？如何变化？ n(A) n(B) V V mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) (m+n=p+q) K= n(C) n(D) V V p [ [ ] ] q —— —— —— —— [ [ ] ] m n = n(C) n(D) Vp+q = n(A) n(B) Vm+n K= n(C) n(D) n(A) n(B) p q p q m n m n ④当m+n=p+q，反应前后气体的总物质的量相等时，平衡常数可直接用物质的量来表示，与体积无关。即 如：CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K= n(CO2 )∙n(H2 ) n(CO)∙n(H2O) 四、其他类型平衡常数 1.压强平衡常数Kp 一定温度下，气相反应：aA(g)＋bB(g)　　cC(g)＋dD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示。 混合气体中某组分的分压＝总压×该组分的物质的量分数， 即pB＝p总× 分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和，即p总＝pA＋pB＋pC＋… 1、25℃时，向容器a充入1mol的A和1mol的B， 向容器b中充入2mol的A和1mol的B，发生反应 mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g)反应达到平衡时 平衡常数分别为 K1、K2,则 K1 K2(填“ 大于”“小于”“等于”) 【习题检测1】 等于 13 【习题检测2】   (1)该反应的化学方程式是: . (3) 在500℃下该反应 K= 0.6 ，在体积为1L容器中充入1mol N2 3mol H2某时刻检测到N2浓度为0.7mol/L则此时反应往 反应方向进行，V正 V逆(选填“>”“<”或“=”)。 N2(g) + 3H2(g) ⇋ 2NH3(g) 正 > 14 【习题检测】   温度/℃ 700 800 830 1000 1200 K 1.67 1.11 1.00 0.6 0.38   CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) 1000 ℃ > 15 mA(g)+nB(g) eC(g)+fD(g) 达平衡时，令各物质的量分数分别为x(A)、x(B)、x(C)、x(D)， 则有物质的量分数平衡常数Kx= 2.物质的量分数平衡常数Kx 在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ= 。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g) gG(g)+hH(g)， ，其中pθ=100kPa，p(G)、p(H)、p(D)、p(E)为各组分的平衡分压)。 【2021·湖南卷】某兴趣小组对反应2NH3(g) N2(g) ＋3H2(g)进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。 0.48 NH3 H2 N2 3.标准平衡常数Kθ $