2.2.2化学平衡常数 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二章第二节化学平衡 第2课时 化学平衡常数 适用精简高效 表1：800 ℃时反应体系中各物质的浓度 序号 起始时的浓度 （×10－2 mol·L-1） 平衡时的浓度 （×10－2 mol·L-1） 平衡时 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 表1、800 ℃，在容积不变的密闭容器中发生反应： CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 1.0 1.0 1.0 一、化学平衡常数 表2 ： 457.6 ℃ 时反应体系H2(g) + I2(g) 2HI(g)中各物质的浓度 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 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 48.38 48.61 49.54 48.48 48.71 48.81 比较两个反应 c(CO2) • c(H2) c(CO) • c(H2O) 是定值 H2(g) + I2(g) 2HI(g) CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 不是定值 c (HI) c(H2)• c(I2) 是定值 c2 (HI) c(H2)• c(I2) 1、化学平衡常数的概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘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、化学平衡常数的表达式 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： K= Br2+H2O H++Br-+HBrO ___________________ N2(g)+H2(g) NH3(g) _____________ N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ____________ 2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ______________ K= K= K= K= 写出下列反应的化学平衡常数表达式： 注意：固体（s）或液体（l）纯物质其浓度可看成1，一般不列入浓度商和平衡常数 对于一般的可逆反应：mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g) + qD(g) 3、浓度熵 符号：Q 表达式：反应中的任意时刻 注意：固体和纯液体的浓度为常数，通常不写入公式 当 浓度商Q = 化学平衡常数K 时，表明反应达到极限，即达到化学平衡状态 4、化学平衡常数的意义 　 判断反应进行程度。K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。一般当K＞105:该反应进行得基本完全;K ＜10-5 ：正反应很难进行； 10-5 ＜K ＜105 ：可逆反应。 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 2 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 3 2 ③ ②K1 = K32。即方程式系数变为原来的2倍，则平衡常数变为K2 ①K1= 1/K2。即正反应的平衡常数为“K”,则逆反应的平衡常数为1/K 写出下列平衡常数表达式，并思考，K1、K2、K3之间有何关系？ 5、化学平衡常数与化学方程式关系 ③K3 = K11/2 即方程式系数变为原来的1/2倍，则平衡常数变为K1/2 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K3 K3与K1、K2之间的关系K3 = K1∙K2 C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1 CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 C (s) + CO2(g) 2CO(g) K3 K3与K1、K2之间的关系K3 = K1 K2 ④化学方程式如果相加(或减)，则平衡常数则为两方程式平衡常数的乘积(或商) 二、化学平衡常数的计算 1、化学平衡计算的基本模式——三段式法 典例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）计算该反应的平衡常数 （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 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 3、压强平衡常数 在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数Kp 对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g) 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＋… 典例2、 用测压法在刚性密闭容器中研究T ℃时4NO(g)⇌N2(g)＋2NO2(g)的分解反应，现将一定量的NO充入该密闭容器中，测得体系的总压强随时间的变化如下表所示： 反应时间/min 0 10 20 30 40 压强/MPa 15.00 14.02 13.20 12.50 12.50 (1)20 min时，NO的转化率α=________% (2)T ℃时，4NO(g)⇌N2(g)＋2NO2(g)反应的平衡常数Kp=________(Kp为以分压表示的平衡常数) 48 0.1 典例3、在温度T下，容积固定的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol H2发生2H2(g)＋2NO(g)⇌N2(g)＋2H2O(g)，起始压强为p0，一段时间后，反应达到平衡，此时压强p=0.9p0，则NO的平衡转化率α(NO)=________(保留三位有效数字)，该反应的平衡常数Kp=________(用含p的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡常数，且某气体的分压＝总压×该气体的物质的量分数) 33.3% 9/(16p0) 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 典例4、 已知CO(g) + H2O(g) ⇋ CO2 (g)+H2 (g) 800℃ K = 1.0 ；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。 $