第2章 第2节 第1课时 化学平衡常数 平衡转化率-（配套教参）【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（鲁科版）

本讲义聚焦化学反应的限度，系统讲解化学平衡常数（定义、表达式、温度影响及反应程度、方向判断应用）和平衡转化率（定义、表达式），通过“三段式”模型连接初始、转化、平衡浓度，构建从概念理解到定量计算的完整学习支架。 资料以问题链驱动科学思维，如对比正逆反应、计量数变化的平衡常数关系引导证据推理，用“三段式”模型培养结构化解题能力。设计正误判断、综合计算等分层练习，课中助教师突破重难点，课后帮学生巩固概念、查漏补缺，体现科学思维与模型建构的学科特色。

第2节　化学反应的限度 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率 [学习目标]　1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。2.会书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算，并建构相关思维模型。 [对应学生用书P55] 知识点一　化学平衡常数 1．平衡常数 (1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，生成物平衡浓度的化学计量数次幂之积与反应物平衡浓度的化学计量数次幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号K表示。 (2)表达式 对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝。 (3)影响因素 K只受温度的影响。当ΔH>0时，升温K值增大；当ΔH<0时，升温K值减小。 (4)意义：平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度)，平衡常数的数值越大，说明反应可以进行得越完全。 2．平衡常数的应用 (1)判断可逆反应进行程度的大小 K ＜10－5 10－5～105 ＞105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 (2)判断可逆反应的热效应 (3)判断反应进行的方向 对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)在任意状态下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用Q(浓度商)＝表示，则： 当Q＝K时，反应处于平衡状态； 当Q<K时，反应向正反应方向进行； 当Q>K时，反应向逆反应方向进行。 1．写出平衡常数表达式：①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　K1；②CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)　K2。K1与K2之间有什么关系？据此得出什么结论？ 提示：K1＝；K2＝；K1＝或K1·K2＝1；平衡常数表达式与反应进行的方向有关，正、逆反应平衡常数之积等于1。 2．写出平衡常数表达式：①H2(g)＋I2(g)2HI(g) K1；②H2(g)＋I2(g)HI(g)　K2。K1与K2之间有什么关系？据此得出什么结论？ 提示：K1＝；K2＝；K1＝K；平衡常数表达式与化学计量数有关，化学计量数扩大2倍，平衡常数变为原来的平方。 1．书写化学平衡常数表达式注意事项 (1)化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体或纯液体的浓度。 (2)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。 2．两个化学反应化学平衡常数之间的关系 设两反应的平衡常数分别为K1、K2： (1)若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。 (2)若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)催化剂既能改变速率常数，也能改变化学平衡常数。(　　) (2)对于同一可逆反应，升高温度，则化学平衡常数增大。(　　) (3)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大。(　　) (4)可逆反应中反应物的转化率不能达到100%。(　　) (5)在任何条件下，化学平衡常数都是一个恒定值。(　　) (6)平衡常数K既与温度、反应物本身的性质有关，也与反应物浓度、压强有关。(　　) (7)从平衡常数K的大小可以推断一个反应进行的程度。 (　　) (8)N2＋3H22NH3和N2＋H2NH3的平衡常数表达式相同。 (　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√　(8)× 2．已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，N2(g)＋H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2，NH3(g)N2(g)＋H2(g)的平衡常数为K3。 (1)写出K1和K2的关系式：________； (2)写出K2和K3的关系式：________； (3)写出K1和K3的关系式：________。 答案　(1)K1＝K　(2)K2·K3＝1 (3)K1·K＝1 3．已知在一定温度下，下列各反应的焓变和平衡常数如下： ①C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH1　K1 ②CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH2　K2 ③C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH3　K3 则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3＝________，K1、K2、K3三者关系为K3＝________。 解析　根据盖斯定律，可知③＝①＋②。 方程式如果相加(或减)，则总热化学方程式的焓变应为两热化学方程式的焓变之和(或差)，而平衡常数则为两方程式平衡常数的乘积(或商)。 答案　ΔH1＋ΔH2　K1·K2 知识点二　平衡转化率 1．定义 平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比。 2．表达式 对于化学反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率可以表示为 α(A)＝×100%＝×100%＝×100%。 平衡常数、转化率与浓度之间的关系 1．一种物质的平衡浓度、初始浓度、转化浓度三者之间有什么关系？ 提示：平衡浓度＝初始浓度±转化浓度。 2．你能利用乙中什么浓度计算平衡常数和平衡转化率？ 提示：①利用平衡浓度计算平衡常数。 ②利用初始浓度和转化浓度计算平衡转化率。 1．模式——三段式 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 初始浓度/(mol·L－1) a b 0 0 转化浓度/(mol·L－1) mx nx px qx 平衡浓度/(mol·L－1) a－mx b－nx px qx 2．物质浓度的变化关系 (1)反应物：平衡浓度＝初始浓度－转化浓度。 (2)反应产物：平衡浓度＝初始浓度＋转化浓度。 (3)转化浓度之比等于化学方程式中各物质系数之比。 3．(1)反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (2)生成物的产率：产率＝×100%。 (3)平衡时混合物组分的百分含量＝×100%。 (4)某气体的体积分数＝×100%。 1．某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行反应：3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，且反应的前后压强之比为5∶4(相同的温度下测量)，则下列说法正确的是(　　) A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝ B．增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大 C．此时，B的平衡转化率是40% D．增大C，A的平衡转化率减小 解析　C　三段式 反应前后气体物质的量之比等于压强之比，＝，解得x＝0.8，所以D是气体，C是非气态，C的浓度不写入表达式，A项错误；温度不变，化学平衡常数不变，B项错误；B的转化率为×100%＝40%，C项正确；C非气态，增加C不能改变反应速率，也不会使平衡移动，D项错误。 2．反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 mol·L－1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，则在该温度下： (1)计算该反应的化学平衡常数。 (2)在上述温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L－1，NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L－1，达到化学平衡状态。 ①计算平衡时c(SO3)。 ②计算平衡时SO2转化率。 解析　（1）设平衡时SO2的浓度为x mol·L－1 SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g） 初始浓度/（mol·L－1）　2 2 0 0 平衡浓度/（mol·L－1）　x x 2－x 2－x 转化浓度/（mol·L－1）　2－x 2－x 2－x 2－x 由题意可知×100%＝50%，x＝1，K＝＝1。 (2)设达平衡时NO的浓度为y mol·L－1 SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g) 　3 2 0 0 　3－y 2－y y y 因为温度不变，平衡常数不变，K＝1， 则＝1，y＝1.2 ①平衡浓度：c(SO3)＝1.2 mol·L－1。 ②SO2的转化率α(SO2)＝×100%＝40%。 答案　(1)该反应的化学平衡常数为1。 (2)①计算平衡时c(SO3)为1.2 mol·L－1。 ②平衡时SO2转化率为40%。 [对应学生用书P58] 1．关于平衡常数K，下列说法正确的是(　　) A．K值越大，反应越容易进行 B．对任一给定的可逆反应，温度升高，K值增大 C．对同一可逆反应，K值越大，反应物的转化率越高 D．加入催化剂或增大反应物浓度，K值将增大 解析　C　对于给定的可逆反应，化学平衡常数越大，反应进行的程度越大，但反应不一定容易进行，A项错误；对任一给定的可逆反应，正反应吸热，温度升高，K值增大；正反应放热，温度升高，K值减小，B项错误；对可逆反应，K值越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越高，C项正确；K只与温度有关，加入催化剂或增大反应物浓度，温度未变，则K值不变，D项错误。 2．当把晶体N2O4放入密闭容器中气化，并建立了N2O4(g)2NO2(g)平衡后，保持温度不变，再通入若干N2O4气体，待反应达到新的平衡时，则新平衡与旧平衡相比，其值(　　) A．不变　　　　　　 B．变大 C．变小 D．无法确定 解析　A　反应N2O4(g)2NO2(g)平衡常数为K＝，而化学平衡常数是温度的函数，温度不变平衡常数不变，故的值不变，A项正确。 3．气态含氮化合物及其相关反应是新型科研热点。 已知：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH1　K1 ②4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH2　K2 ③4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH3　K3 下列关系式正确的是(　　) A．ΔH3＝ΔH2－3ΔH1；K3＝ B．ΔH3＝ΔH2－3ΔH1；K3＝K2－3K1 C．ΔH3＝ΔH2＋3ΔH1；K3＝K2×K D．ΔH3＝ΔH2＋3ΔH1；K3＝K2＋3K1 解析　A　根据盖斯定律可知，反应③＝反应②－3×反应①，有ΔH3＝ΔH2－3ΔH1；K3＝，A项正确。 4．已知298.15 K时，可逆反应Pb2＋(aq)＋Sn(s)Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常数K＝2.2，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的浓度均为0.10 mol·L－1，则反应进行的方向是(　　) A．向右进行 B．向左进行 C．处于平衡状态 D．无法判断 解析　A　Q＝＝＝1<K＝2.2，故反应未达到平衡，反应向右进行。 5．H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。 (1)平衡时CO2的浓度为________。 (2)H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。 解析　对于反应： H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g) 初始/mol 0.40 0.10 0 0 转化/mol x x x x 平衡/mol 0.40－x 0.10－x x x 反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则＝0.02，x＝0.01。 H2S的平衡转化率α1＝×100%＝2.5%。 钢瓶的体积为2.5 L，则平衡时各物质的浓度分别为c(H2S)＝0.156 mol·L－1，c(CO2)＝0.036 mol·L－1，c(COS)＝c(H2O)＝0.004 mol·L－1，则K＝≈0.002 85。 答案　(1)0.036 mol·L－1　(2)2.5　0.002 85 学科网（北京）股份有限公司 $