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

该高中化学课件聚焦化学平衡常数，通过CO与H₂O、H₂与I₂反应的浓度数据表格导入，引导学生分析平衡时浓度比值规律，搭建从化学平衡状态判断到平衡常数概念的学习支架。 其亮点是以证据推理为核心，通过数据分析引导学生自主建构平衡常数表达式的模型认知，结合不同反应K的书写、Q与K比较等思考问题及计算练习，培养科学思维。帮助学生形成定量分析平衡的方法，为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 第2课时：化学平衡常数 人教版 高二年级 选择性必修一 Z 1. 证据推理：通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。 2.模型认知：建立化学平衡状态判断方法及平衡常数表达式书写的思维模型。 教学目标 在800°C时，容积不变的密闭容器中，反应体系CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)各物质的浓度如下表所示： 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(H2)·c(CO2) c(H2O)·c(CO) 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 1 1 1 讨论1：结合表中数据填空，说说有何规律？ 为定值 c(H2)·c(CO2) c(H2O)·c(CO) 课堂引入 3 在某温度下，反应体系H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g)中各物质的浓度如下表所示： 序号 起始时的浓度（mol/L） 平衡时的浓度（mol/L） 平衡时 c²(HI) c(H2)·c(I2) H2 I2 HI H2 I2 HI 1 0.01 0.01 0 0.008 0.008 0.004 2 0.025 0.025 0 0.02 0.02 0.01 3 0 0 0.02 0.008 0.008 0.004 4 0 0 0.05 0.02 0.02 0.01 0.25 0.25 0.25 0.25 为定值 c²(HI) c(H2)·c(I2) 讨论2：平衡时 的值大小与起始浓度或平衡浓度有关吗？ 课堂引入 4 CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) 在一定温度下，不管反应初始浓度是多少，不管是正向进行还是逆向进行，反应达到平衡时，生成物浓度幂次方与反应物浓度幂次方的比值是定值 为定值 c(H2)·c(CO2) c(H2O)·c(CO) c²(HI) c(H2)·c(I2) 为定值 该比值即为化学平衡常数 用“K”表示 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化学平衡时 K= 化学平衡常数的表达式 引导学生根据给出的两个表达式分析K的表达式怎么写（生成物在分子，系数为指数） 5 2SO₂(g)+O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) CaCO₃(s) ⇌ CaO(s)+CO₂(g) K=c(CO₂) Br₂+H₂O ⇌ H⁺+Br⁻+HBrO 思考1：写出下列三个反应的化学平衡常数，并说说写K的表达式时要注意什么？ 注意： 1.纯液体（如水）和固体浓度为常数，不出现在K表达式中 2.K的单位高中阶段不做要求 c²(SO₃) c²(SO₂)·c(O₂) K= c(H⁺)·c(Br⁻)·c(HBrO) c(Br₂) K= 化学平衡常数的表达式 先让学生写，写的时候强调注意状态，再对比答案，让学生自己得出结论：固体和纯液体不写 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化学平衡时 浓度商中的浓度为任意时刻的浓度，而平衡常数中的浓度为平衡时的浓度 K= 化学平衡常数 在任意时刻的 即为浓度商 cp(C)·cq(D) cm(A)·cn(B) 思考2：用任意时刻的浓度算，结果会是定值吗？ 思考3：反应正向进行，Q值会怎么变化？ 逐渐增大到某个值后不再变化 化学平衡常数的表达式 7 在800°C体积2L的密闭容器中，发生反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2KJ/mol 物质的量/mol CO H2O CO2 H2 Q与K关系 ①组 20 4 6 12 ②组 18 4 6 12 ③组 18 4 8 12 反应正向进行 判断下列情况是否达到平衡？如果没平衡反应会如何进行？（该温度下K=1） Q=0.9<K 未平衡 Q=1=K 已平衡 Q≈1.3>K 未平衡 反应逆向进行 c(CO2)·c(H2) c(CO)·c(H2O) Q（浓度商）= 思考4：某同学误用物质的量当浓度来算Q，所得数值一致，为什么？ 该反应的总物质的量不变，故可用物质的量代替浓度计算 化学平衡常数的作用 8 平衡常数K越大，反应进行越完全 K越大，正反应进行得越完全，当K>105 时，该反应基本完全进行 K越小，正反应进行得越不完全，当K<10－5 时，该反应基本不发生 思考6：是不是K越大，反应就越快？ 平衡常数大，反应速率可能慢 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化学平衡时 K= 化学平衡常数 思考5：结合化学平衡常数的表达式，分析K值大的反应其反应进程如何？ 思考7：平衡常数K在工业生产中有何意义？ 思考8：平衡常数K很大但反应速率很慢的反应如何应用在生产中？ 化学平衡常数的意义 9 表1 25 ℃ 时，生成卤化氢反应的平衡常数 化学方程式 平衡常数 ( K ) F2(g) + H2(g) 2HF(g) 6.5 ×1095 Cl2(g) + H2(g) 2HCl(g) 2.57 ×1033 Br2(g) + H2(g) 2HBr(g) 1.91 ×1019 I2(g) + H2(g) 2HI(g) 8.67 ×102 思考9：结合下表，分析K与什么因素有关？ 化学平衡常数的影响因素——内因：反应中物质的性质 化学平衡常数的影响因素 表2 H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g)不同条件下的平衡常数 序号 初始浓度 不同温度下的平衡常数（K） c(H2) c(I2) c(HI) 457.6℃ 425.6℃ 25℃ 1 1.197 0.694 0 48.38 54.51 867 2 1.228 0.996 0 48.61 54.62 867 3 1.201 0.840 0 49.54 54.21 867 4 0 0 1.520 48.48 54.10 867 5 0 0 1.287 48.71 54.42 867 思考10：下表是该反应在不同条件下的平衡常数，结合数据分析K与什么因素有关？ 外因：对于同一可逆反应，化学平衡常数只与温度有关 吸热反应，升高温度，K 值增大 放热反应，升高温度，K 值减小 思考11：由表格中数据可知，该反应是 反应 放热 化学平衡常数的影响因素 11 思考7：下列三个反应的平衡常数之间有何关系？ 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) 2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g) SO2(g)+O2(g)⇌SO3(g) 反应系数扩大或缩小n倍，K按照n或1/n次幂改变 c²(SO3) c²(SO2)·c(O2) K1= K2= c²(SO2)·c(O2) c²(SO3) c(SO3) c(SO2)·c O2) K3= 正逆反应的K互为倒数 化学平衡常数的计算 12 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 。 K1、K2、K3三者关系为 。 ΔH3=ΔH1+ΔH2， K3=K1·K2 当两个反应加减能得到总反应时 1.两个反应相加，则平衡常数相乘 2.两个反应相减，则平衡常数相除 化学平衡常数的计算 13 (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： 。 K2·K3＝1 练习：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。 化学平衡常数的计算 1.将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)，测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L-1。则此条件下的平衡常数K为____ 4 2.在容积不变的密闭容器中，将2.0 mol CO与10molH₂O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，求达到平衡时CO转化为CO₂的转化率（保留整数）。 83% 化学平衡常数的计算 15 练习：高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO(s)+CO(g) ⇌ Fe(s)+CO2(g) ΔH > 0 (1)该反应的平衡常数表达式为K=_________________。 (2)已知1 100 ℃时K＝0.263。1 100 ℃时测得高炉中c(CO2)＝0.025 mol·L-1， c(CO)＝0.1 mol·L-1，在这种情况下，该反应是否处于平衡状态_____。此时化学反应速率ν(正) ____ν (逆) = 0.025 mol·L-1÷0.1 mol·L-1=0.25 平衡向正反应方向进行，此时，ν(正) 大于ν (逆) 否 > 平 平 Qc＝ ＜ K 课堂检测 (1)K越大，反应进行得越完全； (2)对于确定反应的K只与温度有关； (3)升温，吸热反应的K 增大，放热反应的K 减小。 一. 化学平衡常数 K= 二. 任意状态时： 浓度商Q = Q = K 达到平衡状态 Q < K 反应正向进行 Q > K 反应逆向进行 cp(C)·cq(D) cm(A)·cn(B) 平 平 平 平 可逆反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 课堂小结 1. 下列关于化学平衡常数的说法中正确的是（ ） A. 化学平衡常数K越大，反应进行的速率越快 B. 由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度 C.对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等 D. 当只改变反应物的浓度或压强时，化学平衡常可能会发生改变 化学平衡常数只与温度有关 B 课堂检测 18 2.在某温度下，将含有H2和I2各0.10mol的气态混合物充入容积为10L的密闭容器中，充分反应并达到平衡后，测得c(HI)=0.0080mol/L。 (1)计算该反应的平衡常数。 (2)在上述温度下，若起始时向该容器中通入H2和 I2 (g)各0.20mol，试求达到化学平衡时各物质的浓度。 4 0.01 H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) 0.01 0.02 课堂检测 K1＝K K1·K＝1  $