2.2.3 化学平衡常数 课件-2026-2027学年高二上学期化学苏教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦化学平衡常数，通过回顾化学平衡状态及判断，以“反应物转化程度”“浓度定量关系”问题链衔接，搭建从定性到定量的学习支架，系统呈现定义、表达式、意义及应用等核心内容。 其亮点在于采用活动设计与数据表格引导学生自主归纳，如通过NO₂和N₂O₄平衡浓度关系表推导K值，结合“三段式”计算培养科学思维与探究能力，帮助学生建立物质变化规律的化学观念，助力教师高效教学，提升学生分析解决问题的能力。

专题二 化学反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方向与限度 第3课时 化学平衡常数 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？ 当一个可逆反应达到化学平衡状态时，反应物浓度和生成物的浓度之间又有怎样的定量关系？ 课程导入 化学平衡状态：在一定条件下可逆反应进行的最大限度（程度/多少）。 回顾：化学平衡状态及判断 当一个可逆反应达到化学平衡状态时，反应物浓度和生成物的浓度之间又有怎样的定量关系？有何意义？ 一、化学平衡常数 NO2、N2O4的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g)⇌ N2O4(g)。 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，同一个可逆反应平衡时 近似相等 活动一：1 一、化学平衡常数 1．定义 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号K表示。 2、表达式 可逆反应mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，达到化学平衡时，各物质平衡时的浓度满足的数学关系式为： 单位： (mol·L-1)(p+q)-(m+n) K＝ cp(C) . cq(D) cm(A) . cn(B) 3．意义：平衡常数的大小反映化学反应进行的程度，平衡常数越大，说明正反应进行得越完全。 活动一：2 课本：P60 平衡常数的大小定量反映了化学反应进行的程度。 平衡常数越大，说明正反应进行得越完全。 3．意义： 即：反应的限度 一、化学平衡常数 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 生成H-X的平衡常数K值从上到下依次减小，反应进行的程度也依次减小。 在上述反应中，生成氟化氢的反应进行得最为完全。 活动二：1 课本：P61 6 一、化学平衡常数 K值 <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 进行完全 化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小，并不涉及反应时间和化学反应速率。 即：某个化学反应的平衡常数很大，可能化学反应速率却很小。 注意： 平衡常数的大小定量反映了化学反应进行的程度。 平衡常数越大，说明正反应进行得越完全。 3．意义： 活动二：1 一、化学平衡常数 观察下表中各反应的平衡常数表达式。总结表达式书写的注意事项。 活动一：3 化学方程式 平衡常数表达式 2NO2 ⇌ N2O4 NO2 ⇌ N2O4 2Fe3＋＋Fe ⇌ 3Fe2＋ Br2＋H2O ⇌ H＋＋Br－＋HBrO K＝ 一、化学平衡常数 化学方程式 平衡常数表达式 2Fe3＋＋Fe ⇌ 3Fe2＋ Br2＋H2O ⇌ H＋＋Br－＋HBrO 观察下表中各反应的平衡常数表达式 活动一：3 一、化学平衡常数 书写平衡常数表达式的注意事项。 表达式中的各物质的浓度必须为平衡浓度。 1 平衡常数表达式与化学方程式的书写一一对应。 2 固体和纯液体的浓度视为常数，在平衡常数表达式中不写出 3 若在非水溶液中，若有水参加或生成，则应出现在平衡常数表达式中。 4 在稀溶液中进行的反应，如有水参加，由于水的浓度视为常数，在平衡常数表达式中不写出 5 活动一：3 1 2 3 K1 = 1/K2 = K32 注意：平衡常数的表达式与方程式的书写有关 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。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，平衡常数也会改变。 活动一：4 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。 结论：已知两反应的平衡常数分别为K1、K2 总结：化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。 2、若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝K1/K2。 1、若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。 一、化学平衡常数 4、若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则K1＝K2n。 3、若两反应互为逆反应，则K1•K2＝1。 活动一：4 4、平衡常数的相关计算 三段式 化学平衡计算模式：对于反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度(mol/L)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol/L 　　　　　 mA(g)＋nB(g) ) ⇌ pC(g)＋qD(g) C0( )　　　　a　　　b　　　　0　　　0 ΔC )　　　 mx　　 nx　　 　 px　　 qx 一、化学平衡常数 C(mol/L)　　 a－mx　 b－nx　 　px　　　qx mol/L 活动四：1 活动四：2，例1 (1)内部因素：反应物本身的性质 一、化学平衡常数 五、影响因素 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 内因：反应中物质的性质 活动二：1 (2)外部因素：反应体系的温度 一、化学平衡常数 五、化学平衡常数的影响因素 活动二：2 下表是在不同温度下反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)  ΔH＜0的平衡常数，请你归纳放热反应或吸热反应的K值与温度的关系？ 若升高温度，K 增大，则正反应为吸热反应； 若升高温度，K 减小，则正反应为放热反应。 化学平衡常数只与温度有关 (2)外部因素：反应体系的温度 一、化学平衡常数 五、化学平衡常数的影响因素 H2(g) + I2(g) 2HI(g)不同条件下的平衡常数 序号 起始浓度 （×10－2 mol·L-1） 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 外因：对于同一可逆反应，化学平衡常数只与温度有关 活动二：2 mol·L-1 H2(g)＋ I2(g) ) ⇌ 2HI(g) C0( )　　　　0　　　0　　　0.2　　 )　　　 ΔC C C1　　 C1　　 C1　　0.2—2C1 C1　　 2C1 活动四：2，问题1 (1)内部因素：反应物本身的性质 (2)外部因素：反应体系的温度 注意：化学平衡常数只与反应物自身性质与反应体系的温度有关，与反应物的浓度、压强无关 一、化学平衡常数 五、影响因素 总结：活动二 活动四：2，问题1 一、化学平衡常数 6、平衡常数的应用 (1)判断（比较）反应可能进行的程度 K值 <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 进行完全 化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小，并不涉及反应时间和化学反应速率。 即：某个化学反应的平衡常数很大，可能化学反应速率却很小。 注意： 一、化学平衡常数 1 2 Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大； K值越小，表示反应进行得越不完全。 Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. 一般地，K＞10-5时，认为该反应进行得就基本完全了。 当K<10－5时，该正反应很难发生。 化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小，并不涉及反应时间和化学反应速率。 即：某个化学反应的平衡常数很大，可能化学反应速率却很小。 注意： 20 (2)判断反应是否达到平衡状态 一、化学平衡常数 对于可逆反应: mA(g)+nB (g) ⇌ pC(g)+qD(g)的任意状态 QC > k ， 未达平衡，逆向进行。 QC = k， v正= v逆 达平衡，平衡不移动。 QC < k ， 未达平衡，正向进行。 浓度商 课本：P66 (3)判断反应的热效应 一、化学平衡常数 若升高温度，K 增大，则正反应为吸热反应； 若升高温度，K 减小，则正反应为放热反应。 一、化学平衡常数 练习 1．判断题： (1)化学平衡常数有统一的固定单位，单位均为mol·L－1。(　　) (2)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度。(　　) (3)若两反应互为逆反应，其平衡常数之间互为倒数。(　　) (4)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数。(　　) (5)平衡常数发生改变，化学平衡不一定发生改变。(　　) (6)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化。(　　) × × × × √ √ 一、化学平衡常数 练习 1．判断题： (1)化学平衡常数有统一的固定单位，单位均为mol·L－1。(　　) (2)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度。(　　) (3)对于一个给定的可逆反应，其正反应和逆反应的平衡常数之间互为倒数。(　　) (4)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数。(　　) (5)平衡常数发生改变，化学平衡不一定发生改变。(　　) (6)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化。(　　) × × × × √ √ 一、化学平衡常数 2．下列叙述中不正确的是(　　) A．某特定反应的平衡常数仅是温度的函数 B．化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化 C．平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动达到新的平衡 D．催化剂不能改变平衡常数的大小 B 典例解析 例1 将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①NH4I(s) NH3(g)＋HI(g)； ②2HI(g) H2(g)＋I2(g)。 达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol/L，c(HI)＝4 mol/L，下列说法错误的是(　　) A.①的平衡常数为20 B.②的平衡常数为 C.同温时H2(g)＋I2(g) 2HI(g)和②的平衡常数互为倒数 D.温度升高，反应①②的平衡常数可以保持不变 D 二、平衡转化率 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。 27 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？ aA(g)+bB (g) ⇌ cC(g)+dD(g)反应物A的平衡转化率可以表示为： α = A的初始浓度 - A的平衡浓度 A的初始浓度 ×100% 1、表达式 Δc(A) c0(A) ×100% α = Δn(A) n0(A) ×100% = 只适用于恒容体系 适用于所有体系 可逆反应达到化学平衡时，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，称为平衡转化率。 二、平衡转化率 活动四：2，例2 　CO(g) ＋ H2O(g)⇌ CO2(g)＋H2(g) 0.2 0.2 0 0 二、平衡转化率 计算模型——三段式法 c0 Δc c C1 mol·L－1 活动四：2，例2 C1 C1 C1 0.2-C1 C1 C1 0.2-C1 （1）转化率只对反应物而言；转化率与平衡态有关 （2）各反应物的转化率没有必然联系 2、注意 （4）多种反应物参加时，提高一种物质的浓度，可以提高其他反应物 的转化率，而该反应物本身的转化率会降低 二、平衡转化率 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。 K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大； K值越小，表示反应进行得越不完全。 活动四：2，问题2 活动四：3 二、平衡转化率 某温度下，在容积不变的密闭容器中N2与H2反应达到化学平衡，请根据以下数据计算达到化学平衡时H2的转化率。 各物质的起始量/mol N2 H2 NH3 5 15 0 化学平衡时各物质的量/mol N2 H2 NH3 3 9 4 n0 Δn n 5 15 0 2 6 4 3 9 4 N2 + 3H2 2NH3 mol 二、平衡转化率 计算模型——三段式法 　aA(g) ＋ bB(g)⇌ cC(g)＋dD(g) m1 m2 0 0 c0 Δc c b a c a d a b a c a d a x x x x m1－x m2－ x x x mol·L－1 二、平衡转化率 计算思路 根据反应物、生成物及变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量列表。 明确“始、转、平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，得出题目答案。 确定三个量 具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为c1、c2或n1、n2。 巧设未知数 解题设问题 活动四：2，问题2 活动四：3 二、平衡转化率 注意： 2、多种反应物参加反应时，可通过增加一种反应物的浓度来提高另一种反应物的平衡转化率，而其本身的平衡转化率会降低。 1、在一定温度下，一个具体的化学反应，只有一个平衡常数，但不同反应物的平衡转化率可能不同。 活动四：2，问题2 活动四：3 36 8、加热N2O5时，发生下列两个分解反应： N2O5 ⇌N2O3＋O2 ， N2O3 ⇌N2O＋O2；在1L密闭容器中加热4mol N2O5达到化学平衡时O2的浓度为4.50 mol/L， N2O3的浓度为1.62 mol/L，求其他各物质的平衡浓度。 故：c （N2O5） = (4 – 3.06) mol / 1L=0.94 mol/L c （N2O ） = 1.44 mol / 1L=1.44 mol/L 37 解析：这是一个连续平衡的计算，计算思路为：第一个反应的平衡量作为第二个反应的起始量 解： N2O5 N2O3＋O2 N2O3 N2O＋O2 起 变 平 4 mol 0 0 x x x 4 mol - x x x x 0 x y y y x - y y x +y x – y = 1.62 x +y = 4.50 解得： x = 3.06 mol y = 1.44 mol 故：c （N2O5） = (4 – 3.06) mol / 1L=0.94 mol/L 随堂检测 例2 在容积不变的密闭容器中，将2 mol CO(g)与3 mol H2O(g)混合加热到一定温度，发生反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，反应达到平衡时，该反应的平衡常数K为1.0。下列说法正确的是(　 　) A.该反应的平衡常数表达式为K＝ B.反应达到平衡时，c(CO2)＋c(H2O)＋c(H2)＝4.2 mol•L－1 C.CO的平衡转化率为40% D.不管反应进行到何种程度，容器中原子个数之比N(H)：N(C)：N(O)＝6：2：5保持不变 D 三、压强平衡常数及其应用 分压 定义 计算公式 分压定律 相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强。 混合气体中某组分的分压＝总压×该组分的物质的量分数，pB＝p总× 。 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＋… nB n总 三、压强平衡常数及其应用 一定温度下，气相反应达平衡时，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 Kp ＝ pp(C) • pq(D) pm(A) • pn(B) m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g) 压强平衡常数 三、压强平衡常数及其应用 计算步骤 典例解析 一定温度下，向密闭容器中加入焦炭(C)和一定量的CO2气体，保持a kPa条件下发生反应：C(s)＋CO2(g)⇌2CO(g)，平衡时测得CO2的体积分数为60%。 (1)CO2的转化率为______________。 (2)CO2的分压为______ kPa，CO的分压为________ kPa。 (3)该温度下，该反应的平衡常数Kp＝________ kPa(用a表示，保留两位小数)。 0.27a 25% 0.6a 0.4a　 课堂小结 平衡常数(K ) 可逆反应 化学平衡状态 一定条件下 定量表达 与Q 比较判断是否达到平衡 计算平衡时各物质的浓度和反应物的转化率 只受温度影响 反应物本身的性质 43 随堂练习 1、在某温度下，将H2和I2各0.1 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中，发生反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，连续测定c(I2)的变化，5 s时测定c(I2)＝0.008 0 mol•L－1并保持不变。则： (1)反应的平衡常数的表达式是K＝___________。 (2)此温度下，平衡常数的值为______。 (3)若在此温度下，在10 L的密闭容器中充入0.2 mol HI气体，达到平衡时，HI的转化率为______。 0.25 80% 下课，同学们！ Lavf60.4.100 K＝ K＝ K＝ K＝ K＝ $