2.2 第2课时 化学平衡常数(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册(人教版)
2026-09-14
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教辅
摘要:
该高中化学导学案聚焦化学平衡常数,引导学生认识其作为反应限度表征的含义,通过浓度商与平衡常数的对比衔接可逆反应及化学平衡状态前序知识,以表达式书写规则和反应方向判断为学习支架。
特色在于构建“三段式”计算模型并拓展压强平衡常数,结合教材挖掘的深度问题与分层对点训练,帮助学生从概念理解过渡到定量计算,培养科学思维与解决实际问题能力,提升学习效率。
内容正文:
第 2 课时 化学平衡常数
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。
2.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。
3.能进行化学平衡常数、转化率的简单计算。
知识点一 化学平衡常数
1.浓度商
对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),在任意时刻都存在浓度商Q= 。
2.化学平衡常数
(1)表达式
当可逆反应[mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)]在一定温度下达到 时,浓度商是一个常数,把 称为化学平衡常数,简称平衡常数,用K表示,即K= 。K的数值与各反应体系中各物质的初始浓度和反应路径无关。
提醒:物质具有的能量或焓越低,越稳定。对于参与反应或平衡体系的固体、纯液体以及稀溶液中的溶剂,由于其浓度在反应过程中认为是不变的,一般不列入平衡常数表达式中。如,反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常数的表达式K=。
(2)影响因素
①内因:反应物本身的性质。
②外因:平衡常数K只与 有关,与反应物或生成物的浓度等因素无关。
(3)意义
K越大→平衡体系中生成物所占的比例 →正向反应进行的程度 →反应进行得越 →反应物的转化率 ;当K> 时,该反应就进行得基本完全了。
K越小,该反应进行得越 ,平衡时反应物的转化率 。
【教材挖掘】 (1)如何根据浓度商(Q)与平衡常数的关系判断反应是否达到平衡或反应进行的方向及v正和v逆的大小关系?
(2)压强平衡常数(Kp)含义:在化学平衡体系中,用各气体物质的分压代替平衡浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。分压计算公式:某气体的分压=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)。
写出可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的压强平衡常数表达式。已知:C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g),容器中通入等物质的量的乙烷和氢气,在等压(p)下发生上述反应,乙烷的平衡转化率为α。计算反应的平衡常数Kp 。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)可逆反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)的平衡常数K=。( )
(2)无论反应从正向进行还是从逆向进行,平衡时,只要温度一定,平衡常数为定值。( )
(3)使用催化剂可加快反应速率,平衡常数增大。( )
(4)K越大,该可逆反应的化学反应速率越快。( )
(5)K越大,表明可逆反应正向进行的程度越大。( )
(6)浓度或温度变化时,平衡常数都会改变。( )
(7)4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g),增大,该反应的平衡常数增大。( )
2.(2025•辽宁抚顺期中)在K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2(aq)+H2O(l)⇌2Cr(aq)+2H+(aq)。该反应的平衡常数表达式为( )
A.
B.
C.
D.
3.(2025•黑龙江牡丹江月考)已知下列反应的平衡常数:①S(s)+O2(g)⇌SO2(g),K1;②H2(g)+S(s)⇌H2S(g),K2;则反应H2(g)+SO2(g)⇌O2(g)+H2S(g)的平衡常数是( )
A.K1-K2 B.K1•K2
C. D.
归纳总结
平衡常数与化学方程式的关系
(1)K与化学计量数等倍扩大或缩小成幂指数关系。
(2)对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数。
(3)若两反应的平衡常数分别为K1、K2,则: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=。
知识点二 与平衡常数相关的计算
“三段式”法在平衡常数、转化率计算中的应用
对以下反应:mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol,达到平衡后,A的消耗量为mx mol,容器容积为V L。
(1)平衡常数K=。
(2)A的转化率α(A)=×
100%=
×100%=×100%。
1.
某温度下,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)体系在不同压强下达到平衡时,SO2的转化率(α)与体系的压强(p)的关系如图所示,根据图示回答下列问题:
(1)将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中,反应体系达到平衡后,体系的总压强为0.1 MPa,该反应的平衡常数等于 。
(2)平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) (填“大于”“小于”或“等于”)K(B)。
2.(教材改编题)在密闭容器中发生可逆反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH<0。
(1)在830 K时,若起始时c(CO)=2 mol•L-1,c(H2O)=3 mol•L-1,4 s后达到平衡,此时CO的转化率为60%,则在该温度下,该反应的平衡常数K= 。
(2)反应的逆反应为CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),某温度下,若CO2和H2初始投料比为1∶1,反应达平衡时CO在平衡混合气中的体积分数为25%,则CO2的转化率为 ,该反应在此温度时的平衡常数为 。
【模型构建】
计算平衡常数的思维模型
1.下列关于化学平衡常数的叙述正确的是( )
A.当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时,该反应达到化学平衡状态
B.平衡常数的大小与物质起始浓度有关
C.K值越大,反应物的平衡转化率越小
D.温度一定,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为相反数
2.已知反应A(g)+2B(g)⇌C(g),在密闭容器中充入A、B、C三种气体,至建立化学平衡后,在温度不改变的前提下将体积缩小,则该反应此时的平衡常数( )
A.增大为原来的3倍 B.增大为原来的2倍
C.增大为原来的9倍 D.不变
3.(2026•浙江宁波期中)在一定容积的密闭容器中,进行如下反应:CO2(g)+H2(g)
⇌CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示:
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
下列说法错误的是( )
A.该反应化学平衡常数的表达式K=
B.某温度下,浓度商不再变化说明反应达平衡状态
C.某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:c(CO2)×c(H2)=c(CO)×c(H2O),则此时的温度为830 ℃
D.700 ℃下,测得某容器中CO2、H2、CO、H2O浓度均为0.5 mol•L-1,则此时v正>v逆
完成课后作业 第二章 第二节 第2课时
答案
第2课时 化学平衡常数
知识点一
1. 2.(1)化学平衡 平衡时的浓度商 (2)②温度 (3)越大 越大 完全 越大 105 不完全 越小
教材挖掘
(1)提示:若Q<K,反应向正反应方向进行,v正>v逆;若Q>K,反应向逆反应方向进行,v正<v逆;
若Q=K,反应处于平衡状态,v正=v逆。
(2)提示:Kp= p
对点训练
1.(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×
2.D 该反应的平衡常数表达式为K=。
3.C 反应①S(s)+O2(g)⇌SO2(g),K1=;反应②H2(g)+S(s)⇌H2S(g),K2=;则反应H2(g)+SO2(g)⇌O2(g)+H2S(g)的平衡常数K=,则K=。
知识点二
对点训练
1.(1)800 (2)等于
解析:(1)由图知,当p=0.1 MPa时,α=0.80
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
初始/(mol•L-1) 0.2 0.1 0
转化/(mol•L-1) 0.16 0.08 0.16
平衡/(mol•L-1) 0.04 0.02 0.16
K===800。
(2)平衡状态由A变到B时,温度不变,则K(A)=K(B)。
2.(1)1 (2)50% 1
解析:(1)根据题意列出三段式可得:
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
起始/
(mol•L-1) 2 3 0 0
转化/
(mol•L-1) 1.2 1.2 1.2 1.2
平衡/
(mol•L-1) 0.8 1.8 1.2 1.2
该反应的平衡常数K===1。
(2)设起始时CO2和H2物质的量都为n mol,转化x mol,则列出三段式:
CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
起始/mol n n 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol n-x n-x x x
因反应达平衡时CO在平衡混合气中的体积分数为25%,则有=25%,解得x=0.5n。则CO2的转化率为×100%=50%;该反应的平衡常数为1。
【随堂演练】
1.A 当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时,该反应的正反应速率等于逆反应速率,反应达到化学平衡状态,A正确;对于一个确定的反应,平衡常数只与温度有关,与物质起始浓度无关,B错误;通常,K值越大,反应进行的程度越大,反应物的平衡转化率越大,C错误;对于给定的化学反应,温度一定时,正反应与逆反应的平衡常数互为倒数,D错误。
2.D 平衡常数仅与温度有关,温度不变,则平衡常数不变。
3.D 平衡常数为产物浓度化学计量数次幂的乘积与反应物浓度化学计量数次幂的乘积的比值,所以K=,A正确;某温度下,浓度商等于化学平衡常数时,反应处于平衡状态,B正确;某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:c(CO2)×c(H2)=c(CO)×c(H2O),说明此时K==1,说明此时的温度为830 ℃,C正确; 700 ℃下,浓度商Q===1>0.6,说明平衡逆向移动,此时v正<v逆,D错误。
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