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 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 第2课 化学平衡常数 可逆反应 正向反应 逆向反应 同时存在 化学平衡时各物质的量不再改变，υ (正)＝υ (逆)≠0 反应条件改变 化学平衡可能变化 化学平衡常数 m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g) 定量描述 2 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 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 表2-1 457.6 ℃ 时反应体系H2(g) + I2(g) 2HI(g)中各物质的浓度 48.37 48.62 49.54 48.49 48.70 48.50 48.70 思考 分析上表，对于H2(g)＋I2(g) ⇌2HI(g)，你得出什么结论? ①在一定温度下， 是一个常数 c 2 (HI) c(H2) · c(I2) ②该常数与反应的起始浓度大小无关 ③该常数与从正向还是从逆向建立平衡无关，即与平衡建立的途径无关 科学家们通过大量数据验证，证明了上述结论成立，计算得出的定值称为化学平衡常数，用K来表示。 1.概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，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 对于可逆反应：mA(g)＋nB(g) ⇌pC(g)＋qD(g) 固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中 化学平衡常数 ① N2+3H2 ⇌2NH3 K1 ② 2NH3 ⇌N2+3H2 K2 ③ N2 + H2 ⇌ NH3 K3 写出下列平衡常数表达式，并思考，K1、K2、K3之间有何关系？ 3.化学平衡常数与化学方程式关系 K1 = ，正逆反应，K值互为倒数 K1 = K32 , 方程式系数扩大n倍，K值变为Kn K = K1  K2 ①2NO (g) + O2 (g) ⇌2NO2(g) K1 ②2NO2 (g) ⇌N2O4(g) K2 ③2NO (g) +O2(g) ⇌N2O4 (g) K 3.化学平衡常数与化学方程式关系 写出下列平衡常数表达式，并思考，K1、K2、K之间有何关系？ 方程式相加(减)，K值相乘(除) 4.化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度无关，与压强无关 温度不变，K不变 吸热反应：温度越高，K越大 放热反应：温度越高，K越小 K值 正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度 反应物转化率 生产物产率 越大 越大 越大 越小 越高 越高 越小 越小 越小 越大 越低 越低 5.化学平衡常数的应用 ①判断反应进行的程度 对于同类型的化学反应，K 越大，正反应进行的程度越大，一般：K ≥ 105，正反应进行得基本完全 ②判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向 对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g) ⇌pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的 称为浓度商，常用Q表示， 当Q＝K时，反应处于平衡状态，v正＝v逆 当Q＜K时，反应向正反应方向进行，v正＞v逆 当Q＞K时，反应向逆反应方向进行，v正＜v逆 cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) 在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应: 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: (1)该反应的化学平衡常数表达式为K=　　　　。该反应为 反应 (填吸热或放热) (2)某温度下，平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为　　　　 ℃。 (3)在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)=2 mol·L-1、c(H2)=1.5 mol·L-1、c(CO)=1 mol·L-1、c(H2O)=3 mol·L-1,则v(正)　　　　(填“>”“<”或“=”)v(逆)。  教材P54：9题 化学平衡常数的相关计算 三段式法——“万能方法” 【例题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 教材P42：7题 7. 已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。 在830 ℃时该反应的平衡常数是1.0。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.1mol/L，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率 将0.1 mol CO 与 0.1 mol H2O 气体混合充入10 L密闭容器中，加热到800 ℃ ，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005 mol/L 。 （1）求该反应的平衡常数及平衡时CO的转化率。 （2）在上述温度下，CO的投入量不变，将H2O的投料改为 0.3 mol，达到平衡时， CO的浓度为多少？CO的转化率为多少？ （3）在上述温度下， CO的投入量量不变，将H2O的投料改为0.375 mol ，反应一段时间后测得体系中CO的浓度为0.0025 mol/L ，此时反应是否达到平衡状态？ 【例题2】在容积不变的密闭容器中，将2.0 mol CO与10 mol H2O混合加热到830℃，达到下列平衡：CO(g) + H2O(g) ⇌CO2(g) + H2(g) 此时K=1.0，求达到平衡时CO转化为CO2的转化率。 在某密闭容器中把 CO 和 H2O 的混合物加热到800 ℃， 存在平衡CO(g)＋H2O(g) ⇌CO2(g)＋H2(g)，且平衡常数K＝1。 若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO 和 1 mol H2O的混合物并加热到800 ℃，则平衡时CO的转化率为（ ） A.40% B.50% C.60% D.83.3% C 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) 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) 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 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) 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 $