第二節(jié)

化學(xué)平衡

第2課時

化學(xué)平衡狀態(tài)常數(shù)人教版（2019）化學(xué)選擇性必修一第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡1.知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義，會根據(jù)化學(xué)反應(yīng)書寫化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式。2.應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)判斷可逆反應(yīng)進行的程度、方向以及反應(yīng)的熱效應(yīng)。3.能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進行簡單的計算。在一定溫度下，化學(xué)平衡體系中反應(yīng)物濃度與生成物濃度之間有什么關(guān)系呢？下面以反應(yīng)H2(g)+I2(g)?2HI(g)為例進行說明。序號起始時濃度mol/L

457.6℃平衡時濃度mol/L

457.6℃平衡時c0(H2)c0(I2)c0(HI)c（H2）c（I2）c（HI）10.011970.00694400.0056170.00059360.0127020.012280.00996400.0038410.0015240.016873000.015200.0016960.0016960.011814000.012870.0014330.0014330.0100

548.3748.6249.5448.4948.75c

(I2)·c

(H2)c2(HI)思考：分析上表，你得出什么結(jié)論？結(jié)論2：結(jié)論1：這個常數(shù)和反應(yīng)的起始濃度大小無關(guān)是個常數(shù)這個常數(shù)與正向建立還是逆向建立平衡無關(guān),即與平衡建立的過程無關(guān)。結(jié)論3：查閱文獻化學(xué)平衡常數(shù)1、定義對于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)?pC(g)+qD(g)，在一定溫度下的任意時刻，反應(yīng)物濃度和生成物濃度可用濃度商來表示：

當(dāng)該反應(yīng)在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，用K表示，稱為化學(xué)平衡常數(shù)。

寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式①C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)②FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)③2KClO3(s)?KCl(s)+3O2(g)注意1：反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時，由于其濃度可看做常數(shù)不代入公式。④Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+

寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式。①N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)②N2(g)+

H2(g)?NH3(g)③2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)注意1：觀察三者之間的關(guān)系！

注意2：化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。若反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變。若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一個反應(yīng)，平衡常數(shù)也會改變。下列三個反應(yīng)的平衡常數(shù)K之間有什么關(guān)系2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)K1

2NO2(g)

?N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)

?N2O4(g)K3

K3=K1K2注意3：若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)3、意義對于同類型反應(yīng),平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)可能進行的

;平衡常數(shù)的數(shù)值越

,說明反應(yīng)可以進行得越完全。若K>105,則說明反應(yīng)完全。4、影響因素①內(nèi)因:不同的化學(xué)反應(yīng)及化學(xué)方程式的書寫形式是決定化學(xué)平衡常數(shù)的

。②外因:在化學(xué)方程式一定的情況下,K只受

影響。注意：K與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)，也與反應(yīng)從正向開始或逆向開始無關(guān)。程度大主要因素溫度5、應(yīng)用(1)利用Ｋ可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)①若升高溫度，Ｋ↑，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)?H>0②若升高溫度，Ｋ↓，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)?H<0根據(jù)某反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度變化的情況，可判斷該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。③若降低溫度，Ｋ↑，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)?H<0④若降低溫度，Ｋ↓，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)?H>0后一節(jié)深入學(xué)習(xí)(2)判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)及反應(yīng)方向的判斷利用平衡常數(shù)可從定量的角度解釋恒溫下濃度、壓強對化學(xué)平衡移動的影響。對于可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)?pC(g)+qD(g)在任意狀態(tài)下,生成物的濃度和反應(yīng)物的濃度之間的關(guān)系用表示,則:①當(dāng)Q=K時,反應(yīng)處于平衡狀態(tài);②當(dāng)Q<K時,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行;③當(dāng)Q>K時,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行。硫酸工業(yè)中有一步非常重要的反應(yīng)是SO2的催化氧化反應(yīng),即2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)。已知T℃時,在密閉容器中起始加入SO2(g)和O2(g)濃度分別為2mol/L和1mol/L,實驗測得達(dá)到平衡狀態(tài)時,SO2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為60%,容器內(nèi)壓強為p0。根據(jù)上述材料,請列式并計算該反應(yīng)的平衡常數(shù),并計算出平衡時SO3的體積分?jǐn)?shù)。6、平衡常數(shù)的計算（1）基本模式——“三段式法”mA(g)+nB(g)?pC(g)+qD(g)

（2）解答思路——三步驟（3）基本計算關(guān)系①各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度變化之比=物質(zhì)的量變化之比=化學(xué)計量數(shù)之比。解(1)根據(jù)題意有:K=C(HI)2C(H2)C(I2)=0.25

H2+I22HIC(始)/mol·L-1

?C/mol·L-1

C(平)/mol·L-1

0.0100.01000.00200.00200.00400.00800.00800.0040在某溫度下,將H2和I2各0.10mol的氣態(tài)混合物充入10L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測得C(H2)=0.0080mol/L.(1)求該反應(yīng)的平衡常數(shù)(2)在上述溫度下,該容器中若通入H2和I2蒸汽各0.20mol.試求達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的濃度.解(2)設(shè)H2的消耗濃度為x

H2+I22HIC(始)/mol.L-1

0.0200.0200?C/mol.L-1

xx2xC(平)/mol.L-1

0.020-x0.020-x2xK=C(HI)2C(H2)C(I2)=0.25=(2x)2(0.020-x)2X=0.0040mol/LC(H2)=c(I2)=0.016mol/LC(HI)=0.0080mol/L【課本P34例1】1.下列關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的說法中,正確的是(

)A.在任何條件下,化學(xué)平衡常數(shù)都是一個定值B.當(dāng)改變反應(yīng)物的濃度時,化學(xué)平衡常數(shù)都會發(fā)生改變C.化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度、反應(yīng)物濃度、體系的壓強都有關(guān)D.化學(xué)平衡常數(shù)K可以推斷一個可逆反應(yīng)進行的程度DA壓強平衡常數(shù)（Kp）在化學(xué)平衡體系中，各氣體物質(zhì)的分壓替代濃度，計算的平衡常數(shù)叫壓強平衡常數(shù)。單位與表達(dá)式有關(guān)。1．Kp的含義第一步，根據(jù)“三段式”法計算平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度；第二步，計算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)；第三步，求出各氣體物質(zhì)的分壓，某氣體的分壓＝氣體總壓強×該氣體的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))；第四步，根據(jù)平衡常數(shù)計算公式代入計算。2．計算技巧N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)壓強平衡常數(shù)表達(dá)式為:3．常見計算模型(1)“恒溫恒壓”模型(或“恒溫恒容下前后氣體分子數(shù)不變”模型)反應(yīng)前后體系總壓不變，總壓P初=P平。根據(jù)分壓計算公式求出各氣體物質(zhì)的分壓，代入壓強平衡常數(shù)公式計算。“恒溫恒容”模型（前后氣體分子數(shù)改變）

4．計算Kp的答題模板[以N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)為例]模板1N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)(平衡時總壓為p)n(始)

1mol

3mol

0Δn0.5mol1.5mol1moln(平)

0.5mol

1.5mol1molp(X)

模板2

若為恒溫恒容體系，則可用分壓三段式列式計算。

像這類存在多個可逆反應(yīng)的多重平衡體系，我們該如何分析它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系呢？多重平衡體系的計算1、連續(xù)反應(yīng)連續(xù)反應(yīng)是指兩個有關(guān)聯(lián)的可逆反應(yīng)，第一個反應(yīng)的某一生成物，是第二個反應(yīng)的反應(yīng)物。（1）定義（2）特點如果該物質(zhì)是第一個反應(yīng)的生成物，第二個反應(yīng)的反應(yīng)物，則在第一個反應(yīng)中，該物質(zhì)的初始量為0，它的平衡量為第二個反應(yīng)中該物質(zhì)的初始量（在計算第二個反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率尤為重要）。①A(g)+B(g)?C(g)+D(g)②A(g)+2C(g)?E(g)+2D(g)（3）計算模型A(g)+B(g)?C(g)+D(g)A(g)+2B(g)?E(g)+2D(g)起始量/mol轉(zhuǎn)化量/mol平衡量/mol1

2

0

0????????1-??2-??????1-??2-??0????2????2??1-??-????-2??????+2??達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量：n(A)=1-??-??moln(B)=2-??moln(C)=??-2??moln(D)=??+2??moln(E)=??mol2、競爭反應(yīng)（1）定義競爭反應(yīng)是指反應(yīng)物能同時平行地進行兩個或兩個以上的不同反應(yīng)，得到不同產(chǎn)物。其中反應(yīng)較快或產(chǎn)物在混合物中所占比例較高的稱為主反應(yīng)，其余稱為副反應(yīng)。（2）特點如果一個物質(zhì)是競爭反應(yīng)的反應(yīng)物，則題目中所給初始量則是該物質(zhì)在這兩個反應(yīng)中的初始量之和①A(g)+B(g)?C(g)+D(g)②A(g)+2B(g)?E(g)+2D(g)（3）計算模型A(g)+B(g)?C(g)+D(g)A(g)+2B(g)?E(g)+2D(g)起始量/mol轉(zhuǎn)化量/mol平衡量/mol1

2

0

0????????1-??2-??????1

2

0

0??2????2??1-??2-2????

2??達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量：n(A)=1-??-??moln(B)=2-??-2??moln(C)=??moln(D)=??+2??moln(E)=??mol氨催化氧化時會發(fā)生如下兩個競爭反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ。