第二節(jié)化學(xué)平衡第2課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義。2.能書寫化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算(重、難點(diǎn))。分析圖表，你能得出什么結(jié)論呢？起始濃度/mol·L－1平衡濃度/mol·L－1平衡時(shí)c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)1.197×10－26.944×10－305.617×10－35.936×10－41.270×10－248.371.228×10－29.964×10－303.841×10－31.524×10－31.687×10－248.621.201×10－28.430×10－304.580×10－39.733×10－41.486×10－249.54001.520×10－21.696×10－31.696×10－31.181×10－248.49001.287×10－21.433×10－31.433×10－31.000×10－248.70003.777×10－24.213×10－34.213×10－32.934×10－248.5048.70在457.6℃時(shí)，反應(yīng)體系H2(g)+I2(g)2HI(g)中各物質(zhì)的濃度結(jié)論2：與反應(yīng)物的起始濃度大小無關(guān)；

與正向建立還是逆向建立平衡無關(guān)。結(jié)論1：為常數(shù)

c2(HI)c(H2)·c(I2)H2(g)+I2(g)

2HI(g)化學(xué)平衡常數(shù)(1)概念：在一定溫度下，一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，體系內(nèi)生成物濃度冪(以其化學(xué)計(jì)量數(shù)為冪)之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)特點(diǎn)：K

的數(shù)值與各反應(yīng)體系中各物質(zhì)的初始濃度和反應(yīng)路徑無關(guān)符號(hào)：K知識(shí)梳理一、化學(xué)平衡常數(shù)及表達(dá)式1．化學(xué)平衡常數(shù)的概念及表達(dá)式任意時(shí)刻，濃度商Q＝平衡狀態(tài)時(shí)，K＝Q＝①在任意時(shí)刻，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，都為濃度商，而化學(xué)平衡常數(shù)，則是在一定溫度下可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的濃度商。②當(dāng)Q＝K時(shí)，表明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。一、化學(xué)平衡常數(shù)及表達(dá)式濃度商與平衡常數(shù)有什么區(qū)別？(2)表達(dá)式：mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)知識(shí)梳理2．影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素溫度425.6℃457.6℃K54.548.7(1)內(nèi)因：同一溫度下，不同的反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)不同H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)

ΔH＝－14.9kJ·mol－1同一化學(xué)反應(yīng)，平衡常數(shù)與濃度、壓強(qiáng)無關(guān)，只與溫度有關(guān)升高溫度，吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，反之減小(2)外因：一、化學(xué)平衡常數(shù)及表達(dá)式知識(shí)梳理兩個(gè)反應(yīng)中進(jìn)行徹底的是____，在常溫下很難進(jìn)行的是____。3．K與可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)①N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)K(298K)＝5.6×105②N2(g)＋O2(g)2NO(g)K(298K)＝1.9×10－31②①

反應(yīng)進(jìn)行得越完全，K越大，反應(yīng)進(jìn)行得越不完全，K越小。一般來說，當(dāng)K＞105時(shí)，該反應(yīng)就進(jìn)行得基本完全了一、化學(xué)平衡常數(shù)及表達(dá)式知識(shí)梳理1.正誤判斷(1)K越大，表明可逆反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越大(2)濃度、溫度變化時(shí)，平衡常數(shù)都會(huì)改變(3)K越大，反應(yīng)越容易進(jìn)行(4)K越大，該可逆反應(yīng)的速率越快(5)升高溫度，平衡常數(shù)增大××√××一、化學(xué)平衡常數(shù)及表達(dá)式思考交流2.寫出下列各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：(1)2NO2(g)N2O4(g)(2)3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)(4)C2H5OH(l)＋CH3COOH(l)CH3COOC2H5(l)＋H2O(l)一、化學(xué)平衡常數(shù)及表達(dá)式思考交流一、化學(xué)平衡常數(shù)及表達(dá)式書寫化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的注意事項(xiàng)(1)如果反應(yīng)中有固體或純液體參加，它們的濃度不應(yīng)寫在平衡常數(shù)表達(dá)式中。(2)稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如有水參加，水的濃度不必寫在平衡常數(shù)表達(dá)式中。(3)非水溶液以及有機(jī)反應(yīng)，水應(yīng)該寫在常數(shù)表達(dá)式中。歸納總結(jié)3.(1)已知在600℃時(shí)，寫出以下三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：反應(yīng)①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)K1＝_______反應(yīng)②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)K2＝_______反應(yīng)③：CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)

K3＝_____________一、化學(xué)平衡常數(shù)及表達(dá)式(2)反應(yīng)④2CO(g)＋2CuO(s)2CO2(g)＋2Cu(s)的平衡常數(shù)K4與K1的關(guān)系是__________。(3)反應(yīng)③的K3與K1、K2的關(guān)系是________。思考交流一、化學(xué)平衡常數(shù)及表達(dá)式(1)K與化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小成冪指數(shù)關(guān)系。(2)對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。(3)若兩反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則：①若兩反應(yīng)相加，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝K1·K2。②若兩反應(yīng)相減，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝

。歸納總結(jié)1．計(jì)算模型——“三段式”法c(初)/(mol·L－1)

Δc/(mol·L－1)

c(平)/(mol·L－1)

(1)巧設(shè)未知數(shù)：根據(jù)題目要求靈活設(shè)立(2)確定三個(gè)量：確定平衡體系中各物質(zhì)的起始量、變化量、平衡量并列出三段式關(guān)鍵找到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)化量和平衡量二、平衡常數(shù)與平衡轉(zhuǎn)化率的相關(guān)計(jì)算

x

c1－x

c1

c200mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

(3)解決問題：明確“始”“變”“平”三個(gè)量的具體數(shù)值，根據(jù)相應(yīng)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算知識(shí)梳理2．平衡轉(zhuǎn)化率可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率：二、平衡常數(shù)與平衡轉(zhuǎn)化率的相關(guān)計(jì)算知識(shí)梳理例1.一定溫度下，將0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)注入體積為1.0L的密閉反應(yīng)器，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，達(dá)到平衡后，測(cè)得SO3的平衡濃度為0.044mol·L－1。(1)計(jì)算SO2和O2的平衡轉(zhuǎn)化率。(2)計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)K。二、平衡常數(shù)與平衡轉(zhuǎn)化率的相關(guān)計(jì)算思考交流2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)初始濃度/(mol·L－1)

0.050

0.030

0轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L－1)

0.044

0.022

0.044平衡濃度/(mol·L－1)

0.006

0.008

0.044例2.某溫度下，H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K＝0.25，若在此溫度下，在10L的密閉容器中充入0.2molHI氣體，達(dá)到平衡時(shí)，HI的分解率為______。80%二、平衡常數(shù)與平衡轉(zhuǎn)化率的相關(guān)計(jì)算思考交流第一步，計(jì)算2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)的平衡常數(shù)K＝4。第二步，設(shè)未知量，列“三段式”設(shè)生成的H2的濃度為xmol·L－1，

2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)起始/(mol·L－1)

0.02

0

0轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)

2x

x

x平衡/(mol·L－1)

0.02－2x

x

x第三步，代入平衡常數(shù)表達(dá)式，計(jì)算未知量例3.在830K時(shí)，在密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

ΔH<0。試回答下列問題：(1)若起始時(shí)c(CO)＝2mol·L－1，c(H2O)＝3mol·L－1，4s后達(dá)到平衡，此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%，則在該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝____。1二、平衡常數(shù)與平衡轉(zhuǎn)化率的相關(guān)計(jì)算

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)c始/(mol·L－1)

2

3

0

0c變/(mol·L－1)

1.2

1.2

1.2

1.2c平/(mol·L－1)

0.8

1.8

1.2

1.2思考交流(2)在相同溫度下，若起始時(shí)c(CO)＝1mol·L－1，c(H2O)＝2mol·L－1，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，測(cè)得H2的濃度為0.5mol·L－1，此時(shí)反應(yīng)____(填“是”或“否”)達(dá)到平衡狀態(tài)，v正

______(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。否大于二、平衡常數(shù)與平衡轉(zhuǎn)化率的相關(guān)計(jì)算反應(yīng)進(jìn)行到某時(shí)刻時(shí)，c(H2)＝c(CO2)＝0.5mol·L－1，c(CO)＝0.5mol·L－1，c(H2O)＝1.5mol·L－1，因此反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正＞v逆。CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)思考交流由濃度商Q與平衡常數(shù)K的關(guān)系判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向若Q＜K，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正>v逆；若Q＞K，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，v正＜v逆；若Q＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，v正＝v逆。二、平衡常數(shù)與平衡轉(zhuǎn)化率的相關(guān)計(jì)算模型構(gòu)建課堂小結(jié)1.一定溫度下，某氣態(tài)平衡體系的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝

，下列有關(guān)該平衡體系的說法正確的是A.升高溫度，平衡常數(shù)K一定增大B.該反應(yīng)的方程式可表示為2Z(g)＋2W(g)X(g)＋2Y(g)C.X、Y、Z、W四種氣態(tài)物質(zhì)