第六章

化學(xué)反應(yīng)與能量人教版高中化學(xué)必修第二冊第二節(jié)化學(xué)平衡（第二課時）學(xué)習(xí)目標(biāo)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)表達式。2.能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進行簡單的計算。3.應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)和濃度商的關(guān)系判斷化學(xué)反應(yīng)是否達到平衡及反應(yīng)進行的方向，提升從定量的角度分析化學(xué)反應(yīng)的能力。知識回顧溫故知新判斷平衡狀態(tài)的證據(jù)：正逆相等變量不變我們知道可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài)判斷的方法：定性【思考】能否從定量的角度研究一個可逆反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)呢？457.6℃時反應(yīng)體系H2(g)+I2(g)=2HI(g)中各物質(zhì)的濃度起始時各物質(zhì)的濃度/（mol·L）平衡時各物質(zhì)的濃度/（mol·L）平衡時c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)c2(HI)/c(H2)·c(I2)1.197×10-26.944×10-305.617×10-35.936×10-41.270×10-248.371.228×10-29.964×10-303.841×10-31.524×10-31.687×10-248.621.201×10-28.403×10-304.580×10-39.733×10-41.486×10-249.54001.520×10-21.696×10-31.696×10-31.181×10-248.49001.287×10-21.433×10-31.433×10-31.000×10-248.70003.777×10-24.213×10-34.213×10-32.934×10-248.50c2(HI)/c(H2)·c(I2)平均值48.70忽略試驗誤差，457.6℃達到平衡時可以視為常數(shù)【思考】

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？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)=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：該反應(yīng)在457.6℃達到平衡時：序號初始濃度×10-2mol/L平衡濃度×10-2mol/L平衡時c2(HI)/c(H2)·c(I2)c始(H2)c始(I2)c始(HI)c平(H2)c平(I2)c平(HI)11.0671.19600.1830.3131.76754.5121.1350.90400.3560.1251.55954.6131.1340.75100.4570.0741.35454,214001.0690.1140.1140.84154.425000.4490.0480.0480.35354.48527.3℃時反應(yīng)體系H2(g)+I2(g)=2HI(g)中個物質(zhì)的濃度【思考】

改變溫度后，化學(xué)平衡體系中反應(yīng)物濃度與生成物濃度之間又有什么關(guān)系呢？7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)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：結(jié)論4：溫度改變，這個常數(shù)也會改變=常數(shù)81、概念：在一定溫度下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達到化學(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)，這個常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)2、表達式：例mA+nB?pC+qDK=生成物濃度冪之積反應(yīng)物濃度冪之積=cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)3、單位：K的單位為(mol·L-1)

n；

n=(p+q)-(m+n)故化學(xué)平衡常數(shù)沒有固定單位1、其中c為各組分的平衡時濃度;2、溫度一定，K一定注意規(guī)范書寫：c小寫，位于左下角；圓點要實心且顯眼。一、化學(xué)平衡常數(shù)9一、化學(xué)平衡常數(shù)注意：固體或純液體（水）濃度看作常數(shù)“1”，不代入表達式；101.寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式：Fe3O4(s)+4H2(g)

高溫3Fe(s)+4H2O(g))H(c)OH(c2424K=CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)K=

Cr2O72-(aq)+H2O(l）

2CrO42-(aq)+2H+(aq)K=)Cr2O72-(c)CrO42-(c2)H+(c2C2H5OH(l）+CH3COOH(l）

CH3COOC2H5(l）+H2O(l）K=

11二、化學(xué)平衡常數(shù)的相關(guān)計算(1)2NO(g)+O2(g)?2NO2

K1(2)2NO2(g)?N2O4

K2(3)2NO(g)+O2(g)?N2O4(g)K3

K3=K1K2ΔH1、ΔH2、ΔH3三者關(guān)系為:K1、K2、K3三者關(guān)系為:ΔH3=ΔH1+ΔH2結(jié)論1：若干方程式相加，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積1、找出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3的關(guān)系12①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2③C(s)+CO2(g)2CO(g)K3K1、K2、K3三者關(guān)系為K3=K1K2ΔH1、ΔH2、ΔH3二者關(guān)系為:結(jié)論2：若干方程式相減，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之商ΔH3=ΔH1-ΔH22、找出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3的關(guān)系133、找出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3的關(guān)系K2=1/K1

ΔH1、ΔH2二者關(guān)系為:K1、K2二者關(guān)系為:ΔH2=-ΔH1結(jié)論3：同一化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)(1)2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)K1(2)2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)K2144、找出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3的關(guān)系(1)1/2N2(g)＋3/2H2(g)?NH3(g)

K1(2)N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)

K2K2=K12

ΔH1、ΔH2二者關(guān)系為:K1、K2二者關(guān)系為:ΔH2=2ΔH1結(jié)論4：同一化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)計量數(shù)等倍擴大或縮小(n倍)，化學(xué)平衡常數(shù)成指數(shù)倍或開n次方15三、化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素分析表中數(shù)據(jù)你可以得出哪些結(jié)論？表2:25℃時，生成鹵化氫反應(yīng)的平衡常數(shù)化學(xué)方程式平衡常數(shù)(K)F2(g)+H2(g)2HF(g)6.5×1095Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)2.57×1033Br2(g)+H2(g)2HBr(g)1.91×1019I2(g)+H2(g)2HI(g)8.67×102

平衡常數(shù)的大小，與反應(yīng)中物質(zhì)的性質(zhì)（內(nèi)因）有關(guān)16溫度(2)外因：在化學(xué)方程式一定的情況下，K只受

影響。與壓強、起始濃度、起始反應(yīng)方向均無關(guān)。I2(g)+H2(g)?2HI(g)(1)內(nèi)因：化學(xué)反應(yīng)本身的性質(zhì)。三、化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素17四、化學(xué)平衡常數(shù)與濃度商的關(guān)系（1）濃度商定義：對于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，在任意時刻的，稱為

，常用

表示，即濃度商Q（2）Q與K的關(guān)系：當(dāng)反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的濃度商

平衡常數(shù)時，表明反應(yīng)達到限度，即達到化學(xué)平衡狀態(tài)。等于注意：其中c為各組分任意時刻的濃度.18五、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用1.判斷反應(yīng)進行的程度①平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進行的

(也叫

)。②K越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，正反應(yīng)進行的程度越大，即該反應(yīng)進行得越

，平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越

，反之，K越小，該反應(yīng)進行得越

，平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越

。程度反應(yīng)的限度完全大不完全小105③當(dāng)K＞

時，該反應(yīng)就進行的基本完全了;K＜10-5,很難進行。19【注意事項】①平衡常數(shù)數(shù)值大，不代表此溫度下反應(yīng)速率快，也不代表反應(yīng)很容易發(fā)生。只能大致反映一個可逆反應(yīng)的正向反應(yīng)進行的最大程度合成氨：N2(g)

+3H2(g)2NH3(g)常溫下K＝5×108常溫下限度較大，但化學(xué)反應(yīng)速率很小，經(jīng)濟效益差。②平衡常數(shù)數(shù)值極小的反應(yīng)，說明正反應(yīng)在該溫度下不能進行，如:N2+O2?

2NO

K=10-30(298K)所以常溫下用此反應(yīng)固定氮氣是不可能的。因此沒有必要在該溫度下進行實驗，以免浪費人力物力。202.判斷反應(yīng)進行的方向?qū)τ谝话愕目赡娣磻?yīng)：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)Q＜K，反應(yīng)向正方向進行Q=K，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)Q＞K，反應(yīng)向逆方向進行212.高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下:FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)(條件省略)已知1100℃，K=0.263，某時刻測得高爐中c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1在這種情況下：(1)該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)_____(填“是”或“否”)；(2)此時反應(yīng)會向______進行？（填“正向”或“逆向”）；(3)此時化學(xué)反應(yīng)速率是ν正_____ν逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。否正向大于Qc=

c(CO2)c(CO)=

0.025mol·L-10.1mol·L-1=0.25QC＜K，反應(yīng)向正方向進行223.已知CO(g)+H2O(g)?CO2

(g)+H2

(g)800℃時K=1；求恒溫恒容體系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或1:4開始，達到平衡時CO和H2O(g)的轉(zhuǎn)化率。

c(CO):c(H2O)=1:1時

CO+H2OCO2+H2

起始c

1100轉(zhuǎn)化c

xxxx平衡c

1-x1-xxx

解得x=0.5α(CO)=50%α(H2O)=50%

c(CO):c(H2O)=1:4時

CO+H2OCO2+H2

起始c

1400轉(zhuǎn)化c

xxxx平衡c

1-x4-xxx解得x