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知识回顾：化学平衡状态（化学平衡）
在一定条件下，可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，
反应物浓度和生成物浓度均保持不变，即体系的组成不随时间的而改变，
这表明该反应的转化达到了“限度”，
这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。
当达到化学平衡状态时究竟有多少反应物转化成生成物？
平衡体系中反应物的浓度和生成物的浓度之间有什么关系呢？
分析课本P31页表2—1
第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
第二课时 化学平衡常数
一定温度下，化学平衡体系中反应物浓度与生成物浓度之间有什么关系呢？
在457.6℃时，反应体系各物质的浓度如下表所示：
从正反应开始
从逆反应开始
几乎相等
457.6℃达到平衡时， 是一个常数。
c2(HI)
c(H2) · c(I2)
结论：
通过分析实验数据得出结论：
1、温度不变时，反应达到平衡， 为常数用K表示；
2、平衡常数K与反应的起始浓度大小无关；
3、平衡常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的过程无关。
前提
查阅文献
4、平衡常数K与温度有关。
温度改变，
平衡常数K改变。
表2: 在500 ℃ 时，3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)反应体系中各物质的浓度
序号 平衡时的浓度/( mol·L-1) 平衡时
c(H2) c(N2) c(NH3)
1 1.15 0.75 0.261
2 0.51 1.00 0.087
3 1.35 1.15 0.412
4 2.43 1.85 1.27
5 1.47 0.75 0.376
6.00×10－2
5.98×10－2
5.71×10－2
5.93×10－2
6.08×10－2
几乎相等
总结：表达式与化学反应方程式的关系
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)
结论：生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值
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，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，
称为浓度商，常用Q表示。
Q =
平衡时的浓度商称化学平衡常数(K)
一、化学平衡常数
1.概念：
2.表达式:
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，该常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号K表示。
对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，
比较：Q与K
①表达式相同。但Q中是任意时刻的各组分的浓度而K中是平衡浓度；
②当 Q=K 说明已达到平衡状态。
一定
温度下
任意时刻
Q＝
cp(C) cq(D)
cm(A) cn(B)
生成物浓度幂之积
反应物浓度幂之积
＝
平衡时
K ＝
cp(C) cq(D)
cm(A) cn(B)
生成物浓度幂之积
反应物浓度幂之积
＝
浓度商
平衡常数
【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)求反应的平衡常数。
【解】
H2 + I2 2HI
起始浓度/mol·L-1 0.010 0.010 0
变化浓度/mol·L-1
平衡浓度/mol·L-1
0.0020
0.0020
0.0040
0.0080
0.0080 0.0040
K ＝
c2(HI)
c(H2) · c(I2)
＝
（0.0040）2
（0.0080）2
＝
0.25
第一问
课堂练习、写出下列可逆反应的K的表达式
Fe3O4(s) + 4H2(g)
高温
3Fe(s) + 4H2O(g)
K
=
)
H
(
c
)
O
H
(
c
2
4
2
4
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
K
=
Cr2O72-(aq) +H2O(l） 2CrO42- (aq) +2H+ (aq)
K
=
)
Cr2O72-
(
c
)
CrO42-
(
c
2
)
H+
(
c
2
C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O（l）
K
=
一、化学平衡常数
3、书写化学平衡常数关系式注意事项
(2)对于水的处理要分情况
①气态水H2O(g)或非水溶液中的反应，以及有机反应，
此时水要代入平衡常数公式。
②在稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度视为常数“1”而不代入平衡常数公式。
(1)固体或纯液体（比如液态水），由于其浓度可看作常数“1”，
而不代入平衡常数公式。
(3)离子反应先写离子方程式，再写平衡常数公式。
课堂练习、写出下列可逆反应的化学平衡常数的表达式
N2+3H2 2NH3
K1=
2NH3 N2+ 3H2
K2=
一、化学平衡常数
4、平衡常数与方程式的关系
结论1：正、逆反应，K互为倒数
ΔH1、ΔH2二者关系为:
ΔH2= - ΔH1
K1、K2 二者关系为:
K2 =1/K1
K正× K逆＝1
N2 + H2 NH3
1
2
3
2
K2=
一、化学平衡常数
4、平衡常数与方程式的关系
课堂练习、写出下列可逆反应的化学平衡常数的表达式
N2+3H2 2NH3
K1=
ΔH2 = 2ΔH1
K2 = K12
结论2：化学计量数变为原来n倍，K变为Kn
ΔH1、ΔH2二者关系为:
K1、K2 二者关系为:
一、化学平衡常数
4、平衡常数与方程式的关系
课堂练习、写出下列可逆反应的化学平衡常数的表达式
K1、K2、K3 三者关系为:
ΔH1、ΔH2、ΔH3 三者关系为:
方程① + ② = ③ 则有
ΔH3 = ΔH1 + ΔH2
K3 = K1 K2
方程③ — ② = ①
则有
结论3：方程式相加(减)，则K相乘(除)
①2NO(g) + O2 (g) 2NO2 (g) K1=
②2NO2(g) N2O4 (g) K2=
③2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K3=
4、平衡常数与方程式的关系
一、化学平衡常数
课堂练习、已知下列反应的平衡常数：
①H2(g) + S(s) H2S(g) K1
②S(s) + O2(g) SO2(g) K2
则反应③H2(g) + SO2(g) O2(g) + H2S(g)的平衡常数是( )
A、K1+K2 B、K1–K2 C、K1×K2 D、K1/K2
D
多个反应合并的平衡常数之间的关系:若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数 等于分步平衡常数之乘积(商)
结论4：化学平衡常数的单位与方程式的表示形式相对应，
由方程式对应系数推导出来，故化学平衡常数没有固定单位。
一、化学平衡常数
例 mA + nB pC + qD
K
=
生成物浓度幂之积
反应物浓度幂之积
=
cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)
其中c为各组分的
平衡时浓度;
注意规范书写：
c小写，位于左下角；
圆点要实心且显眼。
单位：
K 的单位为(mol·L-1) n
n=(p+q)-(m+n)
故化学平衡常数没有固定单位
思考与讨论
平衡常数受哪些因素影响？请根据以下资料提供的数据，分析影响平衡常数的因素。
表1: 25 ℃ 时，生成卤化氢反应的平衡常数
内因：平衡常数的大小，主要与反应中物质的性质有关
二、影响化学平衡常数的因素
思考与讨论
平衡常数受哪些因素影响？请根据以下资料提供的数据，分析影响平衡常数的因素。
表2：H2(g) + I2(g) 2HI(g) △H<0 不同条件下的平衡常数
外因： 同一个化学反应的平衡常数不受浓度的影响，只受温度影响
二、影响化学平衡常数的因素
体系压强改变会影响平衡常数吗？
压强改变可能会影响体系中物质的浓度，
而浓度的改变不影响平衡常数。
因此压强不影响平衡常数的大小。
放热反应（ΔH＜0）：T升高，K减小； T降低，K增大。
吸热反应（ΔH＞0） ： T升高，K增大； T降低，K增大。
二、影响化学平衡常数的因素
1、内因：反应中物质的性质。
2、外因：对于同一可逆反应，化学平衡常数只与温度有关。
在化学方程式一定的情况下（内因相同），
外因：K 只受 温度 影响。
与浓度、压强、催化剂（催化剂仅能改变化学反应速率）均无关。
温度不变，化学平衡常数不变。可以利用这一点求相同温度下，不同体系的平衡状态。
思考与讨论
请结合平衡常数的表达式和表中数据思考，K的大小表示什么含义？
m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
K ＝
cp(C) cq(D)
cm(A) cn(B)
表1: 25 ℃ 时，生成卤化氢反应的平衡常数
三、化学平衡常数的意义
对于同类型的反应，K越大，反应进行的程度越大，反应物转化率α越大。
一般：当K ≥ 105，正反应进行得基本完全。
　　　 10-5 ＜K ＜105 ：可逆反应。
当K＜ 时，正反应很难进行。
例如：N2(g)+O2(g) 2NO(g) K=1×10-30(298K)
这意味着298K时，N2和O2基本上没有进行反应。
注意：化学平衡常数只反映是反应进行的程度，
不表示化学反应速率。
即：化学反应进行的程度大（K大），化学反应速率不一定快。
正误判断
(1)K 越大，表明可逆反应正向进行的程度越大
(2)浓度、温度变化时，平衡常数都会改变
(3)K 越大，反应越容易进行
(4)K 越大，该可逆反应的速率越快
(5)升高温度，平衡常数增大
√
×
×
×
×
四、化学平衡常数的应用
1、判断反应进行的程度
K 越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率α越大。
2、判断反应进行的方向
3、运用“三段式”结合K进行相关计算。
对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，
Q=
温度相同时
Q＜K，
反应向正方向进行
Q = K，
反应达到平衡状态
Q ＞K，
反应向逆方向进行
V正＞V逆
V正＝V逆
V正＜V逆
课堂练习、已知800℃时，化学反应CO(g) + H2O(g) CO2(g)+ H2(g) K = 1，推导在下列浓度下反应进行的方向 。
Q＞K ，逆
Q＝K ，平衡状态
Q＜K ，正
课堂练习、在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：
2SO2（g）+O2 （g） 2SO3（g）
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=_______________．
(2)降低温度，K值增大，判断该反应是________(“放热”或“吸热”)反应。
二氧化硫转化率______，化学反应速率______
（以上均填增大、减小或不变）。
放热
增大
减小
平衡常数的大小不仅可以判断反应进行的程度，
并且从其受温度的影响还可以判断该反应的热效应。
若升高温度，K值减小，则反应程度减小，则正反应为放热反应。
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应。
【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 。
（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。
【解】
H2 + I2 2 HI
起始浓度/mol·L-1 0.020 0.020 0
变化浓度/mol·L-1
平衡浓度/mol·L-1
x
x
2x
0.020-x
0.020-x
2x
K ＝
c2(HI)
c(H2) · c(I2)
＝
（2 x）2
（0.020-x）2
＝
0.25
x = 0.0040
第二问
除了化学平衡常数外，还有没有其他方法能用来表示化学反应进行的限度呢？
某反应物B的转化率(α)＝
该反应物已转化的量
该反应物的起始总量
×100%
＝
CB(始）－CB (平)
CB(始）
×100%
对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)
用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，
常用平衡转化率α来表示反应限度。
转化率越大，反应越完全！
⑴基本模式——“三段法”起、转、平
例： mA + nB pC + qD
起始浓度：a b 0 0
(mol/L)
转化浓度：mx nx px qx
(mol/L)
平衡浓度：a-mx b-nx px qx
(mol/L)
⑵常见的计算量
各物质的变化量之比
= 化学计量系数之比
化学平衡的相关计算方法
巧设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，
一般设某物质的转化量为x。
①平衡常数K＝
②平衡时A的物质的量浓度：
③平衡时A的转化率 ：
c(A)＝ mol·L－1
α＝×100%
化学平衡的相关计算方法
⑵常见的计算量
④平衡时A的体积分数：φ(A)＝
⑤平衡时和开始时的压强之比：
⑥生成物产率＝
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:
此时该反应的K为1.0。求达到平衡时CO转化为CO2的转化率。
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
c(CO) : c(H2O) = 1:1 时
CO + H2O CO2 + H2
起始c 1 1 0 0
转化c -x -x +x +x
平衡c 1-x 1-x x x
解得 x = 0.5 α(CO)= 50%
α(H2O)= 50%
c(CO) : c(H2O) = 1:4 时
CO + H2O CO2 + H2
起始c 1 4 0 0
转化c -x -x +x +x
平衡c 1-x 4-x x x
解得 x = 0.8 α(CO)= 80%
α(H2O)= 20%
(1-x)(1-x )
x2
K = =1
(1-x)(4-x )
x2
K = =1
投料浓度不影响化学反应的平衡常数，仅改变投料浓度后，平衡时物质的转化率会改变吗？
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 。
在上述温度下，CO的量不变，将气态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？
平衡常数只与温度有关
【解】设达到平衡状态时CO浓度的变化量为x mol·L-1
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
起始浓度/(mol·L-1 ) 0.01 0.03 0 0
变化浓度/(mol·L-1 ) x x x x
平衡浓度/(mol·L-1 ) 0.01 x 0.03 x x x
＝ 1
K ＝ ＝
c(CO2) c(H2)
c(CO) c(H2O)
x2
(0.01 x) (0.03 x）
x ＝ 0.0075
平衡时CO的浓度为0.0025 mol·L-1
CO的转化率为：
0.0075 mol·L-1
0.01 mol·L-1
× 100%
＝75%
结论：
增大一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，
而本身的转化率减小
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
序号 起始浓度/（mol·L-1） 平衡时CO的转化率 平衡时H2O的转化率
CO（g） H2O（g）
1 0.01 0.01 50% 50%
2 0.01 0.03 75%
25%
H2O的转化率为：
0.0075 mol·L-1
0.03 mol·L-1
× 100%
＝25%
增大H2O(g)浓度，CO转化率增大，H2O(g)转化率减小
——“舍己为人”
例、加热N2O5时，发生下列两个分解反应：
N2O5 N2O3＋O2 ， N2O3 N2O＋O2；
在1L密闭容器中加热4mol N2O5达到化学平衡时O2的浓度为4.50 mol/L， N2O3的浓度为1.62 mol/L，求其他各物质的平衡浓度。
连续平衡
解：
N2O5 N2O3＋O2
N2O3 N2O＋O2
起
变
平
4 mol
0
0
x
x
x
4 mol - x
x
0
x
y
y
y
x - y
y
x +y
x – y = 1.62
x +y = 4.50
连续平衡
例、密闭容器中，固体NH4I在一定温度下发生下列反应：
①NH4I(s) NH3(g)+HI(g)；
②2HI(g) H2(g)+I2(g)
达到平衡时，c(H2)=0.5mol·L-1，c(HI)=4mol·L-1，
则此温度下反应①的平衡常数为（ ）
A.9 B.16 C.20 D.25
C
注意：代入平衡常数表达式的物质的量浓度是平衡时的浓度。
T℃时，在刚性反应容器中投料比为1：3的NO（g）与O2（g)发生反应，其中NO2（g）二聚为N2O4（g）的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强P随时间t的变化入表所示。
连续平衡
t/min 0 40 80 160 260 700 800
p/kPa 32.8 30.7 29.9 29.4 29.2 28.8 28.8
①t = 44min时，若测得体系中O2的分压p(O2)=22.4kPa,则0—44min内V(NO)= kPa·min-1
②达到平衡时N2O4的分压p(N2O4)=1.6kPa,
NO的转化率为 ％(计算结果保留一位小数，下同)。
反应N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数Kp= kPa
(Kp为以分压表示的平衡常数)。
0.1
58.5
1.6
2021年高考考查《化学平衡常数计算及应用》统计
全国甲 全国乙 北京 天津 海南 浙江1月 浙江6月
Kp K K K Kp K
广东 河北 湖北 湖南 山东 辽宁 福建 江苏
Kp(标准) K Kp K(标准） Kx Kp K
五、其它类型平衡常数
1.分压平衡常数Kp
分压和总压
分压：一种气体单独存在于容器内时的压强
总压：混合气体总压强等于组成该混合气体各成分的分压强之和
P总=P1+P2+P3+……
PV=nRT
五、其它类型平衡常数
1.分压平衡常数Kp
体积分数—分体积
分体积：混合气体中某一组分B的分体积VB是该组分单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积。
V总=V1+V2+V3+……
PV=nRT
V1
V总
＝
n1
n总
五、知识拓展：其它类型平衡常数
1.分压平衡常数Kp
一定温度下，气相反应: mA (g)+nB (g) eC(g)+fD(g)达平衡时，
在浓度平衡常数表达式中，用分压代替浓度，
即气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，用符号Kp表示，
pe (C) · pf (D)
pm (A) ·pn (B)
Kp =
①某气体的分压=气体总压×该气体的体积分数(物质的量分数)
②分压平衡常数的单位一般要求写出
(只受温度影响)
Kp的表达式如下：
三段式
平衡时n或c
Kc
气体组分的
物质的量分数
Kp
五、知识拓展：其它类型平衡常数
练习1：一定温度下，在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，起始总压强为P0，发生反应：2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)
达到平衡后，压强为原来的5/6。
该温度下反应的平衡常数K = 、Kp= 。
2
6/P0
练习2：一定温度下，在初始体积为1L的恒压密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，起始总压强为P0 ，发生反应：
2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)
达到平衡后，体积为原来的5/6。
该温度下反应的平衡常数K = 、Kp= 。
5/3
5/P0
点拨：反应前后气体分子数不相等时，
(1)恒温恒容，P变，算Kp要小心；
(2)恒温恒压，V变，算Kc要小心!
(1)理解Kp含义 在化学平衡体系中,用各气体物质的分压代替浓度,
计算的平衡常数叫压强平衡常数。
(2)运用计算技巧
五、知识拓展：其它类型平衡常数
2.物质的量分数平衡常数Kx
mA(g)+nB(g) eC(g)+fD(g)
达平衡时，令各物质的量分数分别为x(A)、x(B)、x(C)、x(D)，
则有物质的量分数平衡常数Kx= 。
【2017·全国卷Ⅰ，28(3)①改编】H2S与CO2在高温下发生反应：
H2S(g)＋CO2(g) COS(g) ＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，压强为P0 Pa，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
H2S的平衡转化率α1＝ %，
反应平衡常数Kc＝ 、Kp＝ 、Kx＝ 。
2.5
2.8×10－3
2.8×10－3
2.8×10－3
结论：当△n(g)=0时，Kc=Kp=Kx
(只受温度影响)
五、知识拓展：其它类型平衡常数
3.标准平衡常数Kθ (相对分压平衡常数)
一定温度下，气相反应: mA (g)+nB (g) eC(g)+fD(g)达平衡时，在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度，
所得的平衡常数为标准平衡常数，用符号Kθ表示，
Kθ的表达式如下：
①某气体的相对分压=该气体的分压÷pθ，其中pθ=100kPa（标准压力）
②标准平衡常数的量纲为1
(只受温度影响)
练习：【2021·湖南新高考·节选】某兴趣小组对反应
2NH3(g) N2(g) ＋3H2(g)进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
NH3
H2
N2
0.48
化学平衡常数
表达式及书写注意事项
意义及影响因素
应用
K越大，反应进行程度越大。只与温度有关
用浓度商Q 与K 比较：
Q＜K，反应向正反应方向移动；
Q＝K，反应处于平衡状态；
Q＞K，反应向逆反应方向移动
三段式做有关计算题方法
课堂小结
2020年全国
高考I卷-28
2020年全国
高考II卷-28
2020年全国
高考III卷-28
考查角度完全一样
化学平衡常数计算
浓度平衡常数
[2017·全国卷Ⅰ，28（3）]近期发现，H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：
H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g) = COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
（1）H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。
启示1：浓度平衡常数，注意体积
启示2：反应前后气体分子数相等的反应，可用平衡时物质的量计算常数（注：列式计算时，还是要除以体积，意思一下）
浓度平衡常数
压强平衡常数
反应过程（I）
标准平衡常数

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