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第二节 化学平衡
第2课时 化学平衡常数
第二章 化学反应速率与化学平衡 　
人教版化学 选择性必修一
判断平衡状态的证据：
正逆相等
变量不变
问题：可逆反应到达平衡状态判断的方法 ？
定性
思考：能否从定量的角度研究一个可逆反应是否达到平衡状态呢？
——化学平衡常数
任务一 化学平衡常数
问题：分析上表的数据，你得出什么结论？
在457.6℃时，反应体系H2(g) + I2(g) 2HI(g)各物质的浓度如下表所示：
序号 起始时浓度mol/L 平衡时浓度mol/L 平衡时
c0(H2) c0(I2) c0(HI) c(H2) c(I2) c(HI) 1 1.197×10-2 6.944×10-3 0 5.617×10-3 5.936×10-4 1.270×10-2 48.37
2 1.228×10-2 9.964×10-3 0 3.841×10-3 1.524×10-3 1.687×10-2 48.62
3 1.201×10-2 8.403×10-3 0 4.580×10-3 9.733×10-4 1.486×10-2 49.54
4 0 0 1.520×10-2 1.696×10-3 1.696×10-3 1.181×10-2 48.49
5 0 0 1.287×10-2 1.433×10-3 1.433×10-3 1.000×10-2 48.70
6 0 0 3.777×10-2 4.213×10-3 4.213×10-3 2.934×10-2 48.50
平均值 48.70
有什么特点？
改变反应体系中各反应物的起始浓度
改变建立平衡的途径
1.457.6℃达到平衡时， 是一个常数，
2. K 的数值与各反应体系中各物质的初始浓度和反应路径无关
c2(HI)
c(H2) · c(I2)
任务一 化学平衡常数
在一定温度下 ，当一个可逆反应达到化学平衡时，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，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），符号用“ K ”表示。
————
———————
——————
—————
1.定义：
2.表达式：
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：固体、纯液体
不列入表达式
任务一 化学平衡常数
H2(g) + I2(g) 2HI(g) ΔH<0 不同温度下的平衡常数如下表：
序号 起始浓度 （×10－2 mol·L-1） 不同温度下的平衡常数(K ) c(H2) c(I2) c(HI) 457.6 ℃ 425.6 ℃ 25 ℃
1 1.197 0.694 0 48.38 54.51 867
2 1.228 0.996 0 48.61 54.62 867
3 0 0 1.520 48.48 54.10 867
4 0 0 1.287 48.71 54.42 867
问题：分析上表的数据，你得出什么结论？
平衡常数不受浓度的影响，只受温度影响
课堂练习
)
H2
(
c4
)
O
H2
(
c4
K
=
K
=
)
Cr2O72-
(
c
)
CrO42-
(
c
2
)
H+
(
c
2
c(H2O)
c(CH3COOH)c(C2H5OH)
c(CH3COOC2H5)
K=
Fe3O4(s) + 4H2(g)
3Fe(s) + 4H2O(g)
Cr2O72-(aq) +H2O(l） 2CrO42- (aq) +2H+ (aq)
C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O
浓硫酸
加热
写出下列各反应平衡常数的表达式？
任务二 化学平衡常数的特征
问题：写出下列各反应平衡常数的表达式，思考平衡常数与方程式的关系。
K
1
)
H
(
c
)
N
(
c
)
NH
(
c
2
3
2
3
2
=
K
2
)
NH
(
c
)
H
(
c
)
N
(
c
3
2
2
3
2
=
K
3
)
H
(
c
)
N
(
c
)
NH
(
c
/
/
2
2
3
2
2
1
3
=
①N2+3H2 2NH3
②2NH3 N2+3H2
N2 + H2 NH3
1
2
3
2
③
结论1：正、逆反应，K互为倒数
结论2：化学计量数变为原来n倍，K变为Kn
K1 =K32
K2 =1/K1
任务二 化学平衡常数的特征
问题：写出下列各反应平衡常数的表达式，思考平衡常数与方程式的关系。
①2NO(g) + O2 (g) 2NO2
②2NO2(g) N2O4
③2NO (g) +O2(g) N2O4 (g)
K3 =K1 K2
K1、K2、K3三者关系为:
结论3：方程式相加(减)，则K相乘(除)
c2(NO2)
K1＝
c2(NO2) c(O2)
c(N2O4)
K2＝
c2(NO2)
c(N2O4)
K3 ＝
c2(NO2) c(O2)
③=①+②
任务三 化学平衡常数的意义
意义1：根据平衡常数的大小，判断反应进行的程度
表2: 25 ℃ 时，生成卤化氢反应的平衡常数
化学方程式 平衡常数 ( K )
F2(g) + H2(g) 2HF(g) 6.5 ×1095
Cl2(g) + H2(g) 2HCl(g) 2.57 ×1033
Br2(g) + H2(g) 2HBr(g) 1.91 ×1019
I2(g) + H2(g) 2HI(g) 8.67 ×102
对于同类型的化学反应，K 越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率也越大。
一般：K ≥ 105，正反应进行得基本完全，
K ≤10-5，正反应很难进行
K=
反应物浓度幂之积
生成物浓度幂之积
任务三 化学平衡常数的意义
意义2：根据平衡常数随温度的变化，判断反应的热效应
对于同一可逆反应，化学平衡常数只与温度有关
H2(g) + I2(g) 2HI(g) ΔH<0
思考：依据数据，分析化学平衡常数与温度有什么关系呢？
t/ C 25 425.6 457.6
k 867 54.51 48.38
t/ C 830 1000 1200
k 1.0 1.7 2.6
归纳：
吸热反应：升高温度，平衡常数增大
放热反应：升高温度，平衡常数减小
CO2(g)+H2(g) CO(g) +H2O(g) ΔH>0
任务三 化学平衡常数的意义
浓度商QC
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
＝
平衡常数K
啊Q，你为啥和我长得一样？
浓度商Q
你可拉倒吧，谁和你一样，我的头是圆的，你头已经平了
1.78
思考：在平衡之前，Qc一直在变大，为什么？
cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)
1.78
起始
1
1min
0.8
2min
0.7
3min
0.65
1
0.8
0.65
0
0.4
0.6
0.7
0.8
A(g)+B(g) 2C(g) 时间 CA CB CC Qc
4min
0.6
5min
0.6
0.7
0.6
0.6
0.8
0
0.25
0.73
1.16
任务三 化学平衡常数的意义
意义3：根据Qc与K的关系，判断反应进行的方向
其中c为任意时刻的浓度
其中c为平衡时的平浓度
Q
起点
Q=K
平衡状态
向正向进行
V正>V逆
向逆向进行
V正QQ>K
多退少补，直到平衡
在同一温度下：
Q ＜ K ，向正反应方向进行，V正＞V逆
Q ＝ K ，处于化学平衡状态，V正 = V逆
Q ＞ K ，向逆反应方向进行， V正＜V逆
课堂练习
将6mol A气体和5mol B气体混合放入2L密闭容器中，发生下列反应：3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g) ，经过5min达到化学平衡，此时生成C为2mol，测得D的反应速率为0.1mol/（L·min）
计算：①.x的值；
②.平衡时B的转化率；
③.A的平衡浓度。
列出明三段式
根据题意列方程
求解
课堂练习
将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1 L恒容密闭反应器中,发生反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得CO的物质的量为0.10 mol,求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。
列出暗三段式
根据题意列方程
求解

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