第3课时化学平衡常数

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1、第第3课时化学平衡常数课时化学平衡常数课程标准导航课程标准导航1.了解化学平衡常数的含义、表达式及影响了解化学平衡常数的含义、表达式及影响因因素。素。2了解化学平衡转化率的含义。了解化学平衡转化率的含义。3能利用化学平衡常数进行简单计算。能利用化学平衡常数进行简单计算。4能够利用化学平衡常数判断化学平衡移动能够利用化学平衡常数判断化学平衡移动的方向。的方向。新知初探自学导引新知初探自学导引自主学习自主学习一、化学平衡常数一、化学平衡常数1定义定义在在_下，当一个可逆反应达到下，当一个可逆反应达到_时，生成物浓度幂之积与反应时，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，称为物浓度幂之积

2、的比值是一个常数，称为_，用符号，用符号_表示。表示。一定温度一定温度平衡状态平衡状态化学平衡常数化学平衡常数K2表达式表达式对于反应：对于反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)在一定温度下，在一定温度下，K_。3意义意义K的大小说明了反应进行的程度的大小说明了反应进行的程度(即反应限度即反应限度)，K值越大，反应进行的越值越大，反应进行的越_，反应物的，反应物的转化率转化率_，一般当，一般当K105时，该反应进时，该反应进行得基本完全。行得基本完全。完全完全越大越大4影响化学平衡常数的因素影响化学平衡常数的因素化学平衡常数化学平衡常数K只受只受_影响，与影响，与_无关。对于一个具体的

3、可逆反应无关。对于一个具体的可逆反应_不变不变时时K值不变。值不变。温度温度浓度浓度温度温度想一想想一想1对于一个给定的可逆反应，在一定温度下，对于一个给定的可逆反应，在一定温度下，其正反应和逆反应的平衡常数之间有什么关系？其正反应和逆反应的平衡常数之间有什么关系？提示：提示：由平衡常数的表达式可以判断，正反应和由平衡常数的表达式可以判断，正反应和逆反应的平衡常数之间是互为倒数关系。逆反应的平衡常数之间是互为倒数关系。二、平衡转化率二、平衡转化率1定义：平衡转化率是指平衡时定义：平衡转化率是指平衡时_与与_的比值。的比值。2表达式：对于反应：表达式：对于反应：aAbB cCdD，反应物，反应物

4、A的平衡转化率可表示为：的平衡转化率可表示为：已转化了的某反应物的量已转化了的某反应物的量转化前该反应物的量转化前该反应物的量(A)_100%_100%3意义意义反应物的平衡转化率表示在一定温度和反应物的平衡转化率表示在一定温度和_起始浓度下反应进行的起始浓度下反应进行的_。一定一定限度限度想一想想一想2化学平衡常数和平衡转化率有何异同？化学平衡常数和平衡转化率有何异同？提示：提示：化学平衡常数和平衡转化率都可表示可逆化学平衡常数和平衡转化率都可表示可逆反应进行的限度，但化学平衡常数只受温度影反应进行的限度，但化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，而平衡响，与反应物或生成物

5、的浓度变化无关，而平衡转化率随着反应物起始浓度的不同而变化。转化率随着反应物起始浓度的不同而变化。自主体验自主体验1对于反应对于反应AB AB，下列平衡常数中，下列平衡常数中，最能说明反应有利于生成最能说明反应有利于生成AB的是的是()AK5.1105BK3.5104CK4.0107 DK8.2109解析：选解析：选 B。平衡常数越大，可逆反应进行的程。平衡常数越大，可逆反应进行的程度越大，越有利于生成度越大，越有利于生成AB。解析：选解析：选 D。纯固体及纯液体不写入平衡常。纯固体及纯液体不写入平衡常数表达式，且平衡常数表达式中，是用各物数表达式，且平衡常数表达式中，是用各物质平衡浓度表示的

6、。质平衡浓度表示的。要点突破讲练互动要点突破讲练互动探究导引探究导引1如果反应物或生成物中有固体如果反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，在平衡常数关系式中应如和纯液体存在时，在平衡常数关系式中应如何处理？对于同一可逆反应，若反应方向改何处理？对于同一可逆反应，若反应方向改变或方程式中各物质的化学计量数等倍扩大变或方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小化学平衡常数是否改变？或缩小化学平衡常数是否改变？要点一化学平衡常数使用注意的问题要点一化学平衡常数使用注意的问题及其应用及其应用提示：提示：如果反应物或生成物中有固体和纯液如果反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，因为它们的浓度是固定不变的，

7、体存在时，因为它们的浓度是固定不变的，常视为常视为“1”不写在平衡关系式中。化学平衡常不写在平衡关系式中。化学平衡常数数K是指某一具体反应的平衡常数，当方程式是指某一具体反应的平衡常数，当方程式中化学计量数改变或反应方向改变时，化学中化学计量数改变或反应方向改变时，化学平衡常数平衡常数K也改变。也改变。探究导引探究导引2化学平衡常数有何作用？化学平衡常数有何作用？提示：提示：利用平衡常数，可判断反应进行的利用平衡常数，可判断反应进行的程度，可以判别一个化学反应是否达到化程度，可以判别一个化学反应是否达到化学平衡状态，利用平衡常数可判断反应的学平衡状态，利用平衡常数可判断反应的热效应。热效应。要

8、点归纳要点归纳1化学平衡常数使用注意的问题化学平衡常数使用注意的问题(1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。物的浓度无关。(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看作于其浓度可看作“1”而不代入公式。而不代入公式。(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。12当当QcK时，反应处于平衡状态；时，反应处于平衡状态；当当QcK时，反应向正反应方向进行，此时时，反应向正反应方向进行，此时v(正正)v(逆逆)；当当QcK时，反应向逆反应方向进行

9、，此时时，反应向逆反应方向进行，此时v(正正)0，达到，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为与生成物的总物质的量之比为32，则：，则：(1)平衡时平衡时Y的转化率为的转化率为_。即时应用即时应用(2)若反应温度不变，增加反应物若反应温度不变，增加反应物X的起始浓的起始浓度，达到平衡后，度，达到平衡后，Y的转化率为的转化率为_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不不变变”)；若反应温度升高，；若反应温度升高，Y的转化率的转化率_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不不变变”)。(2)增加反应物增加反应物X的起始浓度，反

10、应向正方向进的起始浓度，反应向正方向进行，达到平衡后，行，达到平衡后，Y的转化率增大；该可逆反的转化率增大；该可逆反应正反应为吸热反应，升高温度反应向逆方应正反应为吸热反应，升高温度反应向逆方向进行，达到平衡后，向进行，达到平衡后，Y的转化率减小。的转化率减小。题型探究权威预测题型探究权威预测化学平衡常数及其应用化学平衡常数及其应用例例1()在一定体积的密闭容器中进行化学反应：在一定体积的密闭容器中进行化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其，其化学平衡常数化学平衡常数K和温度和温度t的关系如下表所示：的关系如下表所示：回答下列问题：回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表

11、达式为该反应的化学平衡常数表达式为K_。t/700 800 83010001200K0.60.91.01.72.6(2)该反应为该反应为_反应反应(填填“吸热吸热”或或“放热放热”)。(3)某温度下，平衡浓度符合下式：某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为，试判断此时的温度为_。(4)在在800 时，发生上述反应，某一时刻测得容时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为器内各物质的浓度分别为c(CO2)2 molL1，c(H2)1.5 molL1，c(CO)1 molL1，c(H2O)3 molL1，则下一时刻，反应向，则下一时

12、刻，反应向_(填填“正向正向”或或“逆向逆向”)进行。进行。【思路点拨思路点拨】(1)根据反应方向以及方程式中根据反应方向以及方程式中的化学计量数的变化确定平衡常数的变化。的化学计量数的变化确定平衡常数的变化。(2)根据根据K随温度的变化判断反应的热效应；根据随温度的变化判断反应的热效应；根据Qc与与K的大小关系判断反应的方向。的大小关系判断反应的方向。【解析解析】()第第2个反应与第个反应与第1个反应互为正逆个反应互为正逆反应，平衡常数互为倒数关系；第反应，平衡常数互为倒数关系；第3个反应的化个反应的化学计量数与第学计量数与第1个反应相比，缩小为一半，平衡个反应相比，缩小为一半，平衡常数也会

13、发生变化得常数也会发生变化得K3K 1。【名师点睛】【名师点睛】解答有关平衡常数的习题应解答有关平衡常数的习题应注意以下两点：注意以下两点：(1)据定义式书写平衡常数，据定义式书写平衡常数，注意物质种类和化学计量数。注意物质种类和化学计量数。(2)从温度、平从温度、平衡常数、反应方向三者关系着手判断。衡常数、反应方向三者关系着手判断。557 时在密闭容器中进行反应时在密闭容器中进行反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，若若CO的起始浓度为的起始浓度为2 molL1，水蒸气的起，水蒸气的起始浓度为始浓度为2 molL1，达平衡后，测得，达平衡后，测得CO2的浓度为的浓度为1.2 mo

14、lL1。平衡转化率的求算平衡转化率的求算例例2(1)求该温度下反应的平衡常数及此状态下求该温度下反应的平衡常数及此状态下CO的平衡转化率。的平衡转化率。(2)求当起始投料求当起始投料c0(CO)2 molL1，c0(H2O)3 molL1时时CO的平衡转化率。的平衡转化率。【思路点拨思路点拨】化学平衡转化率的计算通常化学平衡转化率的计算通常采取采取“始始”、“变变”、“平平”三段式模式，三段式模式，明确了明确了“始始”、“变变”、“平平”三个量的具三个量的具体数值，再根据相应关系求反应物转化率。体数值，再根据相应关系求反应物转化率。【解析解析】(1)设达到平衡的过程中实际转化设达到平衡的过程中

15、实际转化(消耗消耗)的的CO的浓度为的浓度为c，根据化学方程式计算：，根据化学方程式计算：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始浓度起始浓度/molL12 2 0 0转化浓度转化浓度/molL1ccc c c平衡浓度平衡浓度/molL12c2cc c由于达平衡时，由于达平衡时，CO2的浓度为的浓度为1.2 molL1，故，故c1.2 molL1，则平衡后，则平衡后c(H2)1.2 molL1，c(CO)c(H2O)(21.2)molL10.8 molL1，答：该温度下反应的平衡常数答：该温度下反应的平衡常数K2.25，CO的平衡转的平衡转化率为化率为60%。(2)设达到平衡的过程中实

16、际转化设达到平衡的过程中实际转化(消耗消耗)的的CO的浓度为的浓度为x，根据化学方程式计算：，根据化学方程式计算：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始浓度起始浓度/molL1230 0转化浓度转化浓度/molL1xxxx平衡浓度平衡浓度/molL12x3xxx【答案答案】(1)K2.25(CO)60%(2)(CO)71.5%【名师点睛名师点睛】解化学平衡以及平衡转化率的解化学平衡以及平衡转化率的有关计算题通常采取有关计算题通常采取“始始”、“变变”、“平平”三段式模式，解题基本思路一般为：三段式模式，解题基本思路一般为：(1)设未知设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设数：

17、具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为某物质的转化量为x。(2)确定确定“始始”、“变变”、“平平”三个量。三个量。(3)解答题设问题。解答题设问题。课堂达标即时巩固课堂达标即时巩固热点示例思维拓展热点示例思维拓展浓度对反应物转化率的影响浓度对反应物转化率的影响(1)当反应物只有一种且温度、容器体积一当反应物只有一种且温度、容器体积一定时。例如，反应：定时。例如，反应：aA(g)bB(g)cC(g)达到平衡时，增加达到平衡时，增加A的浓度的浓度(相当于相当于增大压强增大压强)：若若abc，A的转化率不变；的转化率不变；若若abc，A的转化率增大；的转化率增大；若若abc，A的转化

18、率减小。的转化率减小。(2)当反应物不止一种且温度、容器体积一定当反应物不止一种且温度、容器体积一定时。例如，反应：时。例如，反应：aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)达到平衡时：达到平衡时：增加增加A的浓度，的浓度，A的转化率减小，的转化率减小，B的转化的转化率增大。率增大。若按原比例同倍数增加若按原比例同倍数增加A、B的物质的量浓的物质的量浓度度(相当于增大压强相当于增大压强)：.若若abcd，A、B的转化率不变；的转化率不变；.若若abcd，A、B的转化率减小；的转化率减小；.若若abcd，A、B的转化率增大。的转化率增大。起始浓度起始浓度甲甲乙乙丙丙c(H2)(mol/L)0.01

19、0 0.020 0.020c(CO2)(mol/L)0.010 0.010 0.020下列判断不正确的是下列判断不正确的是()A平衡时，乙中平衡时，乙中CO2的转化率大于的转化率大于60%B平衡时，甲中和丙中平衡时，甲中和丙中CO2的转化率均是的转化率均是60%C平衡时，丙中平衡时，丙中c(CO2)是甲中的是甲中的2倍，是倍，是0.012 mol/LD反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢的反应速率最慢平衡时甲中平衡时甲中c(CO2)0.010.0060.004 mol/L，丙中，丙中c(CO2)0.020.0120.008 mol/L，C项错误；反应开始时，丙项错误；反应开始时，丙中反应物浓度最大，反应速率最快，甲中中反应物浓度最大，反应速率最快，甲中反应物浓度最小，反应速率最慢，反应物浓度最小，反应速率最慢，D项正项正确。确。【答案答案】C