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1、2019-2020年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡第4课时学案2新人教版学习目标定位1.知道化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。2.能够利用化学平衡常数进行简单的计算。1.NO2、N2O4的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g)N2O4(g)。在25 时，如果用不同起始浓度的NO2或N2O4进行反应，平衡后得到以下实验数据。(1)请根据表中已知数据填写空格：起始浓度/molL1平衡浓度/molL1平衡浓度关系c(NO2)c(N2O4)c(NO2)c(N2O4)2.0010206.321036.841031.081.711023.0010208.0010
2、31.101021.381.7210202.001029.461031.531021.621.7110200.1002.281028.861023.891.70102请总结归纳平衡时反应物和生成物的物质的量浓度之间的定量关系：在一定温度下，生成物平衡浓度与反应物平衡浓度的平方之比近似为一常数。(2)化学平衡常数概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积与反应物浓度以化学计量数为指数的幂的乘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，用K表示)。表达式：对于一般的可逆反应，mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，当在一定温度
3、下达到平衡时，K。2.下表为25 时，卤化氢生成反应的平衡常数：化学方程式平衡常数KF2H22HF6.51095Cl2H22HCl2.571033Br2H22HBr1.911019I2H22HI8.67102请比较表中K值的相对大小，说明平衡常数的意义：(1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；K值越小，表示反应进行得越不完全，反应物转化率越小。(2)判断正在进行的可逆反应是否平衡及反应向何方向进行：对于可逆反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，在一定的温度下的任意时刻：K，反应向逆反应方向进行。3.下表为N2(
4、g)3H2(g)2NH3(g)的平衡常数与温度的关系：T/K373473573673773K3.351091.001072.451051.881042.99103由上表数据分析可知：(1)温度升高，K值减小，则正反应为放热反应(填“吸热”或“放热”)。(2)温度升高，K值增大，则正反应为吸热反应(填“吸热”或“放热”)。归纳总结1.化学平衡常数表达式的书写(1)在平衡常数表达式中，水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写。C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)K；FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)K。(2)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。例如：N2(g)3H2(g)2NH
5、3(g)的平衡常数为K1，N2(g)H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2，NH3(g)N2(g)H2(g)的平衡常数为K3。写出K1和K2的关系式：K1K；写出K2和K3的关系式：K2K31；写出K1和K3的关系式：K1K1。2.化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的方向QcK反应逆向进行。(2)判断反应的热效应3.化学平衡常数的影响因素对于给定的反应，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。1.对于反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H0，下列有关说法正确的是()A.平衡常数表达式为KB.增大体系压强，平衡常数K不发生变化C.升高体系温度，平衡常数K减小D.增加C
6、(s)的量，平衡正向移动答案B解析固态浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式，A项错误；K只与温度有关，因此增大体系压强，平衡常数K不发生变化，B项正确；升温该反应正向进行，K增大，C项错误；增加C(s)的量，平衡不移动，D项错误。2.对于反应3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是()A.KB.KC.增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数减小D.改变反应的温度，平衡常数不一定变化答案B解析固体反应物或生成物，其浓度可视为常数，在平衡常数表达式中不写，故A错误，B正确；化学平衡常数只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度变化无关
7、，故增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应的平衡常数不变，但温度改变，平衡常数一定改变，故C、D错误。二化学平衡常数的有关计算1.已知可逆反应NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H0。在一定条件下，将NO2与SO2以体积比12置于密闭容器中发生上述反应，达平衡时NO2与SO2的体积比为16，则平衡常数K是。解析设NO2的物质的量为1 mol，则SO2的物质的量为2 mol，参加反应的NO2的物质的量为x mol。 NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)起始量(mol) 1 2 0 0转化量(mol) x x x x平衡时(mol) 1x 2x x x由题意可知，解得x0.8
8、。K。2.已知某个指定反应物的转化率为100%(1)在某温度下，将H2和I2各0.10 mol的气体混合物充入10 L的密闭容器中，充分反应，达到下列平衡：H2(g)I2(g)2HI(g)，K0.25。则氢气的转化率是20%。解析设氢气的转化率为x。 H2(g) I2(g)2HI(g)起始浓度(molL1) 0.01 0.01 0变化浓度(molL1) 0.01x 0.01x 0.02x平衡浓度(molL1) 0.010.01x 0.010.01x 0.02xK0.25x20%。(2)在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25
9、%，则平衡时氮气的体积分数是15.4%。解析N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始量(mol) 2 8 0转化量(mol) 2 平衡时(mol) 6 所以平衡时氮气的体积分数100%15.4%。归纳总结化学平衡的计算模式及解题思路(1)计算模式aA(g) bB(g) cC(g)dD(g)c(初)(molL1) n1 n2 0 0c(molL1) n1x n1x n1x n1xc(平)(molL1) n1(1x) n2n1x n1x n1x(2)解题思路巧设未知数：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。确定三个量：根据反应物、生成物及变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各
10、物质的起始量、变化量、平衡量并按(1)中“模式”列表。解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，得出题目答案。3.某温度下，向容积为1 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平衡常数为()A.8.0102 B.1.6103 C.3.2103 D.4.0102答案B解析设生成的O2的物质的量为x mol， 2SO3(g)2SO2(g)O2(g)起始(mol) 0.10 0 0平衡(mol) 0.102x 2x
11、x100%20%x0.01 molK所以逆反应的平衡常数为1 600，B正确。4.在830 K时，在密闭容器中发生下列可逆反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0。试回答下列问题：(1)若起始时c(CO)2 molL1，c(H2O)3 molL1,4 s后达到平衡，此时CO的转化率为60%，则在该温度下，该反应的平衡常数K_。用H2O表示的化学反应速率为_。(2)在相同温度下，若起始时c(CO)1 molL1，c(H2O)2 molL1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5 molL1，则此时该反应是否达到平衡状态_(填“是”或“否”)，此时v正_v逆(填“大于”、“小于”
12、或“等于”)。(3)若降低温度，该反应的K值将_。答案(1)10.3 molL1s1(2)否大于(3)增大解析(1) CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始浓度(molL1)230 0变化浓度(molL1) 1.2 1.2 1.2 1.2平衡浓度(molL1) 0.8 1.8 1.2 1.2该反应的平衡常数K1，v(H2O)0.3 molL1s1。(2)反应进行到某时刻时，c(H2)c(CO2)0.5 molL1，c(CO)0.5 molL1，c(H2O)1.5 molL1，QK，因此反应未达到平衡状态，向正反应方向进行。(3)降低温度，平衡向正反应方向移动，K值增大。1.关于化学平
13、衡常数的叙述正确的是()A.化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关B.两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变C.化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值D.温度一定，对于给定的化学反应，正逆反应的平衡常数互为倒数答案D解析一个确定的化学反应，其化学平衡常数只与反应体系的温度有关。2.某温度时，反应SO2(g)O2(g)SO3(g)的平衡常数K50。在同一温度下，反应2SO3(g)2SO2(g)O2(g)的平衡常数K1应为()A.2 500 B.100 C.4104 D.2102答案C解析K，K1，K14104。3.汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)CO(g)
