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1、名校精品资料-化学第2节化学反应的限度第1课时化学平衡常数学习目标定位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，知道化学平衡常数的影响因素。2.能根据化学平衡常数表示的意义，判断反应进行的程度和方向。1化学平衡状态的概念：如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。化学平衡研究的对象是可逆反应。2化学平衡状态的特征：(1)等：v正v逆0。(2)动：化学平衡状态是一种动态平衡。达到平衡状态时，反应并没有停止，这时正反应和
2、逆反应都依然在进行。(3)定：反应物的浓度和生成物的浓度不再改变。(4)变：外界条件(温度、浓度、压强等)一旦改变，化学平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。3一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，当反应达到平衡时，有3 mol SO2发生了反应，则：(1)生成了_mol SO3。(2)平衡时容器内气体的总物质的量为_。(3)平衡时SO2的浓度是_，O2的浓度是_，SO3的浓度是_。答案(1)3(2)6.5 mol(3)0.2 molL1015 molL10.3 molL1探究点一化学平衡常数的概念及其表达式1二氧化氮、四氧化二氮的相互转化是一
3、个可逆反应：2NO2(g)N2O4(g)，在298 K，如果用不同起始浓度的二氧化氮或四氧化二氮进行反应，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)NO2N2O42.0010206.321036.841031.081.711023.0010208.001031.101021.381.7210202.001029.461031.521021.611.7010200.1002.281028.861023.891.70102(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
4、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)，当在一定温度下达到平衡时，K。2下表为N2(g)3H2(g)2NH3(g)的平衡常数与温度的关系T/K373473573673773K (mol2L2)3.351091.001072.451051.881042.99103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”，下同)。(2)温度升高，K值增大，则正反应为吸热反应。归纳总结使用平衡常数应注意
5、的问题(1)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。(2)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。(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。例如：N2(g)3H2(g)2NH3(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。活学活用1对于反应3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(
6、g)的平衡常数，下列说法正确的是()AKBKC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，其浓度可看作1，在平衡常数表达式中不写，故A错误，B正确；化学平衡常数是反应的特性常数，只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度无关，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。2高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：温度/1 0001 1501 300平衡常数4.03.73.5请回答下列问题：该
7、反应的平衡常数表达式K_，H_0(填“”、“”或“”)。答案解析因Fe和Fe2O3均为固体，其浓度视为1，在平衡常数表达式中不写，故K。温度升高，K减小，说明平衡向左移动，故逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，H0。探究点二化学平衡常数的意义及其应用1下表为298 K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
8、；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，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Q，叫做该反应的浓度商。QK，反应向逆反应方向进行2对反应N2(g)O2(g)2NO(g)，若298 K时，K11030，保持温度不变，测得反应进行的某一时刻，N2、O2、NO浓度分别为10 molL1、10 molL1、1105 molL1，此时该反应未(填“已”或“未”)达到平衡状态，若要达到平衡，反应应向逆反应方向进行(填“正”或“逆”)。解析Q11012，QK
9、未达到平衡状态；QK，此时刻生成物的浓度大于平衡时生成物的浓度，反应应向逆反应方向进行。归纳总结化学平衡常数的应用(1)K值的大小可反映化学反应进行的程度大小。(2)比较Q和K的大小，可判断反应进行的方向。(3)根据K值随温度变化规律，可判断可逆反应的反应热。活学活用3恒温下，在容积为2 L的恒容密闭容器A中通入1 mol N2与1 mol H2的混合气体，发生如下反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，A正确；恒容时增大压强，H2的浓度不变，B错误；升高温度，v正和v逆都增大，C错误。3对于可逆反应：C(s)CO2(g)2CO(g)，在一定温度下，其平衡常数为K，下列条件的变化中，能
10、使K发生变化的是()A将C(s)的表面积增大B增大体系的压强C升高体系的温度D使用合适的催化剂答案C解析K只与体系的温度有关，与反应物、生成物的起始浓度无关。4汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)CO(g)N2(g)CO2(g)H373.4 kJmol1在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是()答案C解析H373.4 kJmol1，温度升高，平衡向逆反应方向移动，K减小，CO浓度增大，故A、B两项错；K只与温度有关，C项正确；增大N2的物质的量，平衡左移，则NO的浓度增大，所以D项错。5在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H
11、2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下表所示：T/7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K_。(2)该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_。A容器中压强不变 B混合气体中c(CO)不变Cv正(H2)v逆(H2O) Dc(CO2)c(CO)(4)某温度下，平衡浓度符合下式：CO2H2COH2O，试判断此时的温度为_。答案(1)(2)吸热(3)BC(4)830解析(1)根据化学平衡常数的定义式即可得出：K。(2)由表中数据可以看出温度越高，平衡常数越大，说明反应混合物中CO或水蒸气的浓度越大，即升温平衡向右移动，正反应为吸热反应。(3)该反应为气体总物质的量不变的反应，反应过程中压强始终不变，与是否平衡无关。(4)当CO2H2COH2O时，K1.0，此时的温度由表中数据可知为830 。基础过关一、化学平衡常数的含义
