高中化学第2章化学反应的方向、限度与速率第2节化学反应的限度(第1课时)化学平衡常数平衡转化率导学案1鲁

第二章第2节化学反应的限度第1课时化学平衡常数平衡转化率【学习目标】

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。

【学习过程】

一、化学平衡常数

1．二氧化氮、四氧化二氮的相互转化是一个可逆反应：2NO 2(g) N2O4(g)，在298K，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：

(2)化学平衡常数

①概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，_______________________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)。

②表达式：对于一般的可逆反应，a A(g)＋b B(g) c C(g)＋d D(g)，当在一定温度下达到平衡时，K＝________________。

2．下表为N 2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数与温度的关系：

由上表数据分析可知：

(1)温度升高，K值减小，则正反应为________(填“吸热”或“放热”，下同)反应。

(2)温度升高，K值增大，则正反应为________反应。

【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，液态水的浓度、固体物质的浓度不写。例如：

C(s)＋H 2O(g) CO(g)＋H 2(g)

K ＝________；

FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO 2(g) K ＝________； I 2(aq)＋I －

(aq)

I －

3(aq) 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：N 2(g)＋3H 2(g) 2NH 3(g)的平衡常数为K 1，12N 2(g)＋3

2

H 2(g)

NH 3(g)的平衡常数

为K 2，NH 3(g)

12N 2(g)＋3

2

H 2(g)的平衡常数为K 3。 写出K 1和K 2的关系式：________； 写出K 2和K 3的关系式：________； 写出K 1和K 3的关系式：________。 2．化学平衡常数的影响因素

化学平衡常数只与________有关，与反应物或生成物的浓度无关。 二、学平衡常数的意义及其应用

1．下表为298K 时，卤化氢生成反应的平衡常数：

22HF 22HCl 22HBr 2

2HI

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________(也叫________________)。

K 值越大，表示反应进行得越________，反应物转化率越____； K 值越小，表示反应进行得越____________，反应物转化率越____。

(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：a A(g)＋b B(g)

c C(g)＋

d D(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物的浓

度和生成物的浓度有如下关系：Q ＝c c

c d

c a

c b

，称为该反应的浓度商。

Q

Q >K ，反应向________________进行。

2．对反应N 2(g)＋O 2(g)

2NO(g)，若298K 时，K ＝1×10

－30

，保持温度不变，测得反应

进行的某一时刻，N 2、O 2、NO 浓度分别为10mol·L －1

、10mol·L －1

、1×10－5

mol·L －1

，此时

该反应____(填“已”或“未”)达到平衡状态，若要达到平衡，反应应向____(填“正”或“逆”)反应方向进行。

解析 Q ＝

－5

mol·L

－12

－1

－1

＝1×10

－12

，Q ≠K 未达到平衡状态；Q >K ，此时

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________________； (2)比较Q 和K 的大小，可判断________________________。 (3)根据K 值随温度变化规律，可判断可逆反应的反应热。

导学案参考答案

一、

1．(1)(从左到右，从上到下)1.08 1.71×102

1.38 1.72×102

1.61 1.70×102

3.89 1.70×102

(2)①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 ②[C]c [D]

d

[A]a [B]b

2．(1)放热 (2) )吸热 归纳总结

1．(1)[CO][H 2][H 2O] [CO 2][CO] [I －

3][I 2][I －]

(2)K 1＝K 22 K 2·K 3＝1

K 1·K 23＝1

2．温度 二、

1．(1)程度 反应的限度 完全 大 不完全 小 (2)正反应方向 逆反应方向 2．未 逆 归纳总结

(1)程度大小 (2)反应进行的方向

三、检测题

1.下列说法正确的是( )

A ．从K 的大小可以判断化学反应速率的大小，K 值越大则化学反应速率越大

B ．对任一给定的可逆反应，温度升高，K 值增大

C ．对于可逆反应，K 值越大，则反应物的转化率越大

D ．加入催化剂或增大反应物的浓度，K 值增大 2．关于反应C(s)＋H 2

＋H 2(g)的平衡常数的书写形式，正确的是( )

A ．K ＝c c 2

c c 2 B ．K ＝

c c 2c c 2

C ．K ＝

c

c

2

c

2

D ．K ＝

c

2

c

c

2

3．在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO 和1 mol H 2O 发生反应：CO(g)＋H 2O 2(g)

＋H 2(g)，达到平衡时测得n (H 2)为0.5 mol ，下列说法不正确的是( )

A ．在该温度下平衡常数K ＝1

B ．平衡常数与反应温度无关

C ．CO 的转化率为50%

D ．其他条件不变，改变压强平衡不移动

4．人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O 2结合生成HbO 2，因此具有输氧能力。CO 吸入肺中发生反应：CO ＋HbO 2

2

＋HbCO,37 ℃时，该反应的平衡常数K ＝220。HbCO 的浓度达到HbO 2

浓度的0.20倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是( )

A ．CO 与HbO 2反应的平衡常数

K ＝c

2

c c

c

2

B ．人体吸入的CO 越多，与血红蛋白结合的O 2越少

C ．当吸入的CO 与O 2浓度之比大于或等于0.02时，人的智力才会受损

D ．把CO 中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动 5．高炉炼铁过程中发生的主要反应为：

1

3

Fe 2O 3(s)＋CO(g)2

3

Fe(s)＋CO 2(g) 已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

请回答下列问题：该

反

应

的

平

衡

常

数

表

达

式

K ＝________，

ΔH ________________________________________________________________________0

(填“>”、“<”或“＝”)

参考答案

1. 【解析】 平衡常数大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度)，平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全，即反应物的转化率越大。

【答案】 C

2. 【解析】 碳为固体，浓度可认为是常数，不书写在平衡常数表达式中。

【答案】 C

3. 【解析】 CO(g)＋H 2

2

(g)＋H 2(g)

起始(mol) 1 1 0 0 转化(mol) 0.5 0.5 0.5 0.5 平衡(mol) 0.5 0.5 0.5 0.5

由反应方程式及以上数据判断可得，A 、C 、D 项均正确。平衡常数与反应温度有关，B 项错。

【答案】 B

4. 【解析】 由平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K ＝

c 2

c c

c

2

；由平衡移

动原理可知吸入CO 越多，平衡向右移动，与血红蛋白结合的O 2越少，把病人放入高压氧仓中，则平衡向左移动，释放出CO ，故可解毒，A 、B 、D 均正确。C 项，由平衡常数表达式可知，人智力受损时：220＝

c 2

c

×0.20，即

c c

2

＝0.20220

≈0.00091，故C 项错误。 【答案】 C

5. 【解析】 因Fe 和Fe 2O 3均为固体，无法表示其浓度，故K ＝

c 2

c

，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，ΔH <0。

【答案】

c 2

c

<