高中化学选修4第二章化学平衡常数教案

化学平衡常数

【学习目标】：

1、化学平衡常数的概念

2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断

3、运用化学平衡常数进行计算，转化率的计算

【学习过程】：

［引言］当一个可逆反应达到化学平衡状态时，反应物和生成物的浓度之间有怎样的定量关系，请完成44页［问题解决］，你能得出什么结论？

一、化学平衡常数

1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系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）

2、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==c p (C)·c q (D)/c m (A)·c n (B)

阅读45页表2-7，你能得出什么结论？

3、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 c =C p (C)·C q (D)/C m (A)·C n (B)，叫该反应的浓度商。

Q c ＜K ，反应向 正反应方向 进行

Q c ＝K ，反应处于平衡状态

Q c ＞K ，反应向 逆反应方向 进行

（3）利用Ｋ可判断反应的热效应

若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为 吸热 反应(填“吸热”或“放热”)。

若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为 放热 反应(填“吸热”或“放热”)。

阅读45页表2-8、2-9，你能得出哪些结论？

二、使用平衡常数应注意的几个问题：

１、化学平衡常数只与 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)+H 2O(g)

CO(g)+H 2(g)，K=c(CO)·c(H 2)/c(H 2O) Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO 2(g)，K=c(CO 2)/c(CO)

3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关

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

NH 3(g)的平衡常数为K 2，NH 3(g)1/2N 2(g)+3/2H 2(g)的平衡常数为K 3；

写出K 1和K 2的关系式： K 1=K 22 。

写出K 2和K 3的关系式： K 2·K 3=1 。

写出K 1和K 3的关系式： K 1·K 32=1 。

三、某个指定反应物的转化率=该反应物的起始浓度

该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度 ×100%

或者=

该反应物的起始浓度

浓度反应该反应物反应中消耗)(×100% 或者=量该反应物的起始物质的的物质的量反应该反应物反应中消耗)(×100% 转化率越大，反应越完全！

四、有关化学平衡常数的计算：阅读46页例1和例2。完成47页问题解决。

【课堂练习】：

1、设在某温度时，在容积为1L 的密闭容器内，把氮气和氢气两种气体混合，反应后生成氨气。实验测得，当达到平衡时，氮气和氢气的浓度各为2mol/L ，生成氨气的浓度为3mol/L ，求这个反应在该温度下的平衡常数和氮气、氢气在反应开始时的浓度。

(答案:K=0.5625 氮气、氢气在反应开始时的浓度分别为3.5mol/L 和6.5mol/L)

2、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g)，知CO 和H 2O 的起始浓度均为2mol/L 经测定该反应在该温度下的平衡常数K=2.60，试判断，

（1）当CO 转化率为50％时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？

（2）达平衡状态时，CO 的转化率应为多少？

（3）当CO 的起始浓度仍为2mol/L ，H 2O 的起始浓度为6mol/L 时，CO 的转化率为多少？ (答案:（1）不平衡,反应向正方向进行,（2）61.7% （3）86.5%)

3、在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：CO 2(g)+H 2(g)CO(g)+H 2O(g)，其化学平衡常数K 和温度t 的关系如下表所示：

回答下列问题：

⑴该反应化学平衡常数的表达式：K= c(CO)·c(H 2O)/c(CO 2)·c(H 2) ；

⑵该反应为 吸热 （填“吸热”或“放热”）反应；

⑶下列说法中能说明该反应达平衡状态的是 B

A 、容器中压强不变

B 、混合气体中c(CO)不变

C 、混合气体的密度不变

D 、c(CO) = c(CO 2)

E 、化学平衡常数K 不变

F 、单位时间内生成CO 的分子数与生成H 2O 的分子数相等 ⑷某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：c(CO 2)×c(H 2)=c(CO)×c(H 2O)，试判此时的温度为 830℃ 。