第2课时 化学平衡常数
《化学反应原理》第二章 第二节 第2课时 化学平衡常数
第2课时 化学平衡常数[核心素养发展目标] 1.通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。
2.构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。
一、化学平衡常数及表达式1．化学平衡常数的概念及表达式 (1)分析教材表中数据，发现以下规律：在一定温度下，一个可逆反应达到化学平衡时，体系内生成物浓度幂(以其化学计量数为幂)之积与反应物浓度幂之积的比值就是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K 表示。
K 的数值与各反应体系中各物质的初始浓度和反应路径________。
(2)对于一般的可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)表达式⎩⎪⎨⎪⎧任意时刻，浓度商Q ＝c p(C )·c q(D )c m(A )·c n (B )平衡状态时，K ＝Q ＝2．影响化学平衡常数的因素 (1)内因：反应物本身的性质。
(2)外因：同一化学反应，平衡常数与浓度、压强________，与温度有关，升高温度，吸热反应的平衡常数________，反之减小。
如不同温度时，H 2(g)＋I 2(g)2HI(g) ΔH ＝－14.9 kJ·mol －1的平衡常数K ：温度 425.6 ℃ 457.6 ℃ K54.548.73.K 与可逆反应进行程度的关系反应进行得越完全，K 越大，反应进行得越不完全，K 越小。
一般来说，当K >105时，该反应就进行得________了。
如化学反应平衡常数 ①N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g) K (298 K)＝5.6×105 ②N 2(g)＋O 2(g)2NO(g)K (298 K)＝1.9×10－31两个反应中进行彻底的是__________(填序号，下同)，在常温下很难进行的是____________。
第2课时 化学平衡常数
在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是( C ) A.平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数
增大 B.平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物
的转化率减小 C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为1∶2时，反应达到 平衡 D.其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率
FeO(s)＋CO(g)，
K 1.47 2.15
吸热 填 （1）通过表格中的数值可以推断：反应是________( “吸热”或“放热”)反应．
c(CO) K= （2）反应平衡常数的表达式为___________ c(CO2) 。
人生的途程是遥远的，只要双脚不息
地前行，道路就会向远方延伸。
20
2.（双选）关于化学平衡常数的叙述正确的是（
A.温度一定，一个化学反应的平衡常数是一个常数
）
B.两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常
数不变 C.温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的 平衡常数互为倒数 D.浓度商Qc<K时，v(正）<v(逆） 【解析】选A、C。
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3.在一定条件下，有下列分子数相同的可逆反应，
K=f(T)
p
q
1.下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是( A )
A.混合物中各组分的浓度改变 B.正、逆反应速率改变 C.混合物中各组分的含量改变 D.混合体系的压强发生改变
2.某温度下，向容积为2 L的密闭反应容器中充入0.10 mol
SO3，当反应容器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化
Байду номын сангаас1 N2(g)+CO2(g) 2
Δ H=-373.4 kJ·mol-1
第2节 第2课时 化学平衡常数
2．可逆反应：C(s)＋H2O(g) 衡常数可表示为( )
A．K＝ccCCO·c·HcH2O2 C．K＝cCcOH·2cOH 2
CO(g)＋H2(g)在 t ℃下达到平衡，其平
B．K＝ccCCO·c·cHH2O2 D．K＝cCcOH·2cOH 2
答案
3．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数 K
解析 答案
[练 4] 在某温度下，将 H2 和 I2 各 0.1 mol 的气态混合物充入 10 L 的 密闭容器中，发生反应 H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，连续测定 c(I2)的变化，5 s 时测定 c(I2)＝0.0080 mol·L－1 并保持不变。则：
c2HI (1)反应的平衡常数的表达式是 K＝______c__H_2_·_c__I2_____。 (2)此温度下，平衡常数值为___0_.2_5___。 (3)若在此温度下，在 10 L 的密闭容器中充入 0.2 mol HI 气体，达到平 衡时，HI 的转化率为__8_0_%____。
解析
[练 1] H2 和 C(g)＋
H2O(g)。下表是 986 ℃时，在容积不变的密闭容器中进行反应的四组数据：
编号 1
c0(H2) 1.0
起始浓度/(mol/L)
c0(CO2) c0(H2O)
1.0
0
c(CO) 0
平衡浓度/(mol/L) c(H2) c(CO2) c(H2O) c(CO) 0.44 0.44 0.56 0.56
解析
课堂互动探究
知识点一 化学平衡常数的书写及应用
1．书写化学平衡常数表达式的注意事项
(1)书写平衡常数表达式时，固体、纯液体(如水、乙醇等)的浓度视为 1，
化学反应的平衡常数和平衡常数表
化学反应的平衡常数和平衡常数表化学反应中的平衡常数是描述反应物浓度与反应物之间的关系的数值。
它是一个十分重要的物理量，用于衡量化学反应的平衡程度和预测反应的方向。
平衡常数表则是一种整理了不同化学反应的平衡常数数值的表格。
一、平衡常数的定义和意义平衡常数（K）是在给定温度下，当化学反应达到平衡时，正比于反应物浓度的一个数值。
对于一般形式的反应：aA + bB ⇌ cC + dD反应的平衡常数的表达式为：K = [C]^c × [D]^d / ([A]^a × [B]^b)其中，[A]、[B]、[C]、[D] 分别表示反应物 A、B、C、D 的浓度。
平衡常数的数值大小可以表征反应的平衡位置和方向，当K > 1 时，反应被驱使向前方向进行；当 K < 1 时，反应被驱使向逆方向进行；当K = 1 时，反应处于平衡状态，产品和反应物的浓度保持不变。
二、平衡常数的求解平衡常数可以通过实验测量反应物和生成物的浓度来计算，也可以通过反应方程式和反应物浓度的定义直接确定。
以以下反应为例：2A + 3B ⇌ 4C + 5D假设反应达到平衡时，A、B、C、D 的浓度分别为 [A]、[B]、[C]、[D]，则根据平衡常数的定义：K = [C]^4 × [D]^5 / ([A]^2 × [B]^3)在已知反应物初始浓度的条件下，可以通过对反应物浓度的变化进行实验测量，利用平衡常数的定义式进行计算得到平衡常数的数值。
三、平衡常数表的作用平衡常数表是化学实验室中常用的工具，它记录了大量不同化学反应的平衡常数数值。
通过平衡常数表，我们可以更好地理解反应物之间的关系，并对反应进行预测和评估。
平衡常数表按照不同的反应类型、反应物种类和温度进行分类，其中每个反应对应一个平衡常数数值。
通过参考平衡常数表，我们可以了解某个特定反应的平衡常数数值范围，从而判断反应的平衡位置和方向，并进行反应条件的优化。
课时作业5：2.2.2 化学平衡常数
第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡 第2课时 化学平衡常数基础过关1．下列关于化学平衡常数的说法中正确的是( ) A ．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B ．根据化学平衡常数K 可以推断一个可逆反应进行的限度C ．化学平衡常数K 与温度、反应物浓度、体系的压强都有关D ．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数一定会发生改变 2．1 000 K 时，已知反应Ni(s)＋H 2O(g)NiO(s)＋H 2(g)的平衡常数K ＝0.005 9。
当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，下列说法正确的是( ) A ．该反应已达到平衡状态B ．该反应未达到平衡状态，反应正向进行C ．该反应未达到平衡状态，反应逆向进行D ．无法确定该反应是否达到平衡状态 3．已知下列反应的平衡常数：①S(s)＋O 2(g)SO 2(g)，K 1；②H 2(g)＋S(s)H 2S(g)，K 2；则反应H 2(g)＋SO 2(g)O 2(g)＋H 2S(g)的平衡常数是( )A ．K 1－K 2B ．K 2－K 1 C.K 2K 1D.K 1K 24．两个容积均为2 L 的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中充入NO 及CO 气体，发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N 2(g)＋2CO 2(g) ΔH ；起始物质的量见表。
实验测得两容器不同温度下达到平衡时CO 2的物质的量如图所示，下列说法错误的是( )A．ΔH＜0B．N点的平衡常数为0.04C．若将容器Ⅰ的容积改为1 L，T1温度下达到平衡时NO的转化率为25%D．图中M点所示条件下，再通入CO、N2各2 mol，此时v正(CO)>v逆(CO)5．温度为T0时，在容积固定的密闭容器中发生反应X(g)＋Y(g)Z(g)(未配平)，4 min时达到平衡，各物质浓度随时间变化的关系如图(a)所示。
其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图(b)所示。
下列叙述正确的是()A．T0时，该反应的平衡常数为33.3(单位略)B．图(a)中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%C．发生反应时，各物质的反应速率大小关系为v(X)＝v(Y)＝2v(Z)D．该反应正反应的反应热ΔH＜06．O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点，O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。
第二节 第2课时 化学平衡常数
第2课时化学平衡常数学业要求核心素养建构1.能书写平衡常数表达式。
2.能进行平衡常数、转化率的简单计算。
3.能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡。
『知识梳理』一、化学平衡常数1.浓度商和化学平衡常数对反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，(1)浓度商(Q)：任意时刻的c p（C）·c q（D）c m（A）·c n（B），即表达式Q＝c p（C）·c q（D）c（A）·c（B）。
(2)化学平衡常数(K)：一定温度下达到化学平衡时的c p（C）·c q（D）c m（A）·c n（B），即表达式K＝c p（C）·c q（D）c m（A）·c n（B）。
(3)化学平衡状态：在一定温度下的反应中，当Q＝K时，反应达到平衡状态。
例如，一定温度下，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)达到平衡时的化学平衡常数K＝c2（HI）c（H2）·c（I2）。
2.意义K值越大，正反应进行的程度越大，反应物转化率越大。
K值越小，正反应进行的程度越小，反应物转化率越小。
一般地，K＞105时，认为该反应进行得就基本完全了。
3.影响因素K只受温度影响，与反应物和生成物的浓度无关。
[微自测]1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度()(2)通常情况下，浓度商等于平衡常数时，反应达到限度()(3)平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关()(4)从平衡常数的大小可以推断一个可逆反应进行的程度()答案(1)×(2)√(3)√(4)√二、平衡转化率1.定义平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比。
2.表达式对于反应：a A＋b B c C＋d D，反应物A的转化率可以表示为α(A)＝A的初始浓度－A的平衡浓度A的初始浓度×100%＝c0（A）－c（A）c0（A）×100%＝反应物转化的物质的量（或浓度、体积）反应物起始的物质的量（或浓度、体积）×100%。
高考专题：化学平衡常数第二课时课件高三高考化学一轮复习
真题再现
1.(2019·海南，14)由γ-羟基丁酸生成γ-丁内酯的反应如下：
在298 K下，γ-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 mol·L－1，测得γ-丁内酯的 浓度随时间变化的数据如表所示。回答下列问题：
t/min 21
50
80 100 120 160 220 ∞
c/mol· 0.024 0.050 0.071 0.081 0.090 0.104 0.116 0.132
反应为吸热反应，提高温度，平衡正向移动，可提高环戊烯的平衡转化率， B项符合题意； 增加环戊烯浓度，能提高I2(g)的平衡转化率，但环戊烯的平衡转化率降低， C项不符合题意； 增加I2(g)的浓度，能提高环戊烯的平衡转化率，D项符合题意。
第七单元 化学反应速率与化学平衡
第21讲 化学平衡常数及反应方向的判断
第二课时 化学平衡常数的计算
• 高三化学组
考纲要求: 1.了解化学平衡常数(K)的含义。 2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 3.能正确计算化学反应的转化率(α)。
根据题目新信息计算化学平衡常数
【高考母题示例】顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二
起起始始：戊c0 烯a的物质c0的a 量为x，00 列出0三0 段式：
第21讲 化学平衡常数及反应方向的判断
(p根1()N据平O上衡2)述常=p实数总验K×可结x用(果N反O判2应断)]体。，系还中原(气Cgo)体O物(s质)＋为分C压o(s表I)的示2(倾，g向)即=是K=表C=O达_式__中__用_H平2(衡(g填分)“＋大压于代2”替或H平“小I衡(于g浓)”)度。，分压=总压×物质的量分数[例如：
能正确计算化学反应的转化率(α)。
起始： a a 一恒温恒压下，在一容积可变的容器中，N2(g)+3H2(g)
化学反应的平衡常数
化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数是一个重要的概念，用于描述化学反应的平衡状态。
它是指在特定温度下，反应物和生成物之间的摩尔浓度的比例关系。
一、平衡常数的定义和表示方式平衡常数通常用K表示，具体的定义可以根据反应物和生成物的摩尔浓度表示如下：对于化学反应A + B ⇌ C + D，其平衡常数K可以表示为：K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b其中，[C]、[D]、[A]、[B]分别代表生成物C和D以及反应物A和B的摩尔浓度，而a、b、c、d则代表各个物质的摩尔系数。
二、平衡常数与反应的方向和速率平衡常数不仅仅可以用于描述反应的平衡状态，还可以反映反应的方向性和速率。
1. 方向性：根据平衡常数的值，可以确定反应的偏向性。
当K > 1时，反应偏向生成物的形成；当K < 1时，反应偏向反应物的形成；当K = 1时，反应处于平衡状态。
2. 速率：平衡常数与反应速率的关系可以通过速率常数来描述。
速率常数k表示反应物与生成物之间的转化速率，与平衡常数之间存在以下关系：k = K / (RT)^(∆n)，其中R为理想气体常量，T为温度，∆n为反应物和生成物的摩尔系数之差。
三、影响平衡常数的因素平衡常数受到温度、压力和物质浓度的影响。
1. 温度：温度的增加会影响反应的平衡常数。
根据Le Chatelier原理，当化学反应伴随放热时（ΔH < 0），温度升高会导致平衡常数减小，反应偏向生成物的形成；反之，当化学反应伴随吸热时（ΔH > 0），温度升高会导致平衡常数增大，反应偏向反应物的形成。
2. 压力：对于气相反应，压力的变化会影响平衡常数。
当反应物和生成物的摩尔系数之和相等时，压力的增加或减小并不会对平衡常数产生影响；而当摩尔系数之和不相等时，压力的增加会导致平衡常数减小，反应偏向摩尔系数较少的物质的生成。
3. 物质浓度：改变反应物和生成物的浓度可以直接影响平衡常数。
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1.了解化学平衡常数的概念，并明确其意义。
2.学会运用化学平衡常数进行相关的计算，如计算物质的平
衡浓度、转化率等。
化学平衡常数 (1)什么是化学平衡常数？ (2)化学平衡常数受哪些因素的影响？ 1.定义 化学平衡 时，_________ 生成物浓 在一定温度下，当一个可逆反应达到_________ 度幂之积 与_________________ 反应物浓度幂之积 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。
(4)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
①若反应方向改变，则平衡常数与原平衡常数互为倒数关系。
如：N2(g)+3H2(g) 则：2NH3(g)
2 c (NH 3 ) 2NH3(g)的平衡常数 K1 ， 3 c(N 2 ) c (H 2 )
N2(g)+3H2(g)的平衡常数
c(N 2 ) c3 (H 2 ) K2 1/ K1 2 c (NH 3 )
分析:不正确。A的转化率减小，B的转化率增大。 2.化学平衡常数只受温度影响，不受压强、浓度等因素影响。 √) ( 分析:正确。对于给定的化学反应，K只受温度的影响，与反应 物或生成物浓度及压强等因素无关。
3.化学平衡常数不变时，说明化学反应已达化学平衡状态。 (× ) 分析:不正确。化学平衡常数是温度的函数，在一定的温度下， 它是一个常量，不能作为平衡状态的标志。
Qc叫做该反应的浓度商，则有：
Qc<K，反应向正反应方向进行 Qc=K，反应处于平衡状态 Qc>K，反应向逆反应方向进行 可见，只要知道一定温度下，某一反应的平衡常数，并且知道 反应物及生成物的浓度，就能判断该反应是平衡状态还是向某 一方向进行。
(2)判断反应的热效应。
3.化学反应转化率 对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g) 衡时反应物A的转化率为 α (A)= A的初始浓度-A的平衡浓度 ×100% pC(g)+qD(g)，达到平
一、化学平衡常数及反应物的转化率 1.使用化学平衡常数应注意的问题 (1)K=f(T)，即化学平衡常数只是温度的函数，与浓度、压强、 催化剂无关。
(2)K是一定温度下，某个化学平衡状态的定值，反应未达到平
衡，K无意义，所以计算化学平衡常数时，分子、分母中的浓 度是指平衡浓度。 (3)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“1”而不代入公式。
②若方程式中各物质的化学计量数均扩大n倍，平衡常数变为原 来的n次方倍，即K2=K1n。
2.化学平衡常数的应用 (1)判断反应进行的方向。 平衡常数是将化学平衡移动原理定性的判断转化为定量的计 算，从而使判断平衡移动更为准确。
如对于可逆反应：mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)在任意时刻
p q c C c D ， 反应物与生成物的浓度有如下关系： Qc m c A cn B
平衡常数只受温度的影响，增大该体系的压强，化学平衡常数
不变；根据勒夏特列原理，平衡的移动只能减弱改变，增加 B， B的平衡转化率减小。
【警示钟】
分析化学平衡常数的变化时，易忽略平衡常数只与温度有关。
二、化学平衡图像问题分析
1.解题思路和方法
2.解答原则 以可逆反应aA(g)+bB(g) (1)“定一议二”原则。 cC(g)为例:
A的初始浓度
【特别提醒】(1)化学平衡发生移动，K不一定变化；化学平衡
不发生移动，K一定不变化；K变化，则化学平衡一定发生移动。
(2)使用催化剂，只能改变化学反应速率，化学平衡不发生移 动，K不发生变化。
(3)对于一个确定的可逆反应，温度一定，平衡常数只有一个，
但平衡常数与平衡转化率之间存在一定的关系，用平衡常数可 以计算平衡转化率，也可用平衡转化率计算平衡常数。
越小 ，它的正 (2)K值越小，说明平衡体系中生成物所占比例_____ 越小 ，即该反应进行的程度越小，反应物 向反应进行的程度_____ 越小 。 的转化率_____
105 时，该反应进行得基本完全。 (3)一般当K＞___
1.反应mA(g)+nB(g) 转化率都增大。( ×)
pC(g)+qD(g)，只增加A的用量，A、B的
2.表达式 对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)
p q c (C) c (D) 。 定温度下达到平衡时，K= m c (A) c n (B)
pC(g)+qD(g)，当在一
3.特点:化学平衡常数只受_____ 温度 的影响，与压强和浓度无关。
4.意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度。 越大 。它的正 (1)K值越大，说明平衡体系中生成物所占比例_____ 越大 ，即该反应进行得越完全，反应物的 向反应进行的程度_____ 越大 。 转化率_____
【典例1】(2012·玉林高二检测)某温度下，在一个2 L的密闭
容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应： 3A(g)+2B(g) 4C(s)+2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测 )
得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是(
4 2 c C c D A.该反应的化学平衡常数表达式是 K c3 A c2 (B)
4.对于一个可逆反应，平衡常数的表达式不是惟一的，它与化
学方程式的书写有关。(√) 分析:正确。平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。
对于同一化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的
化学计量数不同，平衡常数的表达式就不同。
5.升高温度，化学平衡常数增大，说明该反应的正反应为放热 反应。( ×) 分析:不正确。升高温度，化学平衡常数增大，说明该反应的正 反应为吸热反应。
B.此时，B的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强，化学平衡常数增大
D.增加B，B的平衡转化率增大
【思路点拨】解答本题时要注意以下两点： (1)固体不出现在平衡常数的表达式中。 (2)化学平衡常数只与温度有关。 【解析】选B。C是固体，不出现在平衡常数的表达式中；生成 1.6 mol C时，消耗了0.8 mol B，B的平衡转化率是40%；化学