高中化学 2.3化学平衡常数及计算 新人教版选修4
课时2.4 化学平衡常数及化学平衡计算-高二化学选修4精品讲义(人教版)
课时 2.4 化学平衡常数及化学平衡计算【学习目标】1、掌握化学平衡常数的书写及化学平衡常数的应用2、掌握化学平衡中三段式计算的方法 【主干知识梳理】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时，生成物浓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2、表达式：对于可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g))()()()(B c A c D c C c K n m q p ••= (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中) 3、化学平衡常数表示的意义(1)平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小，K 值越大，反应进行越完全，反应物转化率越高，反之则越低(2)一般当K ＞105时，该反应进行得基本完全4、使用化学平衡常数应注意的问题(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，与压强无关(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做常数“1”而不代入公式CaCO 3(s)CaO(s)+CO 2(g) K== CO 2(g)+H 2(g) CO(g)+H 2O(l) K==(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
若反应方向改变，则平衡常数改变。
若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会改变N 2+3H 22NH 3 K 1== 2NH 3N 2+3H 2 K 2== 21N 2+23H 2NH 3 K 3==5、化学平衡常数的应用(1)判断、比较可逆反应进行的程度：一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：K 值 正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度反应物转化率 越大 越大 越大 越小 越高越小 越小 越小 越大 越低(2) (3)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向：对于可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在一定温度的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：)()()()(B c A c D c C c Q n m q p c ••=，Q C 叫该反应的浓度商 ⎩⎪⎨⎪⎧Q c <K ：反应向正反应方向进行，v 正>v 逆Q c ＝K ：反应处于化学平衡状态，v 正＝v 逆Q c >K ：反应向逆反应方向进行，v 正<v 逆【练习1】1、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度 ( )(2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变化学平衡常数 ( )(3)化学平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动 ( )(4)化学平衡发生移动，化学平衡常数不一定发生变化 ( )2、已知下列反应在某温度下的平衡常数：H 2(g)＋S(s)H 2S(g) K 1 S(s)＋O 2(g)SO 2(g) K 2则在该温度下反应H 2(g)＋SO 2(g)O 2(g)＋H 2S(g)的平衡常数为( )A ．K 1＋K 2B ．K 1－K 2C ．K 1×K 2D ．K 1/K 23、在25 ℃时，密闭容器中X 、Y 、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表，下列说法错误的是( )物质 X Y Z初始浓度/mol·L －1 0.1 0.2 0平衡浓度/mol·L －1 0.05 0.05 0.1A ．反应达到平衡时，X 的转化率为50%B ．反应可表示为X ＋3Y 2Z ，其平衡常数为1 600C ．增大压强使平衡向生成Z 的方向移动，平衡常数增大D ．改变温度可以改变此反应的平衡常数4、汽车尾气里含有的NO 气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致：N 2(g)＋O 2(g)2NO(g) ΔH >0，已知该反应在2 404 ℃时，平衡常数K ＝6.4×10－3。
人教版化学选修四——化学平衡常数
平衡浓度mol/L: 0.02-x 0.02-x 2x
②求N2、H2的初始浓度。 N2+3H22NH3
反应1摩尔N2同时需3molH2生成2molNH3
N2 + 3H2 2NH3 平衡 3mol·L-1 9mol·L-1 4mol·L-1
初始 (3+2) (9+6)
0
即： 5
15
0
答:K=7.32×10-3,初始[N2]、[H2]为5、15mol·L-1。
K = K1/K2
2CO(g)
K
CO (g) + H2 (g) K1 CO2 (g) + H2 (g) K2
三、化学平衡常数意义
①判断反应进行的程度:K值越大，表示反应进行的程度越大，
反应物转化率也越大。
一般来说，K ＞105，认为正反应进行得较完全 K ＜10-5 认为 正反应很难进行（逆反应较完全） 10-5 ≤K ≤ 105 认为是可逆反应
如：N2(g)+O2(g)
2NO(g) K =1×10-30(298K)
这意味着298K时，N2和O2基本上没有进行反应， 反之NO分解的逆反应在该温度下将几乎完全进行，
平衡时NO实际上全部分解为N2和O2。
三、化学平衡常数意义
平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可 逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示 反应达到平衡所需要的时间。即速率大，K值不一 定大;
二、书写平衡常数关系式的规则
2、同一反应，系数不同，K值不同
例： N2 (g) + 3 H2 (g)
2NH3 (g)
K1 = 1.60 10 5
1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g)
人教版高中化学选修四课件《2.3.3化学平衡常数》.pptx
(2例0121年上海调研)将3molA和1molB混合于一体积 可变的密闭容器P中，以此时的温度、压强和体积 作为起始条件，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g) ＋D(g)，达到平衡时C的浓度为wmol/L。回答下 面问题：
(1)保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容 器P中有关物质，平衡后C的浓度仍为wmol/L的 是________。 A．6molA＋2molB B．3molA＋1molB＋2molC C．2molC＋1molB＋1molD D．1molC＋2molD
]2
＝
[
1 K
]2
＝
K12。
课堂互动讲练
化学平衡常数使用注意事项及应用
1．使用化学平衡常数应注意的问题 (1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生 成物的浓度变化无关。 (2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时， 由于其浓度可看作“1”而不代入公式。 (3)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，则平衡常数改变。 ②若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或 缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。
解析：Ⅰ中曲线走势表明：随着温度的升高，平衡 常数逐渐增大，说明正反应进行的程度越大，即反 应向正方向移动，正反应是吸热反应，同理可得Ⅱ 为放热。 答案：Ⅰ Ⅱ
3．(2011 年河北秦皇岛高二检测)2000 K 时，反
应 CO(g)＋12O2
2(g)的平衡常数为 K，
则相同温度下反应 2CO2 的平衡常数 K′为( )
＝
cCO·cH2O cCO2·cH2
＝
1 mol/L×3 mol/L 2 mol/L×1.5 mol/L
＝
1
＞
0.9，所以反应向逆反应方向进行。
人教版高中化学选修四2-3-3化学平衡常数(教案).doc
2-2-1化学平衡常数知识与技能：1.理解化学平衡常数的含义。
2.能利用化学平衡常数进行简单的计算。
过程与方法：1.通过化学平衡常数的计算教学，培养学生的计算能力。
2•通过对数据分析，培养学生分析、处理数据的能力，提高学生逻辑归纳能力。
情感、态度与价值观：通过对实验数据的分析，培养学生严谨求实、积极实践的科学作风。
JL：化学平衡常数表达式的书写、化学平衡常数的含义。
化学平衡常数的应用［攵习提问］什么叫化学平衡？化学平衡的特征有哪些？M［回答］化学平衡是是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量（溶液中表现为浓度）可以保持恒定的状态。
化学平衡的特征：（1）反应物和所有产物均处于同一反应体系屮，反应条件（温度、压强）保持不变。
（2）达到平衡时反应混合物屮各组分的浓度保持不变；由于化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。
达到平衡时正反应速率等于逆反应速率。
［过渡］尽管就这么几句话，但真正在学习中能否准确把握和处理好关于化学平衡的问题，还需大家对该概念及相关特征进行深入的理解。
化学平衡状态的特征，不仅包括上边大家冋答的那些，还有其他方面的特征,这就是今天咱们学习和讨论的主题一一化学平衡常数。
［板书］三、化学平衡常数［引导］请同学们阅读教材P28标题三下面的内容以及浓度关系数据表，分析并验算表中所给的数据，最后可以得到什么结论？［探究活动］阅读教材和P29表2—1,对表中数据进行观察并归纳。
［总结］一定温度下：_ c(HI )2^=C(H2)C(I2)［小结］在一定温度下，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，又无论反应物起始浓度为多少，最后都能达到化学平衡。
这时生成物的浓度幕之积与反应物浓度幕之积的比是一个常数，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。
［板书］1.定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幕之积与反应物浓度幕之积的比是一个常数，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。
人教版化学选修四2.3化学平衡-化学平衡常数 教学课件
⑤0
525.6 ⑥ 0
0
8.30 0.01655 0.00339 0.00339 0.00977
0
8.27 0.01258 0.00258 0.00258 0.00742
表二
结论1：不管H2、I2、HI的初始浓度是多少，也无论平 衡从正方向建立还是从逆方向建立（即与平衡建立的
途径无关），只要保持反应体系的温度不变，达到化 学平衡状态后， c2 (HI) 为一常数。
高温
Fe3O4(s) + 4H2(g)
3Fe(s) + 4H2O(g)
K=
c4( H2O ) c4( H2 )
Cr2O72- + H2O
2CrO42- + 2H+
K = c2 (CrO42-) c2 ( H+) c (Cr2O72- )
注意事项：浓度为常数纯固体和纯液体，不列入平衡关 系式中，注意气态H2O（g）要列入平衡表达式式。
练习1 请写出以下反应的平衡常数表达式：
① N2+3H2
2NH3
② 2NH3
N2+3H2
③
1 2
N2
+
3 2
H2
NH3
K1
=
c(
c2( NH3 ) N2 ) c3( H2
)
K2
=
c(
N2 ) c3( H2 c2 ( NH3 )
)
K3
=
c1/
2(
c( N2
NH 3 ) c3/
) 2(
H2
)
K1 = 1/K2
① 1.197×10-2 6.944×10-3
0
5.617×10-3 5.936×10-4 1.270×10-2 48.32
人教高中化学选修四2.3化学平衡--化学平衡常数及计算 课件(共23张PPT)
下，将初始浓度为0.4mol/L的SO2(g)和1.0mol
/LO2(g)混合注入一密闭容器中，当达到平衡状
态时，测得容器中SO2(g)的转化率为80%,试求
在该温度下
（1）此反应的平衡常数。
（2）求SO2(g)、O2(g)、 SO3(g)的平衡浓度。
cm(A) cn(B)
高温高压
例如：合成氨反应：N2 + 3H2 催化剂 2NH3 的浓度平衡
常数可表示 为：
K
c2 (NH3) c(N2 ) • c3(H2 )
练习：试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式：
2SO2(g)+O2(g) 催化剂 2SO3（g）
C(s)+H2O(g)
K
c2
c2 (SO3) (SO2 ) • c(O2
)
3.平衡常数的单位
CO(g)+H2(g)
K c(CO) • c(H2 ) c( H 2O)
对于反应: mA+nB
pC+qD
平衡常数的数学表达式 K = cp(C)·cq(D)
• [思考与交流1]
cm(A)·cn(B)
• 1、K值的大小说明了什么? 定量的衡量化学反应进行的程度，即可能性问题。
（1）K值越大，表示反应进行的程度越大，反 应物转化率也越大。
cm(A)·cn(B)
二、平衡常数的有关计算 1.直接求平衡常数
练习：对于反应2SO3(g)
2SO2(g)+
O2(g),若在一定温度下，将2mol的SO3(g)放入
一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，
测得O2(g)的物质的量为0.6mol,试求此反应的 平衡常数。
2.平衡转化率与平衡常数的相互求算
高中化学人教版配套课件 选修4 2.3.3 化学人教版配套课件 平衡常数
第3课时 化学平衡常数 问题 当堂 导学 检测 二、影响化学平衡常数的因素
活动与探究
课前预习导学 课堂合作探究 KEQIAN YUXI KETANG DAOXUE HEZUO T
观察下面两个表, 想想影响 K 值大小的因素是什么? 表一: H2( g) +I2( g) 2HI( g) ΔH<0
平衡浓度/(mol· L-1) HI 0 0.010 69 0 0.016 55 H2 0.001 831 0.001 141 0.004 56 0.003 39 I2 0.003 129 0.001 141 0.001 95 0.003 39 HI 0.017 67 0.008 410 0.008 59 0.009 77 I2 0.011 96 0 0.009 04 0
第3课时 化学平衡常数 目标 预习 导航 引导
1.化学平衡常数
课堂合作探究 课前预习导学 KEQIAN YUXI KETANG DAOXUE HEZUO T
( 1) 定义: 在一定温度下, 当一个可逆反应达到化学平衡时, 生成物浓 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。通常用符号 K 表示。 ( 2) 表达式: 对于一般的可逆反应 mA( g) +n B ( g) 常数的表达式为
第3课时 化学平衡常数 问题 当堂 导学 检测
课前预习导学 课堂合作探究 KEQIAN YUXI KETANG DAOXUE HEZUO T
一、化学平衡常数
活动与探究 阅读教材, 分析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, 你能得出什么结论? 答案: 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 ( 简称平衡堂 导学 检测
高中化学 2.3化学平衡常数课件 新人教版选修4
平衡时各物质浓度
序
(⨯10-3 mol/L )
(⨯10-3 mol/L )
号
H2
1 11.97 2 12.28 30
I2
6.944 9.964
0
HI H2的H2转 I化2的率I2转为:HI 0 化5率.61为7 : 0.5936 12.70
91% 0 533.584%1 1.524 16.87
68.7% 84%
一、化学平衡常数
1、 概念
对某一可逆反应，在一定温度下，无论反应物的起 始浓度如何，反应达到平衡状态后，生成物浓度的幂之 积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数称 为化学平衡常数，用K表示。
2、K的表达式
对于下列可逆反应：aA (g)+ bB (g)
则有：
K
cc(C)cd(D) ca(A)cb(B)
2HCl(g) 2HBr(g)
2.57×10 33 1.91×10 19
H2(g)+I2(g)
2HI(g)ຫໍສະໝຸດ 8.67×10 2结论1： 平衡常数的大小反映了化学反应正向 进行的程度。（也叫 反应限度 ）
Ｋ值越大，反应正向进行的程度
就 越大 ，反应物的转化
率
越大 。
Ｋ值越小，反应正向进行的程度 就 越小 ，反应物的转化率 越小 。
答：平衡常数为64.0。
= 64.0
【例2】在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800℃
达到下列平衡：CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
K=1.00，若反应开始时CO和H2O的浓度均为0.200
mol·L-1 ，求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少？
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CO2(g)+H2(g),平衡常数
K=1，如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020 mol/l，计算该条
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3、使用平衡常数应注意的几个问题：
（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态
（2）在进行K值的计算时，固体、纯液态不作考虑， 表达式中不需表达
如： Fe3O4(s) + 4H2(g)
高温
3Fe(s) + 4H2O(g)
一定温度下 KKccc4c4(4(4(H(HHH2O22O2))))
思考： K有无单位？
化学平衡常数
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化学平衡常数——化学平衡的特征
I2(g) + H2(g)
序
起始时浓度mol/L
号
698.6K
2HI(g)
平衡时浓度mol/L 698.6K
平衡时
c0 (H2)
c0(I2)
1 0.01067 0.01196
c0 (HI) 0
(H2)
(I2)
0.001831 0.003129
(HI) 0.01767
思考1：1、 K与a的关系；反应进行的程度越大， K
值 越大
，反应物转化率也
越大
。
2、 K与v的关系； K值大,精速品课率件 不一定 大，
2、判断化学反应进行的方向
浓度商:
对于可逆反应，在一定的温度的任意时刻，生成物浓度幂之 积与反应物浓度幂之积的比值叫浓度商
（1）QC＜K ， （2）QC＝K ， （3）QC＞K ，
通过分析实验数据得出：
c2 (HI )
1、温度不变时，c(H2 ) • c(I2 )
为常数 用K表示；
2、常数K与反应的起始浓度大小无关；
3、常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的
途径无关。 其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系。
对于反应: aA + bB
cC + dD
cc(C)cd (D) K ca(A) cb(B)
5、平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度的 变化可推断正反应是吸热反应还是放热。 若正反应是吸热反应,升高温度,K 增大; 若正反应是放热反应,升高温度,K 减少;
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5. 小结： (1) 平衡是有条件的、动态的。 (2) K与起始浓度和反应途径无关。 (3) K只是温度的函数（即只与温度有关） (4) K与方程式写法有关。 (5) K值大小标志反应能达到的最大限度, K值大，反应完全。
应 （２）若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为
放
热反
应 练习2:不同温度时，反应:H2(g)+I2(g)
△
2HI(g),
的浓度平衡常数与温度的关系如下：
温度 浓度平衡常数
623K 66 .9
698K 54.4
763K 45.9
通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判
断
放精品课件
三、有关平衡常数的简单计算：
1/3N2O4（g） 2/3NO2（g） K = c(NO2)2/3/c(重平衡规则
若干方程式相加(减)，则总反应的平衡
常数等于分步平衡常数之乘积(商)
例1: 2NO (g) + O2 (g)
2NO2
K1
2NO2
(g)
N2O4
K2
2NO (g) +O2(g)
N2O4 (g)
反应向 正 方向进行 反应向 不移动 方向进行 反应向 逆 方向进行
思考2：一定温度下的可逆反应，化学平衡常数K和 浓度商QC是精否品课一件 定？可否为0？
3、利用Ｋ的变化可判断反应的热效应
平衡常数的大小不随反应物或生成物的改变
而改
（１变），若只升随高温温度度的，改Ｋ变值而增改大变，。则即正，反K 应= 为f（吸T）。热反
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练习：试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式：
2SO2(g)+O2(g) 催化剂 2SO3
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)
K
c2 (SO3) c2 (SO2 ) • c(O2 )
K c(CO) • c(H2 ) c( H 2O)
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CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
54.5
2 0.01135 0.009044 0
0.00356 0.00125 0.01559 54.6
3 0.01134 0.007510
0
0.004565 0.0007378 0.01354 54.45
40
0
0.01069 0.001141 0.001141 0.008410 54.33
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K
= K1 K2
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例2:
C (s)
K
+ CO2(g)
2CO(g)
C (s) + H2O (g)
(g)
K1
CO (g) + H2
CO (g) +H2O (g)
K2
CO2 (g) + H2 (g)
K = K /K 精品课件
4、平衡常数只表现反应进行的程度，即 可能性问题，而不表现到达平衡所需的 时间，即现实性问题.
利用平衡常数,可以求平衡时各组分的浓度 （含量）和反应物的转化率
例题1： 在773K时:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),
平衡常数K=1，如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020
mol/l，计算该条件下CO的转化率最大是多少？
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2、利用平衡常数,求平衡时反应物的转化率
例题1： 在773K时:CO(g)+H2O(g)
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一、化学平衡常数（K）
1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡 时，生成物浓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）（以 方程式中计量数为幂）
2、表达式：
Cp(C)Cq(D) 在一定温度下达到化学平衡时：K Cm(A)Cn(B)
K=c(CO2)
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)
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2、同一化学反应，可以用不同的化学反 应式来表示，每个化学方程式都有自己 的平衡常数关系式及相应的平衡常数。
例：N2O4（g） 2NO2（g） K = c(NO2)2/c(N2O4)
1/2N2O4（g） NO2（g） K = c(NO2)/c(N2O4)1/2
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二 化学平衡常数的意义：
1、定量的衡量化学反应进行的程度
（1）K值越大，表示反应进行的程
越大
度
。
（2）当K≥10 5时，反应进行的程度很大，反应基本完全。
行。
当K≤10－5时，反应进行的程度很小，反应很难进
K居中，典型的可逆反应，改变条件反应的方向变
（化3。） 转化 n (始 n )( 率 始 n )(平 ) 1% 0 c 0 (始 c )( 始 c ) (平 ) 1% 00