第三课时化学平衡常数
高三化学 第三节化学平衡常数
Q
=
[c(C)]p[c(D)]q [c(A)] m[c(B)]
n
Q ＜K，反应向正方向进行
Q = K，反应达到平衡状态 Q ＞K，反应向逆方向进行
15
• 2.(2002上海高考）在一定体积密闭容器中，进行如下反
应： CO2(g)+H2(g)
CO(g) +H2O(g),
其平衡常数Ｋ和温度t的关系如下：
pC(g)+qD(g)
平衡状态的判断
1）其它条件不变时，如体系的温度一定
平衡
2）体系的颜色不再变化 平衡
3）体系的密度一定 不一定
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
2.可逆反应N2＋3H2
2NH3的正、逆反
应速率可用各反应物或生成物浓度的变化
来表示。下列各关系中能说明反应已达到
平衡状态的是( C )
aA + bB
cC + dD
cc (C)cd (D) K ca ( A) cb (B)
其中c为各组分的 平衡浓度
浓度的单位为mol·L-1 ∴ K的单位为(mol·L-1)n
8
2、平衡常数使用注意事项
CO2(g)+H2(g)
CO) ·c(H2)]
B、混合气体的密度
C、气体的平均相对分子质量
D、气体的总物质的量
若A为气体，则选( ACD )
若改为A(g)+B(g)
C(g)+D(g)，则选( 无 )
4.在固定体积的的密闭容器中发生反应：
(红棕色）2NO2
2NO（无色）+ O2
该反应达到平衡的标志是：
（1）混合气体的颜色不再改变 （ ）
2020-2021学年高二化学苏教版选修4课时作业：专题2 第二单元 第3课时 化学平衡常数
第3课时 化学平衡常数[目标要求] 1.知道化学平衡常数的含义。
2.能运用化学平衡常数对化学反应进行程度的推断。
3.能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
一、化学平衡常数 1．表达式对于一般的可逆反应：a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)，当在确定温度下达到化学平衡状态时，平衡常数的表达式为：K ＝c c (C )·c d(D )c a (A )·c b (B )。
2．意义(1)K 值越大，说明正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；反之就转化越不完全，转化率就越小。
(2)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
二、反应物的平衡转化率 1．定义物质在反应中转化量与起始量的比值。
2．表达式α＝Δn n 始×100%＝Δcc 始×100%。
3．意义反应物的平衡转化率表示在确定温度和确定起始浓度下反应进行的限度。
学问点一 化学平衡常数1．关于化学平衡常数的叙述，正确的是( ) A ．只与化学反应方程式本身和温度有关 B ．只与反应的温度有关C ．与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响D ．只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数 答案 A解析 大量试验证明，化学平衡常数打算于两个方面的因素：化学反应的本身和反应体系的温度，与起始浓度等其他外界条件没有任何关系。
2．1 000 K 时反应C(s)＋2H 2(g)4(g)的K ＝8.28×107，当各气体物质的量浓度分别为H 2 0.7 mol·L －1、CH 4 0.2 mol·L －1时，上述反应( )A ．正向移动B ．逆向移动C ．达到平衡D ．不愿定 答案 A解析 Q ＝0.2(0.7)2＝0.408Q <K ，说明该反应没达到平衡，v 正>v 逆。
学问点二 转化率3．在某温度下，将2 mol A 和3 mol B 充入一密闭容器中发生反应：a A(g)＋B(g)＋D(g)，5 min 后达平衡。
第三节 化学平衡--化学平衡常数
第三节 化学平衡
化学平衡常数
【学习目标】 学习目标】
1、化学平衡常数的概念 、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 、
首先，让我们以氢气和碘蒸气的反应为例，分 首先，让我们以氢气和碘蒸气的反应为例， 析课本29页表中的数据 然后得出结论。 页表中的数据， 析课本29页表中的数据，然后得出结论。 根据表中的数据计算出平衡时 并分析其中规律。 并分析其中规律。
(1)k的表达式为： 的表达式为： 的表达式为 (2)该反应为 吸热 反应（“吸热”或“放热”） 反应（ 吸热” 放热” 该反应为 (3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据（BC ） 能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据（ 能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据 混合气体中ＣＯ Ａ.容器中压强不变 容器中压强不变 Ｂ.混合气体中ＣＯ浓度不变 混合气体中ＣＯ浓度不变 D.c(CO2)=c(CO) Ｃ.v(H2)正=v(H2O)逆 830 ºC (4)若c(CO2) .c(H2)=c(CO) .c(H2O),此时温度为 . 若 此时温度为
c(CO) : c(H2O) = 1:1 时 CO + H2O CO2 + H2 起始c 1 1 0 0 起始 转化c -x 转化 平衡c 平衡 1-x c(CO) : c(H2O) = 1:4 时 CO + H2O CO2 + H2 起始c 4 0 0 起始 1 转化c +x +x 转化 -x -x 平衡c x x 平衡 1-x 4-x
化率3; 3H2(g) 2NH3(g) 在一定 2(g 2(g 3(g 条件下进行。设投入的N mol， mol， 条件下进行。设投入的N2为1 mol，H2为3 mol， 在一体积恒定，温度恒定的容器中反应， 在一体积恒定，温度恒定的容器中反应，测得 平衡时的压强是原来的90%，求转化率α 平衡时的压强是原来的90%，求转化率α1。然 后再充入1 温度不变， 后再充入1 mol N2 和3 mol H2 ，温度不变，计 算新平衡的转化率α 算新平衡的转化率α2。
2.3-3-化学平衡常数
CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) K= c(CO2)
高温
Fe3O4(s) + 4H2(g)
3Fe(s) + 4H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(l)
K=
c4( H2O ) c4( H )
K = C(CO)/C(CO2)C(H2)
2
Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+ K = c2 (CrO42-) c2 ( H+) c (Cr2O72- )
(3)该常数与正向还是逆向建立平衡无关,即与平 衡建立的途径无关。
1.化学平衡常数
（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 （简称平衡常数），符号用“K”表示。
化学平衡常数的特点
常数只与反应本身及温度有关，与压强、起始浓 度、起始反应方向均无关。
H2 ＋ I2
2HI
c0: 0.02
0.02
0
△c: x
x
2x
c1: 0.02-x 0.02-x 2x
c2 (HI)
（ 2x）2
K= c (H2) c (I2)
= （0.02-x）2
= 0.25
解得：x = 0.004
作业：8、9
3.化学平衡常数的应用
(1)判断反应进行的程度
K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大， 表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越 高。
一般来说，反应的平衡常数K＞105，认为该反 应进行得就基本完全了；
K ≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应 较完全）。
第三节 化学平衡常数及计算
几乎不发生反应。
②平衡常数数值极小的反应，说明正反应在该条 件下不可能进行。
如:N2+O2
2NO ；K=10-30(298K)所以常
温下用此反应固定氮气是不可能的。因此没有必
要在该条件下进行实验，以免浪费人力物力。或
者改变条件使反应在新的条件下进行比较好一些。
A
8
3、同一条件下正、逆反应的化学平衡常数有何关 系？
cm(A)·cn(B)
A
15
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2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
思考：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 以判断上可逆反应的正方向是 放 热反应.
4、利用Ｋ可判断反应吸热还是放热
（１）若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为 热
用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观， 常用平衡转化率α来表示反应限度。
对于可逆反应: mA(g)+nB (g)
pC(g)+qD(g)
反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可 表示：
(A)%A初始的 A初物始质 的 A的 的物平 量质衡的物量质 10的 %0
n始n平10%0 n始
(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡 转化率
《化学平衡常数》参考教案
教学课题专题专题1化学反应速率单元第二单元化学反应的方向和限度节题第三课时化学平衡常数1、2教学目标知识与技能理解化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数计算反应物的转化率。
过程与方法能描述化学平衡常数的意义，培养归纳思维能力情感态度与价值观体会化学平衡是相对的、有条件的、动态的，树立辩证唯物主义观点。
教学重点化学平衡计算教学难点计算。
教学方法讨论法、探究法教学过程教师主导活动学生主体活动（基面知识）二、化学平衡常数对于可逆反应aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g）平衡常数表达式，它的大小能说明，K值越大，表示。
平衡常数受的影响较大，使用时要注明。
因为和的浓度可视为定值，所以在平衡常数的表达式中不计算。
（小结）对反应m A + n B p C + q D一、化学平衡常数1、表达式：平衡常数K =nmqpBcAcDcCc)()()()(••2、影响因素及注意：K受温度影响3、意义：越大，反应进行的越完全4、作用：（1）进行定量计算（2）判断化学平衡移动方向通过自学完成数据分析：书P44表2－6生成物平衡时浓度方次的乘积与反应物浓度方次乘积之比放热反应—升高温度—平衡常数减小）吸热反应—升高温度—平衡常数增大）过程解析：反应常数K′＝)()()()(222OHcCOcHcCOc＝03.001.005.001.0⨯⨯>1，即反应要向K＝1的方向进行只能使分子减小、分母增大即向逆反应进行。
温度不变即K不变CO(气) + H2O (气) = CO2(气) + H2(气)起始浓度0.01 0.1 0.01 0.05 变化浓度x x x x平衡浓度(0.01－x) (0.1－x) (0.01＋x) (0.05＋x)K=1=)()()()(222OHcCOcHcCOc＝)1.0()01.0()05.0()01.0(xxxx-⨯-+⨯+得α(CO)④保持容器温度、体积不变，若在容器中充入适量的H2，则重新达到平衡时，CO的反应速率比充H2之前___增大___（大、小、不确定）理由是什么？[解析]：增大任一反应物或生成物的浓度，化学反应速率都增大。
第三节 化学平衡——化学平衡常数
特别提醒
c p (C ) c q ( D) K m c ( A) c n ( B)
c为各组分的平衡浓度,单位为mol· L-1,但计算时只需代入数值 K不要写单位
【探究活动2】平衡常数(K)与温度的关系
457.6℃
K=48.74
H2(g) + I2(g)
序 号
2HI(g)
c0 (HI)
d . c c (C ) ( D ) Qc a b c ( A) .c ( B )
c
Qc ＞K ： 反应向逆方向进行， v正＜ v逆
二、利用平衡常数的计算
（1）利用平衡常数,求平衡时各组分的浓度
例1.在某温度下,将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L
密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得 c(H2)=0.0080mol/L.
K值越小，反应进行的程度越不完全，转化率越小。 K值
反应限度
K>105
基本完全
K <10-5
很难进行
4、平衡常数表达式的书写要点
【试一试】 ：写出下列反应的平衡常数表达式
(1) C(s)+O2(g) (2) NH4Cl (s) (3) 2NO2 (g)
N2O4 (g) NO2 (g)
CO2(g)
K= K= K1= K2= K3=
（2）K值表达式中，固体、液态水不写； （3）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关； （4）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的 快慢，即速率大，K值不一定大；
（5）利用K 值可判断某状态是否处于平衡状态
小结：使用平衡常数的注意事项
Qc ＜ K ： 反应向正方向进行， v正＞ v逆
Qc ＝ K ： 反应处于平衡状态， v正＝ v逆
第3节化学反应标准平衡常数
Kf 只是温度的函数,
Kγ、Kp却是温度、压力、组成的函数。
一 气体反应的平衡常数
2 实际气体反应的平衡常数
在p→0的极限情况下 γB=1，Kγ=1，则Kf 在数值上等于Kp 。
若用不同总压下测得的Kp 外推至p→0，则 可求得反应的Kf 。
同理
K O lim p0
B
xBeq peq pO
根据反应平衡条件，得标准平衡常数为
K O exp
B
B
BO
(g,T
)
RT
B
f
e B
q
pO
B
令
Kf =
(
f
eq B
)
B
B
代入有 K O =Kf pO B
一 气体反应的平衡常数
2 实际气体反应的平衡常数
K O K f pO B
且 pB=xB p ， 代入有
KO
e
xp
B
B
O B
(g,
T
)
RT
B
pBeq pO
B
B
xBeq peq pO
B
式中 pBeq , xBeq , p eq 为反应平衡时组分B
的平衡分压、物质的量分数及反应压力。
一 气体反应的平衡常数
B
根据化学反应标准平衡常数的定义
(溶质的组成标度选用b)
K
O
(溶液，T
)
exp
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第三课时化学平衡常数
【学习目标】：
1、化学平稳常数的概念
2、运用化学平稳常数对化学反应进行的程度判定
3、运用化学平稳常数进行运算，转化率的运算
【学习过程】：
［引言］当一个可逆反应达到化学平稳状态时，反应物和生成物的浓度之间有如何样的定量
关系，请完成44页［咨询题解决］，你能得出什么结论？
一、化学平稳常数
1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平稳状态时，生成物浓度以系数为指数的幕
的乘积与反应物浓度以系数为指数的幕的乘积的比值是一个常数。
那个常数确实是该反应的化学平稳常数〔简称平稳常数〕
2、表达式：关于一样的可逆反应，mA〔g〕+ nB〔g〕__-
pC〔g〕+ qD〔g〕
当在一定温度下达到平稳时，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、平稳常数的意义：
〔1〕平稳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—。
〔2〕判定正在进行的可逆是否平稳及反应向何方向进行：
关于可逆反应：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 v K ，反应向
正反应方向 进行
Q c = K ，反应处于平稳状态 Q c > K ，反应向
逆反应方向
进行
〔3〕利用K 可判定反应的热效应
假设升高温度，K 值增大，那么正反应为 吸热 反应（填”吸热'’或”放热〃）。
假设升高温度，K 值减小，那么正反应为 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、使用平稳常数应注意的几个咨询题：
1、 化学平稳常数只与 _________ 有关，与反应物或生成物的浓度无关。
2、 在平稳常数表达式中：水 （液态）的浓度、固体物质的浓度不写
C （s ）+H 20（g ） ― C0（g ）+H 2（g ）, K=c （CO ） c （H 2）/c （H 2O ）
Fe(s)+C0(g)
—= Fe(s)+C02(g), K=c(C0 2)/c(C0)
3、化学平稳常数表达式与化学方程式的书写有关 该反应物的起始浓度
例如：
N 2(g)+3H 2(g) 一 一 2NH 3(g)的平稳常数为 K 1, 1/2N 2(g)+3/2H 2(g)
稳常数为 K 2, NH 3(g)—-
1/2N 2（g ）+3/2H 2（g ）的平稳常数为 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。
该反应物的起始浓度 该反应物的平衡浓度
X100%
该反应物的起始浓度
或者=该反应物反应中消耗（反应）浓度x100%
NH 3（g ）的平
或者=该反应物反应中消耗.仮应）的物质的量X100%
该反应物的起始物质的量
转化率越大，反应越完全!
四、有关化学平稳常数的运算：阅读46页例1和例2。
完成47页咨询题解决。
【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，当达到平稳时，氮气和氢气的浓度各为2mol/L,生成氨气的浓度为3mol/L, 求那个反应在该温度下的平稳常数和氮气、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不为 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 20(g) 一CO2(g)+H2(g)，知CO 和H2O的起始浓度均为2mol/L经测定该反应在该温度下的平稳常数K=2.60，试判定，〔1〕当CO转化率为50%时，该反应是否达到平稳状态，假设未达到，哪个方向进行？
〔2〕达平稳状态时，CO的转化率应为多少？
〔3〕当CO的起始浓度仍为2mol/L , H2O的起始浓度为6mol/L时，CO的转化率为多少？(答案：〔1〕不平稳，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：CO2(g)+H 2(g) 一- CO(g)+H 2O(g)，其化学平稳常数K和温度t的关系如下表所示:
回答以下咨询题：
⑴该反应化学平稳常数的表达式：K= c(CO) c(H 2O)/c(CO 2) •(H 2);
⑵该反应为_____ 〔填"吸热"或"放热"〕反应；
⑶以下讲法中能讲明该反应达平稳状态的是B
A 、容器中压强不变
B 、混合气体中c(CO)不变
F 、单位时刻内生成CO 的分子数与生成H 2O 的分子数相等
⑷某温度下，各物质的平稳浓度符合下式： c(CO 2)X c(H 2)=c(CO) X c(H 2O)，试判现在的温度
为 830 C 。
C 、混合气体的密度不变
D 、c(CO) = c(CO 2)
E 、化学平稳常数K 不变。