2-2-课时3-化学平衡常数

2-3 课时3 化学平衡常数知能定位1.了解化学平衡常数的含义、表达式及影响因素。

2.了解平衡转化率的含义。

3.能够利用化学平衡常数进行简单计算。

情景切入.可逆反应在一定条件下不能进行完全，怎样才能定量地描述化学反应的限度呢？自主研习一、化学平衡常数 1.定义在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，用符号K 表示。

2.表达式以化学反应a A(g)+ b B(g) c C(g)+ d D(g)为例： K=)()()()(B Cb A Ca D Cd C c C （纯固体或溶剂不出现在平衡常数的表达式中）。

3.意义平衡常数的大小反映化学反应可能进行的程度；平衡常数的数值越大，说明 反应可以进行得越彻底。

4.影响因素（1）内因：反应物的本身性质。

（2）外因：反应体系的温度。

二、平衡转化率 1.定义物质在反应中已转化的量与该物质总量的比值。

2.表达式对于反应a A+b B c C+d D,反应物A 的平衡转化率为：α(A)=)()()(00A C A C A C ×100%,式中c 0(A)和c (A)分别表示A 的初始浓度和A 的平衡浓度。

3.影响因素（1）初始浓度和平衡浓度（2）多种反应物参加反应时，提高一种物质的浓度，可以提高其他物质的转化率，而此物质本身转化率会降低。

4.意义反应的平衡转化率表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。

课堂师生互动知识点1 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，与反应物和生成物的浓度无关。

（2）反应物和生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做“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。

如N 2+3H 22NH 3 K ′=a 则有 2NH 3N 2+3H 2 K =1/a21N 2+23H 2NH 3K ″=a 212.化学平衡常数的应用 （1）判断平衡移动方向利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。

对于可逆反应m A(g)+ n B(g) p C(g)+ q D(g ）在任意状态下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用Q c =)(·)()(·)(B c A c D c C c nm q p 表示， Q c 叫该反应的浓度商，则： 当Q c =K 时，反应处于平衡状态； 当Q c <K 时，反应向正反应方向进行； 当Q c >K 时，反应向逆反应方向进行。

（2）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； 若升高温度， K 值减小，则正反应为放热反应。

（3）计算转化率依据起始浓度（或平衡浓度）和平衡常数可以计算平衡浓度（或起始浓度），从而计算反应物的转化率。

特别提醒(1)化学平衡常数(K)与浓度商(Q c )的表达式一样，但各物质的浓度不一样， K 值中各物质的浓度必须是平衡状态下的浓度，而Q c 值中是任一时刻的浓度。

（2）化学平衡常数不表示反应的快慢，即化学反应速率快, K 值不一定大。

（3）化学平衡常数只与温度有关，加入催化剂不会改变化学平衡常数。

反应K c 高温①C(s)+CO 2(g)2CO(g)②H 2(g)+I 2(g) 2HI(g)③FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO 2(g)④AgCl(s)Ag+(aq)+Cl -(aq)解析：对于化学反应a A+b B C+d DK =)()()()(B Cb A Ca D Cd C Cc 其中A 、B 代表反应物，C 、D 代表生成物，它们不是固体，也不是纯液体，各物质浓度必须是平衡浓度，对于固体或溶剂参加的反应，它们的浓度不列入平衡常数的表达式中。

答案： ①K c =)()(22CO c CO c②K c =)(·)()(222I c H c HI c③K c =)()(2CO c CO c④K c =c (Ag +)·c (Cl -) 变式探究1在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应： 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： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K0.60.91.01.72.6回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K = 。

（2）该反应为 反应（选填“吸热”或“放热”）。

（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 。

a.容器中压强不变b.混合气体中c (CO)不变c. v 正(H 2)= v 逆(H 2O)d. c (CO 2)= c (CO)（4）某温度下，平衡浓度符合下式： c (CO 2)·c (H 2)= c (CO)·c (H 2O)，试判断此时的温度为 ℃。

答案：（1）)(·)()(·)(222H c CO c O H c CO c（2）吸热 （3）bc （4）830 解析：（1）根据化学平衡常数的表达式，即可写出K 的表达式。

（2）由化学平衡常数K 和温度t 的关系可以看出，温度越高，平衡常数越大，说明反应混合物中CO 和水蒸气的浓度越大，即升高温度，有利于向正反应方向进行，则正反应为吸热反应。

（3）化学平衡状态的特征是v 正=v 逆，各组分的浓度保持不变，以此作为依据可判断：容器内的压强不应根据反应前后气体的物质的量是否改变而定。

（4）当c (CO 2)·c (H 2)= c (CO)·c (H 2O)时，即K =1。

知识点2 化学平衡的计算——“三段式”分析法 1.模式m A(g)+ n B(g) p C(g)+ q D(g)起始量 a b 0 0 变化量 mx nx px qx 平衡量 a-mx b-nx px qx 对于反应物： n (平)＝n (始)－n (变) 对于生成物： n (平)＝n (始)+ n （变） 2.解题基本思路（１）设未知数：具体数目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x 。

（２）确定三个量：根据反应物、生成物及变化量的三者关系代入求出未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按1中“模式”列表。

（3）解答题设问题：明确了“如”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求反应物转化率、混合气体的密度、平均相对分子质量等，给出题目答案。

3.化学平衡计算中用到的基本关系与定律（1）各物质浓度变化量之比＝反应式中的化学计量数比； （2）反应物转化率＝其消耗浓度与起始浓度之比。

考例2 X 、Y 、Z 为三种气体，把a mol X 和b mol Y 充入一个密闭容器，发生反应：X+2Y 2Z 。

达到平衡时，若它们的物质的量满足： n (X)+ n (Y)= n (Z)，则Y 的转化率为( )A.5ba +×100% B.b b a 5)(2+×100%C .5)(2b a +×100%D .bb a 5+×100%解析：设X 消耗的量为n (X)，则X + 2Y 2Z起始量/mol a b 0 转化量/mol n (X) 2n (X) 2n (X) 平衡量/mol a-n (X) b -2n (X) 2n (X) 由于n (X)+ n (Y)= n (Z)，所以［a-n (X)］+［b -2n (X)］=2n (X)，故n (X)=5ba + (mol)。

则Y 的转化率为：b X n )(2×100%=bb a 5)(2+×100%。

答案：B变式探究2 已知可逆反应：M(g)+N(g) P(g)+Q(g) ΔH >0，请回答下列问题：（1）在某温度下，反应物的起始浓度分别为： c (M)= 1 mol ·L -1， c (N)=2.4 mol ·L -1。

达到平衡后，M 的转化率为60%，此时N 的转化率为 ；（2）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为： c （M ）=4 mol ·L -1， c （N ）=a mol ·L -1；达到平衡后， c (P)=2 mol ·L -1， a = ；（3）若反应温度不变，反应物的起始浓度为： c (M)= c (N) =b mol ·L -1，达到平衡后，M 的转化率为 。

解析：（1） M(g)+N(g) P(g) + Q(g) 起始浓度(mol/L) 1 2.4 0 0 转化浓度(mol/L) 1×60% 1×60% 1×60% 1×60% 平衡浓度 (mol/L) 0.4 1.8 0.6 0.6 N 的转化率为Lmol Lmol /4.2/6.0×100%=25%(2)温度不变，平衡常数不变， K =8.14.06.06.0⨯⨯=)2()24(22-⨯-⨯a =21,a =6。

（3）根据(2)的结果，设M 的转化率为x ，则K =)1()1(x b x b bx bx -⨯-⨯=21,则xx -1=21,x=41%。

答案：（1）25%（2）增大 （3）6 （4）41% 课后强化作业 基础夯实1.对于可逆反应：C(s)+H 2O(g) CO(g)+H 2(g)，在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表示式正确的是( ) A.K=)(·)()(·)(22H c CO c O H c C cB.K=)(·)()(·)(22O H c C c H c CO cC.K=)(·)()(22H c CO c O H cD.K=)()(·)(22O H c H c CO c答案：D解析：平衡常数的表达式中不包括纯液体、固体的浓度。

2.（2011·涿鹿高二检测）已知在450℃时，反应H 2(g)+I 2(g)2HI(g)的化学平衡常数为50，由此推断出在450℃时，反应2HI(g) H 2(g)+I 2(g)的化学平衡常数为( )A.50B.0.02C.100D.无法确定答案：B解析：在相同的温度下，两个反应互为逆反应，平衡常数互为倒数，故选B。

3.对于可逆反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),在一定温度下，其平衡常数为K,下列条件的变化中，能使K发生变化的是()A.将C(s)的表面积增大B.增大体系压强C.升高体系温度D.使用合适的催化剂答案：C解析：对于一个给定的可逆反应，其化学平衡常数K的大小仅与温度有关，与其他因素无关。