2.2.1 化学平衡状态及化学平衡常数-2022-2023学年高二化学高效备课设计PPT（人教版2019选择性必修1）（18张ppt）

(共18张PPT)
第二章 第二节（第1课时）
化学平衡状态及化学平衡常数
一、化学平衡状态
定义：一定条件下的可逆反应里，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生改变。我们把这种状态称为化学平衡状态。
一、化学平衡状态
特征
一、化学平衡状态
如何判断一个可逆反应是否达到平衡状态？
（1）v(正)=v(逆)≠0
①同一物质， V消=V生(消耗速率等于生成速率)
②不同物质，方向相反，速率之比=系数之比
（2）各种“量”不变
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量（物质的量分数、质量分数等）不变。
③温度、压强（化学方程式两边气体体积不相等）或颜色（某组分有颜色）不变。
一、化学平衡状态
如何判断一个可逆反应是否达到平衡状态？
“变量不变”时，达到平衡状态；
若物理量恒为“不变量”，则不能作为平衡标志。
1.下列方法可以证明 H2(g)+I2(g) 2HI(g),已达平衡状态的是________________________________
A.单位时间内生成 n molH2的同时，生成2n molHI
B.一个H－H键断裂的同时有两个 H－I键断裂
C.H2的百分含量与I2的百分含量相等
D.H2 I2 HI的反应速率之比为1:1:2
E.c(H2):c(I2):c(HI)== 2:2:1
F.温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
G.温度和体积一定时，容器内压强不再变化
I.温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化
练一练
A B F I
二、化学平衡常数
在一定温度下，化学平衡体系中反应物浓度与生成物浓度之间有什么关系呢？
下面以反应H2(g)+ I2 (g) 2 HI(g) 为例进行分析。
表2-1 456℃，反应体系中H2(g)+ I2 (g) 2 HI(g) 各物质浓度
分析上述数据可知，该反应在457.6℃达到平衡时，
是一个常数，与反应起始浓度大小，平衡建立方向无关。
对于一般的可逆反应，mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 在一定温度下的平衡体系：
cp(C) c q(D)
K=
cm (A) c n(B)
化学平衡常数——K
在温度不变时，K为一常数，它用于定量地评价一个可逆反应在达平衡时限度，K值越大，化学反应的限度就越大。
一般来说，当K>105时，该反应就进行的基本完全了
对于一般的可逆反应，mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
一定温度下任一时刻
cp(C) c q(D)
Q=
cm (A) c n(B)
浓度商——Q
相对大小 平衡移动方向
Q > K
Q = K
Q < K
逆向移动
不移动
正向移动
趋
向
K
注：固体和纯液体一般不列入浓度商或平衡常数
例1.在某温度下，将含有H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应并达到平衡后，测得c(H2)=0.0080mol L-1。
（1）计算该反应的平衡常数
例1.在某温度下，将含有H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应并达到平衡后，测得c(H2)=0.0080mol L-1。
（1）计算该反应的平衡常数
H2(g)+ I2 (g) 2 HI(g)
起始浓度/（mol·L-1）
变化浓度/（mol·L-1）
平衡浓度/（mol·L-1）
0.010 0.010 0
0.0020 0.0020 0.0040
0.0080 0.0080 0.0040
K=
=
=0.25
例1.在某温度下，将含有H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应并达到平衡后，测得c(H2)=0.0080mol L-1。
（2）在上述温度下，若起始时向该容器中通入H2和I2(g)各0.20mol，试求达到化学平衡时各物质的浓度。
例1.在某温度下，将含有H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应并达到平衡后，测得c(H2)=0.0080mol L-1。
H2(g)+ I2 (g) 2 HI(g)
起始浓度/（mol·L-1）
变化浓度/（mol·L-1）
平衡浓度/（mol·L-1）
0.020 0.020 0
x x 2x
0.02-x 0.02-x 2x
K=
=
=0.25
（2）在上述温度下，若起始时向该容器中通入H2和I2(g)各0.20mol，试求达到化学平衡时各物质的浓度。
设H2的变化浓度为xmol/L
x=0.0040
平衡时c(H2)=c(I2)=0.016mol/L
c(HI)=0.0080mol/L
2.在容积不变的密闭容器中，将2.0molCO与10molH2O混合加热到830℃，达到下列平衡：
此时该反应的K为1.0。求达到平衡时CO转化为CO2的转化率。
练一练
答案：83%
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。
2.固体或纯液体存由于其浓度可看作“1”而不代入公式。
3.平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关。
①对于给定的化学反应，正逆反应的平衡常数互为倒数。
②若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，系数变为原来的几倍，平衡常数变为原来的几次方。
使用化学平衡常数应注意的问题
①用于计算平衡浓度、物质的量分数、转化率等。
②判断反应进行的程度
K值越大→平衡体系中生成物所占的比例越大 →正向反应进行的程度越大 →反应进行得越 彻底 →反应物的转化率越大 ；反之，就越不完全，转化率就越小。当 K>105 时 ，该反应进行得就基本完全了。
③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。
当Q=K时，反应处于平衡状态，v正= v逆；
当Q v逆；
当Q>K时，反应向逆反应方向进行，v正 < v逆。
④判断反应的吸（放）热情况
化学平衡常数的应用