化学人教版（2019）选择性必修1 2.2.2 化学平衡常数 课件（共26张ppt）

(共26张PPT)
知识回顾
化学平衡状态
可逆反应
概念
逆、等、动、定、变
判断依据
研究对象
特征：
速率相等
浓度不变
变量不变
化学平衡状态的标志：
1、υ(正)=υ(逆)
2、浓度不变
（1）同种物质—— v正(A) = v逆(A)
（2）不同物质—— v正(A) : v逆(B) = a : b（系数之比）
（3）也可以是化学键的断裂与形成或物质的消耗与形成，
但必须指向一正一逆，且符合系数关系
直接依据：浓度不变
c
ω
φ
衍生
依据
n
m
V
颜色不变
变量不变——反应平衡
各组分的
三、化学平衡状态的判断
衍生
依据
各组分的
n总
m总
V总
Ρ总
ρ
M
T…
？
4.在一定温度下的恒容密闭容器中，可逆反应达到平衡状态时，一些宏观物理量恒定不变：
a.各物质的浓度不变，
b.平衡混合物中各组分的物质的量分数或质量分数不变，
c.容器内气体压强不变，
d.容器内气体密度不变，
e.容器内气体颜色不变。



abc
abe
abce
对于这三个量，若反应前后气体系数不相等（△n≠0），则可以作为判断依据
几个问题的分析
1、气体的总物质的量n、体积V、压强P,要具体分析：
A(g) + B(g) 2C(g)
A(g) + B(g) C(g)
气体的总物质的量
恒温恒容时的压强P
减少
不变
不变
减少
不变
减少
恒温恒压时的体积V
恒容时，凡是有固体参与的反应，其气体密度都会变
2、恒温恒容时，气体的密度ρ不再变化时，要具体分析
ρ=
m总
v
不会变
气体质量增加
对于反应：A(s)+B(g) C(g)
mA+m B= mC (质量守恒）
找固体，若方程式中有固体，则气体总质量会变化
找固体
看气体系数
3、混合气体的平均摩尔质量M,不再变化时，要具体分析
M=
m总
n总
A(g)+B(g) 2C(g)
A(g)+B(g) C(g)
A(S)+B(g) C(g)
m总
n总
M
不变
不变
不变
不变
变
变
变
变
不变
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学平衡状态
第2课时　化学平衡常数
1.知道化学平衡常数的含义，能书写平衡常数表达式，能进行化学平衡常数、转化率的简单计算。
2.通过化学平衡常数对化学平衡进行“定量”计算和判断化学平衡进行的程度及平衡移动方向。
学
习
目
标
重
点
难
点
通过化学平衡常数对化学平衡进行“定量”计算和判断化学平衡进行的程度及平衡移动方向。
（密闭容器 457.6℃）
序号 起始时浓度mol/L 平衡时浓度mol/L 平衡时
H2 I2 HI H2 I2 HI
1 0.01197 0.06944 0 0.005617 0.0005936 0.01270
2 0.01135 0.00904 0 0.00356 0.00125 0.01559
3 0.01201 0.008403 0.0 0.00458 0.0009733 0.01486
4 0 0 0.01520 0.001696 0.001696 0.01181
5 0 0 0.01287 0.001433 0.001433 0.01000
6 0 0 0.03777 0.004213 0.004213 0.02934
H2(g)+I2(g) 2HI(g)
48.37
48.62
49.54
48.49
48.70
48.50
上节课，我们通过“正逆相等，变量不变。”能定性判断反应是否达到化学平衡状态。这节课，我们将从定量的角度判断反应是否达到化学平衡状态。
【课本P32表2-1】
平均值48.70
思考1：分析上表，你得出什么结论？
结论2：
结论1：
这个常数和反应的起始浓度大小无关
是个常数
这个常数与正向建立还是逆向建立平衡无关,即与平衡建立的过程无关。
结论3：
查阅文献
一、化学平衡常数
1、 概念
在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度化学计量数次方之积与反应物浓度化学计量数次方之积的比值是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数
2、 表达式
例如：mA + nB pC + qD
K
=
cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)
3、 单位
一般不写单位！
其中c为各组分的平衡浓度
Q
=
cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)
c——任意时刻的组分浓度
Q——浓度商
当Q=K，则反应达到平衡
创新课堂：P33情景素材
观察下表中各反应的平衡常数表达式并讨论下面的问题：
(3)方程式相加(减)，则K相乘(除)
小结：
4、书写注意点
(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不代入公式。
(1)K的表达式由方程式决定，与方程式的系数呈指数关系
阅读书本P34，倒数第一、二段
①Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+
HCOOR (l) + H2O(l)
②HCOOH ( l ) ＋ROH ( l )
巩固练习：写出下列反应的平衡常数K的表达式
关于水的问题：
水溶液中的反应，水的浓度是常数，故C(H2O)不写入表达式
非水溶液中的反应，水仅为反应物或产物，C(H2O)就要写入表达式
5、 意义
（2）K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大
（3）一般当K＞105时，该反应进行得基本完全
（4）K的大小与速率无关。
（1）K是温度的函数，K只受温度的影响，与其他条件无关
课堂巩固：创新课堂P30
学习K的意义是？
——定量的描述一定条件下化学反应进行的程度
二、化学平衡的计算
书p35-36例题1、2
c始(n始): a b 0 0
△c(△n): mx nx px qx
c平(n平): a-mx b-nx px qx
1、有关化学平衡计算的基本模式——“三段式法”
mA + n B p C + qD
2、转化率的计算
α(A)=
A的初始浓度-A的平衡浓度
A的初始浓度
×100%
=
△c(A)
c(A)始
×100%
巩固：1、书P42题7
2、高炉炼铁中发生的基本反应如下:
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) (条件省略)
已知1100℃，K=0.263，某时刻测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1 在这种情况下：
(1)该反应是否处于平衡状态_____(填“是”或“否”)；
(2)此时反应会向______进行（填“正向”或“逆向”）；
(3)此时化学反应速率是ν正 _____ν逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。
平衡时
（2）Q＜K:
（1）Q＝K:
（3）Q＞K:
三、平衡常数的应用
——判断反应进行的方向
对反应mA(g) + nB(g) pC(g) +qD(g) ：
Q
任意时刻
浓度商
反应向正方向进行
反应向逆方向进行
平衡状态
巩固：在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示:
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
问题思考:
(1)写出该反应的化学平衡常数K的表达式
(2)700 ℃,CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K是多少
c(CO)·c(H2O)
c(CO2)·c(H2)
K=
(3)在800 ℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L-1,c(H2)为1.5 mol·L-1,c(CO)为1 mol·L-1,c(H2O)为3 mol·L-1,则反应向哪个方向进行
D
多平衡体系中平衡常数的计算
处理方法1——三段式，
将反应1的总态看成是反应2的始态
n始（mol）：
△n（mol）：
n平衡（mol）：
①COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)
n始（mol）：
△n（mol）：
n终（mol）：
2 1 ？
0 0
1
3
4 0 0
3
3 3 3
3
②2CO(g) 2C(s)+O2(g)
1
0.5
0.5
1
n平衡（mol）： 1 2 3
课堂巩固：
将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s) NH3(g)+HI(g)；
②2HI(g) H2(g)+I2(g) 达到平衡时，c(H2)=0.5mol·L-1，c(HI)=4mol·L-1，则此温度下反应①的平衡常数为
A.9 B.16 C.20 D.25
②2HI(g) H2(g)+I2(g)
C始（mol/l）：
△C（mol/l）：
C平衡（mol/l）：
①NH4I(s) NH3(g)+HI(g)
C始（mol/l）：
△C（mol/l）：
C终（mol/l）：
1 0.5 0.5
4 0.5 ？
0 0
0.5
5
0 0
5
5 5
5
巩固P39,迁移应用
例题2：创新课堂P38，真题引领
(2019·天津卷）在1 L真空密闭容器中加入amol PH4I固体，t ℃时发生如下反应：
PH4I(s) PH3(g)+HI(g) ①
4PH3(g) P4(g)+ 6H2(g) ②
2HI(g) H2(g)+I2(g) ③
达平衡时，体系中n（HI）=b mol，n（I2）=c mol，n（H2）=d mol，则t℃时反应①的平衡常数K值为 (用字母表示)
解：假设平衡时n（PH3）=x mol，n（P4）=y mol
则由反应①结合P、I元素守恒可知：x+4y=b+2c
由反应②③，结合H元素守恒可知：6y+c=d
解得：
x=
b+
8c—2d
3
K=b·（ ）
b+
8c—2d
3
方法2——元素守恒法求解
课堂小结
化学平衡常数
表达式及书写注意事项
意义及影响因素
应用
判断反应方向
Q＜K，反应向正反应方向移动；
Q＝K，反应处于平衡状态；
Q＞K，反应向逆反应方向移动
三段式做有关计算题方法
K越大，反应进行程度越大。只与温度有关
分压与压强平衡常数
（2022·全国甲卷）金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石TiO 2转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
TiO 2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(ⅰ)直接氯化：
(ⅱ)碳氯化：
①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的△H为_______kJ/mol，Kp=_______Pa。
问题：什么是Kp
Kp如何表达？
如何计算？
1.分压
(1)定义：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强。
(2)计算公式
混合气体中某组分的分压＝总压×该组分的物质的量分数，
(3)分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和，即p总＝pA＋pB＋pC＋…
2.压强平衡常数
一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g)??eC(g)＋fD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示，Kp的表达式：
nB
n总
pB＝p总×
分压与压强平衡常数
（2022·全国甲卷）金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石TiO 2转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
TiO 2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(ⅰ)直接氯化：
(ⅱ)碳氯化：
①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的△H为_______kJ/mol，Kp=_______Pa。
1.2×1014
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