2.2.1 化学平衡常数-2023-2024学年高二化学鲁科版选择性必修第一册课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
第二章 第2节 化学反应的限度
第1课时 化学平衡常数
1.通过“H2(g)＋I2(g) 2HI(g)”体会化学平衡常数模型构建过程，能书写化学平衡常数表达式；能进行平衡常数、转化率的简单计算。
2．能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡状态及平衡移动的方向。
学习目标
知识体系
1、可逆反应：
在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应称为可逆反应
常见的可逆反应有：
复习回顾
思考：为什么可逆反应中，SO2等反应物不可能被全部消耗？
图中： 表示SO2分子; 表示O2分子； 表示SO3分子
SO2、O2 和SO3
2SO2+O2
SO3
复习回顾
2、化学平衡状态
在一定条件下的可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率相等，这种状态称为化学平衡状态。
概念的理解：
⑴前提 : 是一定条件下的可逆反应
⑵实质 : 是V正=V逆 ≠ 0
⑶标志 : 是反应混合物中各组分的浓度保持不变
（1）当向密闭容器中通入无色的N2O4时，随着时间的推移，你能看到什么现象？
（2）你怎样通过肉眼判断上述反应是否达到化学平衡状态？说明理由。
反应N2O4 2NO2
（红棕色）
（无色）
3、化学平衡的特征
①逆—— 可逆反应
⑤变—— 当浓度、压强、温度等条件改变时，化学平衡会发生移动。
②等—— ひ正=ひ逆≠0
③动—— 动态平衡
④定—— 平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持不变
4、化学平衡的标志
⑴速率相等：V正=V逆
⑵状态不变：① 组成 ②现象
如：物质的浓度不变、各成分的百分含量保持不变、 对于气体计量数和前后不相等的反应，压强保持不变、平均摩尔质量等等。
判断化学平衡的标志
判断化学平衡的标志
1．一定温度下，可逆反应：A(g)＋3B(g) 2C(g)达到平衡状态的标志是 (　　)
A．C生成的速率与C分解的速率相等
B．单位时间内生成n mol A，同时生成3n mol B
C．A、B、C三物质的浓度的变化量之比为1∶3∶2
D．平衡时A、B、C三物质的分子数之比为1∶3∶2
A
练习
2．一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－41.8 kJ·mol－1，下列能说明反应达到平衡状态的是(　　)
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和NO的体积比保持不变
D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
B
3．一定温度下，在容积固定的密闭容器中发生可逆反应2NO2
2NO＋O2，该反应达到平衡状态的标志是 (　　)
①单位时间内生成n mol O2同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1
④混合气体的压强不再改变
⑤混合气体的颜色不再改变
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变
A．①④⑤⑥ B．①②③⑤ C．②③④⑥ D．以上全部
A
规律小结
(1)温度相同时，达到化学平衡状态时， 为一常数；
(3)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。
(2)这个常数与反应的起始浓度大小无关，只与温度有关；
通过分析实验数据得出：对于反应：
对于反应 H2 + I2 2HI
一、化学平衡常数（K）
1、定义：
在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的系数次幂之积与反应物平衡浓度的系数次幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数简称平衡常数。
2、表达式：
对于反应 aA + bB cC + dD
反应中有固体和纯液体参加,它们的浓度不应写在平衡关系式中,因为它们的浓度是固定不变的,固体或纯液体不列入平衡常数表达式。
研讨结论：
①同一个可逆反应，平衡常数的表达式不是唯一的，它与化学方程式的书写方式有关。书写方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数表达式就不同。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。
②对于同一个反应，正反应和逆反应的平衡常数互为倒数。
③平衡常数的单位与化学方程式表示形式相对应。
平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度，平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。
一般说来，如果一个反应的平衡常数大于105，通常认为反应可以进行得较完全；相反，如果一个反应的平衡常数小于10－5，则认为这个反应很难进行。
3、平衡常数K的意义
4、影响因素--对于一个具体反应，K 只与温度 T 有关，与初始浓度、压强等无关。
5、平衡常数K的应用
(2)判断可逆反应是否达到化学平衡状态
对于可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g),在一定温度下的任意时刻,反应物与生成物浓度有如下关系：
(1)判断、比较可逆反应进行程度的大小。
K值越大,反应进行的程度越大；K值越小,反应进行的程度越小。
4.关于化学平衡常数的叙述正确的是( )
A.化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关
B.两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变
C.化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值
D.温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数
D
练习
5.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.增大体系的压强
C.升高体系的温度 D.使用合适的催化剂
C
6、1000 K 时反应C(s)＋2H2(g) CH4(g) 的平衡常数K＝8.28×107 L ·mol －1，当各气体物质的量浓度分别为：H2 =0.7 mol·L－1、CH4 =0.2 mol·L－1时，上述反应(　　)
A．正向进行 B．逆向进行
C．处于平衡状态 D．不一定
A
7．对于3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为(　　)
C
8、某温度下，反应 SO2(g)＋1/2O2(g) SO3(g)的平衡常数K1＝20，在同一温度下，反应2SO3(g) 2SO2(g) ＋ O2(g)的平衡常数K2的值为(　　)
A．400　B．500 C．4×10－4 D．2.5×10－3
D
拓展：压强平衡常数(Kp)及应用
1．表达式：
对于反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
其中：
分别为平衡混合气体中A、B、C、D气体的平衡分压。
9、已知 N2+3H2 2NH3（ΔH <0）在400℃、恒容(V L)密闭容器中达到平衡时，c(N2)=1 mol·L-1，c(H2)=2 mol·L-1，c(NH3)=4 mol·L-1，此时，容器的总压强为 P kPa。
平衡时，用压强表示的平衡常数是 。
平衡量(mol)时：
n总＝7V mol、 n平(N2)＝V mol、
n平(H2)＝2V mol、 n平(NH3)＝4V mol