2.2.2化学平衡常数 课件(共15张PPT)高中化学 人教版（2019）选择性必修1

(共15张PPT)
第二节　化学平衡
第2课时　化学平衡常数
第二章　 化学反应速率与化学平衡
平衡常数
K ＝
cp (C) cq (D)
cm (A) cn (B)
对于一般的可逆反应 m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
在一定温度下达到化学平衡时，各物质的浓度满足的数学关系式为：
化学平衡常数（K)
平衡常数表达式：
平衡常数表达式书写——注意事项
①、表达式中的各物质的浓度必须为平衡时的浓度
②、平衡常数表达式与化学方程式的书写一一对应
③、固体、纯液体浓度视为常数，在表达式中不出现
【例1】写出下列可逆反应的平衡常数表达式。
c2(NH3)
K1＝
c(N2) c3(H2)
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
2NH3(g) N2(g) + 3H2(g)
反应01
反应02
N2(g) + H2(g) NH3(g)
1
2
3
2
反应03
c2(NH3)
K2＝
c(N2) c3(H2)
c(NH3)
K3＝
c1/2(N2) c3/2(H2)
反应04
Fe3O4(s) + 4H2(g) 3Fe(s) + 4H2O(g)
高温
K＝
c4(H2O)
c4(H2)
平衡常数 · 表达式书写
平衡常数 · 方程关系
①、N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
②、2NH3(g) N2(g) + 3H2(g)
③、 N2(g) + H2(g) NH3(g)
1
2
3
2
c2(NH3)
K1＝
c(N2) c3(H2)
c2(NH3)
K2＝
c(N2) c3(H2)
c(NH3)
K3＝
c1/2(N2) c3/2(H2)
方程关系
① = -②
K1=
K关系
1
K2
① = ③
1
2
K1=
（K2）
总结
1、方程的加减关系 → K的乘除关系
2、方程的系数关系 → K的次方关系
编号 反应 平衡常数 反应热
反应① A(g) B(g)＋C(g) K1 ΔH1
反应② B(g)＋C(g) D(g) K2 ΔH2
反应③ A(g) D(g) K3 ΔH3
【例1】对于下列反应，其反应过程的能量变化示意图如下：
下列说法正确的是(　　 )
A．K3＝K1＋K2
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快
D．增大压强，K1减小，K2增大，K3不变
B
课堂练习
内因：物质性质不同，反应的平衡常数不同
平衡常数 · 影响因素
外因：温度
对于同一个反应来说，
K只与温度有关，
改变浓度、压强、催化剂
均不会改变K
温度与平衡常数（K）的关系
“T升K升正为吸，T升K降正为放”
平衡常数 · 应用
思考
结合平衡常数的表达式思考，K 的大小表示什么含义？
平衡常数体现了可逆反应的进行程度（限度）
K ＝
cp(C) cq(D)
cm(A) cn(B)
m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
①、K值越大，表示反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大。
一般来说，K≥105时可认为该反应基本完全进行
②、化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小，并不涉及反应时间和化学反应速率。
也就是说，某个化学反应的平衡常数很大，可能化学反应速率却很小
【例2】在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是
①H2＋F2 2HF　K＝1047；
②H2＋Cl2 2HCl　K＝1017；
③H2＋Br2 2HBr　K＝109；
④H2＋I2 2HI　K＝1。
比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是(　　 )
A．①②③④ B．④②③①
C．①④③② D．无法确定
A
课堂练习
【例1】将0.1 mol CO与0.1 mol H2O气体混合充入10 L密闭容器中，加热到800 ℃ ，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005 mol·L-1 。
(1)、求该反应的平衡常数 (2)、求平衡时CO的转化率。
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
起 0.01 0.01 0 0
转 0.005
平 0.005
0.005 0.005 0.005
0.005 0.005 0.005
K＝ ＝ ＝1
c(CO2) c(H2)
c(CO) c(H2O)
0.005 × 0.005
0.005 × 0.005
CO的转化率为：
× 100%
＝ 50%
0.005 mol·L-1
0.01 mol·L-1
平衡常数 · 应用
C
起 0.01 0.03 0 0
转
平
【例1】将0.1 mol CO与0.1 mol H2O气体混合充入10 L密闭容器中，加热到800 ℃ ，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005 mol·L-1 。
(3)、在上述温度下，CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.3 mol，
达到平衡时，CO的浓度为多少？CO的转化率为多少？
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
x x x x
设达到平衡状态时CO浓度的变化量为x mol
0.01-x 0.03－ x x x
K ＝ ＝
c(CO2) c(H2)
c(CO) c(H2O)
＝ 1
x2
(0.1 x) (0.3 x）
x ＝ 0.0075
(平衡常数只与温度有关)
CO的转化率为：
＝75%
× 100%
0.0075 mol·L-1
0.01 mol·L-1
平衡常数 · 应用
解题关键：
改变投料不影响平衡常数K
C
序号 起始浓度/(mol·L-1) 平衡时CO的转化率
CO(g) H2O(g)
1 0.01 0.01 50%
2 0.01 0.03 75%
【例1】将0.1 mol CO与0.1 mol H2O气体混合充入10 L密闭容器中，加热到800 ℃ ，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005 mol·L-1 。
(3)、在上述温度下，CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.3 mol，
达到平衡时，CO的浓度为多少？CO的转化率为多少？
平衡常数 · 应用
改变投料浓度不影响K，但会影响平衡时物质的转化率
【例1】将0.1 mol CO与0.1 mol H2O气体混合充入10 L密闭容器中，加热到800 ℃ ，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005 mol·L-1 。
(4)、在该温度下，CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.375 mol ，
反应一段时间后测得体系中CO的浓度为0.0025 mol·L-1 ，此时反应是否达到平衡状态？
0.01 0.0375 0 0
0.0075 0.0075 0.0075 0.0075
0.0025 0.03 0.0075 0.0075
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
K＝ ＝ ＝0.75
c(CO2) c(H2)
c(CO) c(H2O)
0.0075 × 0.0075
0.0025 × 0.03
＜ 1
此时不是化学平衡状态，反应在向正反应方向进行之中
平衡常数 · 应用
解题关键：若此时为平衡状态，则计算出的K值应与此前一致
起
转
平
C
m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
对于可逆反应：
＝Q
任意时刻，反应中各物质的浓度幂之积的比值——浓度商
cp (C) cq (D)
cm (A) cn (B)
浓度商
达到化学平衡状态时浓度商等于该温度下的K
同一温度下：
是否平衡或平衡移动的方向，可用该时刻浓度商Q与K比较大小来判断
Q ＝ K ，处于化学平衡状态
Q ＜ K ，向正反应方向进行
Q ＞ K ，向逆反应方向进行
平衡常数 · 应用
1．下列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
课堂练习
2．下列关于化学平衡常数的说法正确的是(　　 )
A．在任何条件下，化学平衡常数不变
B．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变
C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强有关
D．由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度
D
课堂练习