2.2 课时2化学平衡常数（含答案） 2024-2025学年高二化学苏教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 2.2 课时2化学平衡常数（含答案） 2024-2025学年高二化学苏教版（2019）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 182.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-18 10:11:27 | ||
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文档简介
课时2 化学平衡常数
1. 知道化学平衡常数的概念、含义，会书写化学平衡常数的表达式，认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量。
2. 了解平衡转化率的含义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
3. 学会运用化学平衡常数进行相关的计算。
阅读教材，结合教材中给出的反应2NO2(g) N2O4(g)的实验数据，填写表格。
起始浓度/(mol/L) 平衡浓度/(mol/L) 平衡浓度关系
c(NO2) c(N2O4) c(NO2) c(N2O4)
2.00×10-2 0 6.32×10-3 6.84×10-3
3.00×10-2 0 8.00×10-3 1.10×10-2
0 2.00×10-2 9.46×10-3 1.52×10-2
0 0.100 2.28×10-2 8.86×10-2
讨论：一定温度下，反应2NO2(g) N2O4(g)平衡时，反应物、生成物浓度之间有什么关系？
1. 对于可逆反应aA＋bB cC＋dD，在一定温度下，无论反应物起始浓度如何，反应达到化学平衡后，是一个定值，这个定值称为该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用K表示，即K＝，K值只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
平衡常数K的大小能说明反应进行的程度(也叫反应的限度)，讨论同一反应或同一类型的反应的平衡常数的值与反应限度有什么关系？
2. 下表是25 ℃时卤化氢生成反应的平衡常数。
化学方程式 平衡常数K
F2＋H2 2HF 6.5×1095
Cl2＋H2 2HCl 2.57×1033
Br2＋H2 2HBr 1.91×1019
I2＋H2 2HI 8.67×102
上表数据有什么特点？可以得出什么结论？
活动三：思考平衡常数与温度的关系、平衡常数的特点、书写平衡常数表达式的注意事项
1. 下表是合成氨反应的平衡常数与温度的关系。
T/K 373 473 573 673 773
K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103
讨论：对确定的反应，平衡常数是一个确定的常数吗？由此得出使用化学反应的平衡常数有什么注意点？
2. 分析下面可逆反应平衡常数的表达式。
化学方程式 平衡常数表达式
2NO2 N2O4 K＝
N2O4 2NO2 K＝
你能得出什么结论？
3. 分析下面两个反应的平衡常数表达式。
化学方程式 平衡常数表达式
2Fe3+＋Fe 3Fe2+ K＝
Br2＋H2O H＋＋Br－＋HBrO K＝
讨论：书写这类反应的平衡常数表达式有什么特别要求？
4. 以化学平衡为“参照物”，可以判断某温度下该反应的限度，平衡常数与温度有关，讨论：反应中如何提高或降低反应物转化为产物的程度？
活动四：了解除了化学平衡常数外，还可以运用平衡转化率表示一定温度下某反应的限度
平衡转化率α：α＝×100%，对于反应：aA＋bB cC＋dD，反应物A的转化率可以表示为α(A)＝×100%＝×100%＝×100%。反应的平衡转化率可以表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
1. 计算模板。
aA(g) ＋ bB(g) cC(g) ＋ dD(g)
c(起始)/(mol/L) n1 n2 0 0
c(转化)/(mol/L) n1x n1x n1x n1x
c(平衡)/(mol/L) n1(1－x) n2－n1x n1x n1x
2. 基本计算关系。
(1) 各物质的物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。
(2) 反应物的转化率＝×100%＝×100%。
(3) 生成物的产率＝×100%。
(4) 平衡时各组分的体积分数＝该组分的物质的量分数＝×100%。
1. 下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A. 在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度
B. 两种物质反应，无论怎样书写化学方程式，平衡常数均不变
C. 平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关
D. 从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的快慢
2. 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值发生变化的是( )
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
3. 对于反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) ΔH>0，下列有关说法正确的是( )
A. 平衡常数表达式为K＝
B. 增大体系压强，平衡常数K不发生变化
C. 升高体系温度，平衡常数K减小
D. 增加C(s)的量，反应速率增大
4. 下列关于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的描述正确的是( )
A. 使用催化剂，反应速率增大，平衡常数K增大
B. 增大O2浓度，平衡常数K增大
C. 当2v正(SO2)＝v逆(O2)时，反应达到平衡状态
D. 升高温度，反应物中活化分子百分数提高，反应速率增大
5. 已知：反应①CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s)和反应②H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g)在相同温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。下列说法正确的是( )
A. 反应①的平衡常数K1＝
B. 反应③的平衡常数K＝
C. 对于反应③，恒温恒容下，增大压强，反应速率减小
D. 对于反应③，恒温恒容下，增大压强，平衡常数K增大
6. 将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol/L。则此条件下的平衡常数K为( )
A. 4 B. 0.25 C. 0.4 D. 0.2
7. 常温下，部分反应的平衡常数如下：
2NO(g) N2(g)＋O2(g) K1＝1×1030；
2H2(g)＋O2(g) 2H2O(g) K2＝2×1081；
2CO2(g) 2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10-92。
下列说法正确的是( )
A. 常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2)
B. 常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10-79
C. 常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2
D. CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的K＝(K2＋K3)
8. [2024南通启东期中]下列有关反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－198 kJ/mol，下列说法正确的是( )
A. 该反应的ΔS>0
B. 其他条件相同，加压或使用催化剂都能增大SO3的生成速率
C. 增大压强，该反应平衡正向移动，平衡常数增大
D. 在恒容密闭容器中充入0.2 mol SO3，在上述条件下充分反应，共吸收19.8 kJ热量
9. 对于下列反应，其反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
序号 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
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
10. 在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气与氢气进行如下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝a kJ/mol ，其化学平衡常数K与温度的关系如表所示。
温度/℃ 200 300 400
K 1.0 0.86 0.5
请回答下列问题。
(1) 写出该反应的化学平衡常数表达式：________________，a________(填“大于”“小于”或“等于”)0。
(2) 400 ℃时，2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)的化学平衡常数为________。
课时2 化学平衡常数
【活动方案】
活动一：
填表略。无论如何投料，平衡时，的值均为定值。
活动二：
1. K值越大，平衡体系中生成物所占的比例越大，反应进行得越完全；K值越小，反应进行得越不完全。
2. 生成卤化氢的平衡常数K值从上到下依次减小，说明生成HX的反应程度依次减小，生成HF的反应最完全。
活动三：
1. 平衡常数不是一个确定的常数，会随温度的变化而变化，温度一定时，平衡常数为定值。平衡常数随反应温度的变化而变化，在使用平衡常数时应注明温度。
2. 可逆反应的正反应和逆反应的平衡常数互为倒数。
3. 固体、纯液体、水溶液中水的浓度均可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。
4. 改变温度可以改变平衡状态，即改变反应的限度，故改变温度可提高或降低反应物转化为产物的程度。
【课堂反馈】
1. C 在平衡常数表达式中，反应物浓度和生成物浓度均用平衡浓度，A错误；化学平衡常数表达式的书写与化学方程式的书写有关，故一定温度下，化学方程式的书写改变，化学平衡常数改变，B错误；从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度，不能推断反应快慢，D错误。
2. C 化学平衡常数只受温度的影响，温度变化，K值才发生变化；平衡常数的大小与浓度、压强以及是否使用催化剂无关。故选C。
3. B 固态物质浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式，A错误；平衡常数K只与温度有关，因此增大体系压强，平衡常数K不发生变化，B正确；升高温度，该反应正向进行，平衡常数K增大，C错误；增加C(s)的量，反应速率不变，D错误。
4. D 平衡常数只受温度影响，温度不变，K不变，使用催化剂、增大浓度，K保持不变，A、B错误；2v正(SO2)＝v逆(O2)时，正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，C错误。
5. B 反应①的平衡常数K1＝，A错误；反应①的平衡常数K1＝，反应②的平衡常数K2＝，反应③的平衡常数为K＝＝，B正确；对于反应③，增大压强，反应速率增大，平衡常数K不变，C、D错误。
6. A 平衡时，n(SO3)＝0.5 mol/L×4 L＝2 mol，列三段式：
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
n(初始)/mol 4 2 0
n(转化)/mol 2 1 2
n(平衡)/mol 2 1 2
平衡时，c(SO2)＝0.5 mol/L，c(O2)＝0.25 mol/L，c(SO3)＝0.5 mol/L，K＝＝4，故选A。
7. C 根据平衡常数的含义可知，K1＝，A错误；常温下，2H2O(g) 2H2(g)＋O2(g)的平衡常数K＝＝＝5×10-82，化学方程式中化学计量数改变时，平衡常数会随之改变，B错误；在相同温度下，物质分解产生O2的化学平衡常数越大，说明反应进行得越彻底，由于三个产生O2反应的化学平衡常数：K(NO 分解)>K(H2O分解)>K(CO2分解)，所以常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2，C正确；CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的 K＝，D错误。
8. B 反应后气体分子数减少，ΔS<0，A错误；催化剂可以加快反应速率，加压可加快反应速率，B正确；温度不变，平衡常数不变，C错误；该反应为可逆反应，不能完全进行，充入0.2 mol SO3，在上述条件下充分反应，吸收的热量小于19.8 kJ，D错误。
9. B K3＝，K1＝，K2＝，则K3＝K1·K2，A错误；根据盖斯定律可知，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，B正确；加催化剂，反应①的活化能降低，反应速率加快，但反应热不变，C错误；增大压强，对化学平衡常数无影响，则K1、K2、K3不变，D错误。
10. (1) K＝ 小于 (2) 2
1. 知道化学平衡常数的概念、含义，会书写化学平衡常数的表达式，认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量。
2. 了解平衡转化率的含义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
3. 学会运用化学平衡常数进行相关的计算。
阅读教材，结合教材中给出的反应2NO2(g) N2O4(g)的实验数据，填写表格。
起始浓度/(mol/L) 平衡浓度/(mol/L) 平衡浓度关系
c(NO2) c(N2O4) c(NO2) c(N2O4)
2.00×10-2 0 6.32×10-3 6.84×10-3
3.00×10-2 0 8.00×10-3 1.10×10-2
0 2.00×10-2 9.46×10-3 1.52×10-2
0 0.100 2.28×10-2 8.86×10-2
讨论：一定温度下，反应2NO2(g) N2O4(g)平衡时，反应物、生成物浓度之间有什么关系？
1. 对于可逆反应aA＋bB cC＋dD，在一定温度下，无论反应物起始浓度如何，反应达到化学平衡后，是一个定值，这个定值称为该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用K表示，即K＝，K值只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
平衡常数K的大小能说明反应进行的程度(也叫反应的限度)，讨论同一反应或同一类型的反应的平衡常数的值与反应限度有什么关系？
2. 下表是25 ℃时卤化氢生成反应的平衡常数。
化学方程式 平衡常数K
F2＋H2 2HF 6.5×1095
Cl2＋H2 2HCl 2.57×1033
Br2＋H2 2HBr 1.91×1019
I2＋H2 2HI 8.67×102
上表数据有什么特点？可以得出什么结论？
活动三：思考平衡常数与温度的关系、平衡常数的特点、书写平衡常数表达式的注意事项
1. 下表是合成氨反应的平衡常数与温度的关系。
T/K 373 473 573 673 773
K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103
讨论：对确定的反应，平衡常数是一个确定的常数吗？由此得出使用化学反应的平衡常数有什么注意点？
2. 分析下面可逆反应平衡常数的表达式。
化学方程式 平衡常数表达式
2NO2 N2O4 K＝
N2O4 2NO2 K＝
你能得出什么结论？
3. 分析下面两个反应的平衡常数表达式。
化学方程式 平衡常数表达式
2Fe3+＋Fe 3Fe2+ K＝
Br2＋H2O H＋＋Br－＋HBrO K＝
讨论：书写这类反应的平衡常数表达式有什么特别要求？
4. 以化学平衡为“参照物”，可以判断某温度下该反应的限度，平衡常数与温度有关，讨论：反应中如何提高或降低反应物转化为产物的程度？
活动四：了解除了化学平衡常数外，还可以运用平衡转化率表示一定温度下某反应的限度
平衡转化率α：α＝×100%，对于反应：aA＋bB cC＋dD，反应物A的转化率可以表示为α(A)＝×100%＝×100%＝×100%。反应的平衡转化率可以表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
1. 计算模板。
aA(g) ＋ bB(g) cC(g) ＋ dD(g)
c(起始)/(mol/L) n1 n2 0 0
c(转化)/(mol/L) n1x n1x n1x n1x
c(平衡)/(mol/L) n1(1－x) n2－n1x n1x n1x
2. 基本计算关系。
(1) 各物质的物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。
(2) 反应物的转化率＝×100%＝×100%。
(3) 生成物的产率＝×100%。
(4) 平衡时各组分的体积分数＝该组分的物质的量分数＝×100%。
1. 下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A. 在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度
B. 两种物质反应，无论怎样书写化学方程式，平衡常数均不变
C. 平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关
D. 从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的快慢
2. 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值发生变化的是( )
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
3. 对于反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) ΔH>0，下列有关说法正确的是( )
A. 平衡常数表达式为K＝
B. 增大体系压强，平衡常数K不发生变化
C. 升高体系温度，平衡常数K减小
D. 增加C(s)的量，反应速率增大
4. 下列关于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的描述正确的是( )
A. 使用催化剂，反应速率增大，平衡常数K增大
B. 增大O2浓度，平衡常数K增大
C. 当2v正(SO2)＝v逆(O2)时，反应达到平衡状态
D. 升高温度，反应物中活化分子百分数提高，反应速率增大
5. 已知：反应①CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s)和反应②H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g)在相同温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。下列说法正确的是( )
A. 反应①的平衡常数K1＝
B. 反应③的平衡常数K＝
C. 对于反应③，恒温恒容下，增大压强，反应速率减小
D. 对于反应③，恒温恒容下，增大压强，平衡常数K增大
6. 将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol/L。则此条件下的平衡常数K为( )
A. 4 B. 0.25 C. 0.4 D. 0.2
7. 常温下，部分反应的平衡常数如下：
2NO(g) N2(g)＋O2(g) K1＝1×1030；
2H2(g)＋O2(g) 2H2O(g) K2＝2×1081；
2CO2(g) 2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10-92。
下列说法正确的是( )
A. 常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2)
B. 常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10-79
C. 常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2
D. CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的K＝(K2＋K3)
8. [2024南通启东期中]下列有关反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－198 kJ/mol，下列说法正确的是( )
A. 该反应的ΔS>0
B. 其他条件相同，加压或使用催化剂都能增大SO3的生成速率
C. 增大压强，该反应平衡正向移动，平衡常数增大
D. 在恒容密闭容器中充入0.2 mol SO3，在上述条件下充分反应，共吸收19.8 kJ热量
9. 对于下列反应，其反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
序号 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
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
10. 在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气与氢气进行如下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝a kJ/mol ，其化学平衡常数K与温度的关系如表所示。
温度/℃ 200 300 400
K 1.0 0.86 0.5
请回答下列问题。
(1) 写出该反应的化学平衡常数表达式：________________，a________(填“大于”“小于”或“等于”)0。
(2) 400 ℃时，2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)的化学平衡常数为________。
课时2 化学平衡常数
【活动方案】
活动一：
填表略。无论如何投料，平衡时，的值均为定值。
活动二：
1. K值越大，平衡体系中生成物所占的比例越大，反应进行得越完全；K值越小，反应进行得越不完全。
2. 生成卤化氢的平衡常数K值从上到下依次减小，说明生成HX的反应程度依次减小，生成HF的反应最完全。
活动三：
1. 平衡常数不是一个确定的常数，会随温度的变化而变化，温度一定时，平衡常数为定值。平衡常数随反应温度的变化而变化，在使用平衡常数时应注明温度。
2. 可逆反应的正反应和逆反应的平衡常数互为倒数。
3. 固体、纯液体、水溶液中水的浓度均可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。
4. 改变温度可以改变平衡状态，即改变反应的限度，故改变温度可提高或降低反应物转化为产物的程度。
【课堂反馈】
1. C 在平衡常数表达式中，反应物浓度和生成物浓度均用平衡浓度，A错误；化学平衡常数表达式的书写与化学方程式的书写有关，故一定温度下，化学方程式的书写改变，化学平衡常数改变，B错误；从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度，不能推断反应快慢，D错误。
2. C 化学平衡常数只受温度的影响，温度变化，K值才发生变化；平衡常数的大小与浓度、压强以及是否使用催化剂无关。故选C。
3. B 固态物质浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式，A错误；平衡常数K只与温度有关，因此增大体系压强，平衡常数K不发生变化，B正确；升高温度，该反应正向进行，平衡常数K增大，C错误；增加C(s)的量，反应速率不变，D错误。
4. D 平衡常数只受温度影响，温度不变，K不变，使用催化剂、增大浓度，K保持不变，A、B错误；2v正(SO2)＝v逆(O2)时，正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，C错误。
5. B 反应①的平衡常数K1＝，A错误；反应①的平衡常数K1＝，反应②的平衡常数K2＝，反应③的平衡常数为K＝＝，B正确；对于反应③，增大压强，反应速率增大，平衡常数K不变，C、D错误。
6. A 平衡时，n(SO3)＝0.5 mol/L×4 L＝2 mol，列三段式：
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
n(初始)/mol 4 2 0
n(转化)/mol 2 1 2
n(平衡)/mol 2 1 2
平衡时，c(SO2)＝0.5 mol/L，c(O2)＝0.25 mol/L，c(SO3)＝0.5 mol/L，K＝＝4，故选A。
7. C 根据平衡常数的含义可知，K1＝，A错误；常温下，2H2O(g) 2H2(g)＋O2(g)的平衡常数K＝＝＝5×10-82，化学方程式中化学计量数改变时，平衡常数会随之改变，B错误；在相同温度下，物质分解产生O2的化学平衡常数越大，说明反应进行得越彻底，由于三个产生O2反应的化学平衡常数：K(NO 分解)>K(H2O分解)>K(CO2分解)，所以常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2，C正确；CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的 K＝，D错误。
8. B 反应后气体分子数减少，ΔS<0，A错误；催化剂可以加快反应速率，加压可加快反应速率，B正确；温度不变，平衡常数不变，C错误；该反应为可逆反应，不能完全进行，充入0.2 mol SO3，在上述条件下充分反应，吸收的热量小于19.8 kJ，D错误。
9. B K3＝，K1＝，K2＝，则K3＝K1·K2，A错误；根据盖斯定律可知，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，B正确；加催化剂，反应①的活化能降低，反应速率加快，但反应热不变，C错误；增大压强，对化学平衡常数无影响，则K1、K2、K3不变，D错误。
10. (1) K＝ 小于 (2) 2