人教版高中化学选择性必修1第二章化学反应速率与化学平衡第二节化学平衡第2课时化学平衡常数课件(共83张PPT)

(共83张PPT)
第二章　化学反应速率与化学平衡
第二节　化学平衡
第2课时　化学平衡常数
一、化学平衡常数及表达式
无关　
2. 影响化学平衡常数的因素
（1）内因：反应物本身的性质。
（2）外因：同一化学反应，平衡常数与浓度、压强 ，与温度有关，升高温 度，吸热反应的平衡常数 ，反之减小。
3. K与可逆反应进行程度的关系
反应进行得越完全，K越大，反应进行得越不完全，K越小。一般来说，当K＞105 时，该反应就进行得 了。
无关　
增大　
基本完全　
【判断】
√
×
×
×
×
×
√
【思考交流】
写出下表中各反应的平衡常数表达式。
化学方程式 平衡常数表达式



化学方程式 平衡常数表达式



A. 从平衡常数的大小可以推断任意反应进行的程度
B. K值越大，反应的转化率越小
C. 对同类型的反应，K值越大，反应的转化率越大
D. 温度越高，K值越大
解析：化学平衡常数对应一个具体书写的化学反应，包括物质的化学计量数。一般来 说，化学平衡常数越大，反应进行的程度越大，反应的转化率越大，A、B错误，C正 确；反应进行的程度越大，化学平衡常数也越大，对于吸热反应来说，升温化学平衡 常数增大，而对于放热反应来说，升温化学平衡常数则减小，D错误。
C
2. 化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志。在常温下，下列反 应的平衡常数的数值如下：
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5×10－80
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
C
题后归纳
平衡常数与书写方式的关系
（1）正、逆反应平衡常数的关系是Kc（正）·Kc（逆）＝1。
（2）化学计量数变成n倍，平衡常数变为n次方倍。
（3）若反应③＝反应①＋反应②，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，K3＝K1·K2。
（6）反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，其浓度可看作一个常数，不计 入平衡常数表达式中。
二、化学平衡常数的应用
1. 判断、比较可逆反应进行的程度
一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：
K值 正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度 反应物转化率
越 大
越 小
越大
越大
越小
越高
越小
越小
越大
越低
【特别提醒】
K值大小与反应程度的关系：
K ＜10－5 10－5～105 ＞105
反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全






吸热　
放热　
放热　
吸热　
浓度　
转
化率　
反应速率　
甲 乙
0.2 mol NO2 0.1 mol NO2
0.4 mol CO 0.2 mol CO
C
A. 该反应能完全消除CO污染
B. 该温度下，反应的平衡常数为5
C. 达平衡时，NO2的浓度：甲＞乙
D. 达平衡时，N2的体积分数：甲＜乙
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝ 。
（2）该反应的正反应为 （填“吸热”或“放热”）反应。
解析：（2）温度越高，K值越大，说明正反应为吸热反应。

吸热　
（3）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO2）·c（H2）＝c（CO）·c（H2O），试 判断此时的温度为 ℃。此温度下加入1 mol CO2（g）和1 mol H2（g），充分 反应，达到平衡时，CO2的转化率为 。
830　
50％　
（4）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，则正、逆反应速率的比较为v正 　　 （填“＞”“＜”或“＝”）v逆。
＜
三、转化率、化学平衡的相关计算
（2）思维模型——三步骤
①巧设未知量，列全三段式：找已知量，设转化量（若由已知量能列三段式就不必设 量）。
②抽提关键量，找准关系式：依据转化量之比等于 之比或关键量列等 式关系。
③解答设问题，求解问题项：根据求解量，计算问题项。
化学计量数　
2. 压强平衡常数（Kp）
（1）含义
在化学平衡体系中，由各气体物质的分压替代浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常 数，用符号Kp表示，其单位与表达式有关。
（2）表达式
【注意】
②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 ＋……。
3. 反应速率常数与平衡常数
（1）反应速率常数
①含义：表示 下的化学反应速率，为 反应速率。
②单位：不同反应速率方程k的单位不同。
③意义：通常反应速率常数k越大，反应进行得越 。
④影响因素：与浓度无关，但受 、催化剂、固体表面性质等因素的影响；通 常，温度越高，常数k越大。
单位浓度　
瞬时　
快　
温度　
（2）有关反应速率方程的注意点
②固体或纯液体的浓度可视为常数，不在反应速率方程中出现。
（3）正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
类型一　“三段式”化学反应的计算
A. a∶b∶c＝2∶1∶1
B. 反应达到平衡后，继续通入8 mol N（g），再次达到平衡时，N的转化率比第一次平衡时低
C. 3 min时，P（g）的体积分数约为27.3％
D. 反应达到平衡时，容器内的压强与初始压强的比值为1∶1
B
解析：根据题图可知，0～6 min内，N物质的量变化量为6 mol，M物质的量变化量为 3 mol，P物质的量变化量为3 mol，三种物质的反应速率之比为2∶1∶1，则a∶b∶c ＝2∶1∶1，A正确；因为该反应前后气体分子数不变，反应达到平衡后，继续通入8 mol N（g），则平衡时N的转化率等于第一次平衡时的转化率，B错误；3 min时， N、M、P三种物质的物质的量分别为4 mol、4 mol、3 mol，P的体积分数为3 mol÷11 mol≈27.3％，C正确；因为该反应前后气体分子数不变，反应前后压强不变，则压 强之比为1∶1，D正确。
2. 煤化工中常需研究反应在不同温度下的平衡常数，C、CO与水蒸气之间的相互反 应是煤化工中的重要反应。
（1）已知在一定温度下：
75％　
（3）向V L的密闭容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸气，在T ℃下达到平衡时，急 速除去水蒸气（除水蒸气时其他物质的物质的量不变），将混合气体点燃，测得放出 的热量为2 842 kJ（已知该条件下1 mol CO完全燃烧放出283 kJ热量，1 mol H2完全燃 烧放出286 kJ热量），则T ℃时该反应的平衡常数K＝ 。
0.44　
类型二　压强平衡常数
50％　
4.76　
97.3％　
9 000　
（2）（2024·湖北卷）用BaCO3和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2，再制备乙炔是 我国科研人员提出的绿色环保新路线。
1016　
105　
105　
③恒压容器中，焦炭与BaCO3的物质的量之比为4∶1，Ar为载气。1 400 K和1 823 K下，BaC2产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2（不考虑接触面积的影响）。
BaO　
速率不变至BaC2产
率接近100％　
知，CO的压强为定值，所以化学反应速率不变
题后归纳
计算Kp的两套模板
（压强变化，平衡时总压为p0）
n（始） 1 mol 3 mol 0
Δn 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
n（平） 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
模板2：刚性反应器中（压强不变）
p（始） p0 3p0 0
Δp p' 3p' 2p'
p（平） p0－p' 3p0－3p' 2p'
c（H2）/（mol·L－1） c（Br2）/（mol·L－1） c（HBr）/（mol·L－1） 反应速率
0.1 0.1 2 v
0.1 0.4 2 8v
0.2 0.4 2 16v
0.4 0.1 4 2v
0.2 0.1 c 4v
A. 表中c的值为1
B. α、β、γ的值分别为1、2、－1
C. 反应体系的三种物质中，Br2（g）的浓度对反应速率影响最大
D. 在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr（g）浓度，会使反应速率降低
B
t/min 0 20 40 60 80 120
x（HI） 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784
x（HI） 0 0.6 0.73 0.773 0.78 0.784
（2）上述反应中，正反应速率v正＝k正x2（HI），逆反应速率v逆＝k逆x（H2）·x （I2），其中k正、k逆为正、逆反应速率常数，则k逆为 （用含K和k正的代数 式表示）。若起始时，x（HI）＝1，k正＝0.002 7 min－1，则在t＝40 min时，v正 ＝ min－1。
（1）根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为 。


1.95×10－3　
课时作业（九）　化学平衡常数
[对点训练]
题组一　化学平衡常数及意义
A. 平衡常数的大小能说明反应进行的程度
B. 若各平衡常数的值发生变化，则平衡一定发生移动
C. 若温度升高，则平衡常数一定增大
D. 某一可逆反应的平衡常数越大，表明反应进行的程度越大
解析：平衡常数是平衡时生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比，所以能说明 反应进行的程度，故A正确；平衡常数的值发生改变，说明平衡一定发生移动，故B 正确；正反应是吸热反应，温度越高K越大，正反应是放热反应，温度越高K越小， 故C错误；平衡常数越大，说明正向进行的程度越大，故D正确。
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A. 温度越高，K一定越大
B. 如果m＋n＝p，则K＝1
C. 若缩小反应器的容积，能使平衡正向移动，则K增大
D. K值越大，表明该反应越有利于C的生成，反应物的转化率越大
解析：对于一个确定的化学反应，K只与温度有关，温度一定，K一定，与压强和化 学方程式中各物质的化学计量数无关，B、C错误；因该反应的热效应不确定，无法 确定K的变化，A错误；K值越大，表明该反应正向进行的程度越大，反应物的转化 率越大，D正确。
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
题组二　平衡常数表达式及方程式关系
A. 2ΔH和2K B. －2ΔH和K2
C. －2ΔH和K－2 D. 2ΔH和－2K
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4. 电石（主要成分为CaC2）是重要的化工原料，主要用于产生乙炔。已知2 000 ℃ 时，电石生产原理如下：
A. 反应①K1＝c（Ca）·c（CO）
C. 2 000 ℃时增大压强，K1减小，K2增大
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
题组三　平衡常数、转化率应用及计算
A. 10.7 B. 8.5
C. 9.6 D. 10.2
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
温度/℃ 25 80 230
平衡常数 5×104 2 1.9×10－5
A. 升温不利于正反应生成Ni（CO）4（g）
C. 在80 ℃时，测得某时刻，Ni（CO）4、CO浓度均为0.5 mol·L－1，则此时v正＞v逆
D. 在80 ℃达到平衡时，测得n（CO）＝0.3 mol，则Ni（CO）4的平衡浓度为2 mol·L－1
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
甲　
5.6×10－5　
0.195 1　

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8. （1）研究CO2加氢制CH4对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应 如下：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12



1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
T ℃，压强恒定为100 kPa时，将n（CO2）∶n（H2）＝1∶3的混合气体和催化剂投 入反应器中，达平衡时，部分组分的物质的量分数如表所示：
组分 H2 CO CH2 CH2
物质的量分数（％）
CO2的平衡转化率为 ，反应ⅰ的平衡常数Kp＝ （Kp是以分压表示的平 衡常数，分压＝总压×物质的量分数）。
90％　
3.4　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
[综合强化]
A. T1时，A的平衡转化率为80％
C. T1达到平衡时，再充入0.08 mol C和0.20 mol B，则平衡将正向移动
D. T2时（T2＞T1），平衡常数为10，可知该反应为放热反应
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A. 压缩容器容积，活化分子百分数增大
B. 升高温度，k正增大，k逆减小
C. T1时，若CO2和H2等物质的量投料，则CO2的平衡转化率为50％
D. 当温度改变为T2时，k正＝1.2k逆，则T1＜T2
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
（1）830 K时，若起始时c（CO）＝2 mol·L－1，c（H2O）＝3 mol·L－1，平衡时CO 的转化率为60％，水蒸气的转化率为 ；K值为 。
40％　
1　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
（2）830 K时，若只将起始时c（H2O）改为6 mol·L－1，则水蒸气的转化率为 。
25％　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
（3）若830 K时，起始加入物质为CO和H2O，起始浓度c（CO）＝a mol·L－1， c（H2O）＝b mol·L－1，过一段时间，达到平衡时H2的平衡浓度c（H2）＝c mol·L－1。
①a、b、c之间的关系式是 。
②当a＝b时，a＝ c。
c2＝（a－c）（b－c）　
2　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
（1）C点NO的平衡转化率为 ；若C点在10 min达到平衡，则10 min内CO的 平均反应速率为 。
25％　
0.05 mol·L－1·min－1　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
已知T1时，k正＝k逆，则该温度下，平衡常数K1＝ ；当温度改变为T2时，若k正 ＝1.5k逆，则T2 （填“＞”“＝”或“＜”）T1。
1　
＞　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12