2018-2019学年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡第4课时名师制作优质学案1新人教版选修

第3课时 化学平衡常数

1．知道化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。 2．能够利用化学平衡常数进行简单的计算。如计算物质的平衡浓度、转化率等。

细读教材记主干 1．概念

在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数，用符号K 表示。

2．表达式

对于可逆反应：m A(g)＋n

p C(g)＋q D(g)

K ＝c p c q c

m

c n

。

3．意义

(1)K 值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

[新知探究]

1．写出反应①H 2(g)＋I 2(g) 的平衡常数的表达式，K 1＝________，

反应②12H 2(g)＋1

2

I 2(g)

的平衡常数的表达式，K 2 ＝________；反应

2

(g)＋I 2(g)的平衡常数的表达式，K 3 ＝________。

答案：

c 2

c 2

c

2

c

c 1

2

2

c 12

2

c

2

c

2

c

2

2．K 1 与K 2 、K 3有什么关系？若反应①的ΔH 1＜0，升高温度K 1 如何变化？向反应③中通入H 2，平衡向哪个方向移动，达到平衡后(温度不变)，K 3如何变化？

答案：K 1＝K 2

2，K 1＝1K 3

；升高温度K 1减小；通入H 2，平衡向逆反应方向移动，K 3不变

[名师点拨]

使用平衡常数的注意事项

(1)各物质的浓度指平衡时的物质的量浓度，指数为该物质的化学计量数。同一化学反应，由于化学方程式书写不同，平衡常数的表达式不同。

(2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看做“1”而不代入公式。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 ①若反应方向改变，则平衡常数改变。

②若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。

如N

2(g)＋3H 23

(g)，K ＝a 则有：

2NH

3

2

(g)＋3H 2(g)，K ′＝1

a

。

1

2N 2(g)＋3

2

H 2(g)NH 3(g)，K ″＝a 1

2

。

[对点演练]

1．在一定条件下，已达平衡的可逆反应：2A(g)＋B(g) ，下列说法

中正确的是( )

A ．平衡时，此反应的平衡常数K 与各物质的浓度有如下关系：K ＝c 2

c 2

c

B ．改变条件后，该反应的平衡常数K 一定不变

C ．如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化

D ．若平衡时增加A 和B 的浓度，则平衡常数会减小

[解析] K 只随温度的改变而改变，除改变温度外，改变其他条件都不会引起平衡常数的改变。

[答案] A

[名师点拨]

(1)判断反应进行的程度

K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，即该反

应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。

(2)判断反应的热效应

若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应； 若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应。 (3)判断平衡移动方向

利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。 对于可逆反应m A(g)＋n

p C(g)＋q D(g)在任意状态下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用Q ＝c p

c q c

m

c n

表示，则：

当Q ＝K 时，反应处于平衡状态，v 正＝v 逆； 当Q <K 时，反应向正反应方向进行，v 正>v 逆； 当Q >K 时，反应向逆反应方向进行，v 正<v 逆。 (4)计算转化率

依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。

[对点演练]

2．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO

2(g)＋H 2

＋

H 2O(g)，其化学平衡常数K 和温度T 的关系如表所示：

请回答下列问题： (1)

该

反

应

的

化学平衡常数表达式为K ＝

________________________________________。

(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c (CO 2)·c (H 2)＝ c (CO)·c (H 2O)，试判断此时的温

度为________℃。此温度下加入1 mol CO 2(g)和1 mol H 2(g)，充分反应，达到平衡时，CO 2的转化率为________。

(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 (CO 2)为2 mol/L ，c (H 2)为1.5 mol/L ，c (CO)为1 mol/L ，c (H 2O)为3 mol/L ，则正、逆反应速率的比较为v 正_____v 逆(填“＞”、“＜”或“＝”)。

[解析] (2)温度越高，K 值越大，说明升温平衡正向移动，正向为吸热反应。(3)由题意可得K ＝1，查表可知温度为830 ℃，设反应了的CO 2为x mol ，则消耗掉的H 2为 x mol ，生成的CO 和H 2O 均是x mol(体积为V L)，

K ＝1＝

x V

x V

1－x V

1－x

V ，整理得x ＝0.5，则CO 2的转化率为50%。

(4)Q ＝

c c 2c

2

c

2

＝1×32×1.5

＝1>0.9，所以v 正<v 逆。 [答案] (1)

c c 2c 2

c

2

(2)吸热

(3)830 50% (4)<

[名师点拨]

1．分析三个量

即起始量、变化量、平衡量。 2．明确三个关系

(1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 (2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 (3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 3．计算方法：三段式法

化学平衡计算模式：对以下反应：m A(g)＋n

p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质

的量(mol)分别为a 、b ，达到平衡后，A 的消耗量为mx ，容器容积为V L 。

m A(g) ＋ n B(g) p C(g)＋q D(g)

起始(mol) a b 0 0 变化(mol) mx

nx

px qx