第2章 第3节 第4课时 化学平衡常数(学案)

第4课时 化学平衡常数[核心素养发展目标] 1.证据推理：通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。

2.模型认知：构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。

一、化学平衡常数1．化学平衡常数的概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物 与反应物 的比值是一个常数(简称 )，用符号K 表示。

2．化学平衡常数的表达式对于一般的可逆反应，m A(g)＋n B(g)⇌p C(g)＋q D(g)，当在一定温度下达到平衡时，K ＝ 。

注意：化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体或纯液体的浓度。

3．化学平衡常数的意义平衡常数的大小反映了化学反应进行的 (也叫 )。

K 值越大，表示反应进行得越 ，反应物转化率越 ； K 值越小，表示反应进行得越 ，反应物转化率越 。

4．化学平衡常数的影响因素在化学方程式一定的情况下，K 只受温度影响。

(1)对于可逆反应，改变外界条件使平衡向正反应方向移动，平衡常数一定增大( ) (2)K 值越大，表明可逆反应正向进行的程度越大( ) (3)K 值越大，该可逆反应的速率越快( )(4)对于一个可逆反应达到平衡状态后，改变条件使K 值改变，平衡一定发生移动( ) (5)化学方程式中的固态或纯液态物质的浓度不能代入平衡常数表达式( )1．写出下列反应的化学平衡常数表达式。

N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g) K 1＝______________；12N 2(g)＋32H 2(g)NH 3(g) K 2＝_____________________________________________；2NH 3(g)N 2(g)＋3H 2(g) K 3＝______________；由K 1、K 3可知，同一可逆反应的正向反应和逆向反应的平衡常数________________，由K 1、K 2可知化学方程式的化学计量数变为原来的12倍，化学平衡常数__________________。

2．某温度下：已知①CH 4(g)＋H 2O(g)⇌CO(g)＋3H 2(g)，K 1； ②CH 4(g)＋CO 2(g) ⇌2CO(g)＋2H 2(g)，K 2； ③CH 4(g)＋2H 2O(g) ⇌CO 2(g)＋4H 2(g)，K 3。

则K 3＝________(用含K 1、K 2的式子表示)。

3．改变温度可以使化学平衡发生移动，化学平衡常数也会发生改变，通过分析以下两个反应，总结出温度对化学平衡常数的影响规律。

①N 2(g)＋3H 2(g) ⇌2NH 3(g)化学平衡常数K 1＝_______，升温化学平衡向逆向移动，K 1______(填“增大”或“减小”，下同)，ΔH ____0(填“>”或“<”，下同)。

②CO 2(g)＋H 2(g) ⇌CO(g)＋H 2O(g)化学平衡常数K 2＝________，升温化学平衡向正向移动，K 2________，ΔH ________0。

化学平衡常数的关系和应用(1)同一可逆反应，正向反应、逆向反应的平衡常数互为倒数，方程式系数变为原来的n 倍，平衡常数变为原来的n 次方。

方程式相加，平衡常数相乘，方程式相减，平衡常数相除。

(2)判断反应的热效应①升高温度：K 值增大→正反应为吸热反应；K 值减小→正反应为放热反应。

②降低温度：K 值增大→正反应为放热反应；K 值减小→正反应为吸热反应。

二、化学平衡的有关计算“三段式”法进行化学平衡的有关计算可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。

如可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，在体积为V 的恒容密闭容器中，反应物A 、B 的初始加入量分别为a mol 、b mol ，达到化学平衡时，设A 物质转化的物质的量为mx mol 。

(1)模式m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)起始量/mol a b 0 0 转化量/mol mx nx px qx 平衡量/mol a －mx b －nx px qx对于反应物：n (平)＝n (始)－n (转) 对于生成物：n (平)＝n (始)＋n (转)则有①平衡常数K ＝ 。

②平衡时A 的物质的量浓度：c (A)＝ mol·L －1。

③平衡时A 的转化率：α＝ ，A 、B 的转化率之比为α(A)∶α(B)＝ 。

④平衡时A 的体积分数：φ(A)＝ 。

⑤平衡时和开始时的压强比：p (平)p (始)＝ 。

⑥混合气体的密度：ρ(混)＝ g·L －1。

⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量：M ＝ g·mol －1。

(2)基本步骤①确定反应物和生成物的初始加入量； ②确定反应过程的转化量； ③确定平衡量。

1．羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。

在恒容密闭容器中，将CO 和H 2S 混合加热并达到下列平衡： CO(g)＋H 2S(g)COS(g)＋H 2(g) K ＝0.1反应前CO 物质的量为10 mol ，平衡后CO 物质的量为8 mol 。

(1)反应前H 2S 的物质的量是多少？ (2)CO 的平衡转化率是多少？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(g)CO(g)＋H 2O(g)，其化学平衡常数K 和温度t 的关系如下表所示：t /℃ 700 800 830 1 000 1 200 K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应为____________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c (CO 2)·c (H 2)＝5c (CO)·c (H 2O)，试判断此时的温度为______。

(3)在1 200 ℃时，某时刻平衡体系中CO 2、H 2、CO 、H 2O 的浓度分别为2 mol·L －1、2 mol·L －1、4 mol·L －1、4 mol·L －1，则此时上述反应的平衡____________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。

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 B(g)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 (浓度商)＝c p (C )·c q (D )c m (A )·c n (B )表示，则：当Q ＝K 时：反应处于平衡状态； 当Q ＜K 时：反应向正反应方向进行； 当Q ＞K 时：反应向逆反应方向进行。

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2．在某温度下，可逆反应：m A(g)＋n B(g) ⇌p C(g)＋q D(g)的平衡常数为K ，下列说法正确的是( )A ．K 越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大B ．K 越小，达到平衡时，反应物的转化率越大C ．K 随反应物浓度的改变而改变D ．K 随温度和压强的改变而改变3．在高温、催化剂条件下，某反应达到平衡，平衡常数K ＝c (CO )·c (H 2O )c (CO 2)·c (H 2)。

恒容时，升高温度，H 2浓度减小。

下列说法正确的是( ) A ．该反应的焓变为正值B ．恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小C ．升高温度，逆反应速率减小D ．该反应的化学方程式为CO(g)＋H 2O(g)催化剂高温CO 2(g)＋H 2(g)4．在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO 和1 mol H 2O 发生反应：CO(g)＋H 2O(g) ⇌CO 2(g)＋H 2(g)，达到平衡时测得n (H 2)＝0.5 mol ，下列说法不正确的是( ) A ．在该温度下，反应的平衡常数K ＝1 B ．平衡常数与反应温度无关 C ．CO 的平衡转化率为50% D ．平衡时n (H 2O)＝0.5 mol5．H 2S 与CO 2在高温下发生反应：H 2S(g)＋CO 2(g) ⇌COS(g)＋H 2O(g)。

在610 K 时，将0.10 mol CO 2与0.40 mol H 2S 充入2.5 L 的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

(1)H 2S 的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K ＝________。

(2)在620 K 重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H 2S 的转化率α2______α1，该反应的ΔH ______0。

(填“>”“<”或“＝”)(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H 2S 转化率增大的是________(填字母)。

A. H 2S B. CO 2 C ．COS D ．N 2题组一 化学平衡常数及其影响因素1．下列关于平衡常数K 的说法中，正确的是( )①平衡常数K 只与反应本身及温度有关 ②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K ③加入催化剂不改变平衡常数K ④平衡常数K 只与温度有关，与反应的本身及浓度、压强无关A ．①②B ．②③C ．③④D ．①③2．对于反应3Fe(s)＋4H 2O(g) ⇌Fe 3O 4(s)＋4H 2(g)的平衡常数，下列说法正确的是( ) A ．K ＝c 4(H 2)·c (Fe 3O 4)c 3(Fe )·c 4(H 2O )B ．K ＝c 4(H 2)c 4(H 2O )C ．增大c (H 2O)或减小c (H 2)，会使该反应平衡常数增大D ．改变反应的温度，平衡常数不一定变化3．已知下列反应的平衡常数：H 2(g)＋S(s) ⇌H 2S(g) K 1；S(s)＋O 2(g) ⇌SO 2(g) K 2。

则反应H 2(g)＋SO 2(g)O 2(g)＋H 2S(g)的平衡常数为( )A ．K 1＋K 2B ．K 1－K 2C ．K 1·K 2D ．K 1/K 24．只改变一个影响因素，平衡常数K 与化学平衡移动的关系叙述错误的是( ) A ．K 值不变，平衡可能移动 B ．K 值变化，平衡一定移动C ．平衡移动，K 值可能不变D ．平衡移动，K 值一定变化5．下列有关平衡常数的说法中，正确的是( ) A ．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大B ．反应：2NO 2(g) ⇌N 2O 4(g) ΔH <0，升高温度该反应的平衡常数增大C ．对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等D ．平衡常数为K ＝c (CO 2)·c (NO )c (CO )·c (NO 2)的反应，化学方程式为CO(g)＋NO 2(g)CO 2(g)＋NO(g)题组二 化学平衡常数的简单计算与大小比较6．将4 mol SO 2与2 mol O 2放入4 L 的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO 2＋O 2⇌2SO 3，测得平衡时SO 3的浓度为0.5 mol·L －1。