化学平衡常数导学案

第2节化学反应的限度（第1课时）

【教学重点】化学平衡常数的含义及表示、化学平衡常数的应用。化学平衡的计算

【教学过程】

一、可逆反应与化学平衡

1．特点：可逆反应在一定条件下不可能进行完全，即存在一定的限度。反应物、生成物共存2．化学平衡状态的标志：

【即时训练】1．在密闭容器中，一定条件下进行反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

下列叙述中可以说明反应已达平衡状态的是

①O2的浓度不再发生变化②SO2、O2与SO3的物质的量之比为2：1：2

③反应物的总质量不再变化④SO2的消耗速率等于SO3的生成速率

⑤SO2的消耗速率等于O2的生成速率的两倍⑥体系的平均摩尔质量不再变化

⑦体系内气体的密度不再变化

方法指导：确定反应是否达到平衡状态的标志：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的浓度或体积分数保持不变。对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。

二、化学平衡常数

【交流研讨】分析课本42页表中数据

【结论】不管H2，I2和HI的浓度是多大，只要保持反应体系的不变，达到化学平衡状态后，就为常数。

【概括整合】对于一般的反应a A +b B c C + d D K= ，

当温度一定时，K为，称为，简称为。上式称为该反应的化学平衡常数表达式。单位是

【注意】1．化学平衡常数只与温度有关，对于确定的反应，温度不变，化学平衡常数不变。

2．固体和纯溶剂浓度为常数不写入平衡常数表达式中

3．对同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度，K越，说明反应进行的越。

【即时训练】2．写出反应：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)的化学平衡常数表达式，并判断K的单位。

【交流研讨】先填完课本43页表格，再做以下小结：

①对于同一化学反应，由于不同，各反应物、生成物的不同，平衡常数的表达式就不同。

②对于一个给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数之间关系是互为.

③平衡常数的单位也与相对应。

【即时训练】3．在2000K时，反应CO(g)+1/2O2(g）CO2（g）的平衡常数为K，则相同温度下

（1）反应2CO(g)+ O2(g）2CO2（g）的平衡常数为（）；

（2）CO2（g）CO(g) + 1/2O2（g）的平衡常数为（）；

（3）反应2CO2（g）2CO(g) + O2（g）的平衡常数为（）

A．1/K B．K2C．（1/K）2D．（K）-1/2

【K的应用】判断可逆反应是否达到平衡状态及可逆反应进行的方向

对化学反应a A+b B c C+d D的任意状态，称为浓度商。符号。

当Q K时，反应已达平衡；

当Q＞K时，反应向进行，

当Q＜K时，反应向进行。

【即时训练】4．已知800°C时，化学反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2（g），K=1，试推导在下列浓度下反应进行的方向

序号CO（mol·L－1）H2O（mol·L－1）CO2（mol·L－1）H2（mol·L－1）反应进行方向

1

2

3

三、平衡转化率

1、表达式：对于化学反应a A+b B c C+d D，反应物A的平衡转化率可表示为：

α(A)=

2、平衡转化率的有关计算

【例1】对于反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)，若在一定温度下，将的SO2(g)和O2(g)注入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有的SO3(g)，试求在该温度下此反应的平衡常数及SO2(g)、O2(g)的平衡转化率。

解：

小结：一个已标明化学方程式的化学反应，在温度一定时虽然只有一个平衡常数，但是不同反应物的平衡转化率可能。因此，脱离具体的反应物谈化学平衡转化率是没有意义的。

【即时训练】5．在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应：2NO22NO+O2，平衡时[NO2]=·L－1，[O2]=·L－1.试求该温度下反应的平衡常数及NO2的转化率。

【例2】在1200℃时测得下列反应达平衡时,K=。CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 。若反应从CO2 (g)和H2(g)开始，且CO2 (g)和H2 (g)的初始浓度均为mol·L－1时，计算各物质的平衡浓度及CO2 (g)和H2 (g)平衡转化率。

【交流研讨】见课本46页表格，分析表中数据，得出什么结论？

小结：提高氢气在原料气中的比例，可使二氧化碳的平衡转化率；反之，提高二氧化碳在原料气中的比例，可使氢气的平衡转化率。

【课堂检测】

1、关于C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数(K)书写形式，正确的是（）

2、在一密闭烧瓶中注入NO2，发生反应2 NO2N2O4（N2O4为无色气体），下列情况不能说明该可逆反应已经达到平衡状态的是（）

A、体系颜色不变

B、N2O4浓度不再变化

C、NO2的消耗速率等于其生成速率

D、混合物总的质量不变

3、298K时，向某密闭容器中充入N2、O2，发生反应N2(g)+O2(g) 2NO(g) 达到平衡。

①写出该反应的平衡常数表达式；

②若某温度时，K=1×10-10，测得平衡时N2与O2的浓度均为1mol·L－1，试求NO的平衡浓度；

③保持温度不变，测得反应进行的某一时刻，N2、O2、NO浓度分别为10 mol·L－1、10 mol·L－1、

1×10-3mol·L－1，此时该反应是否达到平衡状态？若未达到平衡，反应应向方向进行。

4、反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g),若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol·L－1的SO2(g)和O2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为80%，试求在该温度下此反应的平衡常数。

解：