(人教版)高中化学选修四：2.2.3.4《化学平衡常数》学案

第4课时化学平衡常数

[学习目标定位] 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。

1．在一定条件下，x A＋y B z C的可逆反应达到平衡。

(1)已知A、B、C都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则x，y，z的关系是____________。

(2)已知C是气体，且x＋y＝z，在加压时，如果平衡发生移动，则平衡必须向________方向移动。

(3)已知B、C是气体，现增加A物质的量(其他条件不变)，平衡不移动，则A 是______态。

(4)加热后C的质量分数减小，则正反应是______热反应。

答案(1)x＋y>z(2)逆反应(3)固或液(4)放

2．一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，当反应达到平衡时，有3 mol SO2发生了反应，则：

(1)生成了________mol SO3，SO2的转化率为________。

(2)平衡时容器内气体的总物质的量为________。

(3)平衡时SO2的浓度是__________，O2的浓度是

____________________________，

SO3的浓度是__________。

答案(1)360%(2)6.5 mol(3)0.2 mol·L－1

0．15 mol·L－10.3 mol·L－1

探究点一化学平衡常数

1．二氧化氮、四氧化二氮的相互转化是一个可逆反应：

2NO 2(g)N2O4(g)，在25 ℃，如果用不同起始浓度的二氧化氮或四氧化二氮进行反应，平衡后得到以下实验数据。

(1)请根据表中已知数据填写空格：

请总结归纳平衡时反应物和生成物的物质的量浓度之间的定量关系：生成物平衡浓度与反应物平衡浓度的平方之比近似为一常数。

2．化学平衡常数

①概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积与反应物浓度以化学计量数为指数的幂的乘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(简称平衡常数，用K表示)。

②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＝c p(C)·c q(D)

c m(A)·c n(B)

。

2．下表为25 ℃时，卤化氢生成反应的平衡常数：

F2＋H22HF

Cl2＋H22HCl

Br2＋H22HBr

I2＋H22HI

请比较表中K

(1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。

K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；

K值越小，表示反应进行得越不完全，反应物转化率越小。

(2)判断正在进行的可逆反应是否平衡及反应向何方向进行：

对于可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，在一定的温度下的任意时刻：

c p(C)·c q(D)

c m(A)·c n(B)

c p(C)·c q(D)

c m(A)·c n(B)

＝K，反应处于平衡状态

c p(C)·c q(D)

c m(A)·c n(B)

>K，反应向逆反应方向进行

3．下表为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数与温度的关系：

(1)温度升高，K值减小，则正反应为放热反应(填“吸热”或“放热”)。

(2)温度升高，K值增大，则正反应为吸热反应(填“吸热”或“放热”)。[归纳总结]

使用平衡常数应注意的问题

(1)化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

(2)在平衡常数表达式中，水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写

C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K ＝c (CO)·c(H2)

c(H2O)

；

FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)K＝c(CO2) c(CO)

。

(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关

例如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，1

2N2(g)＋

3

2H2(g)

NH3(g)的平衡常数为K2，NH3(g)1

2N2(g)＋

3

2H2(g)的平衡常数为K3；

写出K1和K2的关系式：K1＝K22。

写出K2和K3的关系式：K2·K3＝1。

写出K1和K3的关系式：K1·K23＝1。

[活学活用]

1．对于反应3Fe(s)＋4H 2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是()

A．K＝c4(H2)·c(Fe3O4) c3(Fe)·c4(H2O)

B．K＝

c4(H2) c4(H2O)

C．增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数减小

D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化

答案 B

解析固体反应物或生成物，其浓度可视为常数，在平衡常数表达式中不写，故A错误，B正确；化学平衡常数是反应的特性常数，只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度变化无关，故增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应的平衡常数不变，但温度改变，平衡常数一定改变，故C、D错误。

2．在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：

下列说法错误的是(

A．反应达到平衡时，X的转化率为50%

B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1 600

C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大

D．改变温度可以改变此反应的平衡常数

答案 C