第二章第三节第二课时

解析
(1)根据化学平衡常数的定义即可写出
cCO· 2O cH K＝ 。 cCO2· 2 cH (2)由表中数据可以看出温度越高，平衡常数越大，说明反应 混合物中CO或水的浓度越大，即升温，平衡向右移动，正反应 为吸热反应。 (3)该反应为物质的量不变的反应，反应过程中压强始终不 变，与平衡与否无关。 (4)当c(CO2)· 2)＝c(CO)· 2O)时，K＝1，此时的温度由 c(H c(H 表中数据可知为830 ℃。
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【体验1】在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应： CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的 关系如下表：
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：
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－ － ＋
(2)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一 个化学反应，由于书写的方式不同，各反应物、生成物的化学计 量数不同，平衡常数就不同。但是这些平衡常数可以相互换算。 如：H2＋I2 2HI的化学平衡常数为K，则2HI 2＋I2的化学 H 1 平衡常数为 。 K (3)平衡常数是有单位的，并随平衡常数表达式的不同而不 同。通常书写平衡常数的数值时不写单位。
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【例1】硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋ 催化剂 O2(g) 3(g) 2SO △ 某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图 所示。
根据图示回答下列问题： (1)将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中，反应达到 平衡后，体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于__。 (2)平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)________K(B)(填 “＞”“＜”或“＝”)。
mol；若平衡向左移动，则3a＜1，B的物质的量大于2
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(4)在(3)的平衡中，再加入3
mol
C，所达到的平衡状态与 a mol ＝ ＝ 2 mol－a mol
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解析
Ⅰ.(1)由反应A(g)＋B(g) C(g)知，反应达到平衡
后，若有a mol的C生成，则必有a mol的A物质消耗，此时剩余A 的物质的量为(1－a)mol。(2)在恒温、恒压下，若投放3 mol A和3 mol B，则所占有的体积为(1)中体积的3倍，由于A、B的投放比 例与(1)相同，所达到的平衡状态与(1)相同，C的物质的量为(1)的 3倍，即3a mol。 (3)由于达到平衡时C的物质的量为3a mol，说明所达到的平 衡状态与(2)中平衡为同一平衡，则若把C的起始量完全转化为A 和B的量，A、B的物质的量应与(2)完全相等。
此时注意反应物C为固体，因为其浓度为常数，所以不代入平衡 常数表达式。 (2)因为平衡常数K仅仅是温度的函数，所以温度一定时，不 随反应物或生成物的浓度变化而变化，故增大c(H2O)，K不变； 又因为该可逆反应的正反应为吸热反应，故升高温度时，平衡正 向移动，c(CO)和c(H2)增大，c(H2O)减小，所以K增大。
第2课时 化学平衡常数
对已达平衡的可逆反应，改变条件使化学反应速率发生改
变时，平衡一定发生移动吗？ 提示 不一定。
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1．理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进 行简单的计算。
2．了解平衡转化率的含义。
3．了解等效平衡的含义、类型和分析方法。 4．了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和
变。当温度一定时，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反 应开始，又无论反应物起始浓度的大小，K都是一个常数。
(2)平衡常数随温度变化的规律和应用
①规律：对于吸热反应：T增大，K增大； 对于放热反应：T减小，K增大。 ②应用：利用温度改变时K的变化来判断反应的热效应： 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。
【例2】Ⅰ.恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如 下反应：A(g)＋B(g) C(g)。 (1)若开始时放入1 mol A和1 mol B，达到平衡后，生成a mol C。这时A的物质的量为________mol。 (2)若开始时放入3 mol A和3 mol B，达到平衡后，生成C的 物质的量为________mol。 (3)若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡后， A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，则x＝________mol，y＝ ________mol。 平衡时，B的物质的量________(填一个编号)。 (甲)大于2 mol (丙)小于2 mol (乙)等于2 mol (丁)可能大于、等于或小于2 mol
－1 －1
0.2 mol· L
0.16 mol· L 0.04 mol· L
0.08 mol· L 0.02 mol· L
－1
0.16 mol· －12 L c2SO3 K(A)＝ 2 ＝ －1 2 －1 ＝800 c SO2· 2 cO 0.04 mol· · mol· L 0.02 L L· mol 1。 由于温度恒定不变，由A点到B点引起平衡移动的原因是压 强改变，故平衡常数不变。
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质量分数 (w%)
平 浓度(c) 衡 物质的量 特 (n) 点 质量(m)
相同 相同 相同 相同
相同 成比例 成比例 成比例
相同 相同(气体) 成比例 成比例
分子数(N)
等效情况
相同 完全等效
成比例 不完全等效
成比例 不完全等效
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科学研究领域中的重要作用。
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笃学 1.定义
化学平衡常数
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。通常用符号 K 表示。
2．表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) cpC·qD c 平衡常数的表达式为：K＝ m 。 n c A· B c
Ⅱ.若维持温度不变，在一个与(1)反应前起始体积相同且
容积固定的容器中发生上述反应。 (5)开始时放入1 mol A和1 mol B，达到平衡后生成b mol C，将b与(1)小题的a进行比较，则________(填一个编号)。 (甲)a＜b (丙)a＝b (乙)a＞b (丁)不能比较a和b的大小
作出此判断的理由是________________________________ ________________________________________。
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3．意义
(1)K值越大，说明 正反应 进行的程度 越大 ，反应物的
转化率 越大 ；反之就转化越 不完全 ，转化率就 越小 。 浓度变化 温度 影响，与反应物或生成物的 (2)K 只受 无
关。 4．反应物的转化率
Δn Δc 某指定反应物的转化率＝ ×100%＝ ×100%。 n始 c始
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等效类型
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
条件
起始投料
恒温、恒容
换算为方程式 同一边物质， 其“量”相同
恒温、恒容
换算为方程式 同一边物质， 其“量”符合 同一比例 反应前、后气 体体积相等
恒温、恒压
换算为方程式 同一边物质， 其“量”符合 同一比例 任何可逆反应
对反应的要求 任何可逆反应
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作出此判断的理由是________________________________
________________________________________。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次达到平 衡后，C的物质的量分数是________。
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高温 【慎思】 对于可逆反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) ΔH＞0 思考回答以下问题： (1)写出其平衡常数表达式，并据此分析应注意的问题。 (2)若在一定温度下，增大c(H2O)，K如何变化？若升高温 度，K又如何变化？ cCO· 2 cH 提示 (1)根据化学方程式可知其平衡常数K＝ ， cH2O
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2．化学平衡常数的意义
平衡常数反映一个化学反应所能进行的最大程度。K值越
大，表明正反应进行的程度越大，因此可以根据平衡常数的大 小来比较反应的转化率大小，也可以根据等式计算平衡时体系
中各物质的浓度。
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3．平衡常数与温度的关系
(1)化学平衡常数只是温度的函数，只随着温度的改变而改
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解析
由图像可知，当压强为0.10 MPa时，SO2的平衡转化
－ －
率是0.80，则SO2转化量为：0.20 mol· 1×0.80＝0.16 mol· 1。 L L 2SO2 始态 变化 平衡 ＋
－1 －1 －1
O2
0.1 mol· L
－1 －1
2SO3 0 0.16 mol· L 0.16 mol· L