【课题】第三节化学平衡   课时三  化学平衡常数

【学习目标】

1、通过观察分析图表，了解化学平衡常数的概念，并明确其意义。

2、通过自学例题，学会运用化学平衡常数进行相关的计算，如物质的平衡浓度及转化率。

【学习过程】

【问题探究】观察分析P₂₉图表中的实验数据，你能得出哪些结论？

一、化学平衡常数

1、定义：

在一定温度下，当一个可逆反应达到______时，生成物________与反应物___________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________表示

2、表达式：

对于一般的可逆反应：mA(g)+nB   pC(g)+qd(g)，当在一定温度下达到平衡时，K=__________

3、特点：K只受_______影响，与反应物或生成物的无关。

4、意义：

（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度

①K值越大，说明平衡体系中生成物所占比例_________。它的正向反应进行的程度________，即该反应进行得越_____，反应物的转化率_______。

②K值越小，说明平衡体系中生成物所占比例_________，它的正向反应进行的程度_______，即该反应进行的程度越_____，反应物的转化率___________。

（2）一般当K＞______时，该反应进行得基本完全。

5、反应的的转化率

某个指定反应物的转化率=____________________________________

二、使用化学平衡平衡常数应注意的事项

（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态；

（2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即速率大，K值不一定大。

（3）反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”，而不代入公式。

【课堂练习】

1、一定温度下，C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g)，K=               

   Fe₂O₃(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO₂(g)，K=             

2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)   K=               

（4）平衡常数的表达式与方程式的书写有关

【思考题】某温度下①N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)的平衡常数为K₁=__________，

②2NH₃(g) N₂(g)+3H₂(g)的平衡常数为K₂=__________，

【问题思考】通过K₁ 、K₂ 书写，它们的表达式相同吗？K₁ 与K₂之间存在什么关系？

二、化学平衡常数的应用

1、判断反应进行的程度

K 值越大，说明平衡体系中________所占比例越大，正向反应进行的程度______，即该反应进行得越完全，反应物转化率_______；反之，就越不完全，转化率就越小。

2、利用Ｋ可判断反应的热效应

若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为        反应(填“吸热”或“放热”)。

若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为        反应(填“吸热”或“放热”)。

【问题思考】不同温度时，反应:H₂(g)+I₂(g) 2HI(g)，的浓度平衡常数与温度的关系如下：

根据平衡常数随温度的大小变化趋势，可以判断上述可逆反应的正方向是______反应

3、判断正在进行的可逆反应是处于平衡状态及反应向何方向进行

对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：                   ，Q_c是该反应的浓度商。

Q_c＜K ，未达到平衡，反应向           进行，

Q_c＝K ，反应处于平衡状态

Q_c＞K ，未达到平衡，反应向         进行

【温馨提示】化学平衡常数（K）与浓度商（Q_c）的表达式相同，但在表达式中各物质的浓度不同，K值中各物质的浓度必须是平衡状态下的浓度，而Q_c值中是在任一时刻的浓度。

【课堂练习】

2、在某温度下，在一容积不变的容器中，反应2A(g)＋B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol，保持温度和体积不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，试用平衡常数分析平衡移动的方向。

 A．均减半       B．均加倍     C．均增加1mol       D．均减少1mol

4、计算转化率或平衡浓度

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。

【阅读】课本30页例1、例2

【课后习题】

1．  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1600

C．增大浓度使平衡向生成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

2．氨在国民经济中占有重要的地位，请参与下列探究。

（1）已知在400℃时，N₂ (g)+ 3H₂(g) 2NH₃(g) △H＜0的K₁=0.5

400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应V(N₂)_正         V(N₂)_逆（填：＞、＜、＝、不能确定）。

（2）已知反应：CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH (g) △H＜0

a．该反应在一定条件下达到平衡后，在保证H₂浓度不变的情况下，增大容器的体积，试根据平衡常数，判断平衡_____________

A．向正反应方向移动       B．向逆反应方向移动       C．不移动

3．在一定温度下，反应1/2H₂(g)+ 1/2X₂(g) HX(g)的平衡常数为10。若将1．0mol的HX(g)通入体积为1．0L的密闭容器中，在该温度时HX(g)达到平衡时的转化率为多少?

参考答案

一、化学平衡常数

1、平衡  浓度幂之积  浓度幂之积    K

2、c^p(C)·c^q(D)/c^m(A)·cⁿ(B)

3、温度

4、（1）①越大  越大   完全   越大 ②越小  越小  越小  越小（2）10⁵

5、[指定反应物的起始浓度—指定反应物的平衡浓度]/指定反应物的起始浓度×100%

【问题思考】不相同      K₂ =1/K₃

三、化学平衡常数的应用

1、正反应方向    逆反应方向

2、吸热   放热

【课堂练习2】

解析：温度不变，化学平衡常数为定值。设容器体积为V，则 K＝(4/V)²/[(4/V)²·2/V]＝V/2

【课后作业】

1、解析：A项，X的转化率=[（0.1-0.05 ）mol/L]/ 0.1 mol/L×100%=50%，A正确；根据表中数据（0.1－0.05）∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)=1∶3∶2，可推导出反应式为X+3Y2Z，将表格的数据代入平衡常数公式进行计算，可知B正确。C项，平衡常数只受温度影响，与浓度或压强无关，C错。

答案：C

2．解析：（1）此时体系的Q_C=c²(NH₃)/c(N₂).c³(H₂)=4²/4×2³=0.5=K₁，故反应处于化学平衡状态，得V(N₂)_正=V(N₂)_逆。

（2）此反应的平衡常数公式K=c(CH₃OH)/c(CO).c²(H₂)，H₂浓度不变时，增大容器的体积，CH₃OH 、CO的浓度减小的倍数相同，故K不变，化学平衡不移动，故答案选C。

答案：（1）=  （2）C 

3、解析：1/2H₂(g)+ 1/2X₂(g) HX(g)的平衡常数K₁为10，

则HX(g) 1/2H₂(g)+ 1/2X₂(g) 的平衡常数K₂为1/10，

设HX(g)分解xmol/L，   

HX(g) 1/2H₂(g)  + 1/2 X₂(g)

  起始量：          1           0          0

  变化量：          x           1/2x       1/2 x

  平衡量：         1—x         1/2x       1/2 x

则K₃= [1/2x·1/2x]/(1—x)= 0．1，得x=0．17，故该温度时HX(g)达到平衡的转化率约为17%．

第二篇：k化学平衡常数