專題2化學反應速率與化學平衡第二單元化學反應的方向和限度2.2.3化學平衡常數

（定量分析）壯鄉木

世間材

化學平衡狀態是在一定條件下可逆反應進行的最大限度。在生產和科學實驗中，人們常常需要知道，當一個可逆反應達到化學平衡狀態時，有多少反應物轉化成了生成物，反應物和生成物的濃度之間又有怎樣的定量關系。達到平衡時，反應了多少？壯鄉木

世間材1、了解化學平衡常數的含義、表達式及影響因素。2、了解平衡轉化率的含義。3、能夠利用平衡常數進行簡單計算。【學習目標】二氧化氮、四氧化二氮的相互轉化是一個可逆反應：2NO2(g)?N2O4(g)如果用不同起始濃度的二氧化氮或四氧化二氮進行反應，平衡后得到以下實驗數據。起始濃度/mol·L-1平衡濃度/mol·L-1平衡濃度關系c(NO2)c(N2O4)c(NO2)c(N2O4)c(N2O4)c(NO2)c(N2O4)c2(NO2)2.00×10-206.32×10-36.84×10-33.00×10-208.00×10-31.10×10-202.00×10-29.46×10-31.52×10-200.1002.28×10-28.86×10-21.081.381.603.89171.25171.88169.85170.44溫度相同起始濃度不同反應途徑不同平衡濃度不同比值近似相同表2-6二氧化氮-四氧化二氮體系中各物質的物質的量濃度（25℃）一、化學平衡常數

大量實驗事實表明，對對于如下可逆反應：在一定溫度下，無論反應的初始狀態如何，反應達到平衡后，各物質的物質的量濃度代入以下關系式，結果是一個定值。

K稱作該反應的化學平衡常數(化學反應限度的一個特征值)。生成物濃度冪之積反應物濃度冪之積

注意：平衡常數和反應的起始濃度大小無關；平衡常數K與正向建立還是逆向建立平衡無關，即與平衡建立的過程無關。壯鄉木

世間材

關于化學平衡常數的敘述，正確的是(

)A．只與化學反應方程式本身和溫度有關B．只與反應的溫度有關C．與化學反應本身和溫度有關，并且會受到起始濃度的影響D．只與化學反應本身有關，與其他任何條件無關的一個不變的常數A理解應用1、化學平衡常數的意義表2-7鹵化氫生成反應的平衡常數（25℃）請比較表中K值的相對大小，說明平衡常數的意義。化學方程式平衡常數(K)F2(g)+H2(g)2HF(g)6.5×1095Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)2.57×1033Br2(g)+H2(g)2HBr(g)1.91×1019I2(g)+H2(g)2HI(g)8.67×102

平衡常數K的大小能說明反應進行的程度（也叫反應的限度）。K值越大，表示反應進行得越完全；K值越小，表示反應進行得越不完全。K值依次減小最為完全壯鄉木

世間材如何判斷可逆反應進行的程度？K<10－510－5～105>105反應程度很難進行反應可逆反應接近完全

注意：化學平衡常數的大小反映的是反應進行的程度大小，并不涉及反應時間和化學反應速率。也就是說，某個化學反應的平衡常數很大，可能化學反應速率卻很小。2、化學平衡常數的影響因素表2-8合成氨反應的平衡常數與溫度的關系T/K373473573673773K3.35×1091.00×1072.45×1051.88×1042.99×103N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.6kJ·mol-1可逆反應平衡常數的有什么特點？使用條件是什么？①、平衡常數隨溫度的變化而變化，使用時要注明溫度。②、對于放熱反應，平衡常數隨著溫度的升高而降低。壯鄉木

世間材理解應用C3、書寫平衡常數表達式的注意事項化學平衡常數與化學計量數有關。固體、純液體、水溶液中水的濃度可視為定值，其濃度不列入平衡常數表達式中。理解應用寫出下列反應的平衡常數的表達式。（1）、H2(g)+I2(g)2HI(g)（2）、FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)（3）、CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq)（4）、BaSO4(s)+CO32-(aq)

BaCO3(s)+SO42-(aq)壯鄉木

世間材4、平衡常數與方程式的關系寫出下列可逆反應的化學平衡常數表達式：（1）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)K1=_______（2）SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)K2=________（3）2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)K3=_________其中：K1與K2的關系是_________，K1與K3的關系是________。K1=K22若化學計量數等倍擴大或縮小，化學平衡常數都會相應改變。正、逆反應的平衡常數互為倒數。寫出下列反應的平衡常數的表達式①、2NO(g)+O2(g)

?2NO2(g)ΔH1K1②、2NO2(g)

?N2O4(g)

ΔH2K2③、2NO(g)+O2(g)?N2O4(g)ΔH3K3K3=K1K2ΔH1、ΔH2、ΔH3三者關系為:K1、K2、K3三者關系為:ΔH3=ΔH1+ΔH2已知兩反應的平衡常數分別為K1、K2若兩反應相加，則總反應的平衡常數K＝K1·K2若兩反應相減，則總反應的平衡常數K＝K1/K2理解應用1、已知下列反應的平衡常數：①、H2(g)+S(s)H2S(g)K1②、S(s)+O2(g)SO2(g)K2則反應③、H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常數是()A.K1+K2B.K1–K2C.K1×K2D.K1/K2D①-②理解應用編號反應平衡常數反應熱反應①A(g)B(g)＋C(g)K1ΔH1反應②B(g)＋C(g)D(g)K2ΔH2反應③A(g)D(g)K3ΔH32、對于下列反應，其反應過程的能量變化示意圖如下：下列說法正確的是()A.K3＝K1＋K2B.加催化劑，反應①的反應熱降低，反應速率加快C.ΔH3＝ΔH1＋ΔH2

D.增大壓強，K1減小，K2增大，K3不變C壯鄉木

世間材化學平衡——化學反應研究的“參照系”

在一定溫度下，化學反應達到平衡狀態，正、逆反應速率相等，平衡混合物中各組分的物質的量或濃度不再隨時間發生變化，此時由反應物轉化為生成物的量達到最大值，可用化學平衡常數K表示反應的限度。因此，以化學平衡為“參照系”，可以判斷某溫度下該反應的限度，可以通過改變溫度來改變平衡狀態，提高或降低反應物轉化為產物的程度。壯鄉木

世間材二、平衡轉化率1、平衡轉化率的意義：在一定溫度和一定起始濃度下反應進行的限度，此時轉化率最大。2、平衡轉化率的表達式：

某一反應物的平衡轉化率α等于該物質在反應中已轉化的量（如物質的量、物質的量濃度等）與該物質起始總量的比值。關注的是可逆反應達平衡狀態時，某反應物發生轉化的物質的量與總物質的量的比值。一般來講，轉化率越大，原料利用率越高，產率越大。

仔細閱讀體會教材62-63頁的例題1和例題2，體會化學平衡常數的計算方法以及利用化學平衡常數可求算一定溫度和起始濃度下反應物的轉化率的方法。

【例1】某溫度下，向10L真空容器中注入1.00molH2(g)和1.00molI2(g)，反應達平衡狀態后I2(g)的濃度為0.0200mol·L－1。試求該溫度下H2(g)＋I2(g)?2HI(g)的平衡常數。

若向例1的10L真空密閉容器中注入2.00molHI，保持與例1相同的溫度，達到平衡時，容器中H2和I2的濃度是否也是0.0200mol·L－1？為什么？隱含條件：平衡常數相同平衡濃度的求算

在有關化學平衡的計算中，平衡濃度的求算是非常關鍵的環節。通常將反應物轉化的量設為x，利用已知條件找到關于x的等量關系，然后列方程求解。例如，本題的解題思路為：①、設反應物轉化的量為x；②、用含x的式子表示出各物質的平衡濃度；

③、通過平衡常數表達式列出方程式；

④、求解所列方程式。

【例2】在一密閉容器中，CO與H2O混合加熱到800℃達到下列平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)K=1.00

若反應開始時CO和H2O的濃度均為0.200mol·L－1，求達到平衡時CO轉化為CO2的轉化率。

若將例2中H2O的起始濃度增大至0.400mol·L－1，其他條件不變，則CO的平衡轉化率會發生什么變化？請參考例2，計算驗證你的結論。隱含條件：平衡常數相同3、平衡轉化率與某反應物濃度的關系

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)序號起始濃度/（mol·L-1）平衡時CO的轉化率平衡時H2O的轉化率CO（g）H2O（g）10.010.0150%50%20.010.0375%25%

多種反應物參加反應時，可通過增加一種反應物的濃度來提高另一種反應物的平衡轉化率，而其本身的平衡轉化率會降低。850K時，在一密閉反應器中充入一定量的SO2和O2，當反應達到平衡后測得SO2、O2和SO3的濃度分別為6.0×10－3mol·L－1、8.0×10－3mol·L－1

和4.4×10－2mol·L－1

。（1）計算該溫度下反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數。（2）計算達平衡時SO2的轉化率。K=6.7×103α=88%壯鄉木

世間材1、某溫度下，在2L的恒容密閉容器中充入氣體A和氣體B發生反應生成氣體C，反應過程中各組分的物質的量隨反應時間的變化如圖所示。下列說法正確的是（）A．t1時刻反應達到平衡狀態B．B的平衡轉化率為10%C．該反應的化學方程式可表示為：A+3B

2CD．該溫度下，反應的平衡常數為300C理解應用理解應用

2、t℃時，在體積不變的