第3課時化學平衡常數(shù)學習目標：1.了解化學平衡常數(shù)的概念，并明確其意義。(重點)2.了解平衡轉(zhuǎn)化率的含義。3.學會運用平衡常數(shù)進行相關的計算。(難點)自 主 預 習探 新 知一、化學平衡常數(shù)1概念在一定溫度下，一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，用符號K表示。2表達式對于可逆反應aAbBcCdD在一定溫度下達到平衡時K。3意義能說明反應進行的程度，K值越大，表示反應進行得越完全。4注意問題(1)對于指定反應，平衡常數(shù)只受溫度影響。(2)固體、水溶液中的水濃度可視為定值，其濃度不列入平衡常數(shù)表達式中。二、平衡轉(zhuǎn)化率1定義物質(zhì)在反應中已轉(zhuǎn)化的量與該物質(zhì)總量的比值。2表達式平衡轉(zhuǎn)化率100%對于反應aAbBcCdD，反應物A的平衡轉(zhuǎn)化率為：(A)100%，式中c0(A)和c(A)分別表示A的初始濃度和A的平衡濃度。3意義反應的平衡轉(zhuǎn)化率能表示在一定溫度和一定起始濃度下反應進行的限度?；A自測1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)在平衡常數(shù)表達式中，反應物濃度用起始濃度，生成物濃度用平衡濃度。()(2)對于一個可逆反應，平衡正向移動時，平衡常數(shù)一定增大。()(3)升高溫度，K值增大，則正反應為放熱反應。()(4)平衡常數(shù)的大小只與溫度有關，而與濃度、壓強、催化劑等無關。()(5)從平衡常數(shù)的大小可以推斷一個反應的進行程度。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)2對于3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)，反應的化學平衡常數(shù)的表達式為()AKBKCKDKD注意Fe和Fe3O4為固態(tài)，其濃度視為常數(shù)，不寫入表達式中，根據(jù)平衡常數(shù)表達式知D對。3關于平衡常數(shù)K，下列說法中正確的是()【導學號：73702125】AK值越大，反應速率越大B對任一給定的可逆反應，溫度升高，K值增大C對可逆反應，K值越大，反應物的平衡轉(zhuǎn)化率越高D加入催化劑或增大反應物濃度，K值將增大CK值與催化劑、反應物的濃度、化學反應速率的大小無關，所以A、D錯誤；與反應溫度有關，但是溫度升高，K值可能增大也可能減小，B也錯誤。合 作 探 究攻 重 難化學平衡常數(shù)的表達式及應用一定溫度下，有下列三個可逆反應C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)K1CO(g)H2(g)C(s)H2O(g)K22C(s)2H2O(g)2CO(g)2H2(g)K3思考交流1每個反應的平衡常數(shù)表達式分別如何表示？【提示】根據(jù)化學方程式可知平衡常數(shù)表達式分別為K1；K2；K3。2分析、兩式的平衡常數(shù)表達式，總結(jié)可逆反應中正、逆反應的平衡常數(shù)有何關系？【提示】互為倒數(shù)關系，即K1。3分析、兩式的平衡常數(shù)表達式，總結(jié)若方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小，平衡常數(shù)如何變化？【提示】成倍數(shù)次冪增大或減小。即K3K。4對于反應，若保持其他條件不變，升高溫度，K值增大，該反應是吸熱反應還是放熱反應？【提示】對于反應，升高溫度，K值增大，說明反應向著正向進行，則說明正向反應是吸熱反應。(1)化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)若反應方向改變，則平衡常數(shù)改變。若化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應，平衡常數(shù)也會改變。如N23H22NH3，Ka，則有：2NH3N23H2，K。N2H2NH3，Ka。(2)化學平衡常數(shù)的應用判斷反應進行的程度K值越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，正向反應進行的程度越大，即該反應進行得越完全，反應物轉(zhuǎn)化率越大；反之，就越不完全，轉(zhuǎn)化率就越小。判斷反應的熱效應若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應；若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。判斷平衡移動方向利用平衡常數(shù)可從定量的角度解釋恒溫下濃度、壓強對化學平衡移動的影響。對于可逆反應mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)在任意狀態(tài)下，生成物的濃度和反應物的濃度之間的關系用Q表示，則：當QK時，反應處于平衡狀態(tài)，v正v逆；當Q<K時，反應向正反應方向進行，v正>v逆；當Q>K時，反應向逆反應方向進行，v正<v逆?；瘜W平衡常數(shù)與反應轉(zhuǎn)化率的關系工業(yè)上利用反應N2(g)3H2(g)2NH3(g)合成氨。相同溫度下，在體積為1 L的兩個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1。實驗測得起始、平衡時的有關數(shù)據(jù)如下表：編號起始時各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol平衡時反應中的能量變化N2H2NH3130放出熱量a kJ230放出熱量b kJ思考交流1試計算容器中反應物N2的轉(zhuǎn)化率?！咎崾尽? mol N2與3 mol H2完全反應時放出的熱量為92.4 kJ，中反應物N2的轉(zhuǎn)化率為a/92.4。2請寫出容器中反應的化學平衡常數(shù)的計算式。3兩個容器中合成氨反應的平衡常數(shù)有什么關系？【提示】相等，平衡常數(shù)只與溫度有關。4試比較兩個容器中N2、H2的轉(zhuǎn)化率的大小?！咎崾尽縉2的轉(zhuǎn)化率：>；H2的轉(zhuǎn)化率：>。利用“三段式”計算平衡常數(shù)及反應物的轉(zhuǎn)化率(1)步驟寫出有關化學反應的方程式。確定各物質(zhì)的起始濃度、轉(zhuǎn)化濃度、平衡濃度。根據(jù)已知條件建立等式關系進行解答。(2)方法如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A、B起始物質(zhì)的量濃度分別為a molL1、b molL1，達到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mx molL1。 (3)計算當 堂 達 標固 雙 基題組1化學平衡常數(shù)及影響因素1對于反應C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H>0，下列有關說法正確的是()A平衡常數(shù)表達式為KB增大體系壓強，平衡常數(shù)K不發(fā)生變化C升高體系溫度，平衡常數(shù)K減小D增加C(s)的量，平衡正向移動B固態(tài)濃度為“常數(shù)”，視為“1”，不需寫入平衡常數(shù)表達式，A項錯誤；K只與溫度有關，因此增大體系壓強，平衡常數(shù)K不發(fā)生變化，B項正確；升溫該反應正向進行，K增大，C項錯誤；增加C(s)的量，平衡不移動，D項錯誤。2化學平衡常數(shù)K的數(shù)值大小是衡量化學反應進行程度的標志，在常溫下，下列反應的平衡常數(shù)的數(shù)值如下：2NO(g)N2(g)O2(g)K1110302H2(g)O2(g)2H2O(g)K2210812CO2(g)2CO(g)O2(g)K341092以下說法正確的是() 【導學號：73702126】A常溫下，NO分解產(chǎn)生O2的反應的平衡常數(shù)表達式為K1c(N2)c(O2)B常溫下，2H2O(g)=2H2(g)O2(g)，此時平衡常數(shù)的數(shù)值約為51082C常溫下，NO、H2O、CO2三種物質(zhì)分解放出O2的傾向由大到小的順序為H2O>NO>CO2D以上說法都不正確BA項，K。B項，K51082，正確。C項，平衡常數(shù)越大，放出O2的傾向越大，NO>H2O>CO2。題組2化學平衡常數(shù)的應用3高溫下，某反應達平衡，平衡常數(shù)K，恒容時，溫度升高，H2濃度減小。下列說法正確的是()A該反應的焓變?yōu)檎礏恒溫恒容下，增大壓強，H2濃度一定減小C升高溫度，逆反應速率減小D該反應的化學方程式為CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)A根據(jù)“溫度升高，H2濃度減小”可知升溫平衡正向移動，故A項正確；由K表達式知該反應的化學方程式為CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，D錯誤；恒溫恒容下，增壓平衡不移動，故B項錯誤；升溫正、逆反應速率都增大，故C項錯誤。4高爐煉鐵中發(fā)生的反應之一如下：FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)(正反應為吸熱反應)，其平衡常數(shù)可表示為K。已知1 100 時，K0.263。溫度升高，化學平衡移動后達到新的平衡，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值_，平衡常數(shù)K值_(填“增大”“減小”或“不變”)。 【導學號：73702127】【解析】溫度升高，化學平衡向吸熱反應方向移動，即向正反應方向移動，高爐內(nèi)的比值增大，K值增大?！敬鸢浮吭龃笤龃箢}組3化學平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的簡單計算5某溫度下，向容積為2 L的密閉反應器中充入0.10 mol SO3，當反應器中的氣體壓強不再變化時測得SO3的轉(zhuǎn)化率為20%，則該溫度下反應2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)為 ()A3.2103B1.6103C8.0102D4.0102ASO3的起始濃度為0.05 mol/L，由轉(zhuǎn)化率可知分解的SO3為0.01 mol/L，所以平衡時SO2、O2、SO3的濃度分別為0.01 mol/L、0.005 mol/L、0.04 mol/L?；瘜W平衡常數(shù)K3.2103。6在25 時，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表：物質(zhì)XYZ初始濃度(molL1)0.10.20平衡濃度(molL1)0.050.050.1下列說法錯誤的是() 【導學號：73702128】A反應達平衡時，X的轉(zhuǎn)化率為50%B反應可表示為X3Y2Z，其平衡常數(shù)為1 600C改變壓強可以改變此反應的平衡常數(shù)D改變溫度可以改變此反應的平衡常數(shù)CX、Y、Z三種物質(zhì)的濃度變化之比為：(0.10.05)(0.20.05)(0.10)132，故化學反應方程式為X3Y2Z，K1 600。平衡常數(shù)K與溫度有關，與壓強無關。