归纳与整理教学内容

第二章

化学反应速率和化学平衡

第三节

化学平衡（第3课时）导学案

【学习目标】 1.了解化学平衡常数的含义，能够根据给出的化学方程式写出平衡常数的表达式。

2. 知道化学平衡常数的影响因素。

3.能利用化学平衡常数进行相关的计算。

4.理解化学平衡常数的意义和应用。

【重点难点】

重点：理解化学平衡常数的意义和应用

难点：能利用化学平衡常数进行简单的计算

【学习过程】

课前任务：

温度/℃

初始浓度/mol·L

序号

C0(H2) ①

②

③

457.6 ④

⑤

⑥

0 0 0 0 0 0 1.520×10-2

1.287×10-2

3.777×10-2

1.696×10-3

1.433×10-2

4.213×10-3

1.696×10-3

1.433×10-2

4.213×10-3

1.181×10-2

1.000×10-2

2.934×10-2

1.197×10-2

1.228×10-2

1.201×10-2

C0(I2) 6.944×10-3

9.964×10-3

8.403×10-3

C0(HI) 0 0 0 C(H2) 5.617×10-3

3.841×10-3

4.580×10-3

C(I2) 5.936×10-4

1.524×10-3

9.733×10-4

C(HI) 1.270×10-2

1.687×10-2

1.486×10-2

-1平衡浓度/mol·L

-1C2(HI)

C(H2)·C(I2)

化学平衡常数平均值

表一

第

1 页

共

8 页

反应H2(g)+I2(g)2HI(g)在425.6℃和525.6℃时各物质的初始浓度和平衡浓度的测量结果如下表2。

初始浓度/mol·L

温度/K 序号

C0(H2) ①

698.6 ②

③

④

798.6 ⑤

⑥

0.01067 0.01135 0 0.01135 0 0 C0(I2) 0.01196 0.009004 0 0.00904 0 0 C0(HI) 0 0 0.01069 0 0.001655 0.001258 表二

C(H2) 0.001831 0.003560 0.001141 0.00456 0.00339 0.00258 C(I2) 0.003192 0.001250 0.001141 0.00195 0.00339 0.00258 C(HI) 0.01767 0.01559 0.008410 0.00859 0.00977 0.00742 -1平衡浓度/mol·L

-1C2(HI)

C(H2)·C(I2)

53.42 54.61 54.32 8.29 8.30 8.27

任务１：根据表中的实验数据，计算平衡时 C2(HI) 值，将计算结果填入表

C(H2)·C(I2)

一中（计算结果小数点后保留２位有效数字）

任务2：对上述两个表中的数据进行分析，你有那些结论？

______________________________________________________________________

一、化学平衡常数

1、化学平衡常数的定义：在一定的温度下，当一个可逆反应达到 时，

与 的比值是一个 ，这个常数就是化学平衡常数（简称平衡常数），用K表示。

其中“浓度幂之积”中

，浓度指反应达到________状态时的浓度，幂指的是______________

第

2 页

共

8 页

2、化学平衡常数K的表达式

对于一般的可逆反应mA+nB

K=

请写出以下反应的平衡常数表达式

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) K=

Fe3O4(s) + 4H2(g) K= 2CrO42-(aq) + 2H+(aq) K

= pC+qD在一定温度下达到平衡时，则有：

3Fe(s) + 4H2O(g)

Cr2O72-(aq) + H2O(l) 练习1 N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

1/2N2(g)+3/2H2(g)

2NH3(g) K1= N2(g)+3H2(g) K2= NH3(g) K3= 写出K1和K2的关系式： ；写出K1和K3的关系式： 。

你从练习1中学到了什么？______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 练习2：已知450℃时，反应H2（g）+I2（g）

450 ℃时，

反应2HI（g） H2（g)+I2（g）的化学平衡常数为

2HI（g）的K=50，由此推测在A.50 B. 0.02 C.100 D.无法确定

3、化学平衡常数的意义

K值的大小能说明化学反应进行的程度（也叫做限度）。K值越大，生成物所占的比例______，正向进行的程度越____________，反应物的转化率_____________。

第

3 页

共

8 页

二、化学平衡常数的应用

1、利用Ｋ可判断某状态是否处于平衡状态。

对于化学反应：

mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)的任意时刻

cp(C)cq(D) Qc = mc(A)cn(B) ①Qc =K,反应达到平衡状态

②Qc >K，反应向______方向进行

③Qc

思考：

在某温度下，在容积为1 L的容器中，反应2O2(g)＋SO2(g) 2SO3(g) ΔH＜0，达到平衡时，O2、SO2和SO3的物质的量分别为2mol、4mol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：

Q1．均增加1mol 平衡向 _____________ 方向移动 Q2．均减少1mol 平衡向 _____________ 方向移动 Q3．降低温度 平衡向 _____________ 方向移动 Q4．升高温度 平衡向 _____________ 方向移动 2、利用Ｋ可判断反应的热效应

升高温度，吸热反应的Ｋ值________，放热反应的Ｋ值________ 减低温度，吸热反应的Ｋ值________，放热反应的Ｋ值________ 3.

(2002上海）在一定体积密闭容器中，进行如下反应：

CO2(g)+H2(g) CO(g) + H2O(g),其平衡常数Ｋ和温度t的关系如下：

t/ºC k 700 0.6 800 0.9 830 1.0 1000 1.7 1200 2.6

(1)K的表达式为：

(2)该反应为_______________反应（“吸热”或“放热”）

三、化学平衡常数的相关计算

某温度下向10L真空容器中注入1.00 mol H2(g) 和1.00 mol I2(g)，反应平

第

4 页

共

8 页

衡后I2(g)的浓度为0.0200 mol·L-1试求

①该温度下 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数。(列三段式求算）

②H2(g)和 I2(g)的平衡转化率

③同温下，若注入2.00 mol H2(g) 和2.00 mol I2(g)，求平衡时H2(g)和 I2(g)的浓度

第

5 页

共

8 页

练习

1、写出下列可逆反应的平衡表达式

CH3COO─(aq) + H2O(l)

H2（g）＋S（s）

C(s)+H2O(g)

2．下列对化学平衡常数K的描述中，正确的是 (

) A．K越大，正反应进行的程度越大 B．温度升高，K值增大

C．反应物的转化率增大时，K值一定增大 D．平衡向逆反应方向移动时， CO(g)+H2(g) K= H2S（g）

K=

CH3COOH(aq) + OH─(aq) K= K值减小

3．1 000 K时反应C(s)＋2H2(g)CH4(g)的K＝8.28×107，当各气体物质的量浓度分别为H2 0.7 mol·L－1、CH4 0.2 mol·L－1时，上述反应 (

) A．正向移动 B．逆向移动 C．达到平衡 D．不一定

4、当把晶体N2O4放入密闭容器中气化，并建立了N2O4(g) 2NO2(g)平衡后，保持温度不变，再通入若干N2O4气体，待反应达到新的平衡时，则新平衡与旧平衡相比，其c(NO2)/c(N2O4)值

(

)

A．变大

B．不变

C．变小

D．无法确定[来

5、在一定温度下，已经达到平衡时的可逆反应N2+3H2

变时，判断可逆反应的移动方向。

该可逆反应的Qc和K的表达式为：

Qc= K=

改变条件

增加N2的浓度

减小H2的浓度

增加NH3的浓度

2NH3 ∆H<0，当条件改Qc和K的关系

平衡移动的方向

第

6 页

共

8 页

增大压强

减小压强

升高温度

降低温度

变式：对于H2（g）+I2（g）

移动？为什么？

2HI（g），当增大压强或者减小压强，平衡是否6、写出下列可逆反应的平衡表达式

①C(s)+ CO2(g)

②CO(g) + H2O(g)

③C(s)+ H2O(g)2CO(g)+ H2(g) K3= CO2(g)+ H2(g) K2= 2CO(g) K1= 反应式①、②和③有什么关系？K1、K2、K3有什么关系？你的收获是什么？

7、在一个容积为500 mL的密闭容器中，充入5 mol H2和2 mol CO。在一定温度和一定压强下，发生如下反应：

2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)，经过5 min后达到平衡状态。若此时测得CH3OH蒸气的浓度为2 mol·L－1，求：

①以H2的浓度变化表示的该反应的速率。

②达到平衡时CO的转化率。 ③该温度下的K。

（2）对于反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下，将0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有0.088mol的SO3(g)试求在该温度下

①此反应的平衡常数。

②求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率

第

7 页

共

8 页

第

8 页

共

8 页