第二单元 化学反应的方向和限度国家获奖教案

《化学平衡常数》教学设计

莆田第二中学化学组

黄彬彬

[知识与技能]：1、掌握化学平衡常数的概念、意义及表达式

2、能运用化学平衡常数、转化率进行简单计算。

[过程与方法]：1、通过表2-6和2-7的数据讨论得出化学平衡常数的表达式；通过表2-8和2-9的数据讨论得出书写平衡常数的有关注意事项；初步学会基于证据进行分析推理，证实；能解释证据与结论之间的关系，确定形成科学结论所需要的证据和寻找证据的途径，形成证据推理的学习思维。

[情感态度价值观]：通过学习形成实事求是的科学态度，掌握从宏观到微观、现象到本质的科学研究方法。

[教学重难点]：化学平衡常数含义、书写时注意事项和简单计算。

[教学过程]：

[旧知回顾]：化学平衡状态的特征和标志是什么？

[问题引入]：

我们知道，一定条件下的可逆反应存在化学平衡状态。那么，当达到平衡时，究竟有多少反应物转变成生成物，平衡体系中各物质的浓度之间是否有一定的关系？这就是今天我们学习的主题——化学平衡常数，首先请同学们讨论导学案上[活动探究]：1、问题。

[合作探究]：1、请填写好书P48的【交流与讨论】中数据，通过计算数据分析，请同学们能否得出什么规律？

[投 影]：【学生活动】：（请同学们根据投影的分组要求，进行分组活动）并到黑板展示本组的结果，通过分组计算，发现反应物与生成物浓度的系数次方的比值是一个定值。

通过分析计算数据，可以得出以下结论

①、温度不变时，各组所得数值很 接近 ，用 K 表示。

②、常数K与反应的 起始浓度大小无关 无关 ③、常数K 与平衡 正向 建立还是 逆向 建立无关。即与平衡建立的 过程 无关。

[知识归纳]：一、化学平衡常数

1. 定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之

积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。

[过 渡]：

如果对于任意一个可逆化学反应：mA+nB 其平衡常数K又该如何表示呢？

[知识归纳]：2、表达式：对于任意反应mA+nB 温度下达平衡时，

K ＝ c(C)pc(D)qc(A)mc(B)n

pC+qDpC+qD 当在一定[投 影]：【学生活动】：（请同学们根据投影的分组要求，进行分组活动 共4个表达式，分成4组，第5组完成探究4的空格内容，第6组总结出注意事项）并到黑板展示本组的结果。

[合作探究]：2、根据平衡常数的定义，请同学们写出表2-9中有关反应的K的表达式，并与教材提供的表达式比较，从中能悟出平衡常数的书写注意要点？

4、1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)NH3(g)的平衡常数为K2，1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3；

①、写出K2和K3的关系式： K2·K3=1 。

②、写出K1和K3的关系式： K1·K32=1 。

[知识归纳]：3、注意事项

⑴、固、純液体浓度为常数，由于其浓度可看做常数“1”而不代入公式

⑵、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关（化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若

方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会改变）

[即时训练]：1、写出下列化学反应的化学平衡常数表达式：

①、CO2(g)+H2(g) 2CrO42-+2H+ K= ③、Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2

K=

④、CaCO3(s)

CO(g)+H2O(l) K= ②、Cr2O72-+H2O

CaO(s)+CO2(g) K= [讲解分析]：（1）K=c(CO)/[c(CO2) ·c(H2)]

（2）Kc=[CrO42-]2[H+]2/ [Cr2O72-] [H2]4K[H2O]4（3） （4）K=c(CO2) [过 渡]： 那么大家是否产生疑问，我们学***衡常数的知识有什么应用？对我们研究可逆反应有什么帮助？

请大家阅读教材P48页表2—7，并回答【合作交流】5。

[投 影]：【学生活动】：（请同学们根据投影的分组要求，进行分组活动 共2个问， 2和4组展示，第3组和第6组点评）

[合作探究]：3、我们知道F2 、Cl2 、Br2和H2化合的条件越来越苛刻，请同学们根据平衡常数的表达式和表2—7中的数据，推测K的大小与反应进行的程度有什么关系？能否通过平衡常数来判断该反应是否达平衡状态呢？

[知识归纳]：4、K的意义：

平衡常数的大小反映了化学反应进行的 程度 （也叫

反应的限度

）。

①、K值越大，表示反应进行得 越完全 ，反应物转化率 越大 ；

②、K值越小，表示反应进行得 越不完全

，反应物转化率 越小 。

[合作探究]：4、结合前面所学的知识，并认真分析表2-8中的数据，影响平衡常数K的因素

[知识归纳]：5、影响平衡常数K的因素：

化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。

[即时训练]：2、某温度下，反应mA(g)+nB(g)衡常数为Ｋ，下列说法正确的是（ AD ）

Ａ.Ｋ越大，达到平衡时，反应进行的程度越大

Ｂ.Ｋ越小，达到平衡时，反应物的转化程度越大

Ｃ.Ｋ随反应物浓度改变而改变． Ｄ.Ｋ随温度改变而改变．

[过 渡]： 刚才我们主要学***衡常数的概念、意义及表达式，下面我们来学***衡常数进行简单计算的知识。首先我们一起来分析一下例1，

[投 影]：【教师活动】：老师通过投影展示例题1的解题过程，然后请同学们通过例题1的思路

[合作探究]：5、请同学们阅读课本P49的例1的解题思路，讨论归纳解决这类题目的步骤? [讲解分析]： 一般思路——先列出化学反应中各物质的“起始量、转化量、平衡量”，求出各物质的平衡浓度，再代入平衡常数公式求解。

pC(g)+qD(g)的平

[知识归纳]：二、有关化学平衡常数的计算

化学平衡常数的相关计算⑴、基本模式：

⑴基本模式——“三部曲解法”例：mA+ nBpC+ qD起始浓度：a b 0 0转化浓度：mxnxpxqx平衡浓度：a-mxb-nxpxqx⑵基本关系①反应物：平衡浓度＝起始浓度－转化浓度②生成物：平衡浓度＝起始浓度＋转化浓度

[即时训练]：3、在一密闭容器中，CO和H2O混合加热到800℃达到下列平衡： 【例】H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g) K=1.00在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800℃；若反应开始时CO达到下列平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 和H2O的浓度均为0.200mol/L ,求达到平衡时被转化的K=1.00，若反应开始时CO和H2O的浓度均为0.200 mol·L-1 ，求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少？CO的物质的量浓度是多少？

解：设平衡时CO2和H2的浓度为x mol·L-1CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)[讲解分析]：

c(始) /mol·L-10.200 0.2000 0

c(变)/mol·L-1x x x xc(平)/mol·L-10.200－x0.200－x x x

c(CO2) ·c(H2) x2=(0.200－x)(0.200－x)= 1.00K=c(CO) ·c(H2O)

解得: x = 0.1=0.100×100%= 50.0% 0.200[过 渡]： 如果用平衡常数来表示反应的限度有时，往往不够直观，实际应用时，常常用平衡转化率α来表示反应限度。那么平衡转化率α又如何来表达？

[知识归纳]：三、平衡转化率

A的初始浓度A的平衡浓度100%1、表达式：

A的初始浓度

2、应 用：转化率越大，反应越完全。

[即时训练]：4、那么请同学们算出上道题，达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少？

5、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：( B ) 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．改变温度可以改变此反应的平衡常数

[课堂小结]：化学平衡常数

1、化学平衡常数(符号为K)，2.书写平衡常数关系式的规则

3.引入平衡常数K的意义 4.平衡转化率

5、有关化学平衡常数的计算

练一练

1、（08年宁夏）将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：

①、NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)； ②、2HI(g)H2(g)＋I2(g) 达到平衡时，c(H2)=0.5mol·L-1，c(HI)=4mol·L-1，则此温度下反应①的平衡常数为( C ) A．9 B．16 C．20 D．25

2、将1mol气体A和3mol气体B在一定条件下发生反应：A(g) + 3B(g) 2C(g) （△H<0）。达到平衡时，B的转化率为50%，则A的转化率为 （ D ）

A． 25% B． 30% C． 40% D． 50% 3、完成P50的<问题解决> 4、抽烟对人体有害。烟草不完全燃烧产生的一氧化碳被吸进肺里跟血液中的血红蛋白（用Hb•O2表示）化合，发生下述反应：CO+Hb•O2O2+Hb•CO实验表明，Hb•CO的浓度即使只有Hb•O2浓度的2%，也足以使人的智力受损。试回答：

（1）、上述反应的平衡常数表达式为：K= 。

（2）、抽烟后，吸入肺部的空气中测得的CO和O2的浓度分别为10-6摩/升和10-2摩/升。

已知37℃时，平衡常数K=220，这时Hb•CO的浓度 大于 （填大于、等于或小于）

Hb•O2浓度的0.02倍。