1、第六课时 化学平衡常数三维目标 知识与技能理解化学平衡常数的概念，掌握有关化学平衡常数的简单计算。过程与方法能用化学平衡常数、转化率判断化学反应进行的程度。情感态度与价值观培养学生的逻辑思维能力和科学态度；培养学生理论联系实际能力。教学重难点 教学重点理解化学平衡常数的概念及化学平衡常数的简单计算。教学难点理解化学平衡常数与反应进行方向和限度的内在联系。教 学 过 程 设 计复习提问什么叫化学平衡？化学平衡的特征有哪些？回答 化学平衡是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量(溶液中表现为浓度)保持恒定的状态。化学平衡的特征：(1)反应物和所有产
2、物均处于同一反应体系中，反应条件(温度、压强) 保持不变。(2)达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变；由于达到化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。达到平衡时正反应速率等于逆反应速率。引入 尽管就这么几句话，但真正在学习中能否准确把握和处理好关于化学平衡的问题，还需大家对该概念及相关特征进行深入的理解。化学平衡状态的特征，不仅包括上边大家回答的那些，还有其他方面的特征，这就是今天咱们学习和讨论的主题化学平衡常数。板书 三、化学平衡常数(chemical equilibrium constant)探究活动请同学们阅读教材 P28 标题三下面的内容以及浓度关系数据表，分析并验算表中
3、所给的数据，最后可以得到什么结论？投影 在 457.6 时，反应体系中各物质浓度的有关数据如下：起始时各物质的浓度( molL1)平衡时各物质的浓度( molL 1)平衡常数c2HIcH2cI2H2 I2 HI H2 I2 HI1.1971026.94410305.6171035.941041.27010248.261.2281029.96410303.8451031.5291031.68710248.411.2011028.40310304.5801039.731041.48610248.550 01.5201021.6951031.6951031.18110248.560 01.28710
4、21.4351031.4351031.00010248.580 03.7771024.2151034.2151032.93410248.44化学平衡常数平均值 48.47讲 分析上表的数据，可么得出以下结论：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号 K 表示。例如， Kc2(HI)c(H2)c(I2)副板书 一定温度下：Kc(HI)2c(H2)c(I2)讲 在一定温度下，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，又无论反应物起始浓度为多少，最后都能达到化学平衡。这时生成物的浓度幂
5、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。板书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。投影 计算平衡常数：起始时各物质的浓度/ molL1平衡时各物质的浓度/ molL1c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)平衡时c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)0 0 0.01 0.01 0.005 0.005 0.005 0.005副板书 结论：达到平衡时 1.0
6、(常数)c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)问 刚才得出的平衡常数 K 是由一个特殊的反应引出的，其K ，但如果对于任意一个可逆化学反应：c2(HI)c(H2)c(I2)mAnBpC qD，其平衡常数 K 又该如何表示呢？讲 平衡常数实际上是平衡混合物中各生成物浓度的化学计量数次方的乘积除以反应物浓度的化学计量数次方的乘积。即 KCpCq(D)Cm(A)Cn(B)板书2. 表达式对于任意反应mAnB pCqD KCpCq(D)Cm(A)Cn(B)讲 在应用平衡常数表达式时，稀溶液中的水分子浓度可不写。因为稀溶液的密度接近于 1 g/mL，水的物质的量浓度 55.6 mol/L。在化学变
7、化过程中，水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去。对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度同样是常数。讲 当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响。因此，固体的“浓度 ”作为常数，在平衡表达式中，就不写固体的浓度。板书3. 书写平衡常数表达式时注意的问题：(1)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可以看做“1” 而不代入公式。讲 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数不同。但是这些平衡常数可以相互换算。
8、例如：N2(g) 3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为 K1，1/2N 2(g)3/2H 2(g) NH3(g)的平衡常数为 K2，NH 3(g) 1/2N2(g)3/2H 2(g)的平衡常数为 K3；写出 K1 和 K2 的关系式：K 1K 。2板书(2)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关问 化学平衡常数实际上是化学平衡的又一特征，那么化学平衡常数 K 的大小有什么意义呢？讲 可以从平衡常数 K 的大小推断反应进行的程度， K 只受温度影响，K 越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比越大，也就是反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之 K 越小，表示反应进行
9、的程度越小，反应物的转化率也越小。板书4. 化学平衡常数的意义：K 只受温度影响， K 越大，反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之 K 越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。问 什么叫反应物的转化率？副板书 某指定反应物的转化率 100%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 度随堂练习写出下列反应的平衡常数的表达式PCl5(g) PCl3(g)Cl 2(g)2HI(g) H2(g)I 2(g)CaCO3(s) CaO(s)CO 2(g)Fe3O4(s)4H 2(g) 3Fe(s)4H 2O(g)分
10、析 在写表达式时注意 中固体物质的浓度为 1，不写出。例 1在某温度下，将 H2 和 I2 各 0.10 mol 的气态混合物充入 10 L 的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得 c(H2)0.008 0 mol/L。(1)求该反应的平衡常数。(2)在上述温度下，该容器中若通入 H2 和 I2 蒸气各 0.20 mol，试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。解(1) 依题意可知，平衡时 c(H2)0.008 0 mol/L，消耗 c(H2)0.002 0 mol/L，生成 c(HI)0.004 0 mol/LH 2 I 2 2HI起始时各物质浓度/ molL 1 0.010 0.010 0平
11、衡时各物质浓度/ molL 1 0.008 0 0.008 0 0.004 0K 0.25c2HIcH2cI2 0.004 020.008 02答：平衡常数为 0.25。(2)依题意可知，c(H 2)0.020 mol/L，c(I 2)0.020 mol/L设 H2 的消耗浓度为 x，则： H 2 I 2 2HI平衡时各物质浓度/ molL 1 0.020x 0.020x 2x因为 K 不随浓度发生变化，K 0.25c2(HI)c(H2)c(I2) (2x)2(0.020 x)2解得 x0.004 0 mol/L平衡时 c(H2)c(I 2) 0.016 mol/L c(HI)0.008 0
12、mol/L答：c(H 2) c(I2)0.016 mol/L，c(HI)0.008 0 mol/L。例 2在密闭容器中，将 2.0 mol CO 与 10 mol H2O 混合加热到800 ，达到下列平衡 CO(g)H 2O(g) CO2(g)H 2(g) K 1.0求 CO 转化为 CO2 的转化率。解 设 x 为达到平衡时 CO 转化为 CO2 的物质的量，V 为容器容积。CO(g)H 2O(g) CO2(g)H 2(g)起始浓度 molL1 2.0V 10V 0V 0V平衡浓度 molL1 2.0 xV 10 xV xV xVK 1.0c(CO)c(H2)c(CO)c(H2O)x2V22
13、.0 xV 10 xVx2(2.0 x)(10x)x22012xx 2x 1.66 2012CO 转化为 CO2 的转化率为： 100% 83%1.662.0答：CO 转化为 CO2 的转化率为 83%。讲 根据上述两道例题，小结一下化学平衡常数的应用。板书5. 化学平衡常数的应用(1)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) 。K 值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；K 值越小，表示反应进行得越不完全，反应物转化率越小。讲 一般地说，K10 5 时，该反应进行得就基本完全。板书(2)判断正在进行的可逆反应是否平衡及反应向何方向进行：对于可逆反应：mA(g)nB(g
14、) 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：Qcc p(C)cq(D)/cm(A)cn(B)，叫该反应的浓度商。QcK，v 正 v 逆 ，反应向正反应方向进行QcK，v 正 v 逆 ，反应处于平衡状态QcK，v 正 v 逆 ，反应向逆反应方向进行讲 增大平衡体系中反应物的浓度或减小生成物的浓度，浓度积小于平衡常数，平衡向正反应方向移动。板书(3)利用 K 可判断反应的热效应若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应( 填“吸热” 或“放热”)。若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应( 填“吸热” 或“放热”)。板 书 设 计第三节 化学平衡化学
15、平衡常数三、化学平衡常数(chemical equilibrium constant)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。2表达式对于任意反应mAnB pCqD KCpCa(D)Cm(A)Cn(B)3书写平衡常数表达式时，要注意：(1)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可以看做“1” 而不代入公式。(2)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。4化学平衡常数的意义：K 只受温度影响，K 越大，反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之 K 越小，表示
16、反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。5化学平衡常数的应用(1)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) 。K 值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；K 值越小，表示反应进行得越不完全，反应物转化率越小。(2)判断正在进行的可逆反应是否平衡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：Qcc p(C)cq(D)/cm(A)cn(B)，叫该反应的浓度商。QcK，v 正 v 逆 ，反应向正反应方向进行QcK，v 正 v 逆 ，反应处于平衡状态QcK，v 正 v 逆 ，反应向逆反应方向进行(3)利用 K 可判断反应的热效应若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应( 填“吸热” 或“放热”)。若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应( 填“吸热” 或“放热”)。课 堂 反 思谈到化学平衡常数必须指明温度，反应必须达到平衡状态，表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的值，不能用任一时刻的浓
