化学平衡常数教案新课随堂练习.doc

五、化学平衡常数
【学习目标】：
1、化学平衡常数的概念
2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断
3、运用化学平衡常数进行计算，转化率的计算
【学习过程】：
［引言］当一个可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态时，反应会进行到什么样的程度，达到什么样的限度，反应物和生成物的浓度之间是否有一定的定量关系？学了化学平衡常数之后就知道了。
另外，既然是“常数”，说明一个化学平衡中，无论某些条件如何改变，都有一个常数。
【学生】看书29页表格，你能得出什么结论？
（一个化学反应，无论从正反应，还是从逆反应开始，也无论反应开始的浓度有多大，达到平衡后，平衡常数基本相等）
1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反
应物浓度以系数为指数的幂的乘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）
2、化学平衡常数只与 温度 有关（属于温度常数），与反应物或生成物的浓度无关。
3、表达式：对于一般的可逆反应，mA（g）+ nB（g）pC（g）+ qD（g）
【学生】看书29页倒数第二段。
K=

【练习】写出下列化学反应的平衡常数表达式：
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，
[2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) ]
3Fe(s) + 4H2O(g) Fe3O4(s) + 4H2O(g)
Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)
1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2，
NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3；
【学生思考】从上述表达式中发现什么问题？
写出K1和K2的关系式： K1=K22 。
写出K2和K3的关系式： K2·K3=1 。
写出K1和K3的关系式： K1·K32=1 。
⑴ 方程式的书写形式（系数）不同，表达式书写形式不同；
⑵ 固体、纯液体的浓度视为“1”，不写在表达式中；
⑶ 注意浓度的表示方法，如氢气的浓度表示为c(H2);
⑷ 浓度之间用“·（乘）”号，不是“+”号；
4、有关计算
【学生】看书上29到30页例题，再做后面的备用练习1、3、6.(事先印给学生)
老师讲解。
5、平衡常数的意义：
（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＞105视为反应完全。
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达到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：Qc=Cp(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B)，叫该反应的粒子积常数。
Qc＜K ，反应向 正反应方向 进行
Qc＝K ，反应处于平衡状态
Qc＞K ，反应向 逆反应方向 进行
【例题】1、后面5题
2、（三维设计34页）在常温下，已知反应Ni(s) + H2O(g) NiO(s) + H2(g)的平衡常数K=0.0059，档的浓度相等时，该反应 （是否）达到平衡状态，如果没有，反应应该 （向正反应或逆反应方向）移动。

（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”)。
【例题】 已知Fe(s) +CO2(g) FeO(s)+CO(g) △H=aKJ/mol，平衡常数为K;测得在不同温度下，K值如下表：

(1）若500℃时进行上述反应，CO2起始浓度为2 mol/L,CO的的平衡浓度为
(2)方程式中的a 0（填“大于”、“小于”或“等于”）。
(3)700℃上述反应达到平衡，要使得该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有
（填序号）
A. 缩小反应器体积 B．通CO2
C．升高温度到900℃ D．使用合适的催化剂
〔答案〕(1)1 mol/L (Z）大于（3) BC

【例题】 (2010 –海南高考）高炉炼铁过程中发生的主要反应为
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：

该反应的平衡常数表达式K= ； △H 0（填“>;<”或“＝”）。

化学平衡常数课堂练习
1．某温度下，向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时，测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的平衡常数为(　　)
A．3.2×103　 B．1.6×103 C．8.0×102 D．4.0×102
2．已知在450℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的化学平衡常数为50，由此推断出在450℃时，反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的化学平衡常数为(　　)
A．50 B．0.02 C．100 D．无法确定
3. 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：
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L－1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L－1
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是(　　)
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．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大
D．升高温度平衡常数增大，则此反应为吸热反应
4．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：
①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；
②2HI(g)H2(g)＋I2(g)
达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HI)＝4 mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数
(单位：mol2·L－2)为(　　)
A．9 B．16 C．20 D．25
5．1 000 K时反应C(s)＋2H2(g)CH4(g)的K＝8.28×107 L·mol－1，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
6．将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容积为1 L的密闭容器中，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)＝0.040 mol·L－1。计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率(写出计算过程)。
8．(6分)(2012·北京西城区抽样测试)合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0具有重要的意义。
(1)该反应的化学平衡常数表达式是K＝________。
(2)该反应的化学平衡常数K与温度T的关系如下表所示：
T/K
473
573
673
…
K
4.4×10－2
K1
K2
…
其中，K1____K2(填“>”“＝”或“<”)。

11．(16分)反应aA(g)＋bB(g) cC(g)(ΔH<0)在等容条件下进行。改变其他反应条件，
在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示：
回答问题：
(1) 反应的化学方程式中，a∶b∶c为________；
(2)A的平均反应速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列顺序为________；
(3)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是________，其值是________；
(4)由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是__________，采取的措施是__
(5)比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低：T2________T3(填“>”、“<”、“＝”)，判断的理由是________；
(6)达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10 min 后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示第Ⅳ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势(曲线上必须标出A、B、C)。

6解析：X(g)＋Y(g)―→Z(g)
初始浓度(mol/L) 0.1 0.2 0
变化浓度(mol/L) 0.05 0.15 0.1
平衡浓度(mol/L) 0.05 0.05 0.1
A项，x的转化率为×100%＝50%
B项，X、Y、Z的浓度变化为0.05∶0.15∶0.1＝1∶3∶2，
所以该反应方程式为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，
其平衡常数K＝＝＝1600；
C项，平衡常数与压强改变无关系；D项，升温平衡常数增大表明平衡正向移动，因此反应为吸热反应。
答案：C