2024_2025学年新教材高中化学第2章化学反应速率与化学平衡第2节基次时5化学平衡状态化学平衡常数学案新人教版选择性必修1.doc
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化学平衡状态化学平衡常数
学习任务
1．通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡，理解并会推断化学平衡状态的标记。
2．相识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。
3．了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系，培育变更观念与平衡思想的化学核心素养。
一、化学平衡状态
1．化学平衡状态的概念
在确定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而变更，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
2．化学平衡的特征
化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变。
(1)逆：探讨的对象是可逆反应。
(2)等：化学平衡的条件是v正和v逆相等。
(3)动：化学平衡是一种动态平衡，此时反应并未停止。
(4)定：当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为确定值。
(5)变：若外界条件变更，平衡可能发生变更，并在新条件下建立新的平衡。
在200℃时，将1molH2(g)和2molI2(g)充入体积为VL的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)ΔH＝－akJ·mol－1。
(1)反应刚起先时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝________，所以化学反应速率________最大，而________最小(为零)。
(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变更趋势为c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)________，从而化学反应速率v正________，而v逆________(以上均填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)当反应进行到v正与v逆________时，此可逆反应就达到了平衡。若保持外界条件不变时，反应混合物的总物质的量为________mol。此时放出的热量Q________akJ(填“＝”“”或“”)。
[解析](1)依据c＝eq\f(n,V)即可求出各自的浓度。(3)该反应为等体积反应，反应前后物质的量不变，所以混合物总物质的量仍为3mol。因为该反应为可逆反应，不行能进行完全，所以放出的热量小于akJ。
[答案](1)eq\f(1,V)mol·L－1eq\f(2,V)mol·L－10v正v逆
(2)减小减小增大减小增大(3)相等3
二、化学平衡常数
1．浓度商
对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在随意时刻的eq\f(cp?C?·cq?D?,cm?A?·cn?B?)称为浓度商，常用Q表示。
2．化学平衡常数
(1)表达式
对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，平衡常数的表达式为K＝eq\f(cp?C?·cq?D?,cm?A?·cn?B?)。
(2)留意事项
①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。
②反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。
③化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，由于化学方程式的书写不同，平衡常数的表达式不同，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，K＝a则有：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，K′＝eq\f(1,a)；eq\f(1,2)N2＋eq\f(3,2)H2NH3，K″＝eq\r(a)。
(3)意义
K越大→平衡体系中生成物所占的比例越大→正反应进行的程度越大→反应进行得越完全→平衡时反应物的转化率越大；反之，K越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率就越小。一般来说，当K105时，该反应就进行得基本完全了。
对于可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，其平衡常数K的表达式是什么？若保持其他条件不变，分别增大压强、增大N2浓度，平衡如何移动？平衡常数K如何变更？
[提示]K＝eq\f(c2?NH3?,c?N2?·c3?H2?)；增大压强，增大N2的浓度，平衡均正向移动，但平衡常数K不变。
3．利用浓度商、化学平衡常数推断反应方向
Q＜K，反应向正反应方向进行；
Q＝K，反应处于平衡状态；
Q＞K，反应向逆反应方向进行。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度。(×)
(2)催化剂既能变更速率常数，也能变更更学平衡常数。 (×)
(3)对于同一可逆反应，上升温度，则化学平衡常数增大。 (×)
(4)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大。
(×)
化学平衡状态的推断方法
德国化学家哈伯(F．Haber,1868～1934)从1902年起先探讨由氮气和氢气干脆