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第二節　化學平衡
第2課時　化學平衡常數
第二章　 化學反應速率與化學平衡
平衡常數
K ＝
cp (C) cq (D)
cm (A) cn (B)
對于一般的可逆反應 m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
在一定溫度下達到化學平衡時，各物質的濃度滿足的數學關系式為：
化學平衡常數（K)
平衡常數表達式：
平衡常數表達式書寫——注意事項
①、表達式中的各物質的濃度必須為平衡時的濃度
②、平衡常數表達式與化學方程式的書寫一一對應
③、固體、純液體濃度視為常數，在表達式中不出現
【例1】寫出下列可逆反應的平衡常數表達式。
c2(NH3)
K1＝
c(N2) c3(H2)
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
2NH3(g) N2(g) + 3H2(g)
反應01
反應02
N2(g) + H2(g) NH3(g)
1
2
3
2
反應03
c2(NH3)
K2＝
c(N2) c3(H2)
c(NH3)
K3＝
c1/2(N2) c3/2(H2)
反應04
Fe3O4(s) + 4H2(g) 3Fe(s) + 4H2O(g)
高溫
K＝
c4(H2O)
c4(H2)
平衡常數 · 表達式書寫
平衡常數 · 方程關系
①、N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
②、2NH3(g) N2(g) + 3H2(g)
③、 N2(g) + H2(g) NH3(g)
1
2
3
2
c2(NH3)
K1＝
c(N2) c3(H2)
c2(NH3)
K2＝
c(N2) c3(H2)
c(NH3)
K3＝
c1/2(N2) c3/2(H2)
方程關系
① = -②
K1=
K關系
1
K2
① = ③
1
2
K1=
（K2）
總結
1、方程的加減關系 → K的乘除關系
2、方程的系數關系 → K的次方關系
編號 反應 平衡常數 反應熱
反應① A(g) B(g)＋C(g) K1 ΔH1
反應② B(g)＋C(g) D(g) K2 ΔH2
反應③ A(g) D(g) K3 ΔH3
【例1】對于下列反應，其反應過程的能量變化示意圖如下：
下列說法正確的是(　　 )
A．K3＝K1＋K2
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．加催化劑，反應①的反應熱降低，反應速率加快
D．增大壓強，K1減小，K2增大，K3不變
B
課堂練習
內因：物質性質不同，反應的平衡常數不同
平衡常數 · 影響因素
外因：溫度
對于同一個反應來說，
K只與溫度有關，
改變濃度、壓強、催化劑
均不會改變K
溫度與平衡常數（K）的關系
“T升K升正為吸，T升K降正為放”
平衡常數 · 應用
思考
結合平衡常數的表達式思考，K 的大小表示什么含義？
平衡常數體現了可逆反應的進行程度（限度）
K ＝
cp(C) cq(D)
cm(A) cn(B)
m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
①、K值越大，表示反應進行得越完全，平衡時反應物的轉化率越大。
一般來說，K≥105時可認為該反應基本完全進行
②、化學平衡常數的大小反映的是反應進行的程度大小，并不涉及反應時間和化學反應速率。
也就是說，某個化學反應的平衡常數很大，可能化學反應速率卻很小
【例2】在一定條件下，有下列分子數之比相同的可逆反應，其平衡常數K值分別是
①H2＋F2 2HF　K＝1047；
②H2＋Cl2 2HCl　K＝1017；
③H2＋Br2 2HBr　K＝109；
④H2＋I2 2HI　K＝1。
比較K值大小，可知各反應的正反應進行的程度由大到小的順序是(　　 )
A．①②③④ B．④②③①
C．①④③② D．無法確定
A
課堂練習
【例1】將0.1 mol CO與0.1 mol H2O氣體混合充入10 L密閉容器中，加熱到800 ℃ ，充分反應達到平衡后，測得CO的濃度為0.005 mol·L-1 。
(1)、求該反應的平衡常數 (2)、求平衡時CO的轉化率。
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
起 0.01 0.01 0 0
轉 0.005
平 0.005
0.005 0.005 0.005
0.005 0.005 0.005
K＝ ＝ ＝1
c(CO2) c(H2)
c(CO) c(H2O)
0.005 × 0.005
0.005 × 0.005
CO的轉化率為：
× 100%
＝ 50%
0.005 mol·L-1
0.01 mol·L-1
平衡常數 · 應用
C
起 0.01 0.03 0 0
轉
平
【例1】將0.1 mol CO與0.1 mol H2O氣體混合充入10 L密閉容器中，加熱到800 ℃ ，充分反應達到平衡后，測得CO的濃度為0.005 mol·L-1 。
(3)、在上述溫度下，CO的量不變，將氣態H2O的投料改為0.3 mol，
達到平衡時，CO的濃度為多少？CO的轉化率為多少？
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
x x x x
設達到平衡狀態時CO濃度的變化量為x mol
0.01-x 0.03－ x x x
K ＝ ＝
c(CO2) c(H2)
c(CO) c(H2O)
＝ 1
x2
(0.1 x) (0.3 x）
x ＝ 0.0075
(平衡常數只與溫度有關)
CO的轉化率為：
＝75%
× 100%
0.0075 mol·L-1
0.01 mol·L-1
平衡常數 · 應用
解題關鍵：
改變投料不影響平衡常數K
C
序號 起始濃度/(mol·L-1) 平衡時CO的轉化率
CO(g) H2O(g)
1 0.01 0.01 50%
2 0.01 0.03 75%
【例1】將0.1 mol CO與0.1 mol H2O氣體混合充入10 L密閉容器中，加熱到800 ℃ ，充分反應達到平衡后，測得CO的濃度為0.005 mol·L-1 。
(3)、在上述溫度下，CO的量不變，將氣態H2O的投料改為0.3 mol，
達到平衡時，CO的濃度為多少？CO的轉化率為多少？
平衡常數 · 應用
改變投料濃度不影響K，但會影響平衡時物質的轉化率
【例1】將0.1 mol CO與0.1 mol H2O氣體混合充入10 L密閉容器中，加熱到800 ℃ ，充分反應達到平衡后，測得CO的濃度為0.005 mol·L-1 。
(4)、在該溫度下，CO的量不變，將氣態H2O的投料改為0.375 mol ，
反應一段時間后測得體系中CO的濃度為0.0025 mol·L-1 ，此時反應是否達到平衡狀態？
0.01 0.0375 0 0
0.0075 0.0075 0.0075 0.0075
0.0025 0.03 0.0075 0.0075
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
K＝ ＝ ＝0.75
c(CO2) c(H2)
c(CO) c(H2O)
0.0075 × 0.0075
0.0025 × 0.03
＜ 1
此時不是化學平衡狀態，反應在向正反應方向進行之中
平衡常數 · 應用
解題關鍵：若此時為平衡狀態，則計算出的K值應與此前一致
起
轉
平
C
m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
對于可逆反應：
＝Q
任意時刻，反應中各物質的濃度冪之積的比值——濃度商
cp (C) cq (D)
cm (A) cn (B)
濃度商
達到化學平衡狀態時濃度商等于該溫度下的K
同一溫度下：
是否平衡或平衡移動的方向，可用該時刻濃度商Q與K比較大小來判斷
Q ＝ K ，處于化學平衡狀態
Q ＜ K ，向正反應方向進行
Q ＞ K ，向逆反應方向進行
平衡常數 · 應用
1．下列關于化學平衡常數的敘述正確的是(　　 )
A．化學平衡常數表示反應進行的程度，與溫度無關
B．兩種物質反應，不管怎樣書寫化學方程式，平衡常數均不變
C．化學平衡常數等于某一時刻生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值
D．溫度一定，對于給定的化學反應，正、逆反應的平衡常數互為倒數
D
課堂練習
2．下列關于化學平衡常數的說法正確的是(　　 )
A．在任何條件下，化學平衡常數不變
B．當改變反應物的濃度時，化學平衡常數會發生改變
C．化學平衡常數K與溫度、反應物濃度、體系的壓強有關
D．由化學平衡常數K可以推斷一個可逆反應進行的程度
D
課堂練習

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