高中化學人教版選修四第二章第三節(jié)第4課時化學平衡常數(shù)

1、1第4課時 化學平衡常數(shù)21.了解化學平衡常數(shù)的含義。2.能利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算。31.什么是化學平衡？2.化學平衡有哪些特征？3.什么是平衡移動？ 1.化學平衡狀態(tài)，就是指在一定條件下的可逆反應里，正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。 2.逆、等、動、定、變 3.條件改變（濃度、溫度、壓強）導致舊平衡破壞，新平衡建立的過程。H2(g) +I2(g) 2HI(g)密閉容器457.6 根據(jù)數(shù)據(jù)通過計算分析出平衡時數(shù)據(jù)中的規(guī)律。48.3848.6148.5448.4848.7148.81下面我們以H2和I2(g)的反應為例,研究化學平衡的性質(zhì)(1)溫度不變

2、時， 為常數(shù), 用K表示,K =48.74；(2)常數(shù)K與反應的起始濃度大小無關；(3)常數(shù)K與正向建立還是逆向建立平衡無關即與平衡建立 的過程無關。2c (HI)c(H2) c(I2) 結論54.554.654.4554.33H2(g) +I2(g) 2HI(g)密閉容器425.6 溫度改變平衡常數(shù)也發(fā)生改變。結論c cp p( (C C) )c cq q( (D D) ) c cm m( (A A) )c cn n( (B B) )= =K 7化學平衡常數(shù)1.概念 在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是個常數(shù)，這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)

3、。（簡稱平衡常數(shù)） 對于一般的可逆反應：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)2.表達式閱讀總結練習：試寫出下列反應的濃度平衡常數(shù)的數(shù)學表達式： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)()()(22232OcSOcSOcK)()()(22OHcHcCOcK注意：反應中的固體或純?nèi)軇┎涣腥肫胶獬?shù)的表達式中！催化劑93.表示意義 K值越大，說明平衡體系中生成物的比例越大，正反應進行的程度越大，即該反應進行得越完全，反應物的轉化率越大。反之就越不完全，轉化率就越小。10(1) K只是溫度的函數(shù)，即：K=f(T)若H0, 溫度升高，K值若H

4、0, 溫度升高，K值(2)反應物或生成物中有固體和純液體存在時，由于其濃度可看做常數(shù)而不寫入表達式。(3)化學平衡常數(shù)表達式中各物質(zhì)的濃度必須是平衡狀態(tài)下的濃度，不能用任一時刻的濃度值。注意增大。減小。例例1：在某溫度下，將：在某溫度下，將H2和和I2各各0.1mol的混合物充入的混合物充入10L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后的密閉容器中，充分反應，達到平衡后c(H2)=0.0080mol/L。（1）求該反應的平衡常數(shù)。）求該反應的平衡常數(shù)。（2）在上述溫度下，該容器中若通入）在上述溫度下，該容器中若通入H2和和I2蒸汽各蒸汽各0.2mol，試求達到平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的濃度。試求達到平衡狀態(tài)

5、時各物質(zhì)的濃度。 1112【解析解析】 （1） H2 + I2 2HI 起始濃度起始濃度/molL-1 0.010 0.010 0變化濃度變化濃度/molL-1 0.0020 0.0020 0.0040平衡濃度平衡濃度/molL-1 0.0080 0.0080 0.0040答：平衡常數(shù)為答：平衡常數(shù)為0.25。13（2） H2 + I2 2HI 起始濃度起始濃度/molL-1 0.020 0.020 0變化濃度變化濃度/molL-1 x x 2x平衡濃度平衡濃度/ molL-1 0.020-x 0.020-x 2x答答:平衡時平衡時c(H2)=c(I2)=0.016mol/L c(HI)=0.

6、0080mol/L解之得解之得 x=0.0040mol/L平衡時平衡時 c(H2)=c(I2)=0.016mol/L c(HI)=0.0080mol/L 例例2：在密閉容器中，將：在密閉容器中，將2.0molCO與與10molH2O混合加熱到混合加熱到800 C，達到平衡：，達到平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.0 求求CO轉化為轉化為CO2的轉化率。的轉化率。 1415【解析解析】 設達到平衡時設達到平衡時CO轉化為轉化為CO2的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為x,容容器的容積為器的容積為V。 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 起始濃度：起始濃

7、度：平衡濃度：平衡濃度：變化濃度變化濃度: XV XV XV XV 16X2=(2.0-x)(10-x) =20-12x+x2CO轉化為轉化為CO2的轉化率為：的轉化率為：答：答：CO轉化為轉化為CO2的轉化率為的轉化率為83%。1、如果反應中有固體和純液體參加，它們的濃度不應寫在平衡關系式中，因為它們的濃度是固定不變的，化學平衡關系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。如：CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)K=c(CO2)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)書寫平衡常數(shù)關系式的規(guī)則K=c(CO)c(CO2) c(H2)2、 稀溶液中進行的反應，如有水參加，水的濃度也

8、不必寫在平衡關系式中，如：Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+K=c2 (CrO42-) c2(H+)c(Cr2O72-) 3、非水溶液中的反應，如有水生成或有水參加反應，此時水的濃度不可視為常數(shù)，必須表示在平衡關系式中。如酒精和醋酸的液相反應C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5) c(H2O)c(C2H5OH) c(CH3COOH)4、同一化學反應，可以用不同的化學反應式來表示，每個化學方程式都有自己的平衡常數(shù)關系式及相應的平衡常數(shù)。例：N2O4（g） 2NO2（g） 1/2N2O4（g） NO2（g） 1/3N2O4（g） 2/3

9、NO2（g） K=c2(NO2)c(N2O4)K=c(NO2)c1/2(N2O4)K=c2/3(NO2)c1/3(N2O4)例1: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 K2 5、多重平衡規(guī)則 若干方程式相加(減)，則總反應的平衡 常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)例2: C (s) + CO2(g) 2CO(g) K C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 K = K 2 K 1 在一定溫

10、度的密閉容器中，對于反應 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，（1）將容器的體積擴大兩倍，該平衡向哪個方向移動？（2）保持H2的濃度不改變將容器的體積擴大兩倍，該平衡向哪個方向移動？【課后思考】 對于可逆反應，在一定溫度的任意時刻，反應物的濃度和生成物的濃度有如下關系：叫該反應的濃度商（1）QCK:反應向正方向進行（2）QCK:平衡不移動（3）QCK:反應向逆方向進行m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)在一定溫度的密閉容器中，對于反應 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，（2）保持H2的濃度不改變將容器的體積擴大兩倍，該平衡向哪個方向移動？當平衡體系中

11、有多條件改變，勒夏特列原理無法判斷平衡移動方向時，我們可以考慮計算QC和K的相對大小?！纠^續(xù)探究】注意：一定溫度下的密閉容器中存在：2SO2+O2 2SO3知c(SO2)始=0.4mol/L，c(O2)始=1mol/L經(jīng)測定該反應在該溫度下的平衡常數(shù)K19，試判斷，（1）當SO2轉化率為50時，該反應是否達到平衡狀態(tài)，若未達到，哪個方向進行？（2）達平衡狀態(tài)時， SO2的轉化率應為多少？隨堂練習1 已知在800K時，反應： CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g) 若起始濃度c(CO) = 2molL-1，c(H2O) = 3molL-1，則反應達平衡時，CO轉化成CO2的轉

12、化率為60%，如果將H2O的起始濃度加大為6 molL-1，試求此時CO的轉化率。隨堂練習2 28化學平衡常數(shù)1.概念2.意義3.表達式4.有關計算K=f(T)291 1下列敘述中一定能判斷某化學平衡發(fā)生移動的是下列敘述中一定能判斷某化學平衡發(fā)生移動的是 ( )( )A A混合物中各組分的濃度改變混合物中各組分的濃度改變B B正、逆反應速率改變正、逆反應速率改變C C混合物中各組分的含量改變混合物中各組分的含量改變D D混合體系的壓強發(fā)生改變混合體系的壓強發(fā)生改變C302.某溫度下，向容積為某溫度下，向容積為2 L的密閉反應器中充入的密閉反應器中充入0.10 molSO3，當反應器中的氣體壓強

13、不再變化時測得，當反應器中的氣體壓強不再變化時測得SO3的轉化率的轉化率為為20%，則該溫度下反應，則該溫度下反應2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)的平的平衡常數(shù)為衡常數(shù)為 ( )A3.2103B1.6103C8.0102 D4.0102A313某溫度下，在一個某溫度下，在一個2 L的密閉容器中，加入的密閉容器中，加入4 mol A和和2 mol B進行如下反應：進行如下反應：3A(g)2B(g) 4C(s)2D(g)，反應一段時間后達到，反應一段時間后達到平衡，測得生成平衡，測得生成1.6 mol C，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是 ( )A該反應的化學平衡常數(shù)表達式是該反應的化學平衡常數(shù)表達式是KB此時，此時，B的平衡轉化率是的平衡轉化率是40%C增大該體系的壓強，平衡向右移動，化學平衡常數(shù)增