化學平衡常數(shù)課件

1、1.結論結論：一定：一定溫度溫度下，下，生生成物濃度成物濃度的系數(shù)次方的乘的系數(shù)次方的乘積與積與反應物濃度反應物濃度系數(shù)次方系數(shù)次方的乘積之比為一常數(shù)此常的乘積之比為一常數(shù)此常數(shù)為平衡常數(shù)。用數(shù)為平衡常數(shù)。用K表示。表示。：濃度的單位為濃度的單位為molL-1K的單位為的單位為(molL-1) n；二、二、平衡常數(shù)的平衡常數(shù)的數(shù)學表達式及單位：數(shù)學表達式及單位： 對于一般的可逆反應對于一般的可逆反應mA+nB pC+qD c(C)pc(D)q c(A) mc(B) n K =K值的大小，表示在一定溫度下，反值的大小，表示在一定溫度下，反應達到平衡時該反應進行的程度（反應達到平衡時該反應進行的程

2、度（反應的限度）。應的限度）。1 K值越大，反應程度增大，轉化率越值越大，反應程度增大，轉化率越高；反之則轉化率越低。高；反之則轉化率越低。一般當一般當K105時，該反應進行得基本完全。時，該反應進行得基本完全。)()()()(BcAcDcCcKbadc2反之對于反之對于K值值很小的反應說明正反應在該條件下很小的反應說明正反應在該條件下不可能進行，如不可能進行，如:N2+O22NOKc=10-30(298K)所以常溫下用此反應固定氮氣所以常溫下用此反應固定氮氣是不可能的。因此沒有必要在該條件下進行實驗，是不可能的。因此沒有必要在該條件下進行實驗，以免浪費人力物力?；蛘吒淖儣l件使反應在新的以免浪

3、費人力物力。或者改變條件使反應在新的條件下進行比較好一些。條件下進行比較好一些。3、平衡常數(shù)數(shù)值的大小，只能大致告訴、平衡常數(shù)數(shù)值的大小，只能大致告訴我們一個可逆反應的正向反應所進行的我們一個可逆反應的正向反應所進行的最大程度，并不能預示反應達到平衡所最大程度，并不能預示反應達到平衡所需要的時間。如：需要的時間。如：2SO2(g)+O2=2SO3(g)298K時時K很大，但由于速度太慢，很大，但由于速度太慢，常溫時，幾乎不發(fā)生反應。常溫時，幾乎不發(fā)生反應。4、K只受溫度的影響，與反應物或生成物只受溫度的影響，與反應物或生成物的濃度變化無關，對于吸熱反應來說，溫度的濃度變化無關，對于吸熱反應來說

4、，溫度越高，越高，K值越大；對于放熱反應來說，溫度值越大；對于放熱反應來說，溫度越高，越高，K值越小。所以我們可以利用值越小。所以我們可以利用K值判值判斷反應的熱效應。斷反應的熱效應。三、使用平衡常數(shù)應注意的問題三、使用平衡常數(shù)應注意的問題（1）必須指明）必須指明溫度溫度，反應必須達到平衡狀態(tài)，反應必須達到平衡狀態(tài)（2）平衡常數(shù)表示反應進行的程度，）平衡常數(shù)表示反應進行的程度，不表示不表示 反應的快慢反應的快慢，即速率大，即速率大，K值不一定大值不一定大（3）在進行）在進行K值的計算時，值的計算時，固體固體、液態(tài)液態(tài)水不水不作考慮，表達式中不需表達作考慮，表達式中不需表達Fe3O4(s) +

5、4H2(g) 高溫高溫3Fe(s) + 4H2O(g) 如：如：)H(c)OH(cK2424一定溫度下一定溫度下三、使用平衡常數(shù)應注意的問題三、使用平衡常數(shù)應注意的問題（4）在進行）在進行K值的計算時，值的計算時，稀溶液中的稀溶液中的H2O的濃度可不表達的濃度可不表達Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+如：如：)OCr(c)H(c)CrO(cK2722242一定溫度下一定溫度下（5）平衡常數(shù)的表達式與方程式的書寫有關）平衡常數(shù)的表達式與方程式的書寫有關N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H21/2N2+3/2H2 NH3)H(c)N( c)NH(cK232321)NH(c

6、)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH( cK/22322133K1 = 1/K2 = K32三、使用平衡常數(shù)應注意的問題三、使用平衡常數(shù)應注意的問題某溫度下某溫度下例例2: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 (g) K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) KK = K1 K2 K 與與 K1 、 K2是什么關系？是什么關系？（6）多重平衡規(guī)則：多重平衡規(guī)則：若干方程式相加若干方程式相加( (減減) )，則，則總反應的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積總反應的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積( (商商) ) C (s) + CO

7、2(g) 2CO(g) K C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 K = K1/K2（7）、可利用平衡常數(shù)的值做標準，判斷正在可利用平衡常數(shù)的值做標準，判斷正在進行的可逆反應是否平衡及不平衡時向何方進行的可逆反應是否平衡及不平衡時向何方向進行建立平衡。如：可逆反應向進行建立平衡。如：可逆反應mA+nB pC+qD c(C)pc(D)q c(A) mc(B) n QC=QC叫做該反應的濃度商叫做該反應的濃度商QCK，反應向逆反應方向進行，反應向逆反應方向進行注：溫度一定時，對于一個化學反應，平衡

8、常數(shù)雖然注：溫度一定時，對于一個化學反應，平衡常數(shù)雖然一定，一定，但不同的反應物的平衡轉化率可能不同但不同的反應物的平衡轉化率可能不同。不能。不能脫離具體的反應物談平衡轉化率。脫離具體的反應物談平衡轉化率。四四 平衡轉化率平衡轉化率 用平衡常數(shù)來表示反應的限度有時不夠直觀，常用用平衡常數(shù)來表示反應的限度有時不夠直觀，常用平衡轉化率平衡轉化率來表示反應限度。來表示反應限度。對于可逆反應對于可逆反應: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)反應物反應物A的平衡轉化率（該條件最大轉化率）可表示：的平衡轉化率（該條件最大轉化率）可表示：%100)()()(%100)%(00AcAcAcAAA

9、A平的初始濃度的平衡濃度的初始濃度%100%100)%(始平始初始的物質的量的平衡物質的量初始的物質的量nnnAAAA【例【例1】在某溫度下，將】在某溫度下，將H2(g)和和I2(g)各各0.10mol混合混合物充入物充入10L的密閉容器中，充分反應達到平衡時，測的密閉容器中，充分反應達到平衡時，測得得c(H2)=0.0080mol/L，求：，求：(1)反應的平衡常數(shù)反應的平衡常數(shù)(2)其它條件不變，充入的其它條件不變，充入的H2(g)和和I2(g)各各0.20mol,求求達平衡時各物質的平衡濃度。達平衡時各物質的平衡濃度。(1)已知初始濃度和平衡濃度求平衡常數(shù)已知初始濃度和平衡濃度求平衡常數(shù)

10、評析：一般思路評析：一般思路先列出化學反應中各物質的先列出化學反應中各物質的“起始量、轉化量、平衡起始量、轉化量、平衡量量”(三段式三段式)，求出各物質的平衡濃度，再代入平衡常數(shù)公式求解。，求出各物質的平衡濃度，再代入平衡常數(shù)公式求解。（2）以知平衡常數(shù)和初始濃度求平衡濃度及轉化率。）以知平衡常數(shù)和初始濃度求平衡濃度及轉化率。例題：例題： 一氧化碳變換反應一氧化碳變換反應CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在在773K時時,平平衡常數(shù)衡常數(shù)Kc=9，如反應開始時，如反應開始時CO和和H2O的濃度都的濃度都是是0.020 molL，計算在這條件下，計算在這條件下，CO的轉化率的轉化

11、率最大是多少？最大是多少？起始濃度起始濃度 : 0.020 0.020 0 0轉化濃度：轉化濃度： x x x x平衡濃度平衡濃度 : 0.020-x 0.020-x x x 解得解得:x=0.015 (molL-1 )解：設平衡時解：設平衡時CO2和和H2的濃度為的濃度為x molL-1 K = = 9x2(0.020-x)2CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)轉化率 = 100 = 75 % 0.0150.020例例(叢書叢書P31)高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應如下高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)Q。其平衡常數(shù)可。其平衡常

12、數(shù)可表達為表達為: K=c(CO2)/c(CO)，已知，已知1100，K=0.263 (1)若平衡向右進行，高爐內(nèi)若平衡向右進行，高爐內(nèi)CO2和和CO的體積比值的體積比值_，平衡常數(shù)，平衡常數(shù)K值值_(填填“增大增大”“”“減減小小”或或“不變不變”) (2)1100時，測得高爐中時，測得高爐中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應是否處于平，在這種情況下該反應是否處于平衡狀態(tài)衡狀態(tài)_(填填“是是”或或“否否”)，此時化學反應，此時化學反應速率是速率是V正正_V逆逆(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等等于于”)，其原因，其原因是是 。增大增大增

13、大增大否否大于大于c(CO2)/c(CO)0.250.263，說明不是平衡狀態(tài)，說明不是平衡狀態(tài)，且向正反應方向進行且向正反應方向進行 課堂小結：課堂小結：(1) K只是只是溫度溫度的函數(shù)，不隨起始濃度大小而變化。的函數(shù)，不隨起始濃度大小而變化。 (2) K與與方程式寫法方程式寫法有關。有關。(3) K值大小標志反應能達到的最大限度值大小標志反應能達到的最大限度,K值值越大，反應物的轉化率越大，反應越完全越大，反應物的轉化率越大，反應越完全。(4)利用利用K值可以判斷反應是否處于平衡狀態(tài)值可以判斷反應是否處于平衡狀態(tài),并判斷平衡的移動方向并判斷平衡的移動方向現(xiàn)有一定溫度下的密閉容器中存在如下反

14、應：現(xiàn)有一定溫度下的密閉容器中存在如下反應：2SO2+O2 2SO3知知C(SO2)始始=0.4mol/L，C(O2)始始=1mol/L經(jīng)測定該經(jīng)測定該反應在該溫度下的平衡常數(shù)反應在該溫度下的平衡常數(shù)K19，試判斷，試判斷，當當SO2轉化率為轉化率為50時，該反應是否達到平衡狀時，該反應是否達到平衡狀態(tài)，若未達到，哪個方向進行？態(tài)，若未達到，哪個方向進行？例題例題K 19，未達到平衡，向正方向進行。，未達到平衡，向正方向進行。 (2002上海高考）（叢書上海高考）（叢書P32）在一定體積密閉容器中，）在一定體積密閉容器中，進行如下反應：進行如下反應： CO2(g)+H2(g) CO(g) +H

15、2O(g),其平衡常數(shù)和溫度其平衡常數(shù)和溫度t的關系如下：的關系如下：(1)k的表達式為：的表達式為：(2)該反應為該反應為反應（反應（“吸熱吸熱”或或“放熱放熱”）(3)能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)（）能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)（）.容器中壓強不變?nèi)萜髦袎簭姴蛔?.混合氣體中濃度不變混合氣體中濃度不變.v(H2)正正=v(H2O)逆逆 D.c(CO2)=c(CO)(4)若若c(CO2) .c(H2)=c(CO) .c(H2O),此時溫度為此時溫度為 .t/C70080083010001200k0.60.91.01.72.6吸熱吸熱830BC(3)已知平衡轉化率和初始濃度

16、求平衡常數(shù)已知平衡轉化率和初始濃度求平衡常數(shù)【鞏固練習【鞏固練習1】反應反應SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定溫度下，將物質的量濃度均為若在一定溫度下，將物質的量濃度均為2mol/L的的SO2(g)和和NO2(g)注入一密閉容器中，當達到平衡狀態(tài)時，測得注入一密閉容器中，當達到平衡狀態(tài)時，測得容器中容器中SO2(g)的轉化率為的轉化率為60%，試求：在該溫度下。，試求：在該溫度下。（1）此反應的濃度平衡常數(shù)。）此反應的濃度平衡常數(shù)。（2）若）若SO2(g)的初始濃度增大到的初始濃度增大到3mol/L,則則SO2和和NO2的的轉化率各變?yōu)槎嗌伲繌闹心隳艿贸鍪裁唇Y論？轉化率各變?yōu)槎嗌伲繌闹心隳艿贸鍪裁唇Y論？(答案答案: (1)K=2.25; (2) 47.7% 73%) 通過此題可知增加某一種反應物的濃度，再通過此題可知增加某一種反應物的濃度，再次平衡后其轉化率降低，但另一種反應物的