化學(xué)平衡常數(shù)課件

1、1.結(jié)論結(jié)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(yīng)物濃度反應(yīng)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(xué)表達(dá)式及單位：數(shù)學(xué)表達(dá)式及單位： 對(duì)于一般的可逆反應(yīng)對(duì)于一般的可逆反應(yīng)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(yīng)達(dá)到平衡時(shí)該反應(yīng)進(jìn)行的程度（反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)該反應(yīng)進(jìn)行的程

2、度（反應(yīng)的限度）。應(yīng)的限度）。1 K值越大，反應(yīng)程度增大，轉(zhuǎn)化率越值越大，反應(yīng)程度增大，轉(zhuǎn)化率越高；反之則轉(zhuǎn)化率越低。高；反之則轉(zhuǎn)化率越低。一般當(dāng)一般當(dāng)K105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。)()()()(BcAcDcCcKbadc2反之對(duì)于反之對(duì)于K值值很小的反應(yīng)說明正反應(yīng)在該條件下很小的反應(yīng)說明正反應(yīng)在該條件下不可能進(jìn)行，如不可能進(jìn)行，如:N2+O22NOKc=10-30(298K)所以常溫下用此反應(yīng)固定氮?dú)馑猿叵掠么朔磻?yīng)固定氮?dú)馐遣豢赡艿摹Ｒ虼藳]有必要在該條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是不可能的。因此沒有必要在該條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以免浪費(fèi)人力物力?；蛘吒淖儣l件使反應(yīng)在新的以免浪

3、費(fèi)人力物力?；蛘吒淖儣l件使反應(yīng)在新的條件下進(jìn)行比較好一些。條件下進(jìn)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(gè)可逆反應(yīng)的正向反應(yīng)所進(jìn)行的我們一個(gè)可逆反應(yīng)的正向反應(yīng)所進(jìn)行的最大程度，并不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所最大程度，并不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。如：需要的時(shí)間。如：2SO2(g)+O2=2SO3(g)298K時(shí)時(shí)K很大，但由于速度太慢，很大，但由于速度太慢，常溫時(shí)，幾乎不發(fā)生反應(yīng)。常溫時(shí)，幾乎不發(fā)生反應(yīng)。4、K只受溫度的影響，與反應(yīng)物或生成物只受溫度的影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)，對(duì)于吸熱反應(yīng)來說，溫度的濃度變化無關(guān)，對(duì)于吸熱反應(yīng)來說

4、，溫度越高，越高，K值越大；對(duì)于放熱反應(yīng)來說，溫度值越大；對(duì)于放熱反應(yīng)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(yīng)的熱效應(yīng)。斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。三、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題三、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題（1）必須指明）必須指明溫度溫度，反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài)（2）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示不表示 反應(yīng)的快慢反應(yīng)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(jìn)行）在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí)，值的計(jì)算時(shí)，固體固體、液態(tài)液態(tài)水不水不作考慮，表達(dá)式中不需表達(dá)作考慮，表達(dá)式中不需表達(dá)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(yīng)注意的問題三、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題（4）在進(jìn)行）在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí)，值的計(jì)算時(shí)，稀溶液中的稀溶液中的H2O的濃度可不表達(dá)的濃度可不表達(dá)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(dá)式與方程式的書寫有關(guān)）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫有關(guān)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(yīng)注意的問題三、使用平衡常數(shù)應(yīng)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(guān)系？是什么關(guān)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(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積總反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，判斷正在可利用平衡常數(shù)的值做標(biāo)準(zhǔn)，判斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否平衡及不平衡時(shí)向何方進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否平衡及不平衡時(shí)向何方向進(jìn)行建立平衡。如：可逆反應(yīng)向進(jìn)行建立平衡。如：可逆反應(yīng)mA+nB pC+qD c(C)pc(D)q c(A) mc(B) n QC=QC叫做該反應(yīng)的濃度商叫做該反應(yīng)的濃度商QCK，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行注：溫度一定時(shí)，對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，平衡

8、常數(shù)雖然注：溫度一定時(shí)，對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，平衡常數(shù)雖然一定，一定，但不同的反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率可能不同但不同的反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率可能不同。不能。不能脫離具體的反應(yīng)物談平衡轉(zhuǎn)化率。脫離具體的反應(yīng)物談平衡轉(zhuǎn)化率。四四 平衡轉(zhuǎn)化率平衡轉(zhuǎn)化率 用平衡常數(shù)來表示反應(yīng)的限度有時(shí)不夠直觀，常用用平衡常數(shù)來表示反應(yīng)的限度有時(shí)不夠直觀，常用平衡轉(zhuǎn)化率平衡轉(zhuǎn)化率來表示反應(yīng)限度。來表示反應(yīng)限度。對(duì)于可逆反應(yīng)對(duì)于可逆反應(yīng): mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)反應(yīng)物反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)化率）可表示：的平衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)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(zhì)的量的平衡物質(zhì)的量初始的物質(zhì)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(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測得得c(H2)=0.0080mol/L，求：，求：(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)反應(yīng)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(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度。達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)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(píng)析：一般思路評(píng)析：一般思路先列出化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的先列出化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的“起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量量”(三段式三段式)，求出各物質(zhì)的平衡濃度，再代入平衡常數(shù)公式求解。，求出各物質(zhì)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(zhuǎn)化率。）以知平衡常數(shù)和初始濃度求平衡濃度及轉(zhuǎn)化率。例題：例題： 一氧化碳變換反應(yīng)一氧化碳變換反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在在773K時(shí)時(shí),平平衡常數(shù)衡常數(shù)Kc=9，如反應(yīng)開始時(shí)，如反應(yīng)開始時(shí)CO和和H2O的濃度都的濃度都是是0.020 molL，計(jì)算在這條件下，計(jì)算在這條件下，CO的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化濃度：轉(zhuǎn)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(shè)平衡時(shí)解：設(shè)平衡時(shí)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(zhuǎn)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(yīng)如下高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)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(dá)為表達(dá)為: K=c(CO2)/c(CO)，已知，已知1100，K=0.263 (1)若平衡向右進(jìn)行，高爐內(nèi)若平衡向右進(jìn)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(shí)，測得高爐中時(shí)，測得高爐中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)衡狀態(tài)_(填填“是是”或或“否否”)，此時(shí)化學(xué)反應(yīng)，此時(shí)化學(xué)反應(yīng)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(yīng)方向進(jìn)行且向正反應(yīng)方向進(jìn)行 課堂小結(jié)：課堂小結(jié)：(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(guān)。有關(guān)。(3) K值大小標(biāo)志反應(yīng)能達(dá)到的最大限度值大小標(biāo)志反應(yīng)能達(dá)到的最大限度,K值值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，反應(yīng)越完全越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，反應(yīng)越完全。(4)利用利用K值可以判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)值可以判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài),并判斷平衡的移動(dòng)方向并判斷平衡的移動(dòng)方向現(xiàn)有一定溫度下的密閉容器中存在如下反

14、應(yīng)：現(xiàn)有一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng)：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(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K19，試判斷，試判斷，當(dāng)當(dāng)SO2轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為50時(shí)，該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀時(shí)，該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，若未達(dá)到，哪個(gè)方向進(jìn)行？態(tài)，若未達(dá)到，哪個(gè)方向進(jìn)行？例題例題K 19，未達(dá)到平衡，向正方向進(jìn)行。，未達(dá)到平衡，向正方向進(jìn)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(jìn)行如下反應(yīng)：進(jìn)行如下反應(yīng)： 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(guān)系如下：的關(guān)系如下：(1)k的表達(dá)式為：的表達(dá)式為：(2)該反應(yīng)為該反應(yīng)為反應(yīng)（反應(yīng)（“吸熱吸熱”或或“放熱放熱”）(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)（）能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)（）.容器中壓強(qiáng)不變?nèi)萜髦袎簭?qiáng)不變 .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(shí)溫度為此時(shí)溫度為 .t/C70080083010001200k0.60.91.01.72.6吸熱吸熱830BC(3)已知平衡轉(zhuǎn)化率和初始濃度

16、求平衡常數(shù)已知平衡轉(zhuǎn)化率和初始濃度求平衡常數(shù)【鞏固練習(xí)【鞏固練習(xí)1】反應(yīng)反應(yīng)SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定溫度下，將物質(zhì)的量濃度均為若在一定溫度下，將物質(zhì)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(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測得注入一密閉容器中，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測得容器中容器中SO2(g)的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為60%，試求：在該溫度下。，試求：在該溫度下。（1）此反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)。）此反應(yīng)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(zhuǎn)化率各變?yōu)槎嗌?？從中你能得出什么結(jié)論？轉(zhuǎn)化率各變?yōu)槎嗌伲繌闹心隳艿贸鍪裁唇Y(jié)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(yīng)物的濃度，再通過此題可知增加某一種反應(yīng)物的濃度，再次平衡后其轉(zhuǎn)化率降低，但另一種反應(yīng)物的