化學(xué)平衡常數(shù)課件

1、四、化學(xué)平衡之化學(xué)平衡常數(shù)四、化學(xué)平衡之化學(xué)平衡常數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，同一反應(yīng)（如：實(shí)驗(yàn)測(cè)得，同一反應(yīng)（如：mA+nB pC+qD）在）在某溫度下達(dá)到的化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡體系中各物質(zhì)的某溫度下達(dá)到的化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡體系中各物質(zhì)的濃度滿足下面關(guān)系：濃度滿足下面關(guān)系：其中c為各組分的平衡濃度，溫度一定，K為定值。即化學(xué)平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，而與反應(yīng)物或生成物的濃度無(wú)關(guān)。 在一定溫度下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值為一常數(shù)，這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，用符號(hào)K表示。)()()()(BcAcDcCcKnmqp（1）必須指明溫度）必須指明溫度因?yàn)橐驗(yàn)镵是一個(gè)溫度的

2、函數(shù)，是一個(gè)溫度的函數(shù)，隨溫度的變化而變化隨溫度的變化而變化。（3）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反應(yīng)的快慢，即速率大，應(yīng)的快慢，即速率大，K值不一定大。值不一定大。（2 2）反應(yīng)必須達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。）反應(yīng)必須達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。（4）在進(jìn)行）在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí)，值的計(jì)算時(shí)，反應(yīng)物或生成物中有固體反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時(shí)，由于其濃度可看做常數(shù)而不代入公和純液體存在時(shí)，由于其濃度可看做常數(shù)而不代入公式式，表達(dá)式中不需表達(dá)。，表達(dá)式中不需表達(dá)。一定溫度下一定溫度下如：如：一定溫度下一定溫度下CO32- + H2O HCO3- + OH-Fe3O

3、4(s) + 4H2(g) 高溫高溫3Fe(s) + 4H2O(g) 但：但：)()().( c233COcOHcHCOK（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)K1 = 1/K2 = K32某溫度下某溫度下化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。若化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。若反應(yīng)方反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變向改變，則平衡常數(shù)改變。若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等。若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一個(gè)反應(yīng)，平衡常數(shù)也會(huì)改變。倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一個(gè)反應(yīng)，平衡常數(shù)也會(huì)改變。N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H21/2N2+3/2H

4、2 NH3 化學(xué)平衡常數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。化學(xué)平衡常數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。 表示在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)該反應(yīng)進(jìn)表示在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)該反應(yīng)進(jìn)行的程度（反應(yīng)的限度）。行的程度（反應(yīng)的限度）。（1）K值越大，值越大，說(shuō)明平衡時(shí)生成物的濃度越大，反應(yīng)說(shuō)明平衡時(shí)生成物的濃度越大，反應(yīng)物的濃度越小，物的濃度越小，反應(yīng)程度越大，反應(yīng)程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大；反之則轉(zhuǎn)化率越低。反之則轉(zhuǎn)化率越低。（2）K值與濃度無(wú)關(guān)，隨溫度變化而變化。值與濃度無(wú)關(guān)，隨溫度變化而變化。 化學(xué)平衡化學(xué)平衡常數(shù)是一定溫度下一個(gè)反應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定常數(shù)

5、是一定溫度下一個(gè)反應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。量體現(xiàn)。（3）利用）利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若升高溫度，若升高溫度，K值增大，值增大，若升高溫度，若升高溫度，K值減小，值減小，（4）一般地說(shuō)，）一般地說(shuō)，K105時(shí)，時(shí)，就認(rèn)為反就認(rèn)為反應(yīng)進(jìn)行完全了應(yīng)進(jìn)行完全了。則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。（5）利用）利用K值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)如某溫度下,可逆反應(yīng)mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)平衡常數(shù)為K，在任意時(shí)刻，反應(yīng)物和生成物的濃度可用濃度熵Qc表示: QcK ，反應(yīng)向正

6、方向進(jìn)行，反應(yīng)向正方向進(jìn)行QcK ，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)QcK ，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行則：則：解題的一般步驟：解題的一般步驟：列出三欄數(shù)據(jù)列出三欄數(shù)據(jù)根據(jù)題意列方程根據(jù)題意列方程求解求解氣體反應(yīng)計(jì)算時(shí)經(jīng)常使用的推論：氣體反應(yīng)計(jì)算時(shí)經(jīng)常使用的推論：212121 ：容時(shí)恒恒溫、ccnnPP2121 ：、nnVV恒溫恒壓時(shí)總總nmM 、總總Vm 、mA(g)+ nB (g) pC (g)+ qD (g)起起變變平平n1n200 mx nxpxqxn1-mx n2-nxpxqx單位單位統(tǒng)一統(tǒng)一已知條件計(jì)量系數(shù)之比加、減計(jì)算、物質(zhì)濃度的變化關(guān)系：、反應(yīng)物：平衡濃度 起始濃度變

7、化濃度、生成物：平衡濃度 起始濃度變化濃度、各物質(zhì)的變化濃度之比 化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率：反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的百分率)(100反應(yīng)物起始濃度反應(yīng)物變化濃度反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率例1、在密閉容器中，將2.0 mol CO與10 mol H2O混合加熱到800，達(dá)到下列平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)K=1.0求CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率。83%如果加熱到如果加熱到700,已知此時(shí)的已知此時(shí)的CO轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率為為90%，求該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)，求該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K。例例2、在在1L的的密閉容器中，用等物質(zhì)的量的密閉容器中，用等物質(zhì)的量的A和和B發(fā)生下列反應(yīng)發(fā)生下列反應(yīng)

8、：A (g) + 2B (g) 2C (g) 反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若混合氣體中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若混合氣體中A 和和B的物質(zhì)的量之和與的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等，求的物質(zhì)的量相等，求B的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率。解：解：A (g) + 2B (g) 2C (g)起起變變平平 n n0 x 2x 2x n - x n - 2x 2x由題意可知：由題意可知： n - x + n - 2x = 2 x x = 0.4n%80%1008.0%100 nnnnB起變 例例3、將、將6mol A氣體和氣體和5mol B氣體混合放入氣體混合放入4L密閉容器中，發(fā)生密閉容器中，發(fā)生下列反應(yīng)：下列反應(yīng)：3A (g) +

9、B (g) 2C (g) + xD (g) ，經(jīng)過(guò)，經(jīng)過(guò)5min達(dá)到化達(dá)到化學(xué)平衡，此時(shí)生成學(xué)平衡，此時(shí)生成C為為2mol，測(cè)得，測(cè)得D的反應(yīng)速率為的反應(yīng)速率為0.1mol/Lmin，計(jì)算：計(jì)算：x的值；的值；平衡時(shí)平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率；的轉(zhuǎn)化率；A的平衡濃度的平衡濃度。3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g)解：解：起起變變平平mol650020.154133422、 2 : x 2 : (0.154) x 2 、2010051100 起變BBBnn LmolLmolnCAA75.043V、平例例4、加熱、加熱N2O5時(shí)，發(fā)生下列兩個(gè)分解反應(yīng)：時(shí)，發(fā)生下列兩個(gè)分解反應(yīng)： N2O5 N2O3O2 ， N2O3 N2OO2；在；在1L密閉容器中加密閉容器中加熱熱4mol N2O5達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)O2的濃度為的濃度為4.50 mol/L， N2O3的濃的濃度為度為1.62 mol/L，求其他各物質(zhì)的平衡濃度。，求其他各物質(zhì)的平衡濃度。解析：這是一個(gè)連續(xù)平衡的計(jì)算，計(jì)算思路為：第一個(gè)反應(yīng)的解析：這是一個(gè)連續(xù)平衡的計(jì)算，計(jì)算思路為：第一個(gè)反應(yīng)的平衡量作為第二個(gè)反應(yīng)的起始量平衡量作為第二個(gè)反應(yīng)的起始量解：解： N2O5 N2O3O2N2O3 N2OO2起起變變平平4 mol00 x x x4mol -x x x