六、化學(xué)平衡常數(shù)

六、化學(xué)平衡常數(shù)及應(yīng)用序號(hào)起始時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)c0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.011970.0694400.0056170.00059360.0127020.011350.0090400.003560.001250.0155930.012010.0084030.00.004580.00097330.014864000.015200.0016960.0016960.011815000.012870.0014330.0014330.010006000.037770.0042130.0042130.02934I2(g)+H2(g)2HI(g)密閉容器730.6K根據(jù)數(shù)據(jù)通過計(jì)算分析出平衡時(shí)數(shù)據(jù)中的規(guī)律。48.3848.6148.5448.4848.7148.81【問題探究一】分析上表，你得出什么結(jié)論？結(jié)論2：常數(shù)和起始加入反應(yīng)物的濃度無關(guān)結(jié)論1：=常數(shù)（K）序號(hào)起始時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)c0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.0090400.003560.001250.0155930.011340.0075100.0045650.0007380.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.4554.33密閉容器698.6K【繼續(xù)探究】結(jié)論2：常數(shù)和起始加入反應(yīng)物的濃度無關(guān)結(jié)論1：=常數(shù)（K）結(jié)論3：溫度改變?cè)摮?shù)也發(fā)生改變?！締栴}探究二】:以上的結(jié)論是否只適用于某一特定反應(yīng)還是適用于所有的可逆反應(yīng)？請(qǐng)用以下數(shù)據(jù)來確認(rèn)。2SO2（g）

+O2

（g）

2SO3（g）

密閉容器起始時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)c0(SO2)c0(O2)c0(SO3)[SO2][O2][SO3]T110.02000.010000.01440.00780.005620.03000.020000.01960.01480.0104T210.02000.010000.01600.00800.004020.08000.030000.05800.01900.0220[SO3]2[SO2]2[O2]19.3919.027.817.57（一）化學(xué)平衡常數(shù)1、定義：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物的濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)），用符號(hào)K表示。2、平衡常數(shù)的影響因素：只有溫度一定溫度下aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)K=—————cc(C)cd(D)ca(A)cb(B)【問題探究三】:平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫（1）CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)K=（2）2NO2（g）N2O4

（g）K1=

N2O4

（g）2NO2

（g）K2=NO2

（g）1/2N2O4（g）K3=（3）FeCl3(aq)+3KSCN(aq)Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq)；K=注意1：純固態(tài)和純液態(tài)不寫入K（濃度為1）

注意2：以上三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)之間的關(guān)系注意3：需要用實(shí)際參加反應(yīng)的離子濃度表示1、定義：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物的濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)K表示。2、對(duì)于反應(yīng)（固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中。有離子參加的反應(yīng)，需要用實(shí)際參加反應(yīng)的離子濃度表示）aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)一定溫度下K=—————cc(C)cd(D)ca(A)cb(B)六、化學(xué)平衡常數(shù)及應(yīng)用小結(jié)13、注意（1）K的單位不統(tǒng)一，由平衡常數(shù)表達(dá)式?jīng)Q定，K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。（2）平衡常數(shù)的影響因素只有溫度，與反應(yīng)物或生成物的起始濃度變化無關(guān)，升溫，吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，放熱反應(yīng)的平衡常數(shù)減小。（3）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)方向改變，正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會(huì)改變。例如：1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)（二）關(guān)于平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算（1）利用平衡常數(shù),求平衡時(shí)各組分的濃度例1.在某溫度下,將H2和I2各0.01mol/L的氣態(tài)混合物充入10L密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(H2)=0.008mol/L.(1)求反應(yīng)的平衡常數(shù).(2)在上述溫度下,將H2和I2各0.20mol的氣態(tài)混合物充入該密閉容器中,試求達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度.（2）利用平衡常數(shù),求平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率例2.在體積為2L密閉容器中,將2.0molCO和10molH2O混合加熱到800oC達(dá)到下列平衡:K=1.0求CO的轉(zhuǎn)化率.例3: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2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密閉容器中，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得容器中SO2(g)的轉(zhuǎn)化率為50%，試求：在該溫度下。（1）此反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)（2）若SO2(g)的初始濃度增大到3mol/L,則它們的轉(zhuǎn)化率變?yōu)槎嗌伲拷Y(jié)論：在一定溫度的密閉容器中，對(duì)于可逆反應(yīng)，增加一種反應(yīng)物的量（或濃度），該反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率下降，另外一種反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率升高。（三）平衡常數(shù)的應(yīng)用結(jié)論：表示可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度：K越大，正反應(yīng)進(jìn)行越完全，轉(zhuǎn)化率越高，此反應(yīng)平衡時(shí)，生成物濃度大【應(yīng)用探究一】思考平衡常數(shù)的大小和轉(zhuǎn)化率有什么關(guān)系？對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)

隨溫度的升高其反應(yīng)的平衡常數(shù)有以下變化，請(qǐng)判斷Ⅰ和Ⅱ兩種情況哪種是吸熱，哪種是放熱？溫度平衡常數(shù)【應(yīng)用探究二】ⅠⅡ結(jié)論：吸熱反應(yīng)，隨溫度升高平衡常數(shù)增大放熱反應(yīng)，隨溫度升高平衡常數(shù)減小【課后思考】在一定溫度的密閉容器中，對(duì)于反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，（1）將容器的體積擴(kuò)大兩倍，該平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)？（2）保持H2的濃度不改變將容器的體積擴(kuò)大兩倍，該平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)？

對(duì)于可逆反應(yīng)，在一定溫度的任意時(shí)刻，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系：叫該反應(yīng)的濃度商（1）QC＜K:反應(yīng)向正方向進(jìn)行（2）QC＝K:平衡不移動(dòng)（3）QC＞K:反應(yīng)向逆方向進(jìn)行mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)QC=—————cp(C)cq(D)cm(A)cn(B)【繼續(xù)探究】在一定溫度的密閉容器中，對(duì)于反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，（2）保持H2的濃度不改變將容器的體積擴(kuò)大兩倍，該平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)？注意：當(dāng)平衡體系中有多條件改變，勒夏特列原理無法判斷平衡移動(dòng)方向時(shí)，我們可以考慮計(jì)算QC和K的相對(duì)大小。4、應(yīng)用——借助平衡常數(shù)可以判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)（1）判斷、比較可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的大小K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大；K值越小，反應(yīng)進(jìn)行的程度越小。（2）判斷可逆反應(yīng)的焓變?nèi)羯郎?，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升溫，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。（3）計(jì)算反應(yīng)物或產(chǎn)物的平衡濃度及反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等。六、化學(xué)平衡常數(shù)及應(yīng)用小結(jié)2(4)判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的方向或平衡移動(dòng)的方向

對(duì)于可逆反應(yīng)，在一定溫度的任意時(shí)刻，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系：QC＜K:反應(yīng)向正方向進(jìn)行(或平衡右移),v正>v逆QC＝K:平衡不移動(dòng)，v正=v逆QC＞K:反應(yīng)向逆方向進(jìn)行(或平衡右移),v正<v逆mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)叫該反應(yīng)的濃度商,若QC=—————cp(C)cq(D)cm(A)cn(B)隨堂練習(xí)2：一定溫度下的密閉容器中存在：2SO2+O22SO3知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L經(jīng)測(cè)定該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K≈19，試判斷，（1）當(dāng)SO2轉(zhuǎn)化率為50％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？（2）達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)為多少？

隨堂練習(xí)1：已知在800K時(shí)，反應(yīng)：

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

若起始濃度c(CO)=2mol?L-1，c(H2O)=3mol?L-1，則反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CO轉(zhuǎn)化成CO2的轉(zhuǎn)化率為60%，如果將H2O的起始濃度加大為6mol?L-1，試求此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率。練習(xí)1.(2000天津高考）在某溫度下，可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常數(shù)為Ｋ，下列說法正確的是（）Ａ.Ｋ越大，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大．Ｂ.Ｋ越小，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大．Ｃ.Ｋ隨反應(yīng)物濃度改變而改變．Ｄ.Ｋ隨溫度改變而改變．ＡＤ六、化學(xué)平衡常數(shù)及應(yīng)用小結(jié)1、定義：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物的濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)K表示。2、對(duì)于反應(yīng)（固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中）aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)一定溫度下K=—————cc(C)cd(D)ca(A)cb(B)3、注意（1）K的單位不統(tǒng)一，由平衡常數(shù)表達(dá)式?jīng)Q定，K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。（2）平衡常數(shù)的影響因素只有溫度，與反應(yīng)物或生成物的起始濃度變化無關(guān)，升溫，吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，放熱反應(yīng)的平衡常數(shù)減小。（3）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)方向改變，正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會(huì)改變。例如：