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化學平衡常數化學平衡常數_1化學平衡常數_1結論:一定溫度下,生成物濃度的系數次方的乘積與反應物濃度系數次方的乘積之比為一常數此常數為平衡常數。用K表示。:化學平衡常數_1

濃度的單位為mol·L-1∴K的單位為(mol·L-1)n;二、平衡常數的數學表達式及單位:對于一般的可逆反應mA+nBpC+qD

{c(C)}p{c(D)}q

{c(A)}m{c(B)}n

K=化學平衡常數_1K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(反應的限度)。1K值越大,反應程度增大,轉化率越高;反之則轉化率越低。一般當K>105時,該反應進行得基本完全。二、意義化學平衡常數化學平衡常數_12反之對于K值很小的反應說明正反應在該條件下不可能進行,如:N2+O22NO

Kc=10-30(298K)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,以免浪費人力物力?;蛘吒淖儣l件使反應在新的條件下進行比較好一些。化學平衡常數_13、平衡常數數值的大小,只能大致告訴我們一個可逆反應的正向反應所進行的最大程度,并不能預示反應達到平衡所需要的時間。如:2SO2(g)+O2===2SO3(g)

298K時K很大,但由于速度太慢,常溫時,幾乎不發(fā)生反應?;瘜W平衡常數_14、K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,溫度越高,K值越大;對于放熱反應來說,溫度越高,K值越小。所以我們可以利用K值判斷反應的熱效應。化學平衡常數_1三、使用平衡常數應注意的問題化學平衡常數(1)必須指明溫度,反應必須達到平衡狀態(tài)(2)平衡常數表示反應進行的程度,不表示反應的快慢,即速率大,K值不一定大(3)在進行K值的計算時,固體、液態(tài)水不作考慮,表達式中不需表達Fe3O4(s)+4H2(g)高溫3Fe(s)+4H2O(g)

如:一定溫度下化學平衡常數_1三、使用平衡常數應注意的問題(4)在進行K值的計算時,稀溶液中的H2O的濃度可不表達Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+如:一定溫度下化學平衡常數_1(5)平衡常數的表達式與方程式的書寫有關N2+3H22NH32NH3N2+3H21/2N2+3/2H2NH3K1=1/K2=K32三、使用平衡常數應注意的問題某溫度下化學平衡常數_1例2:2NO(g)+O2(g)2NO2

K1

2NO2(g)N2O4

(g)

K2

2NO(g)+O2(g)N2O4(g)KK=K1K2

K與K1

、K2是什么關系?(6)多重平衡規(guī)則:若干方程式相加(減),則總反應的平衡常數等于分步平衡常數之乘積(商)化學平衡常數_1

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=K1/K2化學平衡常數_1(7)、可利用平衡常數的值做標準,判斷正在進行的可逆反應是否平衡及不平衡時向何方向進行建立平衡。如:可逆反應mA+nBpC+qD{c(C)}p{c(D)}q

{c(A)}m{c(B)}n

QC=QC叫做該反應的濃度商QC<K,反應向正反應方向進行QC=K,反應處于平衡狀態(tài)QC>K,反應向逆反應方向進行化學平衡常數_1注:溫度一定時,對于一個化學反應,平衡常數雖然一定,但不同的反應物的平衡轉化率可能不同。不能脫離具體的反應物談平衡轉化率?;瘜W平衡常數_1四平衡轉化率

用平衡常數來表示反應的限度有時不夠直觀,常用平衡轉化率α來表示反應限度。對于可逆反應:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反應物A的平衡轉化率(該條件最大轉化率)可表示:化學平衡常數_1【例1】在某溫度下,將H2(g)和I2(g)各0.10mol混合物充入10L的密閉容器中,充分反應達到平衡時,測得c(H2)=0.0080mol/L,求:(1)反應的平衡常數(2)其它條件不變,充入的H2(g)和I2(g)各0.20mol,求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評析:一般思路——先列出化學反應中各物質的“起始量、轉化量、平衡量”(三段式),求出各物質的平衡濃度,再代入平衡常數公式求解。化學平衡常數_1①③②④⑤⑥⑦⑧化學平衡常數_1(2)以知平衡常數和初始濃度求平衡濃度及轉化率。化學平衡常數_1①③②④⑤化學平衡常數_1例題:一氧化碳變換反應CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在773K時,平衡常數Kc=9,如反應開始時CO和H2O的濃度都是0.020mol·L,計算在這條件下,CO的轉化率最大是多少?化學平衡常數_1起始濃度

:0.0200.02000轉化濃度:xxxx平衡濃度:0.020-x0.020-xxx

解得:x=0.015(mol·L-1)解:設平衡時CO2和H2的濃度為xmol·L-1

K=————=9x2(0.020-x)2CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)轉化率=——×100=75%

0.0150.020化學平衡常數_1例(叢書P31)高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)―Q。其平衡常數可表達為:K=c(CO2)/c(CO),已知1100℃,K=0.263(1)若平衡向右進行,高爐內CO2和CO的體積比值________,平衡常數K值________(填“增大”“減小”或“不變”)(2)1100℃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衡狀態(tài)_______(填“是”或“否”),此時化學反應速率是V正____V逆(填“大于”、“小于”或“等于”),其原因是

。增大增大否大于c(CO2)/c(CO)=0.25<0.263,說明不是平衡狀態(tài),且向正反應方向進行化學平衡常數_1

課堂小結:(1)K只是溫度的函數,不隨起始濃度大小而變化。(2)K與方程式寫法有關。(3)K值大小標志反應能達到的最大限度,K值越大,反應物的轉化率越大,反應越完全。(4)利用K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化學平衡常數_1現有一定溫度下的密閉容器中存在如下反應:2SO2+O22SO3知C(SO2)始=0.4mol/L,C(O2)始=1mol/L經測定該反應在該溫度下的平衡常數K≈19,試判斷,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?例題K’﹤19,未達到平衡,向正方向進行。

化學平衡常數_1(2002上海高考)(叢書P32)在一定體積密閉容器中,進行如下反應:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其平衡常數K和溫度t的關系如下:(1)k的表達式為:

(2)該反應為

反應(“吸熱”或“放熱”)(3)能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據()A.容器中壓強不變B.混合氣體中CO濃度不變C.v(H2)正=v(H2O)逆

D.c(CO2)=c(CO)

(4)若c(CO2).c(H2)=c(CO).c(H2O),此時溫度為

.

t/oC70080083010001200k0.60.91.01.72.6吸熱830℃BC化學平衡常數_1(3)已知平衡轉化率和初始濃度求平衡常數【鞏固練習1】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2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密閉容器中,當達到平衡狀態(tài)時,測得容器中SO2(g)的轉化率為60%,試求:在該溫度下。(1)此反應的濃度平衡常數。(2)若SO2(g)的初始濃度增大到3mol/L,則SO2和NO2的轉化率各變?yōu)槎嗌??從中你能得出什么結論?(答案:(1)K=2.25;(2)47.7%73%)通過此

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