化學(xué)平衡常數(shù)MicrosoftOfficePowerPoint2007幻燈片

化學(xué)平衡第二節(jié)第二課時(shí)序號(hào)起始時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)11.197×10-26.944×10-305.617×10-35.936×10-41.270×10-221.228×10-29.964×10-303.841×10-31.524×10-31.687×10-231.201×10-28.403×10-30.04.580×10-39.733×10-41.486×10-24001.520×10-21.696×10-31.696×10-31.181×10-25001.287×10-21.433×10-31.433×10-31.000×10-26003.777×10-24.213×10-34.213×10-32.934×10-2I2(g)+H2(g)2HI(g)密閉容器457.6℃48.3748.6249.5448.4948.7048.50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?！締栴}探究】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：結(jié)論3：溫度改變該常數(shù)也發(fā)生改變。=常數(shù)（K）一、化學(xué)平衡常數(shù)1.

概念在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，稱為化學(xué)平衡常數(shù)，用K表示。2.K的表達(dá)式其中c為各組分的平衡濃度K的單位一般不作要求例如：mA+nB?pC+qDK=生成物濃度冪之積反應(yīng)物濃度冪之積=cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)K的單位為(mol·L-1)

n3、平衡常數(shù)的書寫①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)②FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)③CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(l)K3=c(CO)/[c(CO2)·c(H2)]K1=c(CO)·c(H2)/c(H2O)

K2=c(CO2)/c(CO)

化學(xué)平衡常數(shù)書寫要點(diǎn)：(1)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)“1”而不代入公式。一定溫度下在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí)，稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如有水參加，水的濃度也不必

寫在平衡關(guān)系式中。+H2O+2H+如：非水溶液中的反應(yīng)，如有水生成或有水參加反應(yīng)，此時(shí)水的濃度不可視為常數(shù)，必須表示在平衡關(guān)系式中。如酒精和醋酸的液相反應(yīng)C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2OK=[CH3COOC2H5][H2O]/([C2H5OH][CH3COOH])N2+3H2

2NH32NH3

N2+3H21/2N2+3/2H2

NH3K1=1/K2=K32(2)平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫有關(guān)由于反應(yīng)物、生成物的系數(shù)不同，所以平衡常數(shù)的表達(dá)式就不同對可逆反應(yīng)，若反應(yīng)方向改變，平衡常數(shù)與原平衡常數(shù)互為倒數(shù)若方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)整體擴(kuò)大n倍，平衡常數(shù)變?yōu)樵瓉淼膎次方(3)多重平衡規(guī)則

若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)K

3=K1

K2例如:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K12NO2(g)

N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)

N2O4

(g)K3

請寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式反應(yīng)K①1/2N2(g)+3/2H2(g)?NH3(g)

②N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)

③2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)

④FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)

⑤AgCl(s)?Ag+(aq)+Cl-(aq)

⑥(aq)+H2O?2

(aq)+2H+(aq)

（1）對給定的反應(yīng)來說，K值越大，反應(yīng)程度越大，轉(zhuǎn)化率越高；反之則轉(zhuǎn)化率

越低。

4、平衡常數(shù)的意義K值越大，正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。（2）K的大小，與反應(yīng)中物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān),外界因素中只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。

25℃時(shí)，生成鹵化氫反應(yīng)的平衡常數(shù)（3）一般：K＞105，認(rèn)為正反應(yīng)進(jìn)行得較完全

K＜10-5

認(rèn)為正反應(yīng)很難進(jìn)行（逆反應(yīng)較完全）

10-5≤K≤105認(rèn)為是可逆反應(yīng)（4）平衡常數(shù)數(shù)值大小，只能大致反映一個(gè)可逆反應(yīng)的正向反應(yīng)進(jìn)行的最大程度并不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。若升溫K增加，若升溫K減小，該反應(yīng)正方向?yàn)開___反應(yīng)。該反應(yīng)正方向?yàn)開___反應(yīng)。ΔH___0ΔH___0吸熱>放熱<5、平衡常數(shù)的應(yīng)用（1）判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)

例：不同溫度時(shí),反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下：溫度623K698K763K濃度平衡常數(shù)66.954.445.9由表格可以判斷該反應(yīng)的ΔH____0<利用溫度改變時(shí)K值的變化可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)Q＜K

，v正＞v逆，反應(yīng)向正方向進(jìn)行Q＝K

，v正＝v逆，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)Q＞K

，v正＜v逆，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行則：任何狀態(tài)的稱濃度商（Q）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，若某時(shí)刻時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系如下：（2）判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向利用化學(xué)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)注意：濃度商中的濃度為任意時(shí)刻的濃度，

而平衡常數(shù)中的濃度為平衡時(shí)的濃度。K值越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大一般來說，K＞105，認(rèn)為該反應(yīng)進(jìn)行得就基本完全了K≤10-5則認(rèn)為正反應(yīng)難以進(jìn)行(逆反應(yīng)較完全）表示反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大（3）．判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度說明:①平衡常數(shù)數(shù)值大，并不代表此溫度下反應(yīng)速率快。及并不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。②平衡常數(shù)數(shù)值極小的反應(yīng)，說明正反應(yīng)在該溫度下不可能進(jìn)行，如:N2+O2

2NOK=10-30(298K)所以常溫下用此反應(yīng)固定氮?dú)馐遣豢赡艿摹Ｒ虼藳]有必要在該溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以免浪費(fèi)人力物力也不代表常溫下很容易發(fā)生。練習(xí)：在一定體積密閉容器中，進(jìn)行如下反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下：t/oC70080083010001200K0.60.91.01.72.6(1)K的表達(dá)式為

。

(2)該反應(yīng)為

反應(yīng)（“吸熱”或“放熱”）

(3)若c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，此時(shí)溫度為

。

吸熱830oCK=c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2)

起始: ab

0

0轉(zhuǎn)化:平衡:(2)轉(zhuǎn)化量與化學(xué)方程式中各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)成比例。

mx

a-mx

b-nx

pxqxnx

px

qx(1)這里a、b可指物質(zhì)的量、濃度等。(3)利用“三段式法”可求算Q、K、轉(zhuǎn)化率等?；瘜W(xué)平衡計(jì)算的基本模式——“三段式法”例1：一氧化碳變換反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在773K時(shí)，平衡常數(shù)K=9，如反應(yīng)開始時(shí)CO和H2O的濃度都是0.020mol/L，計(jì)算在這條件下，CO的轉(zhuǎn)化率最大是多少？c(始):0.0200.02000c(平):0.020-x0.20-x

x

x

解得：x=0.015(mol/L)解：設(shè)平衡時(shí)CO2和H2的濃度為x

mol/L。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

K=————=9x2(0.020-x)2答:該反應(yīng)在所給條件下的最大轉(zhuǎn)化率是75%。轉(zhuǎn)化率=——×100%=75%0.0150.020二、化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率(

)×100%

=該反應(yīng)物的起始濃度－該反應(yīng)物的平衡濃度該反應(yīng)物的起始濃度1、表達(dá)式：2、注意：(1)轉(zhuǎn)化率是對反應(yīng)物而言的；(2)在一定溫度下可逆反應(yīng)中，K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率就越高(3)對于一給定可逆反應(yīng)，K值只與溫度有關(guān)，而

不僅與溫度有關(guān)也與反應(yīng)物起始濃度有關(guān)。(4)對于有多種反應(yīng)物的可逆反應(yīng)，增加其中一種反應(yīng)物，其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高，而自身的轉(zhuǎn)化率卻降低。1.在一定溫度下，將等物質(zhì)的量A和B充入一密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)+2B(g)2C(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若A和B的物質(zhì)的量之和與C相等，則此時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為()

A．50%

B．60%

C．40%

D．70%2.將氣體A放入密閉容器中，在一定溫度時(shí)反應(yīng)：2A(g)B(g)+nC(g)達(dá)到平衡時(shí)，壓強(qiáng)增大m%，測得A的轉(zhuǎn)化率也為m%，則n的值為（）

A.1B.2C.3D.4

CC3.在一個(gè)固定體積的密閉容器中，放入3LX和2LY,,在一定條件下反應(yīng)：4X(氣)+3Y(氣)2Q(氣)+nR(氣)達(dá)到平衡后，容器內(nèi)溫度不變，容器內(nèi)壓強(qiáng)比原來增加5%,X的濃度減小1/3，則反應(yīng)方程中的n值為()

A.5B.3C.6D.2C4.在一定溫度下，向容積不變的密閉容器中通入8molSO2和4molO2后，容器中的壓強(qiáng)為3.03×105Pa，經(jīng)一段時(shí)間后，反應(yīng)達(dá)到平衡，測得容器中的壓強(qiáng)為2.22×105Pa，試計(jì)算平衡時(shí)SO2的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)化率。1.6mol，80%1.壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(只受溫度影響)

一定溫度下，氣相反應(yīng):mA(g)+nB(g)

eC(g)+fD(g)達(dá)平衡時(shí)，在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用分壓代替濃度，即氣態(tài)生成物分壓冪之積與氣態(tài)反應(yīng)物分壓冪之積的比值為一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)Kp表示，Kp的表達(dá)式如下：pe(C)·pf(D)pm(A)

·pn(B)Kp=①某氣體的分壓=氣體總壓×該氣體的體積分?jǐn)?shù)

(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))

氣體總壓=氣體分壓之和

分壓之比＝氣體物質(zhì)的量之比

氣體分壓與總壓之比=氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)②分壓平衡常數(shù)的單位一般要求寫出三、其他類型化學(xué)平衡常數(shù)1.向恒壓密閉容器中加入4mol的CO2與足量的碳，初始體積為VL、壓強(qiáng)為pMPa，發(fā)生反應(yīng)C(s)+CO2(g)?2CO(g)，平衡時(shí)，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示：計(jì)算925℃時(shí)，Kp=_________

23pMPa2.850oC，向某剛性容器加入1.0molSO2和足量碳粉，起始?jí)簭?qiáng)為pkPa，發(fā)生反應(yīng)C(s)+SO2(g)

S(g)+CO2(g)，反應(yīng)經(jīng)過11分鐘達(dá)到平衡，平衡時(shí)硫蒸氣的物質(zhì)的量為0.45mol，0～11min內(nèi)，平均反應(yīng)速率v(SO2)=________kPa·min-1(用含p的分?jǐn)?shù)表示，下同)，化學(xué)平衡常數(shù)Kp=________kPa(用平衡分壓代替平衡濃度，平衡分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。9p/22081p/2203.乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4(g)＋H2O(g)?C2H5OH(g)，下圖為乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)，反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp＝________0.07(MPa)-14、一定溫度下，在1L恒容密閉容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)，起始總壓強(qiáng)為P0，發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)達(dá)到平衡后，壓強(qiáng)為原來的5/6。該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

、Kp=

。26/P05/35、一定溫度下，在初始體積為1L的恒壓密閉容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)，起始總壓強(qiáng)為P0Pa，發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)達(dá)到平衡后，體積為原來的5/6。該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kc=

、Kp=

。5/P0

Pa-1注意：(1)恒溫恒容，P變，算Kp要小心；

(2)恒溫恒壓，V變，算K要小心!2.52.8×10－3【2017·全國卷Ⅰ，28(3)①改編】H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)＋CO2(g)

COS(g)＋H2O(g)。在610K時(shí)，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，壓強(qiáng)為P0Pa，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1＝

%，反應(yīng)平衡常數(shù)Kc＝

、Kp＝

、Kx＝

。2.8×10－3結(jié)論：當(dāng)△n(g)