平衡常數(shù)與平衡轉化率

關于平衡常數(shù)與平衡轉化率

[HI]2/[H2][I2]初始濃度（mol/L）平衡濃度（mol/L）C0（H2）C0(I2)C0(HI)[H2][I2][HI]0.010670.0119600.0018310.0031290.017670.011350.00904400.0035600.0012500.015590.011340.00751000.0045650.00073780.01354000.0044890.00047980.00047980.003531000.010690.0011410.0011410.00841054.4978354.6175554.4324554.1595454.32762交流·研討問題1：請根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)計算平衡時的

[HI]2/[H2][I2]的值，將結果填入表中。實驗測得反應H2（g）＋I2（g）2HI（g）在698.6K時各物質的初始濃度和平衡濃度。

問題2︰請分析計算所得數(shù)據(jù)，尋找其中的規(guī)律。第2頁,共21頁，2024年2月25日，星期天

不管H2,I2和HI的初始濃度是多大，只要保持反應體系的溫度不變，達到化學平衡狀態(tài)后，就為常數(shù)。————[HI]2[H2][I2]化學平衡常數(shù)思考·發(fā)現(xiàn)在一定溫度下，某個可逆反應達到平衡時，產物濃度系數(shù)次方的乘積與反應物濃度系數(shù)次方的乘積之比是一個常數(shù)。這個常數(shù)稱為化學平衡常數(shù)第3頁,共21頁，2024年2月25日，星期天試一試1、寫出反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的化學平衡常數(shù)表達式，并判斷K的單位。2、對于任一可逆反應：aA（g）+bB（g）

cC（g）+dD（g），試寫出其化學平衡常數(shù)的表達式。第4頁,共21頁，2024年2月25日，星期天對于一般的反應aA+bBcC+dD當溫度一定，達到化學平衡時，其平衡常數(shù)表達式：K=————[C]c[D]d[A]a[B]b注意：平衡常數(shù)表達式中不包括固體和純液體物質的濃度項(因為它們的濃度為常數(shù))，只包括氣態(tài)物質和溶液中各溶質的濃度。一、化學平衡常數(shù)第5頁,共21頁，2024年2月25日，星期天拓展練習方程式K單位11/2N2(g)＋3/2H2(g)NH3(g)2345FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)6AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl—(aq)N2（g)＋3H2(g)2NH3(g)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)NH3·H2O(aq)NH4＋(aq)＋OH—(aq)(mol/L)—1(mol·L-1)2(mol/L)—2(mol·L-1)2mol·L-11你在書寫平衡表達式時有了哪些發(fā)現(xiàn)？

[N2][H2]3[NH3]2[NH4+][OH-][NH3·H2O][CO2][CO][Ag+][Cl-]

[NH3][N2]1/2[H2]3/2

[NH3]2[N2][H2]3第6頁,共21頁，2024年2月25日，星期天1、對于一個反應，其平衡常數(shù)的表達式是唯一的嗎？平衡常數(shù)的表達式與哪些因素有關？

2、對于一個反應，正、逆反應的平衡常數(shù)之間有何關系？

3、如果濃度的單位是mol/L，分析K的單位與反應的化學方程式系數(shù)之間有什么關系？問題思考？系數(shù)不同，平衡常數(shù)的表達式就不同正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。平衡常數(shù)的單位與化學方程式的表示形式相對應(mol·L-1)a+b-c-d第7頁,共21頁，2024年2月25日，星期天在2000K時,反應CO(g)+1/2O2(g）CO2（g）的平衡常數(shù)為K1,則相同溫度下反應2CO2（g）2CO(g)+O2（g）的平衡常數(shù)K2為A、1/K1B、K12C、1/K12

D、K1-1/2C鞏固練習第8頁,共21頁，2024年2月25日，星期天平衡常數(shù)的應用

⑴判斷反應可能進行的程度，估計反應的可能性。K>105時，基本完全反應。K在10-5～105之間可逆反應。K<10-5時，很難反應。資料在線K值越大，反應越完全，K值越小，反應越不完全K的大小只能預示反應所能進行的最大程度第9頁,共21頁，2024年2月25日，星期天交流·研討請通過以下各反應平衡常數(shù)的數(shù)值，討論反應可能進行的程度：化學反應K的數(shù)值反應程度2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)（570K）

約為10592HCl(g)H2(g)+Cl2(g)(300K)約為10－33PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)(470K)約為１正反應接近完全正逆反應相當正反應幾乎不發(fā)生第10頁,共21頁，2024年2月25日，星期天⑵判斷反應進行的方向、反應是否達到平衡狀態(tài)Q=K時，反應已達平衡；Q>K時，反應逆向進行Q<K時，反應正向進行；濃度商：對化學反應aA+bBcC+dD

的任意狀態(tài)Q=————cC

(C)cd

(D)ca(A)cb(B)在溫度一定時，Qc與Ｋc相比較，可知反應進行的方向．具體方法如下：第11頁,共21頁，2024年2月25日，星期天練習：已知CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

8000C，K=1

試推導在下列濃度下反應進行的方向序號CO/mol.L-1H2O/mol.L-1CO2/mol.L-1H2/mol.L-1反應進行方向１0.30.50.40.4２1.00.30.50.6３0.81.60.71.7向逆平衡向正第12頁,共21頁，2024年2月25日，星期天對于反應：CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2

[CO2][H2]

Qc=

.

[CO][H2O]

0.4mol.L-1×0.4mol.L-1

Qc1=

=1.07>K向逆

0.3mol.L-1×0.5mol.L-1

0.5mol.L-1×0.6mol.L-1

Qc2=

=1.0=K平衡

1.0mol.L-1×0.3mol.L-1

0.7mol.L-1×1.7mol.L-1

Qc3=

=0.93<K向正

0.8mol.L-1×1.6mol.L-1

第13頁,共21頁，2024年2月25日，星期天Kc=————=——=7.32×10-3

[NH3]2[N2][H2]3423×93由平衡定律求平衡常數(shù)根據(jù)物料平衡求初時濃度答:該溫度時合成氨反應的化學平衡常數(shù)是7.32×10-3,N2和H2的初時濃度分別為5mol·L-1和15mol·L-1

解：N2+3H22NH3

練習3：合成氨反應N2+3H22NH3

在某溫度下達平衡時，各物質的濃度是：[N2]=3mol·L-1，[H2]=9mol·L-1，[NH3]=4mol·L-1。求該溫度時的平衡常數(shù)和N2、H2的初時濃度C＝[N2]+1/2[NH3]＝3+2＝5mol·L-1N2C＝[H2]+3/2[NH3]＝9+6＝15mol·L-1H2K=————[E]e[D]d[A]a[B]b第14頁,共21頁，2024年2月25日，星期天二、平衡轉化率(α)1、表達式：對于化學反應aA+bBcC+dD，反應物A的平衡轉化率可表示為：α(A)=A的初始濃度-A的平衡濃度A的初始濃度×100%=c0(A)–[A]c0(A)×100%第15頁,共21頁，2024年2月25日，星期天2、平衡轉化率的有關計算

關于平衡常數(shù)和平衡轉化率的計算主要有以下三種類型

(1)、已知初始濃度和平衡濃度求平衡常數(shù)和平衡轉化率

第16頁,共21頁，2024年2月25日，星期天例1：對于反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若在一定溫度下，將0.1mol的SO2(g)和0.06molO2(g)注入一體積為2L的密閉容器中，當達到平衡狀態(tài)時，測得容器中有0.088mol的SO3(g)試求在該溫度下（1）此反應的平衡常數(shù)。（2）求SO2(g)和O2(g)的平衡轉化率第17頁,共21頁，2024年2月25日，星期天由例1可知，一個已標明化學方程式的化學反應，在溫度一定時雖然只有一個平衡常數(shù)，但是不同反應物的平衡轉化率可能不同。因此，脫離具體的反應物談化學平衡轉化率是沒有意義的。第18頁,共21頁，2024年2月25日，星期天(2)、已知平衡轉化率和初始濃度求平衡常數(shù)例2: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50%，試求：在該溫度下。（1）此反應的平衡常數(shù)。（2）若SO2(g)的初始濃度增大到3mol/L,NO2(g)的初始濃度仍為2mol/L，則SO2(g)的轉化率變?yōu)槎嗌伲?1)K=1（2）SO2的轉化率為40%第19頁,共21頁，2024年2月25日，星期天(3)、已知平衡常數(shù)和初始濃度求平衡濃度及轉化率。例3、在1200℃時測得下列反應達平衡時,k=2.25.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。若反應從CO2(g)和H2(g)開始，且