高二化學化學平衡3.ppt

1、第三節(jié) 化學平衡,第二章 化學反應速率 與化學平衡,化學平衡常數(shù),【學習目標】,1、化學平衡常數(shù)的概念,3、運用化學平衡常數(shù)進行計算,2、運用化學平衡常數(shù)對化學反應進行的 程度判斷,首先，讓我們以氫氣和碘蒸氣的反應為例，分析課本29頁表中的數(shù)據(jù)，然后得出結論。,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計算出平衡時 的值，并分析其中規(guī)律。,通過分析實驗數(shù)據(jù)得出： (1)溫度不變(保持457.60C)時， 為常數(shù),用 K表示,K = 48.74； (2)常數(shù)K與反應的起始濃度大小無關； (3)常數(shù)K與正向建立還是逆向建立平衡無關即與平衡建立的過程無關。,1、定義：,在一定溫度下，當一個可逆反應達到平衡時，生成物濃度冪之積與

2、反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)。這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)）,2、表達式：,化學平衡常數(shù),（1）K值越大，表示反應進行的程度越大，反應物轉化率也越大。,、化學平衡常數(shù)的意義：,定量的衡量化學反應進行的程度,（2）一般當K105時，該反應進行得基本完全。,3.平衡常數(shù)的單位 濃度的單位為molL-1 K的單位為(molL-1)n；,當濃度的單位為 molL-1，稱標準平衡常數(shù)，標準平衡常數(shù)不寫單位。,、使用平衡常數(shù)應注意的幾個問題：,(2)在平衡常數(shù)表達式中：純液體（如水）的濃度、固體物質的濃度不寫,(3)化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫有關,例如：N2+3H2 2NH

3、3的K1值 與1/2N2+3/2H2 NH3的K2值不一樣,(1)化學平衡常數(shù)的大小只與溫度有關，與反應物或生成物的濃度無關。,CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l),K=c(CO2),K=c(CO)/c(CO2) c(H2),K1 = K22,(4)多重平衡規(guī)則：若干方程式相加(減)，則總反應的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商) 例如: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1 2NO2(g) N2O4 (g) K2 2NO(g) +O2(g) N2O4 (g) K 3,K 3 = K1 K2,(5)同一化學反應,正、逆反

4、應的平衡常數(shù)互為倒數(shù),2NO2(g) 2NO(g) + O2(g) K2,例如: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1,K2 = 1/K1,Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+,C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O,CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l),C(s)+H2O (g) CO(g)+H2(g),練習：寫出下列反應平衡常數(shù)的表達式,(1)判斷可逆反應是否達到平衡及反應方向,對于可逆反應，在一定溫度的任意時刻，反應物的濃度和生成物的濃度有如下關系：,叫該反應的濃度商,.化學平衡常數(shù)的應用:,（1）QCK ，反應向正方向進行,（2）

5、QCK ，反應處于平衡狀態(tài),（3）QCK ，反應向逆方向進行,例題 : 高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ；H0 其平衡常數(shù)可表達為: K=c(CO2)/c(CO)，已知1100，K=0.263 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”)，此時化學反應向 方向進行，其原因是 。,(2)利用可判斷反應的熱效應,若升高溫度，值增大，則正反應為吸熱反應,若升高溫度，值減小，則正反應為放熱反應,根據(jù)某反應的平衡常數(shù)K隨溫度變化的情況，可判斷該反應是放熱

6、反應還是吸熱反應。,、有關化學平衡常數(shù)的計算,達到平衡后各物質的濃度變化關系：,（2）生成物：平衡濃度=初始濃度+轉化濃度 即：生成物D: c平(D) = c0(D) +c(D),（3）各物質的轉化濃度之比等于它們在化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比。c(A):c(D)=a:d,（1）反應物：平衡濃度=初始濃度-轉化濃度； 即：反應物A: c平(A)=c0(A) - c(A),對于反應: aA + bB cC + dD,平衡轉化率：,反應物A的平衡轉化率（該條件最大轉化率）可表示：,例1：在某溫度下，將H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密閉容器中，充分反應達到平衡時，測得c(

7、H2)=0.0080mol/L，求： (1)反應的平衡常數(shù) (2)其它條件不變，充入的H2(g)和I2(g)各0.2mol,求達平衡時各物質的平衡濃度。,c(CO) : c(H2O) = 1:1 時 CO + H2O CO2 + H2 起始c 1 1 0 0 轉化c -x -x +x +x 平衡c 1-x 1-x x x 解得 x = 0.5 (CO)= 50% (H2O)= 50%,c(CO) : c(H2O) = 1:4 時 CO + H2O CO2 + H2 起始c 1 4 0 0 轉化c -x -x +x +x 平衡c 1-x 4-x x x 解得 x = 0.8 (CO)= 80%

8、(H2O)= 20%,例3: 已知CO(g) + H2O(g) CO2 (g) +H2 (g) 800 K = 1.0 ；求恒溫恒容體系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或1:4開始，達到平衡時CO和H2O(g)的轉化率。,增大一種反應物的濃度，能提高另一種反應物的轉化率，而本身的轉化率減小,結論：,例4： 反應 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 在一定條件下進行。設投入的N2為1 mol，H2為3 mol，在一體積恒定，溫度恒定的容器中反應，測得平衡時的壓強是原來的90%，求轉化率1。然后再充入1 mol N2 和3 mol H2 ，溫度不變，計算新平衡的轉化率2。,解： N

9、2 + 3H2 2NH3 起始n 1 3 0 轉化n -a -3a +2a 平衡n 1-a 3-3a 2a (1-a) + (3-3a) + 2a = 490% a = 0.2 1 = 20%,N2 + 3H2 2NH3 起始n 2 6 0 轉化n -b -3b +2b 平衡n 2-b 6-3b 2b K=0.015 解得： b = 0.61 2 = 30.5%,例5：可逆反應：2NO2 N2O4 ，溫度不變、增加壓強的情況下，平衡怎樣移動？氣體的顏色如何變化？,1、已知一氧化碳與水蒸氣的反應為：,CO + H2O(g) CO2 + H2,催化劑,高溫,在427時的平衡常數(shù)是9.4。如果反應開始時，一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.01mol/L，計算一氧化碳在此反應條件下的轉化率。,練習,2.某溫度下：2NO2 N2O4 ， K = 1.0 以2 mol/L NO2為起始濃度建立平衡。求平衡時c(NO2); 當壓縮體積至原來一半時，再求c (NO2),3. 一定溫度下的密閉容器中存在如下反應：,2SO2+O2 2SO3,已知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(shù)K19，試判斷， （1）當SO2轉化率為50時，該反應是否達到平