化学平衡常数.ppt
选修选修4 第第二二章章 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡化学平衡常数化学平衡常数序序号号起始时浓度起始时浓度mol/L698.6K平衡时浓度平衡时浓度mol/L698.6K平衡时平衡时c0 (H2)c0(I2)c0 (HI)H2I2HI10.010670.0119600.0018310.0031250.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.004570.000740.013544000.010690.001140.001140.00841222IHHII2(g) + H2(g) 2HI(g)54.5754.6254.2154.42根据表中的数据计算出平衡时根据表中的数据计算出平衡时 的值，并分析其中规律。的值，并分析其中规律。222IHHI通过分析实验数据得出：通过分析实验数据得出：1、温度不变时，、温度不变时， 为常数为常数, 用用K表示；表示；)()()(222IcHcHIc)()()()(BcAcDcCcKbadc2、常数、常数K与反应的起始浓度大小无关；与反应的起始浓度大小无关；3、常数、常数K与平衡正向建立还是逆向建立无关即与与平衡正向建立还是逆向建立无关即与平衡建立的过程无关。平衡建立的过程无关。aA + bB cC + dD 一、化学平衡常数定义：一、化学平衡常数定义： 在一定温度下，当一个可逆反应达到化在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积度幂之积的的比值比值是一个常数，这个常数就是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）。数）。 K = c(C)pc(D)q c(A) mc(B) n 二、二、平衡常数的平衡常数的数学表达式数学表达式 mA + nB pC + qD 化学平衡常数化学平衡常数只要温度不变，对于一个具体的可逆只要温度不变，对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值。反应就对应一个具体的常数值。课堂练习：课堂练习：写出下列各反应的平衡常数写出下列各反应的平衡常数K的表达式的表达式(1) 2NO2（g） N2O4（g） (2) N2O4（g） 2NO2（g） (3) CaCO3（s） CaO（s）+CO2（g） 三、平衡常数使用注意事项三、平衡常数使用注意事项1、化学平衡常数只与、化学平衡常数只与温度温度有关，与反应物有关，与反应物或生成物的浓度变化无关；或生成物的浓度变化无关；2、反应物或生成物中有、反应物或生成物中有固体和纯液体固体和纯液体存在时，存在时，由于其浓度可看做常数由于其浓度可看做常数“1”而而不代入公式不代入公式例例CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)K=c(CO)/c(CO2) c(H2)3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关有关例如：例如：N2+3H2 2NH3的的K1值值 与与1/2N2+3/2H2 NH3的的K2值不一样值不一样K1 = K22 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质反应方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会改变。数也会改变。 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K思考：思考：K与与K1、K2的关系的关系K=k1K2四、平衡常数的应用四、平衡常数的应用（1）K值越大，表示反应进行的程度越大，反值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。应物转化率也越大。（2）一般当）一般当K105时，正反应进行得基本完全。时，正反应进行得基本完全。 K 10-5时时 , 正反应基本没有进行。正反应基本没有进行。1、判断反应进行的程度；、判断反应进行的程度；化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。它能够表示出可逆反应进行的完全程度。标志。它能够表示出可逆反应进行的完全程度。一个反应的一个反应的K值越大，说明平衡时生成物的浓值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物转化率也度越大，反应物的浓度越小，反应物转化率也越大越大。题型一、平衡常数表达式及其值的计算题型一、平衡常数表达式及其值的计算若若升高温度升高温度，K值值增大增大，则正反应为，则正反应为吸热吸热反应；反应；若若升高温度升高温度，K值值减小减小，则正反应为，则正反应为放热放热反应。反应。题型二、利用题型二、利用K判断反应的热效应判断反应的热效应 Q K，反应向正方向进行，反应向正方向进行 Q = K，反应达到平衡状态，反应达到平衡状态 Q K，反应向逆方向进行，反应向逆方向进行Q = c(C)pc(D)q c(A) mc(B) n 浓度商：浓度商： mA + nB pC + qD 3、判断反应进行的方向；、判断反应进行的方向；可以利用平衡常数的值做标准，判断正在进行的可以利用平衡常数的值做标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。衡。五、平衡常数的计算五、平衡常数的计算例题例题1：某容器充入氮气和氢气发生反应某容器充入氮气和氢气发生反应N2+3H2 2NH3，在某温，在某温度下各物质的平衡浓度是度下各物质的平衡浓度是:C(N2)=3molL-1,C(H2)=9molL-1,C(NH3) =4molL-1求该反应的平衡常数和求该反应的平衡常数和N2、H2的初始浓度。的初始浓度。 = 42 393 =0.0073解：解：N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)起始浓度起始浓度(mol/l)变变化浓度化浓度(mol/l)平平衡浓度衡浓度(mol/l) a b0 2 6 4 3 9 4由题意可知：由题意可知： K = c(NH3)2 c(N2) c(H2)3 a=3mol/L+2mol/L=5mol/Lb=9mol/L+6mol/L=15mol/L练习：练习：反应反应CO(g)+H2O(g) H2(g ) +CO2(g )在在773K时平衡常数时平衡常数K=9，如果反应开始时：，如果反应开始时：C(H2O)=C(CO)=0.020molL，求求CO的转化率。的转化率。1、已知一氧化碳与水蒸气的反应为、已知一氧化碳与水蒸气的反应为CO + H2O(g) CO2 + H2催化剂催化剂高温高温在在427时的平衡常数是时的平衡常数是9.0。如果反应开始时，一氧化碳和。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是水蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算一氧化碳在此反应条件，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。下的转化率。2、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2+O2 2SO3已知已知C(SO2)始始=0.4mol/L，C(O2)始始=1mol/L经测定该反应在该经测定该反应在该温度下的平衡常数温度下的平衡常数K19，试判断，试判断， 当当SO2转化率为转化率为50时，该反应是否达到平衡状态，若未时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，向哪个方向进行？达到，向哪个方向进行？
