选修化学平衡常数精品文稿.ppt
选修化学平衡常数第1 页，本讲稿共37 页【学习目标】1、理解化学平衡常数的含义3、能运用化学平衡常数进行计算2、会运用化学平衡常数判断反应进行程度第2 页，本讲稿共37 页【交流交流研讨】根据下表数据计算平衡时 的值并分析其中规律：2c(HI)c(H2)c(I2)序号起始时浓度mol/L698.6K平衡时浓度mol/L698.6K平衡时c(H2)c(I2)c(HI)cH2 cI2 cHI1 0.01067 0.01196 0 0.001831 0.003129 0.017672 0.01135 0.009044 0 0.00356 0.00125 0.015593 0.01134 0.007510 0 0.004565 0.00073780.013544 0 0 0.01069 0.001141 0.001141 0.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.4554.33c(HI)2c(H2)c(I2)第3 页，本讲稿共37 页 K 化学平衡常数1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）符号：K第4 页，本讲稿共37 页 K化学平衡常数实验测得：同一反应（如：aA+bB cC+dD）在某温度下达到的化学平衡状态，平衡常数的表达式是：2、表达式：2c(HI)c(H2)c(I2)I2(g)+H2(g)2HI(g)推导出平衡常数为：由反应其中c为各组分的平衡浓度，温度一定，K为定值。第5 页，本讲稿共37 页 K化学平衡常数3、意义：（1）K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物 转化率也越大。定量的衡量化学反应进行的程度（3）一般当K105 时，该反应进行得基本完全，K 10-5 时则认为该反应很难进行(逆反应较完全）（2）K只受温度影响，而其它外界条件如：浓度、压强、催化剂等变化对其无影响。第6 页，本讲稿共37 页 K化学平衡常数4、使用平衡常数应注意的问题（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态（2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应 的快慢，即速率大，K值不一定大（3）在进行K值的计算时，固体不作考虑，表达式中 不需表达Fe3O4(s)4H2(g)高温3Fe(s)+4H2O(g)如：一定温度下第7 页，本讲稿共37 页 K化学平衡常数4、使用平衡常数应注意的问题（4）在进行K值的计算时，稀溶液中的H2O的浓度 可不表达Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+如：一定温度下：第8 页，本讲稿共37 页 K 化学平衡常数4、使用平衡常数应注意的问题（5）平衡常数的表达式与方程式的书写有关N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H21/2N2+3/2H2 NH3K1=1/K2=K32 某温度下：第9 页，本讲稿共37 页 K化学平衡常数4、使用平衡常数应注意的问题（6）多重平衡规则若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)。例1:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K1 2NO2(g)N2O4(g)K2 2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K1+K2 第10 页，本讲稿共37 页 C(s)+CO2(g)2CO(g)K C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2 K 化学平衡常数4、使用平衡常数应注意的问题（6）多重平衡规则 若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)。例2:K=K1-K2第11 页，本讲稿共37 页 K化学平衡常数4、使用平衡常数应注意的问题（7）其中各物质的浓度，是指化学平衡状态时的浓度，不是初始浓度第12 页，本讲稿共37 页 K化学平衡常数 练习：试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式：2SO2(g)+O2(g)2SO3 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)催化剂注意：反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中！)()()(2 2232O c SO cSO cK=第13 页，本讲稿共37 页 K化学平衡常数5、应用：(1)判断反应进行的程度K 值越大，说明平衡体系中生成物所占比例越大，正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就 越小。(2)利用K可判断反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。第14 页，本讲稿共37 页例如：不同温度时，反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),平衡常数与温度的关系如下：温度623K 698K 763K平衡常数66.9 54.4 45.9 通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以 判断上面可逆反应的正方向是 K化学平衡常数放热反应第15 页，本讲稿共37 页 K化学平衡常数(3)计算转化率依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。5、应用：第16 页，本讲稿共37 页K=C(CO2)C(H2)/C(CO)C(H2O)=(2.0)(2.0)/2.0(1-)2.0(1-)=2/(1-)2=2.6=62%解:设CO的转化率为，则 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始浓度/mol/L 2.0 2.0 0 0转化浓度/mol/L 2.0 2.0 2.0 2.0平衡浓度/mol/L 2.0(1-)2.0(1-)2.0 2.0例题：反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在749K达平衡，K=2.60,求：当CO、H2O(g)的起始浓度都为 2.0 mol/L达平衡后，CO的转化率。第17 页，本讲稿共37 页课堂 练习：450K时往一空容器中通入氮N2和H2，反应达平衡后，测得C(N2)=3mol/L，C(H2)=9mol/L，C(NH3)=4 mol/L,求K、N2和H2的起始浓度。3 9 4042 65 15K=C(NH3)2/C(N2)(H2)3=42/（393）=7.310-3解:N2+3H2 2NH3起始浓度/mol/L 转化浓度/mol/L 平衡浓度/mol/L 第18 页，本讲稿共37 页 K化学平衡常数(4)判断平衡移动方向对于可逆反应，在一定温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：叫该反应的浓度商（1）QCK，反应向正方向进行（2）QCK，反应处于平衡状态（3）QCK，反应向逆方向进行第19 页，本讲稿共37 页自学教材 P29-31，例1、例2。K 化学平衡常数第20 页，本讲稿共37 页第21 页，本讲稿共37 页 K化学平衡常数第22 页，本讲稿共37 页第23 页，本讲稿共37 页 1、对于3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)，反应的化学平衡常数表达式为（）D第24 页，本讲稿共37 页 2、在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数 K和温度t的关系如下表：回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式K=。（2）该反应为 反应（选填“吸热”、“放热”）。（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是。A.容器中压强不变 B.混合气体中c(CO)不变 C.V正(H2)=V逆(H2O)D.c(CO2)=c(CO)（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为。t 700 800 830 1000 1200K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6吸热BC830第25 页，本讲稿共37 页3、高炉炼铁中发生的基本反应如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)Q。其平衡常数可表达为:K=c(CO2)/c(CO)，已知1100，K=0.263(1)若平衡向右进行，高炉内CO2和CO的体积比值_，平衡常数K值_(填“增大”“减小”或“不变”)(2)1100时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_(填“是”或“否”)，此时化学反应速率是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)0.250.263，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行第26 页，本讲稿共37 页(5)K值大小标志反应能达到的最大限度,K值大，反应完全。返 回播 放 课堂小结：(1)平衡是有条件的、动态的。(2)K不随起始浓度大而变。(3)K与温度有关。(4)K与方程式写法有关。第27 页，本讲稿共37 页基本模式“三段式”转化：mx nx px qx 平衡：a-mx b-nx px qx 基本关系生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度 反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度 例：m A+n B p C+q D 起始：a b 0 0化学平衡的相关计算第28 页，本讲稿共37 页转化率化学平衡的相关计算气体的平均分子量第29 页，本讲稿共37 页化学平衡的相关计算 几点定律a、如果保持P、T不变：则气体的体积比等于物质的量之比，即则气体的密度比等于摩尔质量之比，即b、如果保持V、T不变：则气体的压强比等于气体物质的量之比，即第30 页，本讲稿共37 页 在一定温度下,容积为20L的容器中充入2molSO2和1molO2发生反应：2SO2+O2 2SO3，达到平衡时，容器内气体压强为开始时的70%。试求：SO2的转化率 平衡时的O2浓度SO3的体积分数混合气体的平均相对分子量平衡时混合气体的密度例题常规计算90%0.005mol/L85.7%76.28g/L第31 页，本讲稿共37 页 在一定温度和压强下，将平均分子相对质量为8.5的N2和H2的混合气体，充入密闭容器中反应，达到平衡后，混合气体的平均分子量为10.0，则N2的转化率为_。30%练一 练第32 页，本讲稿共37 页 将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应 NH4I(s)NH3(g)+HI(g)2HI(g)H2(g)+I2(g)当反应达到平衡时，c(H2)=0.5mol/L，c(HI)=4mol/L，则NH3的浓度为（）A.3.5mol/L B.4mol/L C.4.5mol/L D.5mol/L D例题连续平衡第33 页，本讲稿共37 页 一定条件下，在2SO2+O2 2SO3的化学平衡体系中，各物质的浓度分别是2.0mol/L、0.8mol/L、2.4mol/L，则氧气在反应起始时的浓度可能是:（A）0.82mol/L(B)02mol/L(C)00.8mol/L(D)无法确定B练一 练第34 页，本讲稿共37 页 在密闭容器中进行如下反应：X2（气）+Y2（气）2Z2（气），已知X2、Y2、Z2的起始浓度0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L在一定条件下达到达平衡后,各物质的浓度可能为:A、Z2为0.3 mol/L B、Y2为0.35mol/L C、X2为0.2mol/L D、Z2为0.4mol/LA B练一 练第35 页，本讲稿共37 页一定条件下,在容积为2L的密闭容器里加入一定物质的量A,发生如下反应并建立平衡:A(g)2B(g),2B(g)C(g)+2D(g)测得平衡时各物质的量浓度是:A=0.3mol/L,B=0.2mol/L,C=0.05mol/L.最初向容器里加入A的物质的量是()A.0.5mol B.0.8mol C.0.9mol D.1.2mol C练一 练第36 页，本讲稿共37 页例题极端假设法 在一定条件下，可逆反应 A2(g)+B2(g)2C(g)达平衡时，各物质的平衡浓度分别为c(A2)=0.5mol/L，c(B2)=0.1mol/L，c(C)=1.6mol/L。若用a、b、c分别表示A2、B2、C的起始浓度，则：（1）a、b应满足的关系（2）a、b的取值范围 a=b+0.40.4mol/La1.3mol/L0mol/Lb0.9mol/L第37 页，本讲稿共37 页
