教育专题：化学平衡常数.ppt

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1、化学平衡常数化学平衡常数改变影响平衡的一个条件改变影响平衡的一个条件化学平衡移动方向化学平衡移动方向化学平衡移动结果化学平衡移动结果浓度浓度增大增大反应物浓度反应物浓度减小减小反应物浓度反应物浓度增大增大生成物浓度生成物浓度减小减小生成物浓度生成物浓度压强压强增大增大体系压强体系压强减小减小体系压强体系压强温度温度升高升高温度温度降低降低温度温度催化剂催化剂 影响化学平衡的条件小结影响化学平衡的条件小结 向向正反应方向正反应方向移动移动向向逆反应方向逆反应方向移动移动向向逆反应方向逆反应方向移动移动向向气体体积减小气体体积减小的的反应方向移动反应方向移动向向正反应方向正反应方向移动移动向向气体

2、体积增大气体体积增大的反的反应方向移动应方向移动向向吸热反应方向吸热反应方向移动移动向向放热反应方向放热反应方向移动移动 由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是等同由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是等同的，所以平衡不移动。但应注意，虽然的，所以平衡不移动。但应注意，虽然催化剂不使化学平衡移催化剂不使化学平衡移动，但使用催化剂可影响可逆反应达平衡的时间动，但使用催化剂可影响可逆反应达平衡的时间。反应物浓度反应物浓度减小减小反应物浓度反应物浓度增大增大生成物浓度生成物浓度减小减小生成物浓度生成物浓度增大增大体系压强体系压强减小减小体系压强体系压强增大增大体系温度体系温度

3、降低降低体系温度体系温度升高升高（457.6）通过分析实验数据得出：通过分析实验数据得出：(1)温度不变温度不变时，时，为常数为常数 用用K表示表示,K=48.74；(2)常数常数K与与反应的反应的起始浓度大小起始浓度大小无关；无关；(3)常数常数K与与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的过过程无关。程无关。其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系。其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系。【问题探究问题探究】分析上表，你得出什么结论？分析上表，你得出什么结论？一、化学平衡常数一、化学平衡常数1、定义：、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到

4、平在一定温度下，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（简称平衡常是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）数）2、表达式：、表达式：cp(C)cq(D)cm(A)cn(B)K=如何写化学平衡常数化学平衡常数表达式：表达式：练习：练习：试写出下列反应的平衡常数的数学表达式：试写出下列反应的平衡常数的数学表达式：2SO2(g)+O2(g)2SO3（g）C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)催化剂催化剂反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中！反应中的固

5、体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中！CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)K=CO2CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)K=CO/(CO2H2)（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。值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。3、化学平衡常数的意义：、化学平衡常数的意义：定量的衡量化学反应进行的程度定量的衡量化学反应进行的程度（2）一般当）一般当K105时，该反应进行得基本完全。时，该反应进行得基本完全。4、判断正在进行的可逆是否平衡及不平衡向何方向进行、判断正在进行的可逆是否平衡及不平衡向何方向进行对于可逆反应，在一定的温度的任意时刻，反应物的浓

6、度和对于可逆反应，在一定的温度的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：生成物的浓度有如下关系：叫该反应的浓度商叫该反应的浓度商（1）QCK，反应向正方向进行，反应向正方向进行（2）QCK，反应处于平衡状态，反应处于平衡状态（3）QCK，反应向逆方向进行，反应向逆方向进行5、利用可判断反应的热效应、利用可判断反应的热效应（）若升高温度，值增大，则正反应为吸热反应（）若升高温度，值增大，则正反应为吸热反应（）若升高温度，值减小，则正反应为放热反应（）若升高温度，值减小，则正反应为放热反应例如：例如：不同温度时，反应不同温度时，反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),的浓度的浓度平衡常数

7、与温度平衡常数与温度的关系如下：的关系如下：温度温度623K698K763K浓度平衡常数浓度平衡常数66.954.445.9 通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上可逆反应的上可逆反应的正方向是放热反应正方向是放热反应.二、使用平衡常数应注意的几个问题：二、使用平衡常数应注意的几个问题：2、在平衡常数表达式中：水、在平衡常数表达式中：水(l)的浓度、固体物质的浓度不写的浓度、固体物质的浓度不写3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关例如：例如：N2+3H2 2NH3的的K1值与值与1/2N2+3/

8、2H2 NH3的的K2值不一样值不一样、化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。、化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。K1=K22 对于可逆反应达到平衡后各物质的浓度变化关系，对于可逆反应达到平衡后各物质的浓度变化关系，在计算中注意：在计算中注意：（3）各物质的转化浓度之比各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中等于它们在化学方程式中相应的相应的化学计量数之比化学计量数之比。c(A):c(D)=a:d三、有关化学平衡常数的计算三、有关化学平衡常数的计算（2）生成物：平衡浓度）生成物：平衡浓度=初始浓度初始浓度+转化浓度转化浓度 生成物生成物D:c平平(D)=c

9、0(D)+c(D)（1）反应物：平衡浓度）反应物：平衡浓度=初始浓度初始浓度-转化浓度；转化浓度；反应物反应物A:c平平(A)=c0(A)-c(A)（4）反应物反应物A的平衡转化率（该条的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：件最大转化率）可表示：对于可逆反应对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率常数和平衡转化率例例1:1:在某温度下在某温度下,将将H H2 2和和I I2 2各各0.10mol0.10mol的气态混合物充入的气态混合物充入 10L10L的密闭容器中的密闭容器中,充分反应充分反应,

10、达到平衡后达到平衡后,测得测得C(HC(H2 2)=0.0080mol/L.)=0.0080mol/L.(1)(1)求该反应的平衡常数求该反应的平衡常数(2)(2)在上述温度下在上述温度下,该容器中若通入该容器中若通入H H2 2和和I I2 2蒸汽各蒸汽各 0.20mol.0.20mol.试求达到化学平衡状态时各物质的浓度试求达到化学平衡状态时各物质的浓度.H2 +I2 2HI解解(1)根据题意得根据题意得:平衡浓度平衡浓度mol/L:0.0080 0.0080 0.0040 起始浓度起始浓度mol/L:0.01 0.01 0K=C(HI)2C(H2)C(I2)=0.25解解(2)设设H2的

11、消耗浓度为的消耗浓度为xH2 +I2 2HI平衡浓度平衡浓度mol/L:0.02-x 0.02-x 2x起始浓度起始浓度mol/L:0.02 0.02 0K=C(HI)2C(H2)C(I2)=0.25=(2x)2(0.02-x)2X=0.0040mol/LC(H2)=c(I2)=0.016mol/LC(HI)=0.0080mol/L答答:略略(2)(2)已知平衡常数和初始浓度求已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及平衡浓度及转化率转化率例例2:在密闭容器中在密闭容器中,将将2.0molCO与与10molH2O混合加热混合加热 到到800,达到下列平衡达到下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g

12、)+H2(g)K=1.0 求求CO转化为转化为CO2的转化率的转化率.解解:设达到平衡时设达到平衡时COCO转化为转化为COCO2 2的物质的量为的物质的量为x,Vx,V为容器容积为容器容积 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始浓度起始浓度:2.0V10V0V0V2.0V平衡浓度平衡浓度:2.0V10-xVxVxV2.0-xVK=c(CO2)c(H2)C(CO)C(H2O)=1.0X=1.66CO转化为转化为CO2的转化率为的转化率为83%.答答:略略练习练习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

13、427时的平衡常数是时的平衡常数是9.4。如果反应开始时，一氧化碳和水。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算一氧化碳在此反应条件下的转，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。化率。解解:设设COCO的消耗浓度为的消耗浓度为x xCO +H2O(g)CO2 +H2催化剂催化剂高温高温起始浓度起始浓度:0.01 0.01 0 0 平衡时浓度平衡时浓度:0.01-x 0.01-x x x:0.01-x 0.01-x x xK=C(CO2)C(H2)C(CO)C(H2O)=x2(0.01-x)2=9.4X=0.00754COCO的转化率为的转化率为0.0075

14、4/0.010.00754/0.01100%=75.4%100%=75.4%答答:略略 练习练习2：对于反应：对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若若在一定温度下，将初始浓度为在一定温度下，将初始浓度为0.4mol/L的的SO2(g)和和1.0mol/LO2(g)混合注入一密闭容器中，当达到平衡状混合注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中态时，测得容器中SO2(g)的转化率为的转化率为80%,试求在该温试求在该温度下度下（1）此反应的平衡常数。）此反应的平衡常数。（2）求）求SO2(g)、O2(g)、SO3(g)的平衡浓度。的平衡浓度。解：由题意可得：解：由题意可得：2S

15、O2(g)+O2(g)2SO3(g)起始浓度起始浓度:0.4 1.0 0 转化浓度转化浓度:0.4:0.4 x 80 平衡时浓度平衡时浓度:0.08 0.84 0.32:0.08 0.84 0.32 0.16 0.32 0.16 0.32K=C(SO3)2C(SO2)2 C(O2)=19答答:略略练习练习3:在在2L的容器中充入的容器中充入 1mol CO和和 1mol H2O(g),发发生反应：生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800时反时反应达平衡应达平衡,若若k=1.求：求：（1）CO的平衡浓度和转化率。的平衡浓度和转化率。（2）若温度不变，上容器中充入）若温度不变，上容器中充入 的是的是1mol CO和和 2mol H2O(g)，CO和和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。的平衡浓度和转化率是多少。（3）若温度不变，上容器中充入）若温度不变，上容器中充入 的是的是1mol CO和和 4mol H2O(g)，CO和和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。的平衡浓度和转化率是多少。（4）若温度不变，要使）若温度不变，要使CO的转化率达到的转化率达到90%，在题干，在题干的条件下还要充入的条件下还要充入 H2O(g)物质的量为多少。物质的量为多少。