河北省新乐市第一中学高中化学 2.3化学平衡常数及计算课件 新人教选修4.ppt

《河北省新乐市第一中学高中化学 2.3化学平衡常数及计算课件 新人教选修4.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北省新乐市第一中学高中化学 2.3化学平衡常数及计算课件 新人教选修4.ppt（25页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、化学平衡常数化学平衡常数2021/8/8 星期日1化学平衡常数化学平衡常数化学平衡的特征化学平衡的特征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)(H2)(I2)(HI)10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(

2、g)54.554.654.4554.332021/8/8 星期日2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；2、常数、常数K与反应的与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与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的 途径无关途径无关。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。对于反应对于反应:aA+bB cC+dD2021/8/8 星期日3一、化学平衡常数（一、化学平衡常数（K）1、定义：、定义：在在一定温度一定温度下，

3、当一个可逆反应下，当一个可逆反应达到平衡达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的积的比值比值是一个是一个常数常数。这个常数就是该反。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）（以应的化学平衡常数（简称平衡常数）（以方程式中计量数为幂）方程式中计量数为幂）2、表达式：、表达式：在在一定温度一定温度下达到下达到化学平衡化学平衡时：时：2021/8/8 星期日43、使用平衡常数应注意的几个问题：、使用平衡常数应注意的几个问题：（1）必须指明）必须指明温度温度，反应必须达到，反应必须达到平衡状态平衡状态Fe3O4(s)+4H2(g)高温高温3Fe(s)

4、+4H2O(g)如：如：一定温度下一定温度下（2）在进行）在进行K值的计算时，值的计算时，固体固体、纯纯液态液态不作考虑，不作考虑，表达式中不需表达表达式中不需表达思考：思考：K有无单位？有无单位？2021/8/8 星期日5练习：试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式：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)催化剂催化剂2021/8/8 星期日6CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)K=c(CO2)2021/8/8 星期日72、同一化学反应，可以用不同的

5、化学反、同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个化学方程式都有自己应式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。的平衡常数关系式及相应的平衡常数。例：例：N2O4（g）2NO2（g）K=c(NO2)2/c(N2O4)1/2N2O4（g）NO2（g）K=c(NO2)/c(N2O4)1/2 1/3N2O4（g）2/3NO2（g）K=c(NO2)2/3/c(N2O4)1/32021/8/8 星期日83、多重平衡规则多重平衡规则 若干方程式相加若干方程式相加(减减)，则总反应的平衡，则总反应的平衡 常数等于分步平衡常数之乘积常数等于分步平衡常数之乘积(商商)例例1:2NO

6、(g)+O2(g)2NO2 K1 2NO2(g)N2O4 K2 2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K1 K2 2021/8/8 星期日9例2:C(s)+CO2(g)2CO(g)K C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2 K=K1/K22021/8/8 星期日104、平衡常数只表现反应进行的程度，即平衡常数只表现反应进行的程度，即可能性问题，而不表现到达平衡所需的可能性问题，而不表现到达平衡所需的时间，即现实性问题时间，即现实性问题.5、平衡常数平衡常数K K与温度有关，与浓度无关与温度有关，与浓度无关，由由K随温度的随温度的

7、变化可推断正反应是吸热反应还是放热。变化可推断正反应是吸热反应还是放热。若正反应是吸热反应若正反应是吸热反应,升高温度升高温度,K 增大增大;若正反应是放热反应若正反应是放热反应,升高温度升高温度,K 减少减少;2021/8/8 星期日11(5)K值大小标志反应能达到的最大限度值大小标志反应能达到的最大限度,K值大，反应完全。值大，反应完全。返 回播 放5.小结：小结：(1)平衡是有条件的、动态的。平衡是有条件的、动态的。(2)K与起始浓度和反应途径无关。与起始浓度和反应途径无关。(3)K只是温度的函数（即只与温度有关）只是温度的函数（即只与温度有关）(4)K与方程式写法有关。与方程式写法有关

8、。2021/8/8 星期日12（1）K值越大，表示反应进行的程度值越大，表示反应进行的程度 。二二 化学平衡常数的意义：化学平衡常数的意义：（2）当）当K10 5时，反应进行的程度很大，反应时，反应进行的程度很大，反应基本基本完全。完全。当当K105时，反应进行的程度很小，反应时，反应进行的程度很小，反应很难很难进行。进行。K居中，典型的居中，典型的可逆反应可逆反应，改变条件反应的方向变化。，改变条件反应的方向变化。1、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越大越大越大越大（3）思考思考1 1：1 1、K K与与a a的关系；的关系；反应进行的程度越大，反应进行的程度越大，

9、K K值值 ，反应物转化率也，反应物转化率也 。2 2、K K与与v v的关系；的关系；K K值大值大,速率速率 大，大，越大越大不一定不一定2021/8/8 星期日13对于可逆反应，在对于可逆反应，在一定的温度一定的温度的的任意时刻任意时刻，生成物浓度幂之，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值叫积与反应物浓度幂之积的比值叫浓度商浓度商浓度商浓度商:（1）QCK，反应向反应向 方向进行方向进行（2）QCK，反应向反应向 方向进行方向进行（3）QCK，反应向反应向 方向进行方向进行正正不移动不移动逆逆2、判断化学反应进行的方向、判断化学反应进行的方向思考思考2：一定温度下的可逆反应，化学平衡

10、常数一定温度下的可逆反应，化学平衡常数K和和 浓度商浓度商QC是否一定？可否为是否一定？可否为0？2021/8/8 星期日143、利用的变化可判断反应的热效应、利用的变化可判断反应的热效应（）若升高温度，值增大，则正反应为（）若升高温度，值增大，则正反应为 热反应热反应（）若升高温度，值减小，则正反应为（）若升高温度，值减小，则正反应为 热反应热反应吸吸放放练习练习2: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

11、，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正方向是上可逆反应的正方向是 热反应热反应.放放 平衡常数的大小不随反应物或生成物的改变而改平衡常数的大小不随反应物或生成物的改变而改变，只随温度的改变而改变。即，变，只随温度的改变而改变。即，K=f（T）。）。2021/8/8 星期日15三、三、有关平衡常数的简单计算：有关平衡常数的简单计算：利用平衡常数利用平衡常数,可以求平衡时各组分的浓度可以求平衡时各组分的浓度（含量）和反应物的转化率（含量）和反应物的转化率例题例题1 1：在在773K773K时时:CO(g)+H:CO(g)+H2 2O(g)COO(

12、g)CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g),(g),平衡常数平衡常数K=1K=1，如反应开始时，如反应开始时COCO和和H H2 2O O的浓度都是的浓度都是0.020 0.020 mol/lmol/l，计算该条件下，计算该条件下COCO的转化率最大是多少？的转化率最大是多少？2021/8/8 星期日16例题例题1 1：在在773K773K时时:CO(g)+H:CO(g)+H2 2O(g)COO(g)CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g),(g),平衡常数平衡常数K=1K=1，如反应开始时，如反应开始时COCO和和H H2 2O O的浓度都是的浓度都是0.020 mol/l0.020

13、mol/l，计算该条件，计算该条件下下COCO的转化率最大是多少？的转化率最大是多少？起始浓度起始浓度:0.020 0.020 0 0:0.020 0.020 0 0转化浓度：转化浓度：x x x xx x x x平衡浓度平衡浓度:0.020-x 0.020-x x x :0.020-x 0.020-x x x 解得解得:x=0.010(molL:x=0.010(molL-1-1)解：设平衡时解：设平衡时COCO2 2和和H H2 2的浓度为的浓度为x molLx molL-1-1 K=1x2(0.020-x)2CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g)COO(g)CO2 2(g)+H(g)+

14、H2 2(g)(g)转化率转化率=100=50%0.0100.020答：答：该条件下该条件下COCO的转化率最大为的转化率最大为5050(mol/l)(mol/l)2、利用平衡常数、利用平衡常数,求平衡时反应物的转化率求平衡时反应物的转化率2021/8/8 星期日17例例:反应反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),若在一若在一定温度下，将物质的量浓度均为定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的的SO2(g)和和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中测得容器中SO2(g)的转化率为的转化率为50%，试求：在该温，试求：在

15、该温度下。（度下。（1）此反应的浓度平衡常数）此反应的浓度平衡常数（2）若）若SO2(g)的初始浓度增大到的初始浓度增大到3mol/L,则则它们它们的的转化率变为多少？转化率变为多少？结论：在一定温度的密闭容器中，对于可逆反应，结论：在一定温度的密闭容器中，对于可逆反应，增加一种反应物的量（或浓度），该反应物转化率增加一种反应物的量（或浓度），该反应物转化率下降，另外一种反应物转化率升高。下降，另外一种反应物转化率升高。2021/8/8 星期日18平衡常数的运用平衡常数的运用2021/8/8 星期日19结论：结论：表示可逆反应进行的程度：表示可逆反应进行的程度：K越大，越大，正反应进行越完全，

16、转化率越高，此反正反应进行越完全，转化率越高，此反应平衡时，生成物浓度大应平衡时，生成物浓度大【运用探究一运用探究一】思考平衡常数的大小和转化率有什么关系？思考平衡常数的大小和转化率有什么关系？2021/8/8 星期日20对于反应对于反应m A(g)+n B(g)=p C(g)+q D(g)m A(g)+n B(g)=p C(g)+q D(g)随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化，随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化，请判断请判断和和 两种情况哪种是吸热，哪种是两种情况哪种是吸热，哪种是放热？放热？温度温度平平衡衡常常数数【运用探究二运用探究二】结论：结论：吸热反应，随温度升高平衡常数增大

17、吸热反应，随温度升高平衡常数增大放热反应，随温度升高平衡常数减小放热反应，随温度升高平衡常数减小2021/8/8 星期日21【课后思考课后思考】在一定温度的密闭容器中，在一定温度的密闭容器中，对于反应对于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，（1）将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪）将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？个方向移动？（2）保持）保持H2的浓度不改变将容器的体积的浓度不改变将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？2021/8/8 星期日22【继续探究继续探究】在一定温度的密闭容器中，在一定温度的密闭容器中，对于反应对于反应CO(g)

18、+2H2(g)CH3OH(g)，（2）保持）保持H2的浓度不改变将容器的体积扩大的浓度不改变将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？两倍，该平衡向哪个方向移动？注意：注意：当平衡体系中有多条件改变，勒当平衡体系中有多条件改变，勒夏特列原理无法判断平衡移动方向时，我夏特列原理无法判断平衡移动方向时，我们可以考虑计算们可以考虑计算QC和和K的相对大小。的相对大小。2021/8/8 星期日23随堂练习随堂练习2：一定温度下的密闭容器中存在：一定温度下的密闭容器中存在：2SO2+O2 2SO3知知C(SO2)始始=0.4mol/L，C(O2)始始=1mol/L经测定经测定该反应在该温度下的平衡常数该反应在该温度下的平衡常数K19，试判断，试判断，（1）当）当SO2转化率为转化率为50时，该反应是否达时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？（2）达平衡状态时，）达平衡状态时，SO2的转化率应为多少的转化率应为多少？2021/8/8 星期日242021/8/8 星期日25