高中化学反应原理《化学平衡常数》知识归纳.ppt

化学平衡常数 第二单元化学反应的方向和限度 我们知道 化学平衡状态是可逆反应在一定条件下反应达到的最大限度 那么 当达到化学平衡状态是 究竟有多少反应物转化成了生成物 平衡体系中各物质的浓度之间是否有一定的关系 请大家完成P48页的问题解决 是一个定值 化学平衡状态时各反应物和生成物的浓度间的定量关系 2NO2 g N2O4 g 表2 6NO2 g N2O4 g 平衡体系中各物质的物质的量浓度 25 2 1 08 1 38 1 72 102 1 71 102 1 61 1 70 102 3 89 1 70 102 1 填写下表中的空格2 分析表中数据 总结归纳化学平衡状态时各反应物和生成物的浓度间的定量关系 2NO2 g N2O4 g 平衡时物质的浓度代入 是一个定值 如果反应物或生成物不止一种 情况又如何呢 如在一定条件下 可逆反应H2 I2 g 2HI 起始以及平衡时各物质的浓度如下表所示 他们的浓度间存在何种关系 54 57 54 62 54 21 54 42 根据表中的数据计算出该温度下 平衡时的值 并分析其中规律 是一个定值 问题 请大家阅读教科书P48页关于平衡常数的定义 并找出其中的关键词 即 在一定温度下 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 一 化学平衡常数 K 其中c为各组分的平衡浓度 温度一定 K为定值 1 K的表达式 大量实验事实表明 对下列可逆反应 aA bBcC dD在一定温度下 无论反应物的起始浓度如何 反应达到平衡状态后 将各物质的物质的量浓度满足下面关系 分析教科书P49表2 8 2 9中的数据 你能得出什么结论 一 化学平衡常数 1 K与温度有关 对于一个具体的可逆反应 一定温度下 K一定 必须指明温度 2 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关 同一个化学反应 由于书写的方式不同 各反应物和生成物的化学计量数不同 平衡常数就不同 3 化学平衡常数表达式中固体和稀溶液中的H2O的浓度 不需表达 根据平衡常数的定义 请大家写出下列可逆反应的平衡常数表达式 一 化学平衡常数 N2 3H22NH3 2NH3N2 3H2 根据平衡常数的定义 请大家写出下列可逆反应的平衡常数表达式 一 化学平衡常数 请写出上述K1 K2 K3的关系 K1 1 K2 K32 2 平衡常数的意义 aA bBcC dD 1 平衡常数K值的大小 可推断反应进行的程度 K值越大 表示反应进行的程度越大 反应物的转化率越大 反之 K值越小 表示反应进行的程度越小 反应物的转化率越小 一般来说 反应的平衡常数K 105 认为正反应进行得较完全 K 10 5则认为这个反应的正反应很难进行 逆反应较完全 提出化学平衡常数的有什么意义 对我们研究化学反应进行的程度有什么帮助呢 分析教科书P48页表2 7 你能找出规律吗 注意 K大致告诉我们一个可逆反应进行的程度 但不能预示反应达到平衡所需要的时间 如 2SO2 g O2 2SO3 g 298K时 K很大 但由于速度太慢 常温时 几乎不发生反应 2 平衡常数K与温度有关 与浓度无关 由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热 若升高温度 K减小 说明正反应是放热反应 若升高温度 K增大 说明正反应是吸热反应 2 平衡常数的意义 QC K 未达平衡 逆向进行 QC K 达平衡 平衡不移动 QC K 未达平衡 正向移动 2 平衡常数的意义 3 利用K值可判断某状态是否处于平衡状态 二 平衡转化率 100 该反应物的起始浓度 该反应物的平衡浓度 该反应物的起始浓度 可逆反应在一定条件下达到平衡时 某一反应物的平衡转化率为 除了化学平衡常数外 还可以用反应物的平衡转化率表示化学反应进行的限度 阅读P49 作业 教材P515练习册P303 6 8练习册P31 322 一 将起始浓度 变化浓度 平衡浓度表示清楚 2 生成物 平衡浓度 起始浓度 转化浓度 三 各物质的转化量之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比 c A c D a d 二 1 反应物 平衡浓度 起始浓度 转化浓度 三 平衡常数和转化率的计算 解 据题意可知 起始时c H2 c I2 0 100mol L 1平衡时c I2 0 0200mol L 1 H2 g I2 g 2HI g 起始时各物质的浓度 mol L 1 0 1000 1000 变化的各物质的浓度 mol L 1 平衡时各物质的浓度 mol L 1 0 08000 160 0 02000 160 K 0 160 2 0 0200 2 64 0 c2 HI c H2 c I2 答 平衡常数为64 0 平衡常数和转化率的计算 0 0800 0 0200 例1 P49 c 平 mol L 10 200 x0 200 xxx 解得 x 0 100 解 设平衡时CO转化浓度为xmol L 1 K x2 0 200 x 02 00 x CO g H2O g CO2 g H2 g c 始 mol L 10 2000 20000 c 变 mol L 1xxxx 1 00 c CO2 c H2 c CO c H2O 平衡常数和转化率的计算 例2 P50 已知 起始时c CO 0 200mol L 1c H2O 0 0200mol L 1 800 该反应K 1 00 答 平衡时CO转化为CO2转化率是50 平衡常数和转化率的计算 补例2 在一密闭容器中 CO和H2O混合加热到800 达到下列平衡 CO g H2O g CO2 g H2 g K 1 00若反应开始时CO和H2O的浓度分别为0 200mol L和1 00mol L 求反应达到平衡时CO转化为CO2的转化率 CO g H2O g CO2 g H2 g 解 各物质的起始浓度 mol L 0 200 1 00 00 各物质的平衡浓度 mol L 1 00 x 0 200 x xx 1 00 答 平衡时CO转化为CO2的转化率为83 0 设达到平衡时被转化的CO的浓度为xmol L 解方程得x 0 166 CO转化为CO2的转化率为 83 0 0 0073 解 a b 0 2 6 4 3 9 4 由题意可知 a 3mol L 2mol L 5mol Lb 9mol L 6mol L 15mol L 例3 平衡常数和转化率的计算 1 850K时 在一密闭容器中充入一定量的SO2和O2 当反应达到平衡后测得 SO2 O2和SO3的浓度分别为6 0 10 3mol L 1 8 0 10 3mol L 1和4 4 10 2mol L 1 计算 1 该温度下反应的平衡常数 2 达平衡状态时 SO2的转化率 2SO2 O22SO3 平衡常数和转化率的计算 2 在一定温度下 向容积不变的密闭容器中通入8molSO2和4molO2后 容器中的压强为3 03 105Pa 经一段时间后 反应达到平衡 测得容器中的压强为2 22 105Pa 试计算平衡时SO2的物质的量和转化率 注意解题过程的规范性 包括严密 简明 有条理和准确性 1 6mol 80 3 已知一氧化碳与水蒸气的反应为 在773K时的平衡常数是9 如果反应开始时 一氧化碳和水蒸气的浓度都是0 01mol L 计算一氧化碳在此反应条件下的转化率 4 现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应 2SO2 O22SO3 已知C SO2 始 0 4mol L C O2 始 1mol L经测定该反应在该温度下的平衡常数K 19 试判断 1 当SO2转化率为50 时 该反应是否达到平衡状态 若未达到 向哪个方向进行 2 达平衡状态时 SO2的转化率应为多少 平衡常数和转化率的计算 平衡常数和转化率的计算 例4 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 若要使反应向右进行 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 CO