平衡常数与平衡转化率

1、化学平衡常数与平衡转化率化学平衡常数与平衡转化率学习目标学习目标1 1、理解、理解化学平衡常数化学平衡常数新概念，能利用化学新概念，能利用化学 平衡常数进行计算。平衡常数进行计算。2 2、化学平衡常数的应用。化学平衡常数的应用。理解理解浓度商浓度商的含义的含义 及计算，判断反应状态。及计算，判断反应状态。3 3、理解、理解平衡转化率平衡转化率的的相关相关计算。计算。 HIHI2 2/ / HH2 2II2 2 初始浓度（初始浓度（mol/Lmol/L）平衡浓度（平衡浓度（mol/Lmol/L）C C0 0（H H2 2）C C0 0(I(I2 2) )C C0 0(HI)(HI) H H2 2

2、 I I2 2 HIHI0.010670.010670.011960.011960 00.0018310.0018310.0031290.0031290.017670.017670.011350.011350.0090440.0090440 00.0035600.0035600.0012500.0012500.015590.015590.011340.011340.0075100.0075100 00.0045650.0045650.00073780.00073780.013540.013540 00 00.0044890.0044890.00047980.0004798 0.00047980

3、.00047980.0035310.0035310 00 00.010690.010690.0011410.0011410.0011410.0011410.0084100.00841054.4978354.4978354.6175554.6175554.4324554.4324554.1595454.1595454.3276254.32762交流交流研讨研讨问题问题1 1：请根据表中的实验数据计算平衡时的请根据表中的实验数据计算平衡时的 HIHI2 2/H/H2 2II2 2 的值，将结果填入表中。的值，将结果填入表中。实验测得反应H H2 2（g g） I I2 2（g g） 2HI 2HI

4、（g g）在在698.6698.6K K时各物质的初始浓度和平衡浓度。 问题问题2 2请分析计算所得数据，寻找其中的规律请分析计算所得数据，寻找其中的规律。 不管不管H H2 2,I,I2 2和和HIHI的初始浓度是多大，只的初始浓度是多大，只要要保持反应体系的温度不变保持反应体系的温度不变，达到化学平，达到化学平衡状态后，衡状态后， 就为常数。就为常数。 HI2 H2 I2 化学平衡常数化学平衡常数思考思考发现发现在在一定温度一定温度下，某个可逆反应下，某个可逆反应达到平衡达到平衡时，时，产物浓度系数次方的乘积产物浓度系数次方的乘积与与反应物浓度系数次方的乘积反应物浓度系数次方的乘积之比之比

5、是一个常数。是一个常数。这个常数称为这个常数称为化学平衡常数化学平衡常数1、写出反应：写出反应：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)的化学平衡常数表达式，并判断的化学平衡常数表达式，并判断K的单位。的单位。2 2、对于任一可逆反应：对于任一可逆反应：aA（g）+bB（g） cC（g）+ dD（g），），试写出其化学平衡常数的表达式。试写出其化学平衡常数的表达式。对于一般的反应对于一般的反应aA +bB cC + dDaA +bB cC + dD当温度一定，达到化学平衡时，当温度一定，达到化学平衡时，其平衡常数表达式：其平衡常数表达式：K = Cc DdAa Bb注意：注意：平衡常数表

6、达式中不包括平衡常数表达式中不包括固体和纯液体固体和纯液体物物质的浓度项质的浓度项( (因为它们的浓度为常数因为它们的浓度为常数) )，只，只包括包括气态物质和溶液中各溶质气态物质和溶液中各溶质的浓度。的浓度。一、化学平衡常数一、化学平衡常数拓展练习拓展练习方方 程程 式式K K单位单位1 11/2N1/2N2 2(g)(g)3/2H3/2H2 2(g) NH(g) NH3 3(g)(g)2 23 34 45 5FeO(sFeO(s) )CO(g) Fe(sCO(g) Fe(s) )COCO2 2(g)(g)6 6AgCl(s) AgAgCl(s) Ag(aq) (aq) Cl Cl(aq)(

7、aq)N N2 2（g ) g ) 3H3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g)2 2NHNH3 3(g) N(g) N2 2(g)(g) 3H 3H2 2(g)(g)NHNH3 3HH2 2O(aq) NHO(aq) NH4 4(aq)(aq)OHOH(aq)(aq)( (mol/L)mol/L)11(molL-1)2( (mol/L)mol/L)22(molL-1)2molL-11你在书写平衡表达式时有了哪些发现？你在书写平衡表达式时有了哪些发现？ N2 H23 NH32NH4+ OH-NH3H2OCO2COAg+ Cl- NH3N21/2 H23/2 NH32N2 H23

8、 1 1、对于一个反应，其平衡常数的表达式是、对于一个反应，其平衡常数的表达式是唯一的吗？平衡常数的表达式与哪些因素有关？唯一的吗？平衡常数的表达式与哪些因素有关？ 2 2、对于一个反应，正、逆反应的平衡常数、对于一个反应，正、逆反应的平衡常数之间有何关系？之间有何关系？ 3 3、如果浓度的单位是、如果浓度的单位是mol/Lmol/L，分析，分析K K的单位的单位与反应的化学方程式系数之间有什么关系？与反应的化学方程式系数之间有什么关系？问题思考？问题思考？系数不同，平衡常数的表达式就不同系数不同，平衡常数的表达式就不同正、逆反应的平衡常数互为倒数。正、逆反应的平衡常数互为倒数。平衡常数的单位

9、与化学方程式的表示形式相对应平衡常数的单位与化学方程式的表示形式相对应(molL-1)a+b-c-d在在2000K2000K时时, ,反应反应CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g(g） COCO2 2（g g） 的平衡常数为的平衡常数为K K1,1,则相同温度下反应则相同温度下反应2CO2CO2 2（g g） 2CO(g) + O2CO(g) + O2 2（g g）的平衡常数）的平衡常数K K2 2为为A A、1/1/K K1 1 B B、K K1 12 2 C C、1/1/K K1 12 2 D D、K K1 1-1/2-1/2C巩固练习巩固练习平衡常数的应用平衡常数的应用 判

10、断反应可能进行的程度，估计反应的可能性。判断反应可能进行的程度，估计反应的可能性。K10K105 5时，时， 基本完全反应。基本完全反应。K K在在1010-5-510105 5之间之间 可逆反应。可逆反应。K10KK时，反应时，反应逆向逆向进行进行QK 向逆向逆 0.3mol.L-10.5 mol.L-1 0.5mol.L-10.6 mol.L-1 Qc2= =1.0=K 平衡平衡 1.0mol.L-10.3 mol.L-1 0.7mol.L-11.7 mol.L-1 Qc3= =0.93K 向正向正 0.8mol.L-11.6 mol.L-1 Kc = = = 7.327.321010-3

11、-3 NH32N2H23 42393由平衡定律由平衡定律求平衡常数求平衡常数根据物料根据物料平衡求初平衡求初时浓度时浓度答答:该温度时合成氨反应的化学平衡常数是该温度时合成氨反应的化学平衡常数是7.3210-3 ,N2和和H2的初时浓度分别为的初时浓度分别为5 molL-1和和15 molL-1 解：解： N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3 练习练习3 3：合成氨反应合成氨反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3 在某在某温度下达平衡时，各物质的浓度是温度下达平衡时，各物质的浓度是：NN2 2=3mol=3molL L-1-1，HH2 2=9 mol=9 mo

12、lL L-1-1，NHNH3 3=4 =4 molmolL L-1-1。求该温度时的平衡常数和。求该温度时的平衡常数和N N2 2、H H2 2的初时的初时浓度浓度C C NN2 2+1/2NH+1/2NH3 3 3+23+25 mol5 molL L-1-1N2C C HH2 2+3/2NH+3/2NH3 3 9+69+615 mol15 molL L-1-1H2K = Ee DdAa Bb 二、平衡转化率二、平衡转化率() 1、表达式：对于化学反应、表达式：对于化学反应aA+bB cC+dD，反应物反应物A的平衡转化率可表示为：的平衡转化率可表示为：(A) =A的初始浓度的初始浓度- -A

13、的平衡浓度的平衡浓度A的初始浓度的初始浓度100% =c0(A)Ac0(A)100% 2、平衡转化率的有关计算、平衡转化率的有关计算关于平衡常数和平衡转化率的计算主要有关于平衡常数和平衡转化率的计算主要有以下三种类型以下三种类型(1)、已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数、已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率和平衡转化率 例例1：对于反应：对于反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下，将若在一定温度下，将0.1mol的的SO2(g)和和0.06mol O2(g)注入一体注入一体积为积为2L的密闭容器中，当达到平衡状的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有态时，

14、测得容器中有0.088mol的的SO3(g)试求在该温度下试求在该温度下 （1）此反应的平衡常数。）此反应的平衡常数。 （2）求）求SO2(g)和和O2(g)的平衡转化率的平衡转化率 由例由例1可知，一个已标明化学方程式的化学可知，一个已标明化学方程式的化学反应，在温度一定时虽然只有一个平衡常反应，在温度一定时虽然只有一个平衡常数，但是数，但是不同反应物不同反应物的平衡转化率可能不的平衡转化率可能不同。因此，脱离具体的反应物谈化学平衡同。因此，脱离具体的反应物谈化学平衡转化率是没有意义的。转化率是没有意义的。 (2)、已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数、已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数 例例

15、2:反应反应SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下，将物质的量浓度均为若在一定温度下，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，当达到注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为的转化率为50%，试求：在该温度下。，试求：在该温度下。 （1）此反应的平衡常数。）此反应的平衡常数。 （2）若）若SO2(g)的初始浓度增大到的初始浓度增大到3mol/L, NO2(g)的初始浓度仍为的初始浓度仍为2mol/L，则，则SO2(g)的转的转化率变为多少？化率变为多少？(1)K=1（2）

16、SO2的转化率为的转化率为40% (3)、已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转、已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。化率。 例例3、在、在1200时测得下列反应达平衡时测得下列反应达平衡时时,k=2.25. CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) 。若反应从。若反应从CO2(g)和和H2(g)开始，且开始，且CO2(g)和和H2(g)的初始的初始浓度分别为浓度分别为A、B、C三种情况。试计算三种情况。试计算A情况下情况下各物质的平衡浓度及各物质的平衡浓度及CO2(g)和和H2(g)平衡转化率。平衡转化率。 ABCc0(H2)mol/L0.01000.01200.0080c0(CO2)mol/L0.01000.01000.0100将根据将根据B、C组数据计算各物质的平衡浓度和平衡组数据计算各物质的平衡浓度和平衡转化率转化率(),分析结果，得出什么结论？分析结果，得出什么结论？ 化学平衡常数与转化