化学平衡常数及计算2

1、第二节第二节 化学反应的限度化学反应的限度1、平衡常数、平衡常数K: 对于反应对于反应: aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)一定温度下，密闭容器中：一定温度下，密闭容器中：K =巩固练习巩固练习1、 请写出下列反应的平衡常数表达式请写出下列反应的平衡常数表达式3、已知：某温度下、已知：某温度下,H2(g)+I2(g) 2HI(g) 的平衡常数为的平衡常数为K1 ；1/2H2(g)+ 1/2I2(g) HI(g)的平衡常数为的平衡常数为K2，则，则K1、K2的关系为（的关系为（ ） AK1= 2K2 BK1= K22 CK1 = K2 D不能确定不能确定3 、平衡常数、平衡常

2、数K的意义：的意义： 平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度程度( (即反应的限度），即反应的限度），平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。全。 思考：思考： 在某温度下，某时刻反应是否达平衡在某温度下，某时刻反应是否达平衡? ? （已知在此温度下的（已知在此温度下的K K和各物质的浓度）和各物质的浓度）4 、化学平衡常数的应用：、化学平衡常数的应用： aA+bB cC+dD badcBADCK = BcAcDcCccbadQ =浓度商浓度商当当QK时，时，反应会逆向进行。反应会逆向进行。 反应为平衡状态。反应

3、为平衡状态。反应要正向进行。反应要正向进行。 在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻浓度商用该时刻浓度商QQ与与K K比较大小来判断。比较大小来判断。当当Q = K时，时，当当Q K时，时， 高炉炼铁中发生的反应有高炉炼铁中发生的反应有: :FeO(s)+CO(gFeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO) Fe(s)+CO2 2(g); (g); H 0H , kp 未达平衡，未达平衡，逆向进行逆向进行。逆正QP = kp 达平衡，达平衡，平衡不移动平衡不移动。逆正逆正QP kp 未达平衡，未达平衡，正向移动。正向移动。对于可逆反应对于可逆反应: m

4、A(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)()()()(BPAPDPCPQnmqpP对于可逆反应对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)()()(23232HPNPNHPKpN2(g)+3H2(g) 2NH3(g) NH3(g) 1/2N2(g)+3/2H2(g) )()()(32232211NHPHPNPKp211211pppPKKkK或FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)()(2COpCOpKp练习：写出下列压强平衡常数练习：写出下列压强平衡常数Kp 的表示式和单位的表示式和单位Kp单位是：单位是：Pa-2Kp1的单位是：的单位是：Pa固体在表达式

5、中不出现，固体在表达式中不出现，Kp的单位是：的单位是：1MgCO3(s) MgO(s)+CO2(g)Kp = P(CO2) KC=CO2单位：单位：Kp为为Pa, Kc为为mol/L3.平衡常数的组合平衡常数的组合(多重平衡多重平衡)如如:知知 (1)2H2O(g) 2H2(g)+O2(g) 平衡常数为平衡常数为K1 (2)2CO2 (g) 2CO(g)+O2 平衡常数为平衡常数为K2试求试求 (3) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K3 (4) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K4 的平衡常数的平衡常数K3和和K4由由(2)式式-(1)式式2=(3)

6、式式,得得123KKK 由由(1)式式-(2)式式2=(4)式式,得得214KKK 知知 (1) 2NiO(s) 2Ni(S) + O2 (g) Kp1=PO2 (2) 2CO(g)+O2(g) 2CO2 (g) 22222OcoCOpPPPK求求: NiO(s)+CO(g) Ni(s) +CO2(g)的的 Kp 解解:由由(1)+(2)2得的反应得的反应21pppKKK 练习练习:今有下列反应在今有下列反应在1100下下: C(s)+S2(g) CS2(g) K1=0.258 Cu2S(s)+H2(g) 2Cu(s)+H2S(g) K2=3.910-3 2H2S(g) 2H2(g)+S2(g

7、) K3=2.310-2 试计算试计算C(s)+2Cu2S(s)=CS2(g)+4Cu(s)反应的平衡常数反应的平衡常数. Kc与与 Kp的关系的关系对于可逆反应对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)()()(qpnmcpRTKK)()()(nmqpcpRTKK可用上关系进行换算可用上关系进行换算.若若(p+q)-(m+n)=0,有有Kp=Kc.练习练习:反应反应2NO+O2 2NO2,在在227时时,下列数下列数值为值为Kc与与Kp的比值是的比值是( ) A 82 B 41 C 20.5 D 1B温度温度（K）序序号号初始浓度（初始浓度（mol/L）平衡浓度（平衡浓

8、度（mol/L）C0(H2)C0(I2)C0(HI)H2I2HI698.60.010670.0119600.0018310.0031290.017670.011350.00904400.0035600.0012500.015590.011340.00751000.0045650.0073780.01354000.0044890.00047980.00047980.003531000.0106900.0011410.0011410.008410798.60.0113500.00904000.0045600.0019500.008590000.016550.0033900.0033900.0097

9、70000.012580.0025800.0025800.007420222IHHI【交流交流.研讨研讨1】测量获得反应测量获得反应H2(g)I2(g) 2HI (g) ，在，在698.6K或或798.6K时时各物质的初始浓度和平衡浓度，结果如下表各物质的初始浓度和平衡浓度，结果如下表54.5054.4354.1654.338.2988.3068.271请根据表中的实验数据计算平衡时请根据表中的实验数据计算平衡时 的值，将计算结果填的值，将计算结果填入表中。入表中。54.62222IHHI温度温度（K）序序号号初始浓度（初始浓度（mol/L）平衡浓度（平衡浓度（mol/L）C0(H2)C0(I

10、2)C0(HI)H2I2HI698.60.010670.0119600.0018310.0031290.017670.011350.00904400.0035600.0012500.015590.011340.00751000.0045650.0073780.01354000.0044890.00047980.00047980.003531000.0106900.0011410.0011410.008410798.60.0113500.00904000.0045600.0019500.008590000.016550.0033900.0033900.009770000.012580.00258

11、00.0025800.007420222IHHI【交流交流.研讨研讨2】测量获得反应测量获得反应H2(g)I2(g) 2HI (g) ，在，在698.6K或或798.6K时时各物质的初始浓度和平衡浓度，结果如下表各物质的初始浓度和平衡浓度，结果如下表54.5054.4354.1654.338.2988.3068.27154.62222IHHI（1）请分析计算所得的数据，回答在相同温度下）请分析计算所得的数据，回答在相同温度下 大小大小有何特点？有何特点？（2）该值的大小与反应的初始浓度大小有无关系？）该值的大小与反应的初始浓度大小有无关系？温度温度（K）序序号号初始浓度（初始浓度（mol/L）

12、平衡浓度（平衡浓度（mol/L）C0(H2)C0(I2)C0(HI)H2I2HI698.60.010670.0119600.0018310.0031290.017670.011350.00904400.0035600.0012500.015590.011340.00751000.0045650.0073780.01354000.0044890.00047980.00047980.003531000.0106900.0011410.0011410.008410798.60.0113500.00904000.0045600.0019500.008590000.016550.0033900.0033

13、900.009770000.012580.0025800.0025800.007420222IHHI【交流交流.研讨研讨3】测量获得反应测量获得反应H2(g)I2(g) 2HI (g) ，在，在698.6K或或798.6K时时各物质的初始浓度和平衡浓度，结果如下表各物质的初始浓度和平衡浓度，结果如下表54.5054.4354.1654.338.2988.3068.27154.62（3）由）由1、2、3组所给的初始浓度数据判断刚开始时化学反组所给的初始浓度数据判断刚开始时化学反应进行的方向？由应进行的方向？由4、5两组所给的初始浓度数据判断刚开始两组所给的初始浓度数据判断刚开始时化学反应进行的方

14、向？由此你能否得出该常数与化学反应时化学反应进行的方向？由此你能否得出该常数与化学反应方向的关系？方向的关系？温度温度（K）序序号号初始浓度（初始浓度（mol/L）平衡浓度（平衡浓度（mol/L）C0(H2)C0(I2)C0(HI)H2I2HI698.60.010670.0119600.0018310.0031290.017670.011350.00904400.0035600.0012500.015590.011340.00751000.0045650.0073780.01354000.0044890.00047980.00047980.003531000.0106900.0011410.0

15、011410.008410798.60.0113500.00904000.0045600.0019500.008590000.016550.0033900.0033900.009770000.012580.0025800.0025800.007420222IHHI【交流交流.研讨研讨4】测量获得反应测量获得反应H2(g)I2(g) 2HI (g) ，在，在698.6K或或798.6K时时各物质的初始浓度和平衡浓度，结果如下表各物质的初始浓度和平衡浓度，结果如下表54.5054.4354.1654.338.2988.3068.27154.62（4）由前）由前5组平衡浓度的数据判断建立的平衡状态相

16、组平衡浓度的数据判断建立的平衡状态相同吗？你能否得出该常数与建立的平衡状态有无关系？同吗？你能否得出该常数与建立的平衡状态有无关系？温度温度（K）序序号号初始浓度（初始浓度（mol/L）平衡浓度（平衡浓度（mol/L）C0(H2)C0(I2)C0(HI)H2I2HI698.60.010670.0119600.0018310.0031290.017670.011350.00904400.0035600.0012500.015590.011340.00751000.0045650.0073780.01354000.0044890.00047980.00047980.003531000.010690

17、0.0011410.0011410.008410798.60.0113500.00904000.0045600.0019500.008590000.016550.0033900.0033900.009770000.012580.0025800.0025800.007420222IHHI【交流交流.研讨研讨4】测量获得反应测量获得反应H2(g)I2(g) 2HI (g) ，在，在698.6K或或798.6K时时各物质的初始浓度和平衡浓度，结果如下表各物质的初始浓度和平衡浓度，结果如下表54.5054.4354.1654.338.2988.3068.27154.62（5）如果温度不同，该常数是否相同？）如果温度不同，该常数是否相同？【练习【练习3】298K时，向某密闭容器中充入时，向某密闭容器中充入N2、O2，发，发生反应生反应N2(g