李--第二章第三节-2化学平衡常数

1、合成氨条件的选择合成氨条件的选择问题问题1：请同学们写：请同学们写出合成氨的化学反应出合成氨的化学反应方程式，并说明这个方程式，并说明这个反应有什么特点？反应有什么特点？N2+3H2 2NH3特点：特点：a、可逆反应、可逆反应b、正反应放热、正反应放热c、正反应是气体体积、正反应是气体体积缩小的反应。缩小的反应。问题问题2：请同学们分析工业生：请同学们分析工业生产主要要考虑哪些问题？产主要要考虑哪些问题？首要：经济效益首要：经济效益 与社会效益与社会效益基本要求：基本要求：a、反应快、反应快b、原料利用率高、原料利用率高c、单位时间内产量高、单位时间内产量高问题问题3：请同学们分别从化学反应速

2、率和化学平衡两个：请同学们分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨的合适条件。角度分析合成氨的合适条件。 填填 表表高高 温温高高 压压使使 用用高高 压压低低 温温无无 影影 响响合成氨条件的选择合成氨条件的选择问题问题4：工业上合成氨的合适条件到底怎样？：工业上合成氨的合适条件到底怎样？使用催化剂：这样可以大大增大化学反使用催化剂：这样可以大大增大化学反应速率，提高生产效率，也提高了经济应速率，提高生产效率，也提高了经济效益；效益；选择合适的温度：选择合适的温度：500左右，该温度左右，该温度是为合成氨催化剂的活性温度；是为合成氨催化剂的活性温度；选择合适的压强：选择合适的压强：20

3、MPa50MPa，该，该压强下进行生产，对动力、材料、设备压强下进行生产，对动力、材料、设备等来说正合适。等来说正合适。合成氨的适宜条件合成氨条件的选择合成氨条件的选择小结小结: 合成氨条件的选择合成氨条件的选择平衡常数的推导平衡常数的推导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c (H2)c(I2)c (HI)cH2cI2cHI10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.004565

4、0.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g) + H2(g) 2HI(g)54.554.654.4554.33根据表中的数据计算出平衡时根据表中的数据计算出平衡时 的值，并分析其中规律。的值，并分析其中规律。c (HI)2c(H2) c(I2) 2c (HI)c(H2) c(I2) 1、定义：、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡在一定温度下，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幂之时，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。这个常数就是该反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

5、（简称平衡常数）应的化学平衡常数（简称平衡常数）2、表达式：、表达式：四、化学平衡常数四、化学平衡常数3、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)在平衡常数表达式中：稀溶液中的水、纯液体、在平衡常数表达式中：稀溶液中的水、纯液体、固体物质的浓度视为常数，其浓度不列入固体物质的浓度视为常数，其浓度不列入平衡常数平衡常数表达式中表达式中。(2)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值值 与与2NH3 N2 +3H2的的K2值不一样值不一样(3)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物化

6、学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。所以在使用时必须指明温度。的浓度无关。所以在使用时必须指明温度。CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)K=c(CO2)K=c(CO)/c(CO2) c(H2)K1 = 1/K211、写出下列反应的平衡常数的表达式写出下列反应的平衡常数的表达式 :PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)2HI(g) H2(g)+I2(g)Fe3O4(s)+4H2(g) 3Fe(s)+4H2O(g)K=c(Cl2)c(PCl3) /c(PCl5)K=c(H2)c(I2) /c2(HI)K=c4(H2O

7、)/c4(H2)概念理解：概念理解：平衡转化率平衡转化率对于可逆反应对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)反应物反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：%100)()()(%100)%(00AcAcAcAAAA平的初始浓度的平衡浓度的初始浓度%100%100)%(始平始初始的物质的量的平衡物质的量初始的物质的量nnnAAAA K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即表示该反应进大，它的正向反应进行的程度越大，即表示该反应进行的程度越大，反应物转化

8、率也越大；反之，就越不行的程度越大，反应物转化率也越大；反之，就越不完全，转化率就越小。完全，转化率就越小。4、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 一般当一般当K105或或K105时，该反应的正反应或时，该反应的正反应或逆反应进行得基本完全。逆反应进行得基本完全。 K值大小虽然能预示某可逆反应向某方向进行的值大小虽然能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度，但不能预示反应达到平衡所需要的时间。最大限度，但不能预示反应达到平衡所需要的时间。 QCK ，反应向正方向进行，反应向正方向进行QCK ，反应处于平衡状态，反应处于平衡状态QCK

9、 ，反应向逆方向进行，反应向逆方向进行判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行判断可逆反应是否达到平衡及反应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：的浓度和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5、化学平衡常数的应用、化学平衡常数的应用6、有关化学平衡常数的计算、有关化学平衡常数的计算达到平衡后各物质的浓度变化关系：达到平衡后各物质的浓度变化关系：（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) = c0(D) +c(D)（

10、3）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。中相应的化学计量数之比。c(A):c(D)=a: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) 对于反应对于反应: aA + bB cC + dD12、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。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是水蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算一氧化碳在此反应条件，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率（会列计算式即可）。下的转化率（会列计算式即可）。13、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2+O2 2SO3已知已知C(SO2)始始=0.4mol/L，C(O2)始始=1mol/L经测定该反应在