高中化学人教版选修四第二章第三节第4课时化学平衡常数

1、1第4课时 化学平衡常数21.了解化学平衡常数的含义。2.能利用化学平衡常数进行简单的计算。31.什么是化学平衡？2.化学平衡有哪些特征？3.什么是平衡移动？ 1.化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 2.逆、等、动、定、变 3.条件改变（浓度、温度、压强）导致旧平衡破坏，新平衡建立的过程。H2(g) +I2(g) 2HI(g)密闭容器457.6 根据数据通过计算分析出平衡时数据中的规律。48.3848.6148.5448.4848.7148.81下面我们以H2和I2(g)的反应为例,研究化学平衡的性质(1)温度不变

2、时， 为常数, 用K表示,K =48.74；(2)常数K与反应的起始浓度大小无关；(3)常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立 的过程无关。2c (HI)c(H2) c(I2) 结论54.554.654.4554.33H2(g) +I2(g) 2HI(g)密闭容器425.6 温度改变平衡常数也发生改变。结论c cp p( (C C) )c cq q( (D D) ) c cm m( (A A) )c cn n( (B B) )= =K 7化学平衡常数1.概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数

3、。（简称平衡常数） 对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)2.表达式阅读总结练习：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(g) C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)()()(22232OcSOcSOcK)()()(22OHcHcCOcK注意：反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中！催化剂93.表示意义 K值越大，说明平衡体系中生成物的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物的转化率越大。反之就越不完全，转化率就越小。10(1) K只是温度的函数，即：K=f(T)若H0, 温度升高，K值若H

4、0, 温度升高，K值(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做常数而不写入表达式。(3)化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的浓度，不能用任一时刻的浓度值。注意增大。减小。例例1：在某温度下，将：在某温度下，将H2和和I2各各0.1mol的混合物充入的混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后的密闭容器中，充分反应，达到平衡后c(H2)=0.0080mol/L。（1）求该反应的平衡常数。）求该反应的平衡常数。（2）在上述温度下，该容器中若通入）在上述温度下，该容器中若通入H2和和I2蒸汽各蒸汽各0.2mol，试求达到平衡状态时各物质的浓度。试求达到平衡状态

5、时各物质的浓度。 1112【解析解析】 （1） H2 + I2 2HI 起始浓度起始浓度/molL-1 0.010 0.010 0变化浓度变化浓度/molL-1 0.0020 0.0020 0.0040平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.0080 0.0080 0.0040答：平衡常数为答：平衡常数为0.25。13（2） H2 + I2 2HI 起始浓度起始浓度/molL-1 0.020 0.020 0变化浓度变化浓度/molL-1 x x 2x平衡浓度平衡浓度/ molL-1 0.020-x 0.020-x 2x答答:平衡时平衡时c(H2)=c(I2)=0.016mol/L c(HI)=0.

6、0080mol/L解之得解之得 x=0.0040mol/L平衡时平衡时 c(H2)=c(I2)=0.016mol/L c(HI)=0.0080mol/L 例例2：在密闭容器中，将：在密闭容器中，将2.0molCO与与10molH2O混合加热到混合加热到800 C，达到平衡：，达到平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.0 求求CO转化为转化为CO2的转化率。的转化率。 1415【解析解析】 设达到平衡时设达到平衡时CO转化为转化为CO2的物质的量为的物质的量为x,容容器的容积为器的容积为V。 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 起始浓度：起始浓

7、度：平衡浓度：平衡浓度：变化浓度变化浓度: XV XV XV XV 16X2=(2.0-x)(10-x) =20-12x+x2CO转化为转化为CO2的转化率为：的转化率为：答：答：CO转化为转化为CO2的转化率为的转化率为83%。1、如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。如：CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)K=c(CO2)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)书写平衡常数关系式的规则K=c(CO)c(CO2) c(H2)2、 稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也

8、不必写在平衡关系式中，如：Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+K=c2 (CrO42-) c2(H+)c(Cr2O72-) 3、非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5) c(H2O)c(C2H5OH) c(CH3COOH)4、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的平衡常数关系式及相应的平衡常数。例：N2O4（g） 2NO2（g） 1/2N2O4（g） NO2（g） 1/3N2O4（g） 2/3

9、NO2（g） K=c2(NO2)c(N2O4)K=c(NO2)c1/2(N2O4)K=c2/3(NO2)c1/3(N2O4)例1: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 K2 5、多重平衡规则 若干方程式相加(减)，则总反应的平衡 常数等于分步平衡常数之乘积(商)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 = K 2 K 1 在一定温

10、度的密闭容器中，对于反应 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，（1）将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？（2）保持H2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？【课后思考】 对于可逆反应，在一定温度的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：叫该反应的浓度商（1）QCK:反应向正方向进行（2）QCK:平衡不移动（3）QCK:反应向逆方向进行m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)在一定温度的密闭容器中，对于反应 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，（2）保持H2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？当平衡体系中

11、有多条件改变，勒夏特列原理无法判断平衡移动方向时，我们可以考虑计算QC和K的相对大小。【继续探究】注意：一定温度下的密闭容器中存在：2SO2+O2 2SO3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K19，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，哪个方向进行？（2）达平衡状态时， SO2的转化率应为多少？随堂练习1 已知在800K时，反应： CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g) 若起始浓度c(CO) = 2molL-1，c(H2O) = 3molL-1，则反应达平衡时，CO转化成CO2的转

12、化率为60%，如果将H2O的起始浓度加大为6 molL-1，试求此时CO的转化率。随堂练习2 28化学平衡常数1.概念2.意义3.表达式4.有关计算K=f(T)291 1下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是 ( )( )A A混合物中各组分的浓度改变混合物中各组分的浓度改变B B正、逆反应速率改变正、逆反应速率改变C C混合物中各组分的含量改变混合物中各组分的含量改变D D混合体系的压强发生改变混合体系的压强发生改变C302.某温度下，向容积为某温度下，向容积为2 L的密闭反应器中充入的密闭反应器中充入0.10 molSO3，当反应器中的气体压强

13、不再变化时测得，当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率的转化率为为20%，则该温度下反应，则该温度下反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)的平的平衡常数为衡常数为 ( )A3.2103B1.6103C8.0102 D4.0102A313某温度下，在一个某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入4 mol A和和2 mol B进行如下反应：进行如下反应：3A(g)2B(g) 4C(s)2D(g)，反应一段时间后达到，反应一段时间后达到平衡，测得生成平衡，测得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是 ( )A该反应的化学平衡常数表达式是该反应的化学平衡常数表达式是KB此时，此时，B的平衡转化率是的平衡转化率是40%C增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增