化学选修四课件化学平衡常数 平衡转化率

1、第第1课时化学平衡常数平衡转化率课时化学平衡常数平衡转化率 (1)可逆反应是指在可逆反应是指在 条件下，既能向条件下，既能向 进进行，又能向逆反应方向进行的化学反应。可逆反应的化学方行，又能向逆反应方向进行的化学反应。可逆反应的化学方程式中用程式中用“ ”而不用而不用“ ”。 (2)化学平衡状态是指一定条件下的可逆反应中，正反化学平衡状态是指一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率应速率与逆反应速率 ，反应物和生成物的，反应物和生成物的 保持不保持不变的状态；其特点可归纳为变的状态；其特点可归纳为“ ”四个字。四个字。相同相同正反应方向正反应方向相等相等浓度浓度动、等、定、变动、等、定、

2、变 一、化学平衡常数一、化学平衡常数 1定义定义 在一定在一定 下，当一个可逆反应达到化学平衡状态下，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，时， 浓度的幂之积与浓度的幂之积与 浓度的幂之积的浓度的幂之积的比值，称为化学平衡常数，用比值，称为化学平衡常数，用K表示。表示。 2表达式表达式 以化学反应以化学反应aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)为例：为例： K (纯固体或溶剂不出现在平衡常数的表达纯固体或溶剂不出现在平衡常数的表达式中式中)。温度温度反应产物反应产物反应物反应物 3意义意义 平衡常数的大小反映化学反应可能进行的平衡常数的大小反映化学反应可能进行的 ；平衡常数的数值越大，说明反应

3、进行的程度平衡常数的数值越大，说明反应进行的程度 。 4影响因素影响因素 (1)内因：反应物的内因：反应物的 。 (2)外因：反应体系的外因：反应体系的 。 程度程度越大越大本身性质本身性质温度温度5应用应用(1)判断反应进行的限度：判断反应进行的限度：K105反应程度反应程度很难进行很难进行可逆反应可逆反应进行完全进行完全若若QK，说明反应向，说明反应向 方向进行；方向进行；若若QK，说明反应，说明反应 ；若若QK，说明反应向，说明反应向 方向进行。方向进行。逆反应逆反应达到平衡状态达到平衡状态正反应正反应 二、平衡转化率二、平衡转化率 1表达式表达式 对于反应对于反应aA(g)bB(g)

4、cC(g)dD(g)，若用，若用c0(A)和和A分别表示分别表示A的初始浓度和平衡浓度，则的初始浓度和平衡浓度，则A的转化率的转化率(A) 。 2影响因素影响因素 (1) 浓度和平衡浓度；浓度和平衡浓度； (2)对于多种反应物的反应，提高一种反应物的浓度时，对于多种反应物的反应，提高一种反应物的浓度时，其他反应物的转化率提高，本身的转化率其他反应物的转化率提高，本身的转化率 。 初始初始降低降低1对于一个反应，其平衡常数的表达式是唯一的吗？平衡对于一个反应，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？常数的表达式与哪些因素有关？ 分析：分析：平衡常数表达式与化学方程式的书写

5、有关。对于平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。对于 同一化学反应同一化学反应 ，各反应物、生成物的系数不同，平衡常，各反应物、生成物的系数不同，平衡常 数表达式就不同。数表达式就不同。 答案：答案：不唯一。与化学方程式的书写有关。不唯一。与化学方程式的书写有关。2对于一个反应，其正反应和逆反应的平衡常数之间对于一个反应，其正反应和逆反应的平衡常数之间 有什么关系？有什么关系？ 分析：分析：同一个反应，其正反应和逆反应的平衡常数同一个反应，其正反应和逆反应的平衡常数 表达式中，分子和分母正相反，故二者互为倒数。表达式中，分子和分母正相反，故二者互为倒数。 答案：答案：互为倒数互为倒数3填表：填

6、表：4对可逆反应对可逆反应N23H2 2NH3，平衡前某一时刻，平衡前某一时刻N2 的转化率为的转化率为1，平衡时，平衡时N2的转化率为的转化率为2，则，则1和和2大大 小关系为小关系为1_2，平衡后再投入，平衡后再投入N2，则，则H2的平的平 衡转化率会衡转化率会_(“提高提高”或或“降低降低”)，N2的平衡转的平衡转 化率会化率会_(“提高提高”或或“降低降低”)。 分析：分析：由由的表达式可知的表达式可知12；在一反应中，增大某；在一反应中，增大某 一反应物的用量，可以提高其他反应物的转化率，反一反应物的用量，可以提高其他反应物的转化率，反 而会降低自身转化率。而会降低自身转化率。 答案

7、：答案：提高降低提高降低 1平衡常数的书写平衡常数的书写 (1)平衡常数表达式中各物质的浓度是化学反应达到平平衡常数表达式中各物质的浓度是化学反应达到平衡状态时的浓度。衡状态时的浓度。 (2)固体或纯液体物质不出现在平衡常数表达式中。固体或纯液体物质不出现在平衡常数表达式中。 (3)化学平衡常数表达式对应某一具体反应。若反应方化学平衡常数表达式对应某一具体反应。若反应方向改变，则平衡常数改变；若反应方程式中各物质的系数向改变，则平衡常数改变；若反应方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，平衡常数表达式也要相应改变。等倍扩大或缩小，平衡常数表达式也要相应改变。 (4)对于给定的可逆反应，正、逆反应的

8、平衡常数互为对于给定的可逆反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。倒数。 2平衡常数的应用平衡常数的应用 (1)应用平衡常数时，应明确平衡只受温度影响。对应用平衡常数时，应明确平衡只受温度影响。对于给定的可逆反应，温度不变，于给定的可逆反应，温度不变，K值不变；温度不同，值不变；温度不同，K值不同。值不同。 (2)判断反应进行的程度：判断反应进行的程度： K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，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，即该反应进行得越完全，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物平衡转化率越大；反之，就越不完全，平衡转化率反应物

9、平衡转化率越大；反之，就越不完全，平衡转化率就越小。就越小。 (3)利用利用K判断反应的热效应：判断反应的热效应： 升高温度，升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，度，K值减小，则正反应为放热反应。值减小，则正反应为放热反应。 (4)判断反应是否处于化学平衡状态及反应进行的方向。判断反应是否处于化学平衡状态及反应进行的方向。 (5)计算转化率。计算转化率。例例1已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：C(s)CO2(g) 2CO(g)，KCO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g)，K2C(s)H2O(

10、g) CO(g)H2(g)，K3(1)K1、K2、K3之间的关系是：之间的关系是：_。 (2)由平衡常数的表达式可知生成物为由平衡常数的表达式可知生成物为H2和和CO，反应，反应物为物为H2O，据反应前后质量守恒可知另一反应物为，据反应前后质量守恒可知另一反应物为C；C(s)H2O(g) CO(g)H2O(g)为吸热反应，升温平为吸热反应，升温平衡正向移动。衡正向移动。答案答案(1)K1K2K3(2)C(s)H2O(g) H2(g)CO(g)增大增大2物质浓度的变化关系物质浓度的变化关系(1)反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度；反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度；(2)生成物：平衡浓度起始浓度转化

11、浓度；生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度；(3)转化浓度之比等于化学方程式中各物质系数之比。转化浓度之比等于化学方程式中各物质系数之比。5反应物的转化率与浓度的关系反应物的转化率与浓度的关系 (1)对于多种物质参加的反应，如对于多种物质参加的反应，如aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)，增大，增大A(g)的浓度，的浓度，B的转化率一定增大，的转化率一定增大，A(g)的转的转化率一定减小。化率一定减小。 (2)对于分解反应，要具体分析反应前后各物质的化学计对于分解反应，要具体分析反应前后各物质的化学计量数的关系，对于反应前后化学计量数的和不变的反应，如量数的关系，对于反应前后化学计量数的和不

12、变的反应，如2HI(g) I2(g)H2(g)，不论如何改变，不论如何改变HI的浓度，的浓度，HI的的转化率都不变，对于反应前后化学计量数的和不相等的反应，转化率都不变，对于反应前后化学计量数的和不相等的反应，如如2NH3(g) N2(g)3H2(g)，增加氨的浓度，氨的转化，增加氨的浓度，氨的转化率减小。率减小。 例例2在在557的密闭容器中进行反应的密闭容器中进行反应CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)，若，若CO的起始浓度为的起始浓度为2 molL1，水，水蒸气的起始浓度为蒸气的起始浓度为2 molL1，达平衡后，测得，达平衡后，测得CO2的浓度的浓度为为1.2 molL1。 (1)求该温度下反应的平衡常数及此状态下求该温度下反应的平衡常数及此状态下CO的平衡的平衡转化率。转化率。 (2)当起始投料当起始投料c0(CO)2 molL1，c0(H2O)3 molL1时，求时，求CO的平衡转化率。的平衡转化率。 解析解析(1)设达到平衡的过程中实际转化设达到平衡的过程中实际转化(消耗消耗)的的CO的浓度为的浓度为c molL1。CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) 起始浓度起始浓度(molL1)2200 转化浓度转化浓度(molL