化学平衡常数两课时

1、第三节第三节 化学平衡化学平衡第二章第二章 化学反应速率化学反应速率 与化学平衡与化学平衡化学平衡常数化学平衡常数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，的值，并分析其中规律。并分析其中规律。2c (HI)c(H2) c(I2) 通过分析实验数据得出：通过分析实验数据得出：(1)温度不变温度不变(保持保持457.60C)时，时， 为常数为常数,用用 K表示表示,K = 48.74；(2)常数常数K与反应的起始浓度大小无关；与反应的起始浓度大小无关；(3)常数常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡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。建立的过程无关。2c

2、 (HI)c(H2) c(I2) (P29第一段第一段) 一定温度下，当一个可逆反应达到一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，平衡时，生成物浓度幂之积生成物浓度幂之积与与反应物反应物浓度幂之积的比值浓度幂之积的比值是一个常数。是一个常数。这个这个常数叫做该反应的常数叫做该反应的化学平衡常数化学平衡常数一、化学平衡常数定义：一、化学平衡常数定义：对于一般的可逆反应对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)二、化学平衡常数的数学表达式：二、化学平衡常数的数学表达式：cp(C) cq(D)cm(A) cn(B) K =注意幂的位置注意幂的位置浓度浓度c应小写应小写（1）K值越大

3、，表示反应进行的程度越大，反应物值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。转化率也越大。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（2）一般当）一般当K105时，该反应进行得基本完全。时，该反应进行得基本完全。平衡常数的单位平衡常数的单位浓度的单位为浓度的单位为molL-1 K的单位为的单位为(molL-1) n；n =(p+q)-(m+n)练习练习1 1：写出下列反应的化学平衡常数表达式：写出下列反应的化学平衡常数表达式： N2 十十 3H2 2NH3 H2O(g)C(s) CO(g)H2(g)注意问题：注意问题：化学平衡关系式

4、中只包括气态物质和溶液中各溶质化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的的浓度，浓度，固体固体和纯液体和纯液体的浓度的浓度不应写不应写在平衡关系式中。在平衡关系式中。CaCOCaCO3 3(s)(s) CaOCaO(s)(s)+CO+CO2 2(g)(g)COCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g) CO(g)+HCO(g)+H2 2OO(l)(l)COCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g) CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g)O(g) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 练习练习:书写下列方程式的平衡常数表达式书写下列方程式的平衡常数表达式(若有若

5、有单位请顺便写出单位单位请顺便写出单位)练习练习2 2、写出下列反应的化学平衡常数表达式，并、写出下列反应的化学平衡常数表达式，并讨论它们之间有何关系。讨论它们之间有何关系。1、2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) K1= ；2、SO2(g) + O2(g) SO3(g) K2= ；3、2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) K3= ；32213(g)g22NHNH（ ）131KK212KK结论：结论：(重点掌握重点掌握) 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关，关，正反应正反应与与逆反应逆反应的化学平衡常数的化学平衡常数互为倒数互为倒

6、数。练习练习3、写出下列反应的化学平衡常数表达式，、写出下列反应的化学平衡常数表达式，并讨论它们之间有何关系。并讨论它们之间有何关系。 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1 2NO2(g) N2O4 (g) K2 2NO(g) +O2(g) N2O4 (g) K 3 K 3 = K1 K2多重平衡规则多重平衡规则：若干若干方程式相加方程式相加(减减)，则总反应，则总反应的的平衡常数等于平衡常数等于分步分步平衡常数之乘积平衡常数之乘积(商商)练习练习4 4： 反应反应H H2 2O(g)O(g)C(s) CO(g)C(s) CO(g)H H2 2(g) (g) H 0在一定条件下达

7、平衡状态，改变下列条件，能否在一定条件下达平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动引起平衡移动？该反应的平衡常数？该反应的平衡常数K K有何变化有何变化? ? 增大水蒸气浓度，平衡增大水蒸气浓度，平衡 ，K K的值的值 ； 增大压强，平衡增大压强，平衡 ，K K的值的值 ； 升高温度，平衡升高温度，平衡 ，K K的值的值 。 注意：注意： 化学平衡常数只受温度影响，和浓度无关；化学平衡常数只受温度影响，和浓度无关； 升高温度，值增大，则正反应为升高温度，值增大，则正反应为_； 升高温度，值减小，则正反应为升高温度，值减小，则正反应为_。向正反应方向移动向正反应方向移动向逆反应方向移动向逆反应方

8、向移动向逆反应方向移动向逆反应方向移动不变不变不变不变减小减小吸热反应吸热反应放热反应放热反应4 4. . 在某温度下，可逆反应：在某温度下，可逆反应：mA(mA(g)g)+nB(g) pC(g) +qD(g)+nB(g) pC(g) +qD(g)的平衡常数为，下的平衡常数为，下列说法正确的是（）列说法正确的是（）A.A.越大，达到平衡时，反应进行的程度越大越大，达到平衡时，反应进行的程度越大B.B.越小，达到平衡时，反应物的转化率越大越小，达到平衡时，反应物的转化率越大C.C.随反应物浓度改变而改变随反应物浓度改变而改变D.D.随温度改变而改变随温度改变而改变 N2+O2 2NOK K=10

9、=10-30-30( (常温常温) )，所以常温下用此反应固定，所以常温下用此反应固定氮气是不可能的。因此没有必要在该条件下进氮气是不可能的。因此没有必要在该条件下进行实验，以免浪费人力物力。或者改变条件使行实验，以免浪费人力物力。或者改变条件使反应在新的条件下进行比较好一些。反应在新的条件下进行比较好一些。化学平衡常数化学平衡常数的应用（成才之路的应用（成才之路3838页知识点页知识点1 1）小结小结:1、固体和纯液体的浓度为常数，因此、固体和纯液体的浓度为常数，因此固体和纯液体的浓固体和纯液体的浓度不应写度不应写在平衡常数表达式中；在平衡常数表达式中；2、K值越大，表示反应进行的程度越大，

10、反应物转化率值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大也越大(但但K大不代表速率大大不代表速率大)；3、一般当、一般当K105时，该反应进行得基本完全；时，该反应进行得基本完全；4、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，正反应正反应与逆反应的化学平衡常数互为倒数；与逆反应的化学平衡常数互为倒数；5、化学平衡常数化学平衡常数只受温度影响，只受温度影响，和和C、P、催化剂无关、催化剂无关。练习：练习册练习：练习册P19课后强化作业十课后强化作业十1-4、7、8例题例题 : 高炉炼铁中发生的基本反应如下高炉炼铁中发生的基本反应如下: FeO(s

11、)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ；H0其平衡常数可表达为其平衡常数可表达为: K=c(CO2)/c(CO)，已知，已知1100，K=0.263 1100时，测得高炉中时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应是否，在这种情况下该反应是否处于平衡状态处于平衡状态_(填填“是是”或或“否否”)，此时化学反应向此时化学反应向 方向进行，其原因是方向进行，其原因是 。1 1高温下，某反应达到平衡，平衡常数高温下，某反应达到平衡，平衡常数K K 。恒容时，温度升高，恒容时，温度升高，H H2 2浓度减小。下列说法正确的是浓度减小。下列说法

12、正确的是A A该反应的焓变为正值该反应的焓变为正值 B B恒温恒容下，增大压强，恒温恒容下，增大压强，H H2 2浓度一定减小浓度一定减小C C升高温度，逆反应速率减小升高温度，逆反应速率减小 D D该反应化学方程式为该反应化学方程式为COCOH H2 2O COO CO2 2H H2 2)()()()(222HcCOcOHcCOc催化剂催化剂高温高温三三.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 即：即：生成物生成物D: c平平(D) = c0(D)

13、 +c(D)（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； 即：即：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 + dD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)%(

14、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例例1：在某温度下，将：在某温度下，将H2(g)和和I2(g)各各0.1mol混合物充混合物充入入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得c(H2)=0.0080mol/L，求：，求：(1)反应的平衡常数反应的平衡常数(2)其它条件不变，充入的其它条件不变，充入的H2(g)和和I2(g)各各0.2mol,求达求达平衡时各物质的平衡浓度。平衡时各物质的平衡浓度。 CO + H2O CO2 + H2 起始起始c 1 1

15、 0 0转化转化c x x x x平衡平衡c 1-x 1-x x x 解得解得 x = 0.5 (CO)= 50% (H2O)= 50% CO + H2O CO2 + H2 起始起始c 1 4 0 0转化转化c x x x x平衡平衡c 1-x 4-x x x解得解得 x = 0.8 (CO)= 80% (H2O)= 20%(1-x)(1-x )x2K = =1 (1-x)(4-x )x2K = =1 增大一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化增大一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，而本身的转化率减小率，而本身的转化率减小结论：结论：注意注意:1、题设的未知数不要带单位、题设的未

16、知数不要带单位 如：设平衡时如：设平衡时转化的物质的量为转化的物质的量为 x 2、解出的未知数有单位的应带上单位、解出的未知数有单位的应带上单位 如：解之如：解之,得得x=0.2mol解：解： N2 + 3H2 2NH3 起始起始n 1 3 0转化转化n a 3a 2a平衡平衡n 1-a 3-3a 2a (1-a) + (3-3a) + 2a = 490% a = 0.2 1 = 20% 1、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，。如果反应开始时，一

17、氧化碳和水蒸气的浓度都是一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。一氧化碳在此反应条件下的转化率。练习练习; 3. 一定温度下的密闭容器中存在如下反应：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经测定经测定该反应在该温度下的平衡常数该反应在该温度下的平衡常数K19，试判断，试判断，（1）当）当SO2转化率为转化率为50时，该反应是否达到时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，向哪个方向进行？平衡状态，若未达到，向哪个方向进行？（2）达平衡状态时，）达平衡状态时，

18、 SO2的转化率应为多少？的转化率应为多少？(5) K值大小标志反应能达到的最大限度值大小标志反应能达到的最大限度,K值越大，值越大，反应物的转化率越大，反应物的转化率越大，反应反应 越完全。越完全。 课堂小结：课堂小结：(1) 平衡是有条件的、动态的。平衡是有条件的、动态的。(2) K不随起始浓度大小而变化。不随起始浓度大小而变化。(3) K与温度有关。与温度有关。(4) K与方程式写法有关。与方程式写法有关。1 1、某温度下四个容器进行下述反应，各容器中炭足、某温度下四个容器进行下述反应，各容器中炭足量，其他物质的物质的量浓度（单位量，其他物质的物质的量浓度（单位mol/L)mol/L)及

19、正及正逆反应速率关系如下表所示逆反应速率关系如下表所示C(s)+HC(s)+H2 2O(g) CO(g)+HO(g) CO(g)+H2 2(g)(g)容器编号容器编号c（H2O） c（CO）c(H2)正正/ V逆逆0.060.600.10正正=逆逆0.060.500.40正正 V逆逆0.120.30 a正正=逆逆(1)(1)该温度下该反应的平衡常数的数值该温度下该反应的平衡常数的数值 . .(2)(2)中中正正 逆逆,a=,a= . .10.402 2. . 反应反应Fe(s)+COFe(s)+CO2 2(g)(g) FeO(S)+CO(g); FeO(S)+CO(g);平衡常数平衡常数K K

20、1 1反应反应Fe(s)+HFe(s)+H2 2O(g) FeO(s)+HO(g) FeO(s)+H2 2(g);(g);平衡常数平衡常数K K2 2973K973K时：时：K K1 1=1.47,K=1.47,K2 2=2.38=2.38; ; 1173K1173K时时:K:K1 1=2.15,K=2.15,K2 2=1.67=1.67(1)(1)推导反应推导反应COCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g) CO(g)+H(g) CO(g)+H2 2O(g)O(g)的的K K与与K K1 1和和K K2 2的关系式的关系式 . .(2)973K(2)973K时时,K=,K= ; 1173K; 1173K时时, ,K=K= ; CO; CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g) (g) CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g)O(g)是是 反应反应( (填填 吸热吸热 或或 放热放热) )K=K1/K20.621.2