化学平衡常数

1、复习复习: :在一定温度密闭容器下在一定温度密闭容器下, ,下列叙述下列叙述不是不是可逆反应可逆反应A(A(气气)+3B()+3B(气气) 2C() 2C(气气)+2D()+2D(固固) )达到达到平衡的标志的是平衡的标志的是 ( )( )C C的生成速率与的生成速率与C C的分解速率相等的分解速率相等 单位时间内生成单位时间内生成amolAamolA, ,同时生成同时生成3amolB 3amolB A A、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化A A、B B、C C、D D的物质的量不再变化的物质的量不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的物质的量不再变化混合气

2、体的物质的量不再变化单位时间内消耗单位时间内消耗amolAamolA, ,同时生成同时生成 3amolB3amolBA.A. B. B. C. C. D. D.A化学平衡常数化学平衡常数当达到化学平衡状态时，当达到化学平衡状态时， 究竟有多少反应物转化成了生成物？究竟有多少反应物转化成了生成物？ 平衡时各物质的浓度之间是否存在一定的平衡时各物质的浓度之间是否存在一定的关系？关系？这是研究可逆反应常常需要知道的问题，这这是研究可逆反应常常需要知道的问题，这节课我们就来讨论这方面的问题。节课我们就来讨论这方面的问题。定性判断定性判断-定量计算定量计算化学平衡状态化学平衡状态c(N2O4)c(NO2

3、)c(N2O4)c2(NO2)1.081.381.613.89171.9171.2170.4169.9“交流与讨论交流与讨论” 请大家完成请大家完成 P48页的页的“交流与讨论交流与讨论”，并根据所得，并根据所得结果总结归纳平衡时反应物、生成物浓度之间的关系。结果总结归纳平衡时反应物、生成物浓度之间的关系。结论：结论：生成物与反应物的系数次方的比是一常数。生成物与反应物的系数次方的比是一常数。如果反应物或生成物不止一种，情况又如如果反应物或生成物不止一种，情况又如何呢？如在一定条件下，可逆反应何呢？如在一定条件下，可逆反应 H2 + I2(g)2HI，达到平衡是，他们的浓度间存在何种关系？达到

4、平衡是，他们的浓度间存在何种关系？ 讨论、小结：讨论、小结： c 2(HI)c(H2) c(I2)是一个定值。是一个定值。即：即：生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数。系数次方的乘积之比为一常数。 对某一可逆反应，在对某一可逆反应，在一定温度一定温度下，下，无论反应物的无论反应物的起始浓度起始浓度如何，反应达到如何，反应达到平衡状态平衡状态后，后，生成物浓度的系生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比是一个是一个常数，称为常数，称为化学平衡常数化学平衡常数，用，用K表示。

5、表示。)()()()(BcAcDcCcKbadc对于下列可逆反应：对于下列可逆反应：aA + bB cC + dD，则有：，则有：其中其中c为各组分的为各组分的平衡浓度平衡浓度Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+Fe3O4(s) + 4H2(g) 高温高温3Fe(s) + 4H2O(g) )H(c)N( c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH(cK/22322133N2+3H2 2NH32NH3 N2+ 3H2 N2 + H2 NH31232 根据平衡常数的定义，请大家写出下列可逆反应根据平衡常数的定义，请大家写出下列可逆反应

6、的平衡常数表达式。的平衡常数表达式。)H(c)OH(cK2424)()()(2722242OCrcHcCrOcK、比、比、乘、乘 3 3 、幂、幂（1）对于同一个化学反应，）对于同一个化学反应，平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关)H(c)N( c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH( cK/22322133K1 = 1/K2 = K32例如，在某温度下：例如，在某温度下：N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H2 N2 + H2 NH31232 分析表分析表2-8中的数据，你能得出什么结论？中的数据，

7、你能得出什么结论？（2）对于一个确定的化学反应方程式而言，）对于一个确定的化学反应方程式而言，只与只与温度有关，是温度的函数温度有关，是温度的函数。（3）在进行）在进行K值的计算时，值的计算时，固体、稀溶液中的固体、稀溶液中的H2O 的浓度可视为定值，的浓度可视为定值，不表达，不作考虑。不表达，不作考虑。（1 1）对于同一个化学反应，对于同一个化学反应，平衡常数的表达式与平衡常数的表达式与方程式的书写方式方程式的书写方式有关有关（）利用（）利用K 值可判断反应进行的程度值可判断反应进行的程度K 值越大，反应进行的程度越大。值越大，反应进行的程度越大。一般来说，平衡常数一般来说，平衡常数K105

8、，认为，认为正反应进行得较完全；正反应进行得较完全；K 10-5则认为这个反应的则认为这个反应的正反应很难进行正反应很难进行(逆反应较完全）。逆反应较完全）。 P P4848表表2-72-7（）利用（）利用K 值可判断值可判断任意时间任意时间反应是否处于平衡状态反应是否处于平衡状态)B(c)A(c)D(c)C(cKnmqp K K ， v正正 v逆逆，反应向正反应进行反应向正反应进行K K ， v正正 v逆逆，反应处于平衡状态反应处于平衡状态KK ， v正正 v逆逆，反应向逆反应进行反应向逆反应进行则：则：如某温度下，可逆反应如某温度下，可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD

9、(g)平衡常数为平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：下：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，经测定该反应在该温度下的平衡常，经测定该反应在该温度下的平衡常数数K19，试判断：当，试判断：当C(SO2) =0.2mol/L时，该反应是时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，向哪个方向进行？否达到平衡状态，若未达到，向哪个方向进行？此时各物质的浓度分别为：此时各物质的浓度分别为：0.2molL-

10、1、0.9molL-1、0.2molL-1，得，得K=1.1K，反应，反应向正方向进行。向正方向进行。 (3) 平衡常数和转化率的计算平衡常数和转化率的计算 (4) 判断反应的热效应判断反应的热效应例例1：某温度下，向某温度下，向10L真空容器中注入真空容器中注入1.00 mol H2(g) 和和1.00 mol I2(g)，反应平衡后，反应平衡后I2(g)的浓度为的浓度为0.0200 molL-1试试求该温度下求该温度下 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数的平衡常数。解：解：据题意可知，起始时据题意可知，起始时c(H2)=c(I2)=0.100molL-1，平衡时平衡时c(H2)

11、=c(I2)=0.0200molL-1，生成的，生成的c(HI) = 0.160molL-1H2(g) + I2(g) 2HI(g)起始时各物质的浓度起始时各物质的浓度/molL-1 0.100 0.100 0变化的各物质的浓度变化的各物质的浓度/molL-1平衡时各物质的浓度平衡时各物质的浓度/molL-10.0800 0.0800 0.160 0.0200 0.0200 0.160 K =(0.160)2(0.0200)2= 64.0 c2(HI) c(H2) c(I2)=答：平衡常数为答：平衡常数为64.0。 二、平衡转化率二、平衡转化率( )100% =该反应物的该反应物的起始浓度起始

12、浓度该反应物的该反应物的平衡浓度平衡浓度该反应物的起始浓度该反应物的起始浓度1、定义：、定义：P492、表达式：、表达式：3、理解注意：、理解注意：(1)、转化率是对反应物而言的；、转化率是对反应物而言的；(2)、在一定温度下可逆反应中，、在一定温度下可逆反应中，K值越大，反应物的值越大，反应物的转化率就越高；转化率就越高；(3)、对于一给定可逆反应，、对于一给定可逆反应，K值只与温度有关值只与温度有关，而，而a不仅与温度有关也与反应物起始浓度有关不仅与温度有关也与反应物起始浓度有关。c(CO) c(H2O)【例【例2】在一密闭容器中，在一密闭容器中，CO与与H2O混合加热到混合加热到800达

13、到下列平衡：达到下列平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.00，若反应开始时若反应开始时CO和和H2O的浓度的浓度均均为为0.200 molL-1 ，求达到平衡时，求达到平衡时CO转化为转化为CO2转化率是多少？转化率是多少？ c(平平)/molL-1 0.200 x 0.200 x x x 解得: x = 0.1解：解：设平衡时设平衡时CO2和和H2的浓度为的浓度为x molL-1K =x2(0.200 x)(0.200 x)CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)c(始始) /molL-1 0.200 0.200 0 0c(变变)/molL-1

14、 x x x x= 1.00c(CO2) c(H2) = = 100%= 50.0% 0.1000.200(4)利用可判断反应的热效应利用可判断反应的热效应若升高温度，值增大，则正反应为吸热反应若升高温度，值增大，则正反应为吸热反应若升高温度，值减小，则正反应为放热反应若升高温度，值减小，则正反应为放热反应 根据某反应的平衡常数根据某反应的平衡常数K随温度变化的情况，随温度变化的情况，可判断该反应是放热反应还是吸热反应。可判断该反应是放热反应还是吸热反应。 练习练习2、在某温度下，可逆反应：在某温度下，可逆反应：mA(g)+nB(g) pC(g) + qD(g)的平衡常数为，下列的平衡常数为，

15、下列说法正确的是说法正确的是 （ ）.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.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.随反应物浓度改变而改变随反应物浓度改变而改变.随温度改变而改变随温度改变而改变练习练习1、850K时，在一密闭容器中充入一定量的时，在一密闭容器中充入一定量的SO2和和O2，当反应达到平衡后测得：当反应达到平衡后测得：SO2、O2和和SO3的浓度分别为的浓度分别为6.010-3 molL-1 、8.010-3 molL-1 和和 4.410-2 molL-1。计算：计算：（1）该温度下反应）该温度下反应 的平衡

16、常数。的平衡常数。（2）达平衡状态时）达平衡状态时 SO2的转化率。的转化率。2SO2+O2 2SO3练习练习2：X、Y、Z为为3种气体，把种气体，把amolX和和bmolY充入一密充入一密闭容器中，发生反应闭容器中，发生反应X+2Y 2Z，达到平衡时，若它，达到平衡时，若它们的物质的量满足：们的物质的量满足：n（x）+n（y）=n（z），则），则Y的转化的转化率为率为 （ ）练习练习3：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)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)Q。其平衡常数可表。其平衡常数可表达为达为: K=c(CO2)/c(CO)，已知，已知1100，K

17、=0.263 (1)若要使反应向右进行，高炉内若要使反应向右进行，高炉内CO2和和CO的体积比值的体积比值_，平衡常数，平衡常数K值值_(填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”) (2)1100时，测得高炉中时，测得高炉中c(CO2)=0.025molL-1，c(CO)=0.1molL-1，在这种情况下该反应是否处于平衡状，在这种情况下该反应是否处于平衡状态态_(填填“是是”或或“否否”)，此时化学反应速率是，此时化学反应速率是V正正_V逆逆(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)，其原因是，其原因是 。增大增大不变不变否否大于大于c(CO2)/c(CO)0.250.263

18、，说明不是平衡状态，且向正反应，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行方向进行 平衡常数和转化率的计算平衡常数和转化率的计算练习练习5、在温度和压强不变时，将、在温度和压强不变时，将1体积体积N2O4分分解：解：N2O4 2NO2 并达到平衡，混合气体并达到平衡，混合气体变为变为1.4体积，求：体积，求： N2O4的分解率。的分解率。 对某一可逆反应，在对某一可逆反应，在一定温度一定温度下，无论反应物的下，无论反应物的起始浓度如何，反应达到起始浓度如何，反应达到平衡状态平衡状态后，反应物与生成后，反应物与生成物物浓度的系数次方的比浓度的系数次方的比是一个常数，称为是一个常数，称为化学平衡常化学平

19、衡常数数，用，用K表示。表示。)()()()(BcAcDcCcKbadc对于下列可逆反应：对于下列可逆反应：aA + bB cC + dD，则有：，则有：注意：其注意：其中中c为各组分的为各组分的平衡浓度平衡浓度， K值只随值只随温度温度改变。改变。小结：小结：)()()()(BcAcDcCcKbadcaA + bB cC + dDK值的大小表示值的大小表示在在该该温度下温度下达到平衡时达到平衡时，反应进行的程度反应进行的程度。K值越值越大大，表明反应进行的，表明反应进行的程度越大程度越大；反之则越小；反之则越小4、使用、使用平衡常数的平衡常数的注意事项注意事项（2）K值值表达式中表达式中，固体固体、液态水、液态水不不写；写；（3）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关；（1）K只与温度有关，所以使用时应注明温度；只与温度有关，所以使用时应注明温度；（4）平衡常数表示反应进行的）平衡常数表示反应进行的程度程度，不表示反应的，不表示反应的快慢快慢，即速率大，即速率大，K值不一定大；值不一定大；（5）利用）利用