化学选修四课件化学平衡常数 平衡转化率

第2章化学反应的方向、限度与速率第2节化学反应的限度名师课堂·一点通创新演练·大冲关考点一课前预习·巧设计设计1设计3考点二第1课时化学平衡常数平衡转化率设计2课堂10分钟练习课堂5分钟归纳课下30分钟演练第1课时化学平衡常数平衡转化率(1)可逆反应是指在

条件下，既能向

进行，又能向逆反应方向进行的化学反应。可逆反应的化学方程式中用“

”而不用“

”。

(2)化学平衡状态是指一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率

，反应物和生成物的

保持不变的状态；其特点可归纳为“

”四个字。相同正反应方向相等浓度动、等、定、变一、化学平衡常数

1．定义在一定

下，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，

浓度的幂之积与

浓度的幂之积的比值，称为化学平衡常数，用K表示。

2．表达式以化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例：

K＝(纯固体或溶剂不出现在平衡常数的表达式中)。温度反应产物反应物3．意义平衡常数的大小反映化学反应可能进行的

；平衡常数的数值越大，说明反应进行的程度

。

4．影响因素

(1)内因：反应物的

。

(2)外因：反应体系的

。程度越大本身性质温度5．应用(1)判断反应进行的限度：K<10－510－5～105>105反应程度很难进行可逆反应进行完全①若Q>K，说明反应向

方向进行；②若Q＝K，说明反应

；③若Q<K，说明反应向

方向进行。逆反应达到平衡状态正反应二、平衡转化率

1．表达式对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，若用c0(A)和[A]分别表示A的初始浓度和平衡浓度，则A的转化率α(A)＝

。2．影响因素

(1)

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，其他反应物的转化率提高，本身的转化率

。初始降低1．对于一个反应，其平衡常数的表达式是唯一的吗？平衡

常数的表达式与哪些因素有关？分析：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，各反应物、生成物的系数不同，平衡常

数表达式就不同。

答案：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

有什么关系？分析：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。答案：互为倒数3．填表：4．对可逆反应N2＋3H22NH3，平衡前某一时刻N2

的转化率为α1，平衡时N2的转化率为α2，则α1和α2大

小关系为α1________α2，平衡后再投入N2，则H2的平

衡转化率会________(“提高”或“降低”)，N2的平衡转

化率会________(“提高”或“降低”)。分析：由α的表达式可知α1<α2；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

而会降低自身转化率。答案：＜提高降低1．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。

(3)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、逆反应的平衡常数互为倒数。

2．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。对于给定的可逆反应，温度不变，K值不变；温度不同，K值不同。

(2)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，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，平衡转化率就越小。(3)利用K判断反应的热效应：升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K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。

(5)计算转化率。[例1]

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(g)

CO(g)＋H2(g)，K3(1)K1、K2、K3之间的关系是：________________________。(2)由平衡常数的表达式可知生成物为H2和CO，反应物为H2O，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，升温平衡正向移动。[答案]

(1)K1·K2＝K3(2)C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)增大2．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；(2)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。5．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aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，增大A(g)的浓度，B的转化率一定增大，A(g)的转化率一定减小。

(2)对于分解反应，要具体分析反应前后各物质的化学计量数的关系，对于反应前后化学计量数的和不变的反应，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)，不论如何改变HI的浓度，HI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，如2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，增加氨的浓度，氨的转化率减小。[例2]

在557℃的密闭容器中进行反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，若CO的起始浓度为2mol·L－1，水蒸气的起始浓度为2mol·L－1，达平衡后，测得CO2的浓度为1.2mol·L－1。

(1)求该温度下反应的平衡常数及此状态下CO的平衡转化率。

(2)当起始投料c0(CO)＝2mol·L－1，c0(H2O)＝3mol·L－1时，求CO的平衡转化率。[解析]

(1)设达到平衡的过程中实际转化(消耗)的CO的浓度为cmol·L－1。

CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)起始浓度(mol·L－1)

2

2

0

0转化浓度(mol·L－