高中化学第二章第三节平衡常数及计算人教选修四

化学平衡常数2009，9.24.【学习目标】1、化学平衡常数的概念3、运用化学平衡常数进行计算2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断.影响化学平衡的条件复习

改变影响平衡的一个条件化学平衡移动方向化学平衡移动结果浓度增大反应物浓度减小反应物浓度增大生成物浓度减小生成物浓度压强增大体系压强减小体系压强温度升高温度降低温度催化剂

由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是等同的，所以平衡不移动。但应注意，虽然催化剂不使化学平衡移动，但使用催化剂可影响可逆反应达平衡的时间。向正反应方向移动向逆反应方向移动向逆反应方向移动向正反应方向移动向气体体积减小的反应方向移动向气体体积增大的反应方向移动向吸热反应方向移动向放热反应方向移动反应物浓度减小反应物浓度增大生成物浓度减小生成物浓度增大体系压强减小体系压强增大体系温度降低体系温度升高..通过分析实验数据得出：(1)温度不变时，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。其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系。.【问题探究】分析上表，你得出什么结论？.一、化学平衡常数1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）2、表达式：.如何写化学平衡常数表达式：练习：试写出下列反应的平衡常数的数学表达式：2SO2(g)+O2(g)2SO3C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)催化剂反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中！.（1）K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。3、化学平衡常数的意义：定量的衡量化学反应进行的程度（2）一般当K＞105时，该反应进行得基本完全。4、判断正在进行的可逆是否平衡及不平衡向何方向进行对于可逆反应，在一定的温度的任意时刻，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）QC＜K，反应向正方向进行（2）QC＝K，反应处于平衡状态（3）QC＞K，反应向逆方向进行.5、利用Ｋ可判断反应的热效应（１）若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为吸热反应（２）若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为放热反应例如：不同温度时，反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),的浓度平衡常数与温度的关系如下：△温度623K698K763K浓度平衡常数66.954.445.9通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上可逆反应的正方向是放热反应..二、使用平衡常数应注意的几个问题：2、在平衡常数表达式中：水(L)的浓度、固体物质的浓度不写3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关例如：N2+3H22NH3的K1值与1/2N2+3/2H2NH3的K2值不一样１、化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。.对于可逆反应达到平衡后各物质的浓度变化关系，在计算中注意：（2）生成物：平衡浓度=初始浓度+转化浓度生成物D:[D]=c0(D)+△c(D)（3）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。△c(A):△c(D)=a:d（1）反应物：平衡浓度=初始浓度-转化浓度；反应物A:[A]=c0(A)-△c(A)三、有关化学平衡常数的计算.（4）反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g).(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率例1:在某温度下,将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得C(H2)=0.0080mol/L.(1)求该反应的平衡常数(2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸汽各0.20mol.试求达到化学平衡状态时各物质的浓度..H2+I2≒2HI解(1)根据题意得:平衡浓度mol/L:0.00800.00800.0040起始浓度mol/L:0.010.010K=C(HI)2C(H2)C(I2)=0.25解(2)设H2的消耗浓度为xH2+I2≒2HI平衡浓度mol/L:0.02-x0.02-x2x起始浓度mol/L:0.020.020K=C(HI)2C(H2)C(I2)=0.25=(2x)2(0.02-x)2X=0.0040mol/LC(H2)=c(I2)=0.016mol/LC(HI)=0.0080mol/L答:略.(2)已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率例2:在密闭容器中,将2.0molCO与10molH2O混合加热到800℃,达到下列平衡:CO(g)+H2O(g)≒CO2(g)+H2(g)K=1.0求CO转化为CO2的转化率..解:设达到平衡时CO转化为CO2的物质的量为x,V为容器容积

CO(g)+H2O(g)≒CO2(g)+H2(g)起始浓度:2.0V10V0V0V2.0V平衡浓度:2.0V10-xVxVxV2.0-xVK=c(CO2)c(H2)C(CO)C(H2O)=1.0X=1.66CO转化为CO2的转化率为83%.答:略.练习1、已知一氧化碳与水蒸气的反应为CO+H2O(g)CO2+H2催化剂高温在427℃时的平衡常数是9.4。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。解:设CO的消耗浓度为xCO+H2O(g)CO2+H2催化剂高温起始浓度:0.010.0100平衡时浓度:0.01-x0.01-xxxK=C(CO2)·C(H2)C(CO)·C(H2O)=x2(0.01-x)2=9.4X=0.00754CO的转化率为0.00754/0.01×100%=75.4%答:略.练习2：对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若在一定温度下，将初始浓度为0.4mol/L的SO2(g)和1.0mol/LO2(g)混合注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为80%,试求在该温度下（1）此反应的平衡常数。（2）求SO2(g)、O2(g)、SO3(g)的平衡浓度。.解：由题意可得：

2SO2(g)+O2(g)≒2SO3(g)起始浓度:0.41.00转化浓度:0.4x80％平衡时浓度:0.080.840.320.160.32K=C(SO3)2C(SO2)2

C(O2

)=19答:略.练习3:在2L的容器中充入1molCO和1molH2O(g),发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800℃时反应达平衡,若k=1.求：（1）CO的平衡浓度和转化率。（2）若