平衡常数课件

平衡常数课件第一页，共二十五页，2022年，8月28日在19世纪的英国，炼铁工业快速发展，但是化学家们发现炼铁高炉排出的废气含有大量的一氧化碳气体，刚开始他们认为是因为铁的氧化物和一氧化碳反应时间不够长，导致反应不完全，于是他们把高炉建的非常高，以增加反应时间，后来发现高炉排出的一氧化碳气体并没有减少，为什么会出现这种现象？FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)联想质疑

思考：什么是可逆反应？可逆反应有什么特征？高温第二页，共二十五页，2022年，8月28日可逆反应：①如果V正＞V逆，则反应向正反应方向进行。②如果V正＜V逆，则反应向逆反应方向进行。③如果V正=V逆，则反应达到平衡状态。④任何一个可逆反应都不会进行到底的，即任一反应物不可能完全转化为生成物，生成物不可能转化为反应物。最终达到平衡状态时，一定是每一反应物和生成物都存在。必修2化学反应限度内容复习1、化学平衡的研究对象在同等条件下，同时进行着两个方向的反应，即正反应和逆反应。例N2+3H22NH3第三页，共二十五页，2022年，8月28日V正V逆t1

t（s）

V（molL-1S-1）0化学平衡状态V正=V逆≠02SO2+O22SO3在一定条件下的可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。简称化学平衡。基本特征：逆、等、动、定、变2、化学平衡状态的建立在一固定容积的密闭容器里，加1molSO2和1molO2，发生反应2SO2+O22SO3第四页，共二十五页，2022年，8月28日（等、定）3、化学平衡状态的标志直接判断法：①同一种物质的v(正)=v(逆)②各成分的浓度保持不变间接判断法：①化学键的断裂与形成各成分的质量、物质的量、质量分数、物质的量分数、转化率等不随时间变化而变化③各气体的分压、各气体的体积不随时间变化而变化特殊标志判断法：反应体系的总压强、总物质的量、总质量、颜色、混合气体的平均分子量、密度等都是有条件的特殊规律，视具体反应、具体条件决定是否可作为平衡的标志。第五页，共二十五页，2022年，8月28日

例题1：

一定温度下，某容积不变的密闭容器中发生如下可逆反应：

2HI(g)H2(g)+I2(g,紫色)下列叙述中，能表示已达到化学平衡状态的是：_______________________（填写序号）。（1）HI的生成速率与HI的分解速率相等（2）单位时间内生成amolI2，同时生成amolH2

（3）HI

、H2

、I2的浓度都不再变化（4）混合气体的总压强不再变化（5）混合气体的颜色不再变化（1）、（3）、（5）注意:先看反应特点第六页，共二十五页，2022年，8月28日例题2：下列说法可以证明反应:N2+3H22NH3

已达平衡状态的是()A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成AC第七页，共二十五页，2022年，8月28日

在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(固)+3B(气)2C(气)+D(气)已达平衡状态的是（其中只有B气体有颜色）()A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.气体的平均分子量D.气体的颜色BCD练习A(g)+3B(g)

2C(g)+D(g)?ACD第八页，共二十五页，2022年，8月28日课本P35：

净化汽车尾气的反应：

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)

根据计算判知该反应室温下能发自进行，但反应速率极慢，需要使用催化剂加速反应。

那么反应进行的程度有多大呢？

为了寻找定量描述化学反应限度的方法，人们对许多化学平衡体系的数据进行了分析，终于发现：化学平衡常数可以表征化学反应限度的相对大小。新课内容第九页，共二十五页，2022年，8月28日

[HI]2/[H2][I2]初始浓度（mol/L）平衡浓度（mol/L）C0（H2）C0(I2)C0(HI)[H2][I2][HI]0.010670.0119600.0018310.0031290.017670.011350.00904400.0035600.0012500.015590.011340.00751000.0045650.00073780.01354000.0044890.00047980.00047980.003531000.010690.0011410.0011410.00841054.4978354.6175554.4324554.1595454.32762交流·研讨问题1：请根据表中的实验数据计算平衡时的[HI]2/[H2][I2]的值，将结果填入表中。实验测得反应H2（g）＋I2（g）2HI（g）在698.6K时各物质的初始浓度和平衡浓度。问题2︰请分析计算所得数据，寻找其中的规律。（数据一）第十页，共二十五页，2022年，8月28日（数据二）温度数值700K约为48.2698.6K约为54.4500K约为80.3450K约为120思考：通过这些数据，你又有什么发现呢？

H2(g)＋I2(g)2HI(g)

———

[HI]2

[H2][I2]实验测得在保持体系温度不变的情况下，不论反应物或生成物的初始浓度如何，不论化学反应的方向如何，达到化学平衡状态后，

的值为一常数，称为化学平衡常数。———

[HI]2

[H2][I2]在一定温度下，某个可逆反应达到平衡状态时，产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比是一个常数。这个常数称为化学平衡常数，用K表示。温度变，此常数变！第十一页，共二十五页，2022年，8月28日一、化学平衡常数温度一定时，K为常数，称为化学平衡常数，简称平衡常数

K=[C]c[D]d[A]a[B]b对可逆反应aA+bBcC+dD

1、表达式对于给定可逆反应，K只与温度有关。对于有纯固体或溶剂参加的反应，它们不列入平衡常数的表达式中。

[X]：化学平衡时X的浓度如：CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

K=[CO2]第十二页，共二十五页，2022年，8月28日写出下列平衡常数表达式2NH3N2+3H2N2+3H22NH3N2+H2NH32321平衡常数的表达式与反应方程式的书写有关

系数变为n倍，K变为n次方

正逆反应的平衡常数互为倒数平衡常数的单位将随着表达式的改变而改变想一想平衡常数的表达式及单位与什么因素有关？第十三页，共二十五页，2022年，8月28日练一练写出下列平衡常数表达式CH3COOHH++CH3COO-1、

HCNH++CN-2、

H2CO3H++HCO3-3、

AgCl（s）Ag+（aq）

+Cl-（aq）4、

BaSO4（s）Ba2+（aq）

+SO42-（aq）5、

Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）

+2OH-（aq）6、第十四页，共二十五页，2022年，8月28日某温度下，密闭容器中充入氮气和氢气，浓度分别为4mol

/L

、9mol/L，达到平衡后，测得

[NH3]=4mol/L，求该温度时反应

的平衡常数N2+3H22NH3解：N2+3H22NH3初始浓度(mol/L)490平衡浓度(mol/L)4－29－60+４Kc===0.3(mol/L)-2(2mol/L)(4mol/L)2(3mol/L)3[N2][NH3]2[H2]3

=2=3=４成功体验转化浓度(mol/L)264三段式注意计算步骤第十五页，共二十五页，2022年，8月28日N2+O22NOKc=1×10-302H2+O22H2OKc=2×1081(mol/L)-12CO22CO+O2Kc=4×10-92(mol/L)298K时，下列反应的平衡常数如下：则常温下NO、H2O、CO2三种化合物分解放氧的倾向最大的是（）平衡常数可判断反应的限度NO一定温度下，平衡常数越大，说明反应进行的越完全。一般说来，Kc在105左右，认为反应进行的较完全，

若在10-5左右，认为反应很难进行。探究１第十六页，共二十五页，2022年，8月28日平衡常数可判断反应的方向某温度下，的平衡常数Kc为0.3(mol/L)-2。某时刻，测得体系中c(N2)=3mol/L、

c(H2)=6mol/L、c(NH3)=2mol/L

，

(1)此刻体系是否达到平衡状态？

(2)若没有，平衡将向哪个方向移动以达到平衡状态？N2+3H22NH3cc(C)

cd(D)ca(A)

cb(B)

Qc

=Qc

为浓度商C

表示任意状态时的浓度Qc＝Kc

反应已达到平衡状态Qc>Kc

未平衡，逆向移动Qc<Kc

未平衡，正向移动探究２第十七页，共二十五页，2022年，8月28日平衡常数可计算平衡的组成已知1000℃时反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数为0.5，若CO和CO2的起始浓度c0(CO)=0.05mol/L；c0(CO2)=0.01mol/L，则平衡体系各物质的浓度为多少？探究３解：Qc==0.2<0.5平衡右移

设达到平衡时CO浓度减少了x

FeO(s)+CO(g)

Fe(s)+CO2(g)

c0(mol/L)

0.050.01转化浓度xx

平衡浓度0.05-x0.01+x

Kc=（0.01+x）/（0.05-x）=0.5计算得：x=0.01mol/L

则[CO]=0.04mol/L[CO2]=0.02mol/L0.01mol/L0.05mol/L第十八页，共二十五页，2022年，8月28日为探究化学平衡常数的影响因素，科学家设计并进行了严密的实验，在298K、333K时分别是测得下表中的数据：

温度

(K)初始浓度(mol/L平衡浓度(mol/L)

Kc0(N2O4)

c0(NO2)

[N2O4]

[NO2]

2980.0500

0.021750.05650

333

0.050

0

0.00488

0.0901①请计算相应温度的平衡常数②分析表中数据，判断K值随温度的变化关系？0.14681.664N2O4

(g)2NO2(g)，△Ｈ>0探究4（数据一）第十九页，共二十五页，2022年，8月28日温度(K）

序号

初始浓度（mol/L）

平衡浓度（mol/L）

c0(H2)c0(I2)

c0(HI)

[H2][I2][HI]698.6

①

0.010670.01196

00.0018310.0031290.0176754.4928②0.011350.009044

00.0035600.0012500.0155954.6067③

0

00.010690.0011410.0011410.00841054.3060798.6

④

0.011350.00904

00.004560.001950.008598.2883⑤

0

00.016550.003390.003390.009778.3013⑥

0

00.012580.002580.002580.007428.2627

[HI]2[H2][I2]H2(g)＋I2(g)2HI(g)，△Ｈ<0（数据二）第二十页，共二十五页，2022年，8月28日H2(g)＋I2(g)2HI(g)△Ｈ<0N2O4

(g)2NO2(g)△Ｈ>0结论：K仅随温度而改变正向吸热反应，升高温度，K值增大正向放热反应，升高温度，K值减小平衡常数可判断反应的焓变探究4第二十一页，共二十五页，2022年，8月28日二、平衡转化率——最大值对可逆反应aA+bBcC+dD

反应物A的转化率：a(A)=

×100﹪=×100﹪A的初始浓度－A的平衡浓度A的初始浓度c0(A)-[A]c0(A)阅读课本P44

［例1］