化学人教版高中选修4 化学反应原理化学平衡第三课时

第三节化学平衡第四课时四、化学平衡常数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。影响化学平衡的条件复习向正反应方向移动反应物浓度减小向逆反应方向移动反应物浓度增大向逆反应方向移动生成物浓度减小向正反应方向移动生成物浓度增大向气体体积减小的反应方向移动体系压强减小向气体体积增大的反应方向移动体系压强增大向吸热反应方向移动体系温度降低向放热反应方向移动体系温度升高(法)勒沙持列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。这就是勒沙特列原理。

回顾化学平衡状态及其移动在一定条件下，几乎所有的反应都具有不同程度的可逆性，但有些反应的逆反应进行程度太少而忽略，把几乎完全进行的反应叫不可逆反应。达到化学平衡状态的可逆反应，受浓度、压强、温度等影响会产生移动，再达到新的平衡。那么化学平衡有什么性质？如何判别一个化学反应是否达到化学平衡状态？有关的计算怎样？这就是我们这节课要研究的内容。首先，让我们以氢气和碘蒸气的反应为例，分析课本29页表中的数据，然后得出结论。化学平衡常数K表示反应进行的程度：（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。（2）一般地说，K﹥105时，该反应进行得就基本完全了；K在10-5左右，则认为反应很难进行。（3）K值不随浓度的改变而改变，但随着温度的改变而改变。

一般地：书写平衡常数应注意的几个问题：①由于固体浓度为一常数，所以在平衡常数表达式中不再写出。②由于水的物质的量浓度为一常数（55.6mol·L－1），因平衡常数已归并，书写时不必写出。典型例题剖析∶例1∶在某温度下，将氢气和碘蒸气各0.1mol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）=0.008mol/L。（1）求该反应的平衡常数。（2）在上述温度下，该容器中若通入氢气和碘蒸气各0.20mol。试求达到化学平衡时各物质的浓度。审题思路∶要求平衡常数，先要求出平衡时各物质的浓度；求出平衡常数后，在同温下利用公式可以求消耗浓度，再求平衡浓度。解∶（1）依题意知，H2（g）+I2（g）2HI（g）起始浓度（mol/L）0.0100.0100转化浓度（mol/L）0.0020.0020.004平衡浓度（mol/L）0.0080.0080.004∴K=C2（HI）/C（H2）·C（I2）=（0.004）2/0.008×0.008=0.25

续上（2）设反应中转化（或消耗）了Xmol/L的氢气。依据题意则

H2（g）+I2（g）2HI（g）起始浓度（mol/L）0.0200.0200转化浓度（mol/L）XX2X平衡浓度（mol/L）0.02-X0.02-X2X

由于温度不变，故K值不变，则有K=C2（HI）/C（H2）·C（I2）

=（2X）2/（0.02-X）2=0.25解得X≈0.0040mol/L平衡时答∶（略）C（H2）=C（I2）=0.016mol/L，C（HI）=0.008mol/L。例2∶在密闭容器中，将2.0molCO与10molH2O混合加热到8000C，达到下列平衡

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），且K=1.0，求CO转化为CO2的转化率。解∶设CO转化为CO2的物质的量为X。体积为VCO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）C始（mol/L）2.0/v10/v00△C（mol/L）x/vx/vx/vx/vC终（mol/L）(2.0-x)/v(10-x)/vx/vx/v

（续上）由题意知∶K=c（CO2）·c（H2）/c（CO）·cH2O=1解得x=1.66答∶CO转化为CO2的转化率为83%。练习与思考1、0.05gN2O4气体放入200mL密闭容器中并在250C保温，N2O42NO2，K=0.00577。求∶每一组分气体的平衡浓度。解题思路∶现在要求各组分的平衡浓度，已知反应起始的物质的量和体积、该温度的平衡常数，则可采用列三行、填对空的方法弄清关系然后用平衡常数的表达式代入已知量进行求解。

参考答案∶解∶四氧化二氮的起始浓度C（N2O4）=0.05g÷92g/mol÷0.2L=2.72×10-3mol/L设其反应中消耗的浓度为XN2O42NO2起始浓度2.72×10-30（mol/L）转化浓度X2X（mol/L）平衡浓度2.72×10-3–X2X

（mol/L）K=C2（NO2）/C（N2O4）=（2X）2/（2.72×10-3–X）=0.00577，解得X=1.39×10-3

mol/L∴平衡时∶C（NO2）=（2.72×10-3–X）mol/L=（）×10-3

mol/L=1.33×10-3

mol/L，C（N2O4）=2X=2×1.39×10-3

mol/L=2.78×10-3

mol/L。答∶（略）练习2设在某温度时，在容积为1L的密闭容器内，把氮气和氢气两种气体混合，反应后生成氨气。实验测得，当达到平衡时，氮气和氢气的浓度各为2mol/L，生成氨气的浓度为3mol/L，求这个反应在该温度下的平衡常数和氮气、氢气在反应开始时的浓度。解题思路∶该题可用已知的平衡浓度代入平衡常数求算公式进行计算，然后根据起始浓度等于消耗浓度加上平衡浓度，计算出氮、氢气的起始浓度。Key:K=0.56氮气、氢气在反应开始时的浓度分别为3.5mol/L6.5mol/L转化率温度01.01107Pa1.01106Pa1.01105Pa四、化学平衡图象1.转化率——压强/温度曲线解法：作等温线TmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)ΔH=Qm+n

p+q>Q

0等温线<200C300C100C转化率压强0Pm+n

p+q>Q

0

看图技巧：图象中有三个量时，“定一看二”，先看曲线的高低，再看曲线的变化趋势。等压线mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)ΔH=Q>200C300C100CPQ

0等压线压强0A%2.物质百分含量——压强/温度曲线m+n

p+q<mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)ΔH=Q<3.物质百分含量——时间曲线T1CT2CC%时间0t1t2看图技巧：先拐先平衡，先平衡则速率快，速率快则温度高。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)ΔH=Q1、T1与T2的高低2、是放热反应还是吸热反应问题1、T1>T22、是放热反应答案小结1.认清坐标系，弄清纵、横坐标所代表的意义，并与勒沙特列原理挂钩。2.紧扣可逆