化学平衡常数计算上课

关于化学平衡常数计算上课第1页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三学习目标化学平衡常数的涵义化学平衡常数的简单计算(求各组分平衡浓度、反应物转化率）第2页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三序号起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/L平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.011970.0694400.0056170.00059360.0127020.011350.0090400.003560.001250.0155930.012010.0084030.00.004580.00097330.014864000.015200.0016960.0016960.011815000.012870.0014330.0014330.010006000.037770.0042130.0042130.02934I2(g)+H2(g)2HI(g)密闭容器730.6K根据数据通过计算分析出平衡时数据中的规律。48.3848.6148.5448.4848.7148.81第3页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三【问题探究一】分析上表，你得出什么结论？(1)温度不变时，为常数用K表示,K=54.5；(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。对于反应:aA+bBcC+dD

在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数简称平衡常数。第4页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三【问题探究二】:以上的结论是否只适用于某一特定反应还是适用于所有的可逆反应？请用以下数据来确认。2SO2（g）

+O2

（g）2SO3（g）

密闭容器起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/L平衡时c0(SO2)c0(O2)c0(SO3)[SO2][O2][SO3]T110.02000.010000.01440.00780.005620.03000.020000.01960.01480.0104T210.02000.010000.01600.00800.004020.08000.030000.05800.01900.0220[SO3]2[SO2]2[O2]19.3919.027.817.57第5页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三【继续探究】结论2：常数和起始加入反应物的浓度无关结论1：=常数（K）结论3：温度改变该常数也发生改变。第6页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物的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），用符号K表示。2、平衡常数的影响因素：只有温度一、化学平衡常数一定温度下aA+bBcC+dDK=—————cc(C)cd(D)ca(A)cb(B)第7页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三【问题探究三】:平衡常数表达式的书写（1）CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)K=（2）2NO2（g）N2O4

（g）K1=

N2O4

（g）2NO2

（g）K2=NO2

（g）1/2N2O4（g）K3=（3）FeCl3(aq)+3KSCN(aq)Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq)；K=注意1：纯固态和纯液态不写入K（浓度为1）

注意2：以上三个反应的平衡常数之间的关系注意3：需要用实际参加反应的离子浓度表示第8页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三1)如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。

如:CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(l)注意：书写平衡常数关系式的规则K=c(CO2)K=c(CO)/[c(CO2)·c(H2)]

再如:

稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必写在平衡关系式中，如：Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)又如：非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应C2H5OH+CH3COOH

CH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/(c[C2H5OH]c[CH3COOH])第9页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三N2+3H22NH32NH3N2+3H2Ⅰ.规律:正反应和逆反应平衡常数K互为倒数。K1=1/K2第10页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三例N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

K1=1.601051/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)

K2=3.87102

K1

K2

，K1=K222)同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，用不同的化学反应方程式表示时，其对的平衡常数的表达式亦不同，但它们之间相互关联。第11页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三N2+3H22NH31/2N2+3/2H2NH3K1=K22Ⅱ.规律:平衡常数K与化学计量数的次幂成正比。如N2O4（g）2NO2（g）K1=[NO2]2/[N2O4]1/3N2O4（g）2/3NO2（g）K2=[NO2]2/3/[N2O4]1/3K2=K11/3第12页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三3)多重平衡规则：若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)例题:

2NO(g)+O2(g)2NO2

2NO2(g)N2O4

2NO(g)+O2(g)N2O4(g)第13页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三Fe3O4(s)+4H2(g)

高温3Fe(s)+4H2O(g)N2+3H22NH32NH3N2+3H2N2+H2NH31232请写出下列可逆反应的平衡常数表达式。化学平衡常数课堂练习第14页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三二、平衡常数的运用第15页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三结论：表示可逆反应进行的程度：K越大，正反应进行越完全，转化率越高，此反应平衡时，生成物浓度大【运用探究一】思考平衡常数的大小和转化率有什么关系？第16页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三对于反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)

随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化，请判断Ⅰ和Ⅱ两种情况哪种是吸热，哪种是放热？温度平衡常数【运用探究二】ⅠⅡ结论：吸热反应，随温度升高平衡常数增大放热反应，随温度升高平衡常数减小第17页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度的变化可推断正反应是吸热还是放热。若正反应是吸热反应,升高温度,K增大;若正反应是放热反应,升高温度,K减少。第18页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三【运用探究三】在一定温度的密闭容器中，对于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，（2）保持H2的浓度不改变将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？注意：当平衡体系中有多条件改变，勒夏特列原理无法判断平衡移动方向时，我们可以考虑计算QC和K的相对大小。第19页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三

对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(3)在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物的浓度幂的之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商Q与K比较大小来判断。Q>k，未达平衡，逆向进行。Q=k,达平衡，平衡不移动。Q<k,未达平衡，正向移动。第20页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三随堂练习2：一定温度下的密闭容器中存在：2SO2+O22SO3知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断，（1）当SO2转化率为50％时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？（2）达平衡状态时，SO2的转化率应为多少？第21页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三三、关于平衡常数和转化率的计算第22页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三（1）利用平衡常数,求平衡时各组分的浓度例1.在某温度下,将H2和I2各0.01mol/L的气态混合物充入10L密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(H2)=0.008mol/L.(1)求反应的平衡常数.(2)在上述温度下,将H2和I2各0.20mol的气态混合物充入该密闭容器中,试求达到平衡时各物质的浓度.第23页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三K=C(CO2)C(H2)/C(CO)C(H2O)=[(2.0α)(2.0α)]/[2.0(1-α)×2.0(1-α)]=α2/(1-α)2=2.6∴α=62%解:设CO的转化率为α，则CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始浓度/mol/L2.02.000转化浓度/mol/L2.0α2.0α2.0α2.0α平衡浓度/mol/L

2.0(1-α)2.0(1-α)2.0α2.0α（2）利用平衡常数,求平衡时反应物的转化率例题：反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在749K达平衡，K=2.60,求：当CO、H2O(g)的起始浓度都为2.0mol/L达平衡后,CO的转化率。第24页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三c(CO)·c(H2O)c(平)/mol·L-10.200－x0.200－xxx

解得:x=0.1解：设平衡时CO2和H2的浓度为xmol·L-1K=x2(0.200－x)(0.200－x)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)c(始)/mol·L-10.2000.20000c(变)/mol·L-1

xxxx=1.00c(CO2)·c(H2)=

=

×100%=50.0%0.1000.200第25页，讲稿共29页