2.2.2化学平衡常数课件高二上学期化学人教版选择性必修1

第二节

化学平衡

课时2第二章化学反应速率与化学平衡1.知道化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。2.能够利用化学平衡常数进行简单的计算。3.知道反应物的转化率计算方法。在工业生产和实验室中，人们会遇到各种各样的可逆反应，如合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)该反应在一定条件下不可能进行完全，即存在一定的限度。而反应限度的大小对于生产和生活实际有着直接影响。因此还需关注化学反应的限度。那么怎样才能定量地描述化学反应的限度呢！化学反应中，反应物的转化程度会受到哪些因素的影响呢！化化学平衡的改变，有规律可循吗？不同的化学平衡状态，反应物和生成物的浓度之间有什么关系呢？800℃，在容积不变的密闭容器中发生反应：CO(g)+H2O(g)⇋CO2(g)+H2(g)序号起始时的浓度（×10－2mol·L-1）平衡时的浓度（×10－2mol·L-1）平衡时c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)111000.50.50.50.5213000.252.250.750.7530.2530.750.750.212.960.790.79表1800℃时反应体系中各物质的浓度一、化学平衡常数【小结】在一定温度下，表1中的反应达到化学平衡状态时，生成物浓度的乘积与反应物浓度的乘积的比值是一个定值。该结论适用于其他可逆反应吗？

序号起始时的浓度（×10－3mol·L-1）平衡时的浓度（×10－3mol·L-1）平衡时c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)111.976.94405.6170.59412.70212.289.96403.8411.52416.87312.018.40304.5800.97314.8640015.201.6961.69611.8150012.871.4331.43310.0060037.774.2134.21329.34380628823335410648701653

表2457.6℃时反应体系H2(g)+I2(g)2HI(g)中各物质的浓度值不是定值。c(CO2)

•

c(H2)c(CO)•

c(H2O)是定值不是定值c

(HI)c(H2)•

c(I2)比较两个反应，结果的不同可能跟什么因素有关？H2(g)+I2(g)

HI(g)+HI(g)H2(g)+I2(g)2HI(g)

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)化学计量数？是定值？c

(HI)•c(HI)c(H2)•c(I2)是定值？c2

(HI)c(H2)•

c(I2)即序号起始时的浓度（×10－3mol·L-1）平衡时的浓度（×10－3mol·L-1）平衡时c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)111.976.94405.6170.59412.70212.289.96403.8411.52416.87312.018.40304.5800.97314.8640015.201.6961.69611.8150012.871.4331.43310.0060037.774.2134.21329.34表3457.6℃时反应体系H2(g)+I2(g)2HI(g)中各物质的浓度【小结】在一定温度下，表3中的反应达到化学平衡状态时，生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值是一个定值。2.表达式对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),平衡常数的表达式为：3.意义及影响因素(1)K越大,说明正反应进行的程度越大,平衡时反应物的转化率越大。

(2)K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。

(3)常数K与正向建立平衡还是逆向建立平衡无关，即：K与平衡建立的过程无关。1.定义在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,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,通常用符号K表示。

化学平衡常数提示:一般来说,当K＞105时,该反应就进行得基本完全了。

提示:计量系数次幂。

c

(NH3)c1/2(N2)•

c3/2(H2)K2=c2(NH3)c(N2)•

c3(H2)K1=c

(NH3)c1/2(N2)•

c3/2(H2)K3=

不相等,

Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g)高温c4(H2)c4(H2O)K=写一写注：化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。①表达式中的各物质的浓度必须为平衡浓度。②平衡常数表达式与化学方程式的书写一一对应。③固体、液体纯物质的浓度视为常数，在表达式中不出现。写出下列可逆反应的平衡常数表达式。浓度商对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在任意时刻下，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，称为浓度商，用Q表示。cp(C)·cq(D)cm(A)•

cn(B)Q=Q与K的关系：Q<K时，反应向正反应方向进行；Q＝K时，反应处于平衡状态；Q>K时，反应向逆反应方向进行。二、化学平衡常数相关计算在某温度下，将H2和I2各0.1mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，发生反应H2(g)＋I2(g)⇋2HI(g)，连续测定c(I2)的变化，5s时测定c(H2)＝0.0080mol/L并保持不变。则此温度下，平衡常数值为多少？【解】依题意可知，平衡时c(H2)＝0.0080mol/L，消耗c(H220mol/L，生成c(HI40mol/L。

H2(g)

＋

I2(g)

⇋

2HI(g)起始浓度(mol/L)0.0100.0100变化浓度(mol/L)202040平衡浓度(mol/L)0.0080

0.008040K===0.25c2(HI)c(H2)•

c(I2)0.0042

0.0082

本书暂不考虑K的单位。

平衡转化率

注：n转化表示已转化的物质的量。n始表示该物质起始时的物质的量。c转化表示已转化的该物质的浓度。c始表示起始时该物质的浓度。

平衡转化率是指某一可逆化学反应达到化学平衡状态时，转化为目的产物的某种原料的量占该种原料起始量的百分数某指定反应物的转化率

α=

1.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示:练一练T/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为

℃。该温度下加入2molCO2(g)和10molH2(g)充分反应,达到平衡时,求CO2的转化率？

【解】依题意可知，该反应平衡常数表达式为：

c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)K=已知：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，∴K=1查表可知对应温度为830℃830该温度下加入2molCO2(g)和10molH2(g)充分反应,达到平衡时,求CO2的转化率？CO2(g)+H2(g)⇋CO(g)+H2O(g)起始量(mol)21000变化量(mol)xxxx平衡量(mol)2-x10-xxx设容器体积为VL，达到平衡时CO2的变化量为xmolc(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)K===1

解得：x=

CO2的转化率为：α=×100%=83%

2mol答：CO2的转化率为83%。2.已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g)

ΔH>0,请回答下列问题:(1)在某温度下,反应物的初始浓度分别为c0(M)=1mol·L-1,c0(N)=2.4mol·L-1;达到平衡后,M的平衡转化率为60%,此时N的平衡转化率为

;

(2)若反应温度不变,反应物的初始浓度分别为c0(M