高二化学苏教版2019选择性必修第一册同步课件223化学平衡常数

第二节化学反应的方向与限度课时3

化学平衡常数

第二章

化学反应速率与化学平衡授课人：学习目标1.通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。2.构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。课程导入回顾：化学平衡状态及判断当一个可逆反应达到化学平衡状态时，有多少反应物转化成了生成物？反应物和生成物的浓度之间又有怎样的定量关系？课程导入化学平衡状态是在一定条件下可逆反应进行的最大限度。一、化学平衡常数NO2、N2O4的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g)

⇌

N2O4(g)。1.081.381.613.891.71×1021.71×1021.71×1021.71×102一定温度下，平衡时

近似相等一、化学平衡常数定义：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(简称平衡常数)，用符号K表示。K

＝cp(C)•

cq(D)

cm(A)•

cn(B)对于一般的可逆反应

m

A(g)+n

B(g)

p

C(g)+q

D(g)在一定温度下达到化学平衡时，各物质平衡时的浓度满足的数学关系式为：一、化学平衡常数化学方程式平衡常数表达式2NO2(g)

N2O4(g)K＝___________________3Fe(s)＋4H2O(g)

Fe3O4(s)＋4H2(g)K＝_____________________Br2＋H2O

H＋＋Br－＋HBrOK＝_______________________

25℃

时，生成卤化氢反应的平衡常数化学方程式平衡常数

(K)F2(g)+H2(g)2HF(g)6.5×1095Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)2.57×1033Br2(g)+H2(g)2HBr(g)1.91×1019I2(g)

+H2(g)2HI(g)8.67×102生成卤化氢的平衡常数K值从上到下依次减小，反应进行的程度也依次减小。在上述反应中，生成氟化氢的反应进行得最为完全。一、化学平衡常数平衡常数的大小定量反映了化学反应进行的程度。意义：即：反应的限度一、化学平衡常数12Loremipsumdolorsitamet,consecteturadipiscingelit.K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；K值越小，表示反应进行得越不完全。Loremipsumdolorsitamet,consecteturadipiscingelit.一般地，K＞10-5时，认为该反应进行得就基本完全了。当K<10－5时，该正反应很难发生。一、化学平衡常数1、化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小，并不涉及反应时间和化学反应速率。即：某个化学反应的平衡常数很大，可能化学反应速率却很小。注意：2、化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体、纯液体或水溶液中水的浓度。一、化学平衡常数25℃

时，生成卤化氢反应的平衡常数化学方程式平衡常数

(K)F2(g)+H2(g)2HF(g)6.5×1095Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)2.57×1033Br2(g)+H2(g)2HBr(g)1.91×1019I2(g)

+H2(g)2HI(g)8.67×102化学平衡常数的影响因素-内因：反应中物质的性质一、化学平衡常数

H2(g)+I2(g)2HI(g)不同条件下的平衡常数序号起始浓度（×10－2mol·L-1）不同温度下的平衡常数(K)c(H2)c(I2)c(HI)457.6℃425.6℃25℃11.1970.694048.3854.5186721.2280.996048.6154.6286731.2010.840049.5454.218674001.52048.4854.108675001.28748.7154.42867外因：对于同一可逆反应，化学平衡常数只与温度有关一、化学平衡常数写出下列可逆反应的平衡常数表达式。1.2.3.

N2(g)

+3H2(g)

2NH3(g)1.2.3.2NH3(g)

N2(g)

+3H2(g)N2(g)+H2(g）

NH3(g）1232c2(NH3)

K1＝c(N2)•c3(H2)

K2＝c2(NH3)c(N2)•c3(H2)

K3＝c1/2(N2）•c3/2(H2)c(NH3)

K1和K2、K3是什么关系呢？K1＝K21＝

K32若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。已知两反应的平衡常数分别为K1、K2化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。2、若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝K1/K2。1、若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。一、化学平衡常数4、若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2

的n倍，则K1＝K2n。 3、若两反应互为逆反应，则K1•K2＝1。一、化学平衡常数判断反应的方向1浓度商：用任意状态的浓度幂之积的比值，用Q表示Q

＝cp(C)•

cq(D)

cm(A)•

cn(B)m

A(g)+n

B(g)

p

C(g)+q

D(g)Q＜K：可逆反应向正反应方向进行。Q＞K：可逆反应向逆反应方向进行；Q＝K：可逆反应处于平衡状态；应用一、化学平衡常数

判断反应的热效应2应用利用平衡常数可计算物质的平衡浓度、物质的量分数和转化率等。若升高温度，K增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K减小，则正反应为放热反应。相关计算3典例解析例1将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：

①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；

②2HI(g)H2(g)＋I2(g)。

达到平衡时，c(H2)＝0.5mol/L，c(HI)＝4mol/L，下列说法错误的是(

)A.①的平衡常数为20B.②的平衡常数为

C.同温时H2(g)＋I2(g)2HI(g)和②的平衡常数互为倒数

D.温度升高，反应①②的平衡常数可以保持不变

D二、平衡转化率

α

＝

×100%反应物的减少量反应物的起始量平衡转化率达到化学平衡时，反应达到该条件下物质转化的最大“限度”，即反应物的转化率最大。平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。二、平衡转化率某温度下，在容积不变的密闭容器中N2与H2反应达到化学平衡，请根据以下数据计算达到化学平衡时H2的转化率。各物质的起始量/mol化学平衡时各物质的量/molN2H2NH3

N2H2NH3

5150394起始量/mol

变化量/mol

平衡量/mol

5150

2

64

α＝

×100%＝40%6mol15mol平衡时H2的转化率

3

94

N2+3H2

2NH3二、平衡转化率二、平衡转化率计算模型——三段式法

aA(g)＋bB(g)⇌

cC(g)＋dD(g)

n1

n200

c(初)/(mol·L－1)Δc/(mol·L－1)c(平)/(mol·L－1)bacadabacada

x

x

x

xn1－x

n2－

x

x

x二、平衡转化率计算思路根据反应物、生成物及变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量列表。明确“始”、“转”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，得出题目答案。确定三个量具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。巧设未知数解题设问题二、平衡转化率注意：2、多种反应物参加反应时，可通过增加一种反应物的浓度来提高另一种反应物的平衡转化率，而其本身的平衡转化率会降低。1、在一定温度下，一个具体的化学反应，只有一个平衡常数，但不同反应物的平衡转化率可能不同。二、平衡转化率例2在容积不变的密闭容器中，将2molCO(g)与3molH2O(g)混合加热到一定温度，发生反应CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)，反应达到平衡时，该反应的平衡常数K为1.0。下列说法正确的是(

) A.该反应的平衡常数表达式为K＝

B.反应达到平衡时，c(CO2)＋c(H2O)＋c(H2)＝4.2mol•L－1

C.CO的平衡转化率为40% D.不管反应进行到何种程度，容器中原子个数之比N(H)：N(C)：N(O)＝6：2：5保持不变

D三、压强平衡常数及其应用分压定义计算公式分压定律相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强。混合气体中某组分的分压＝总压×该组分的物质的量分数，pB＝p总×

。混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和，即p总＝pA＋pB＋pC＋…nBn总三、压强平衡常数及其应用一定温度下，气相反应达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示Kp

＝pp(C)•

pq(D)pm(A)•

pn(B)m

A(g)+n

B(g)

p

C(g)+q

D(g)压强平衡常数三、压强平衡常数及其应用计算步骤典例解析一定温度下，向密闭容器中加入焦炭(C)和一定量的C