2-2-3化学反应的方向与限度(第3课时-化学平衡常数)(课件)

专题二第二单元化学反应的方向与限度03化学平衡常数在生产和科学实验中，人们常常需要知道，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。化学平衡状态是在一定条件下可逆反应进行的最大限度。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？NO2、N2O4的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g)

⇌

N2O4(g)。在25℃时，如果用不同起始浓度的NO2或N2O4进行反应，平衡后得到以下实验数据。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，各物质的浓度满足的数学关系式为：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。平衡常数的大小定量反映了化学反应进行的程度。意义即：反应的限度化学平衡常数当K<10－5时，该正反应很难发生。K值越大，表示反应进行得越完全当K>105时，该正反应进行完全。K值越小，表示反应进行得越不完全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。也就是说，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：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化学平衡常数请根据以下资料提供的数据，分析影响平衡常数的因素。化学平衡常数的影响因素-内因：反应中物质的性质化学平衡常数请根据以下资料提供的数据，分析影响平衡常数的因素。

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

Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g)高温写出下列可逆反应的平衡常数表达式。)H(c)OH(cK2424＝化学平衡常数书写平衡常数表达式的注意事项表达式中的各物质的浓度必须为平衡浓度。1平衡常数表达式与化学方程式的书写一一对应。2固体、液体纯物质的浓度视为常数，在表达式中不出现。3化学平衡常数化学方程式平衡常数表达式2NO2

⇌

N2O4NO2

⇌

N2O42Fe3＋＋Fe⇌3Fe2＋Br2＋H2O

⇌

H＋＋Br－＋HBrOK＝______________________________________________________________写出下表中各反应的平衡常数表达式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。化学平衡常数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。

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。化学平衡常数的有关计算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。化学平衡常数的有关计算某温度下，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化学平衡常数的有关计算起始量/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化学平衡常数的有关计算计算模型——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化学平衡常数的有关计算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化学平衡常数的有关计算注意：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。强化巩固某温度下，向容积为2L的密闭反应器中充入0.10molSO3，当反应器中的气体压强不再变化时，测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应：2SO2(g)＋O2(g)

⇌2SO3(g)的平衡常数为(

)A．3.2×103 B．1.6×103C．8.0×102 D．4.0×102A化学平衡常数的应用判断反应的方向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；化学平衡常数的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。判断反应的热效应2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)压强平衡常数强化巩固一定温度下，向密闭容器中加入焦炭(C)和一定量的CO2气体，保持akPa条件下发生反应：C(s)＋CO2(g)

⇌

2CO(g)，平衡时测得CO2的体积分数为60%。(1)CO2的转化率为______________。(2)CO2的分压为______kPa，CO的分压为________kPa。(3)该温度下，该反应的平衡常数Kp＝________kPa(用a表示，保留两位小数)。0.27a25%0.6a0.4a

延时符课堂小结平衡常数(K

)可逆反应

化学平衡状态一定条件下定量表达与Q比较判断是否达到平衡计算平衡时各物质的浓度和反应物的转化率

只受温度影响课堂练习1、将4molSO2与2molO2放入4L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2＋O2

⇌2SO3，测得平衡时SO3的浓度为0.5mol·L－1。则此条件下