-化学平衡常数

退出目录第3课时化学平衡常数退出目录课前预习导学目标导航学习目标重点难点1.化学平衡常数的概念;2.运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断;3.运用化学平衡常数进行计算,转化率的计算1.能够理解影响化学平衡常数的因素;2.熟悉化学平衡常数表达式书写的注意事项;3.运用“三段式”进行化学平衡常数计算,转化率的计算退出目录序号起始时浓度mol/L698.6K平衡时浓度mol/L698.6K平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.0090400.003560.001250.0155930.011340.0075100.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.4554.332c(HI)c(H2)·c(I2)据表中数据计算出平衡时的值，并分析规律。2c(HI)c(H2)·c(I2)退出目录结论：当温度不变时，2c(HI)c(H2)·c(I2)(1).为常数，用K表示，(2).常数K与反应的起始浓度大小无关；(3).常数K与平衡是正向建立还是逆向建立无关。退出目录1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数称为该反应的化学平衡常数简称平衡常数。一、化学平衡常数(符号为K)退出目录2.数学表达式：对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)平衡常数的数学表达式K=3.平衡常数的单位：方程式表示方法不同，单位不同。通常不写单位。退出目录a.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1b.1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)K2练习1：结论：K2=K11/2相同反应，化学计量数变为原反应的n倍，则平衡常数为原平衡常数的n次方退出目录练习2：a.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1b.2NH3(g)N2(g)+H2(g)K2结论：K2=1/K1相同反应，正反应平衡常数与逆反应平衡常数互为倒数。退出目录二、化学平衡常数注意事项：1.常数K仅与温度有关.改变浓度、压强、催化剂，平衡常数不变！！但是对于同一反应而言，若：方程式计量数不同，则K值不同退出目录练习3：已知K1、K2,求K.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)……K12NO2(g)N2O4(g)……..K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)……..K结论：K=K1K2若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于各步平衡常数之乘积(商)退出目录二、化学平衡常数注意事项：2.常数K可以衡量化学反应进行的程度：K值越大，说明生成物比例越大，反应物反应的越多（转化率越大），反应的越完全。一般K105认为反应进行完全。退出目录如：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)K=c(CO2)K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)3.反应中有固体或纯液体时，其浓度可看成1，不带入计算。退出目录4.化学平衡常数的应用：a.以平衡常数值为标准，判断：可逆反应是否平衡及反应进行的方向叫该反应任意时刻的浓度商（1）QC＜K，反应向方向进行（2）QC＝K，反应向方向进行（3）QC＞K，反应向方向进行正不移动逆退出目录b.利用K值可以判断反应的热效应：cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)平衡常数的数学表达式K=（2）若温度升高，K值减小，证明正反应为（1）若温度升高，K值增大，证明正反应为吸热放热退出目录三.平衡常数的计算：例1.在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡，测得[H2]=0.0080mol/L，求：(1)反应的平衡常数(2)其它条件不变，充入的H2(g)和I2(g)各0.2mol,求达平衡时各物质的平衡浓度。退出目录①③②④⑤⑥⑦⑧退出目录例2:在2L的容器中充入1molCO和1molH2O(g),发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800℃时反应达平衡,若K=1.求：（1）CO的平衡浓度和转化率。（2）若温度不变，上容器中充入是1molCO和2molH2O(g)，CO和H2O(g)的平衡浓度和转化率是多少。（3）若温度不变，要使CO的转化率达到90%，在题干的条件下还要充入H2O(g)物质的量为多少。退出目录平衡转化率（产率）对于可逆反应常用平衡转化率α来表示反应限度:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，如反应物A：%100)()()(%100)%(00AcAcAcAAAA平的初始浓度的平衡浓度的初始浓度%100%100)%(始平始初始的物质的量的平衡物质的量初始的物质的量nnnAAAA牢记：1.增大A的浓度，则B的转化率增大，A的转化率减小2.转化率判断方法:a.恒温恒容，前后体积不等(合成氨)b.恒温恒压，前后体积不等（合成氨）c.恒温恒容（恒压），前后体积相等退出目录预习导引1.化学平衡常数(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。(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K=𝑐𝑝(C)·𝑐𝑞(D)𝑐𝑚(A)·𝑐𝑛(B)。(3)意义①K值越大,说明正反应进行的程度越大,反应物的转化率越大;反之就转化越不完全,转化率就越小。②K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。退出目录预习交流(1)对于一个给定的可逆反应,其正反应和逆反应的平衡常数有什么关系?(2)化学平衡常数有统一的固定单位吗?答案:(1)正反应和逆反应的平衡常数之间互为倒数。(2)由平衡常数的表达式可知,K没有固定统一的单位。退出目录2.平衡转化率(1)起始浓度与平衡浓度的关系:a.反应物:平衡浓度=c0(反)-c变(反);b.生成物:平衡浓度=c0(生)+c变(生)。各物质的变化浓度之比等于化学计量数之比。(2)平衡转化率:a.表达式:α(A)=c变(A)/c0(A)×100%;b.影响因素:起始浓度和平衡浓度。退出目录课堂合作探究问题导学1.化学平衡常数活动与探究1阅读教材,分析当一个可逆反应达到化学平衡状态时,反应物和生成物的浓度之间有怎样的定量关系,你能得出什么结论?答案:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系数为指数的幂的乘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)。退出目录迁移与应用以下反应平衡常数表达式不正确的是()A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K=𝑐2(NH3)𝑐(N2)·𝑐3(H2)B.FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)K=𝑐(CO2)𝑐(CO)C.2NH3(g)N2(g)+3H2(g)K=𝑐2(NH3)𝑐(N2)·𝑐3(H2)D.NH3·H2O(aq)NH4+(aq)+OH-(aq)K=𝑐(NH4+)·𝑐(OH-)𝑐(NH3·H2O)退出目录解析:平衡常数K的表达式中,各成分浓度必须是平衡浓度、浓度的方次为其计量数、固体和纯液体的浓度视为常数,不写在K的表达式中;是产物浓度方次的积与反应物浓度方次的积的比值。答案:C平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。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,反应物转化率越小。退出目录2.影响化学平衡常数的因素活动与探究2观察下面两个表,想想影响K值大小的因素是什么?表一:H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH0温度K序号初始浓度/(mol·L-1)平衡浓度/(mol·L-1)𝑐2(HI)𝑐(H2)𝑐(I2)H2I2HIH2I2HI698.6①0.010670.0119600.0018310.0031290.0176754.528②000.010690.0011410.0011410.00841054.328798.6③0.011350.0090400.004560.001950.008598.298④000.016550.003390.003390.009778.306退出目录表二:N2O4(g)无色2NO2(g)红棕色ΔH0温度K初始浓度/(mol·L-1)平衡浓度/(mol·L-1)Kc(N2O4)c(NO2)c(N2O4)c(NO2)2980.05000.021750.056500.14683330.05000.004880.09011.664①请计算相应温度的平衡常数。②分析表中数据,判断K值随温度的变化关系。答案:①计算结果分别为:54.52854.3288.2988.3060.14681.664;②影响K的因素仅是温度,与压强、体积等其他因素无关。正向吸热反应,升高温度,K值增大;正向放热反应,升高温度,K值减小。退出目录迁移与应用(1)写出下列表格内的化学反应平衡常数的表达式:化学反应K表达式11/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)K=𝑐(NH3)𝑐12(N2)·𝑐32(H2)2N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K=𝑐2(NH3)𝑐(N2)·𝑐3(H2)32NH3(g)N2(g)+3H2(g)K=𝑐(N2)·𝑐3(H2)𝑐2(NH3)4NH3·H2O(aq)NH4+(aq)+OH-(aq)K=𝑐(NH4+)·𝑐(OH-)𝑐(NH3·H2O)5FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)K=𝑐(CO2)𝑐(CO)6AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)K=c(Ag+)·c(Cl-)退出目录(2)若:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1,1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2,NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3;指出K1、K2、K3之间的关系。答案:K1和K2的关系式:K1=𝐾22。K2和K3的关系式:K2·K3=1。K1和K3的关系式:K1·𝐾32=1。退出目录1.化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。2.平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。对于给定的化学方程式,正逆反应的平衡常数互为倒数。3.平衡常数的单位与化学方程式的表示形式一一对应,若方程式各物质的计量数等倍扩大或缩小,平衡常数也会改变。4.固体或纯液体和液态水不列入平衡常数的表达式中(因其浓度为常数)。退出目录3.有关化学平衡的基本计算活动与探究3阅读教材完成以下题目: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-1,生成氨气的浓度为3mol·L-1,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。退出目录解析:设反应开始时N2、H2的浓度分别为xmol·L-1、ymol·L-1,N2的反应浓度为amol·L-1。N2+3H22NH3开始浓度/(mol·L-1)xy0变化浓度/(mol·L-1)a3a2a平衡浓度/(mol·L-1)223则2a=3,a=1.5。x=a+2=3.5,y=2+3a=2+4.5=6.5K=c2(NH3)/[c(N2)·c3(H2)]=32/(2×23)=0.5625。答案:K=0.5625氮气、氢气在反应开始时的浓度分别为3.5mol·L-1和6.5mol·L-1。退出目录迁移与应用一定温度下的密闭容器中存在如下反应:H2(g)+I2(g)2HI(g);已知c始(H2)=0.4mo