化学平衡常数课件

化学平衡常数1.结论：一定温度下，生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数此常数为平衡常数。用K表示。：浓度的单位为mol·L-1∴K的单位为(mol·L-1)n；二、平衡常数的数学表达式及单位：对于一般的可逆反应mA+nBpC+qD{c(C)}p{c(D)}q{c(A)}m{c(B)}nK=K值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡时该反应进行的程度（反应的限度）。1K值越大，反应程度增大，转化率越高；反之则转化率越低。一般当K＞105时，该反应进行得基本完全。二、意义化学平衡常数)()()()(BcAcDcCcKbadc2反之对于K值很小的反应说明正反应在该条件下不可能进行，如:N2+O22NOKc=10-30(298K)所以常温下用此反应固定氮气是不可能的。因此没有必要在该条件下进行实验，以免浪费人力物力。或者改变条件使反应在新的条件下进行比较好一些。3、平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。如：2SO2(g)+O2===2SO3(g)298K时K很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反应。4、K只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，对于吸热反应来说，温度越高，K值越大；对于放热反应来说，温度越高，K值越小。所以我们可以利用K值判断反应的热效应。三、使用平衡常数应注意的问题化学平衡常数（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态（2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即速率大，K值不一定大（3）在进行K值的计算时，固体、液态水不作考虑，表达式中不需表达Fe3O4(s)+4H2(g)高温3Fe(s)+4H2O(g)如：)H(c)OH(cK2424一定温度下三、使用平衡常数应注意的问题（4）在进行K值的计算时，稀溶液中的H2O的浓度可不表达Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+如：)OCr(c)H(c)CrO(cK2722242一定温度下（5）平衡常数的表达式与方程式的书写有关N2+3H22NH32NH3N2+3H21/2N2+3/2H2NH3)H(c)N(c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH(cK//22322133K1=1/K2=K32三、使用平衡常数应注意的问题某温度下例2:2NO(g)+O2(g)2NO2K12NO2(g)N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)KK=K1K2K与K1、K2是什么关系？（6）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)C(s)+CO2(g)2CO(g)KC(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2K=K1/K2（7）、可利用平衡常数的值做标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方向进行建立平衡。如：可逆反应mA+nBpC+qD{c(C)}p{c(D)}q{c(A)}m{c(B)}nQC=QC叫做该反应的浓度商QCK,反应向正反应方向进行QC=K,反应处于平衡状态QCK，反应向逆反应方向进行注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数虽然一定，但不同的反应物的平衡转化率可能不同。不能脱离具体的反应物谈平衡转化率。四平衡转化率用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率α来表示反应限度。对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：%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【例1】在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.10mol混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得c(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0.20mol,求达平衡时各物质的平衡浓度。(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数评析：一般思路——先列出化学反应中各物质的“起始量、转化量、平衡量”(三段式)，求出各物质的平衡浓度，再代入平衡常数公式求解。①③②④⑤⑥⑦⑧（2）以知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。①③②④⑤例题：一氧化碳变换反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在773K时,平衡常数Kc=9，如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020mol·L，计算在这条件下，CO的转化率最大是多少？起始浓度:0.0200.02000转化浓度：xxxx平衡浓度:0.020-x0.020-xxx解得:x=0.015(mol·L-1)解：设平衡时CO2和H2的浓度为xmol·L-1K=————=9x2(0.020-x)2CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)转化率=——×100=75%0.0150.020例(丛书P31)高炉炼铁中发生的基本反应如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)―Q。其平衡常数可表达为:K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.263(1)若平衡向右进行，高炉内CO2和CO的体积比值________，平衡常数K值________(填“增大”“减小”或“不变”)(2)1100℃时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_______(填“是”或“否”)，此时化学反应速率是V正____V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是。增大增大否大于c(CO2)/c(CO)＝0.25＜0.263，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行课堂小结：(1)K只是温度的函数，不随起始浓度大小而变化。(2)K与方程式写法有关。(3)K值大小标志反应能达到的最大限度,K值越大，反应物的转化率越大，反应越完全。(4)利用K值可以判断反应是否处于平衡状态,并判断平衡的移动方向现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：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，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？例题K’﹤19，未达到平衡，向正方向进行。(2002上海高考）（丛书P32）在一定体积密闭容器中，进行如下反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其平衡常数Ｋ和温度t的关系如下：(1)k的表达式为：(2)该反应为反应（“吸热”或“放热”）(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据（）Ａ.容器中压强不变Ｂ.混合气体中ＣＯ浓度不变Ｃ.v(H2)正=v(H2O)逆D.c(CO2)=c(CO)(4)若c(CO2).c(H2)=c(CO).c(H2O),此时温度为.t/ºC70080083010001200k0.60.91.01.72.6吸热830℃BC(3)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数【巩固练习1】反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为60%，试求：在该温度下。（1）此反应的浓度平衡常数。（2）若SO2(g)的初始浓度增大到3mol/L,则SO2和NO2的转化率各变为多少？从中你能得出什么结论？(答案:(1)K=2.25;(2)47.7%73%)通过此题可知增加某一种反应物的浓度，再次平衡后其转化率降低，但另一种反应物的转化率一定升高。练习•1.(2000天津高考）在某温度下，可逆反应：•mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常数为Ｋ，下列说法正确的是（）•Ａ.Ｋ越大，达到平衡时，反应进行的程度越大．•Ｂ.Ｋ越小，达到平衡时，反应物的转化率越大．•Ｃ.Ｋ随反应物浓度改变而改变．•Ｄ.Ｋ随温度改变而改变．ＡＤ