化学平衡常数-(公开课)

第三节化学平衡第二章化学反应速率与化学平衡化学平衡常数请同学们阅读课本P28—P29表中的数据回答下列问题。1、一定温度下达到平衡时，的数值有什么特点？2、的结果与起始浓度的大小以及建立平衡的途径有无关系3、表达式中的幂与计量系数之间有何关联？一、化学平衡常数——化学平衡的特征1、概念在一定温度下，当一可逆反应达到平衡状态后，生成物浓度的幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数，用K表示。2、K的表达式)()()()(BcAcDcCcKbadc对于下列可逆反应：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，则有：其中c为各组分的平衡浓度3、意义：（1）K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行的越完全，反应物的转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。定量的衡量化学反应进行的程度（3）一般当K105时，该反应进行得基本完全，K10-5时则认为该反应很难进行(逆反应较完全）（2）K只受温度影响，而其它外界条件如：浓度、压强、催化剂等变化对其无影响。×100%=该反应物的起始浓度－该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度4、影响化学平衡常数的因素（温度）1、当∆H0时（1）温度升高，平衡向着吸热（正反应）的方向移动，K值增大。（2）温度降低，平衡向着放热（逆反应）的方向移动，K值减小。2、当∆H0时（1）温度升高，平衡向着放热（逆反应）的方向移动，K值减小。（2）温度降低，平衡向着吸热（正反应）的方向移动，K值增大。Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+Fe3O4(s)+4H2(g)高温3Fe(s)+4H2O(g))H(c)N(c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH(cK//22322133N2+3H22NH32NH3N2+3H2N2+H2NH31232练习1：根据平衡常数的定义，请大家写出下列可逆反应的平衡常数表达式。)H(c)OH(cK2424)()()(2722242OCrcHcCrOcK5、使用平衡常数应注意的问题（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5、使用平衡常数应注意的问题（4）在进行K值的计算时，纯液体参加的反应不作考虑，表达式中不需表达Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+如：)OCr(c)H(c)CrO(cK2722242一定温度下：5、使用平衡常数应注意的问题（5）平衡常数的表达式与方程式的书写有关N2+3H22N2NH32NH3NN2+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某温度下：5、使用平衡常数应注意的问题（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)。例1:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K12NO2(g)N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K1K2C(s)+CO2(g)2CO(g)KC(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K25、使用平衡常数应注意的问题（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)。例2:K=K1/K2（7）利用K值可判断某可以反应是否处于平衡状态)()()()(B.cAcD.cCcQcbadcQc＜K：Qc＝K：Qc＞K：反应处于平衡状态，v正＝v逆反应向正方向进行，v正＞v逆反应向逆方向进行，v正＜v逆注意：浓度商是任意的时刻生成物浓度的幂之积与反应物浓度幂之积的比值5、使用平衡常数应注意的问题二、化学平衡的相关计算⑴基本模式——“三段法”转化浓度：mxnxpxqx平衡浓度：a-mxb-nxpxqx⑵基本关系②生成物：平衡浓度＝起始浓度＋转化浓度①反应物：平衡浓度＝起始浓度－转化浓度例：mA+nBpC+qD起始浓度：ab00(mol/L)(mol/L)(mol/L)例1：某温度下，向10L真空容器中注入1.00molH2(g)和1.00molI2(g)，反应平衡后I2(g)的浓度为0.0200mol·L-1试求该温度下H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数。解：据题意可知，起始时c(H2)=c(I2)=0.100mol·L-1H2(g)+I2(g)2HI(g)起始时各物质的浓度/mol·L-10.1000.1000变化的各物质的浓度/mol·L-1平衡时各物质的浓度/mol·L-1K=(0.160)2(0.0200)2=64.0c2(HI)c(H2)·c(I2)=答：平衡常数为64.0。0.08000.08000.1600.02000.02000.160c(CO)·c(H2O)【练习2】在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800℃达到下列平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K=1.00，若反应开始时CO和H2O的浓度均为0.200mol·L-1，求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少？c(平)/mol·L-10.200－x0.200－xxx解得:x=0.1解：设平衡时CO2和H2的浓度为xmol·L-1K=x2(0.200－x)(0.200－x)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)c(始)/mol·L-10.2000.20000c(变)/mol·L-1xxxx=1.00c(CO2)·c(H2)==×100%=50.0%0.1000.200