化學(xué)平衡常數(shù)

1、化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)平平衡衡化學(xué)平衡化學(xué)平衡電離平衡電離平衡沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡水解平衡水解平衡絡(luò)合平衡絡(luò)合平衡氧化還原平衡氧化還原平衡弱酸弱酸弱堿弱堿水水平衡常數(shù)平衡常數(shù)KKaKbKwKspKh1、定義：、定義：在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時平衡狀態(tài)時，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)。這個常數(shù)就是該反應(yīng)的比值是一個常數(shù)。這個常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)）化學(xué)平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)）2、表達(dá)式：、表達(dá)式：化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)（1）K值越大，表示正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)值越大，表示

2、正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大。物轉(zhuǎn)化率也越大。、化學(xué)平衡常數(shù)的意義：、化學(xué)平衡常數(shù)的意義：定量的衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度定量的衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度（2）一般當(dāng)）一般當(dāng)K105時，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。時，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。3.3.平衡常數(shù)的單位平衡常數(shù)的單位當(dāng)濃度的單位為當(dāng)濃度的單位為 molmolL L-1-1，稱標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，稱標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)不寫單位。不寫單位。5、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的幾個問題：、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的幾個問題：(2)在平衡常數(shù)表達(dá)式中：純液體（如水）的濃度、在平衡常數(shù)表達(dá)式中：純液體（如水）的濃度、固體物質(zhì)的濃度不寫固體物質(zhì)的濃度不寫

3、(3)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫有關(guān)例如：例如：N2+3H2 2NH3的的K1值值 與與1/2N2+3/2H2 NH3的的K2值不一樣值不一樣(1)化學(xué)平衡常數(shù)的大小只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或化學(xué)平衡常數(shù)的大小只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。生成物的濃度無關(guān)。CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)K=c(CO2)K=c(CO)/c(CO2) c(H2)K1 = K22與與2NH3 N2+3H2的值的值K3不一樣不一樣K3=1/K1多重平衡規(guī)則多重平衡規(guī)則：若干方程式相加若干方程式

4、相加(減減)，則總反應(yīng)的，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商商)例如例如: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1 2NO2(g) N2O4 (g) K2 2NO(g) +O2(g) N2O4 (g) K 3 K 3 = K1 K2同一化學(xué)反應(yīng)同一化學(xué)反應(yīng),正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)2NO2(g) 2NO(g) + O2(g) K2例如例如: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1K2 = 1/K1練習(xí)練習(xí)1鉀是鉀是種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化鉀在高溫下反應(yīng)

5、制取。該反應(yīng)為：氯化鉀在高溫下反應(yīng)制取。該反應(yīng)為：Na（l）KCl（l）=NaCl（l）K（g）H0該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：K各物質(zhì)的沸各物質(zhì)的沸點與壓強的關(guān)系見下表。點與壓強的關(guān)系見下表。（1）在常壓下金屬鉀轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)從反應(yīng)混合物中分離）在常壓下金屬鉀轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)從反應(yīng)混合物中分離的最低溫度約為的最低溫度約為 ，而反應(yīng)的最高溫度應(yīng)低于，而反應(yīng)的最高溫度應(yīng)低于 。壓強（壓強（kPa）13.33 53.32 101.3K的沸點（的沸點（）590710770Na的沸點（的沸點（） 700830890KCl的沸點（的沸點（）1437NaCl的沸點（的沸點（）1465C(K)

6、770 890鉀是鉀是種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和氯種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化鉀在高溫下反應(yīng)制取。該反應(yīng)為：化鉀在高溫下反應(yīng)制取。該反應(yīng)為：Na（l）KCl（l）=NaCl（l）K（g） H0該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：KC（K），各物質(zhì)），各物質(zhì)的沸點與壓強的關(guān)系見下表。的沸點與壓強的關(guān)系見下表。（2）在制取鉀的過程中，為了提高原料的轉(zhuǎn)化率）在制取鉀的過程中，為了提高原料的轉(zhuǎn)化率可以采取的措施是：可以采取的措施是：壓強（壓強（kPa）13.33 53.32 101.3K的沸點（的沸點（）590710770Na的沸點（的沸點（）700830890KCl

7、的沸點（的沸點（）1437NaCl的沸點（的沸點（）1465降低壓強或移去鉀蒸氣降低壓強或移去鉀蒸氣 適當(dāng)升高溫度適當(dāng)升高溫度 鉀是鉀是種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化鉀在高溫下反應(yīng)制取。該反應(yīng)為：鉀在高溫下反應(yīng)制取。該反應(yīng)為：Na（l）KCl（l）=NaCl（l）K（g） H0該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：KC（K），各物質(zhì)），各物質(zhì)的沸點與壓強的關(guān)系見下表。的沸點與壓強的關(guān)系見下表。（3）常壓下，當(dāng)反應(yīng)溫度升高）常壓下，當(dāng)反應(yīng)溫度升高900時，該反應(yīng)的時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：平衡常數(shù)可表示為：K 壓強（壓強（kPa）1

8、3.33 53.32 101.3K的沸點（的沸點（）590710770Na的沸點（的沸點（）700830890KCl的沸點（的沸點（）1437NaCl的沸點（的沸點（）1465C（K）/C（Na） 練習(xí)練習(xí)2（09年安徽理綜年安徽理綜11）汽車尾氣凈化中的一個反應(yīng)汽車尾氣凈化中的一個反應(yīng)如下：如下：NO(g)CO(g) N2(g)CO2(g) H=-373.4kJmol-1。在恒容的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，在恒容的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是：改變某一條件，下列示意圖正確的是：C練習(xí)練習(xí)3:將將0.1mol/L的的HAc加水稀釋加水稀釋A.C(OH-)和和C

9、(H+)都減小都減小B.溶液中的溶液中的C(H+)增大增大C.醋酸電離平衡向左移動醋酸電離平衡向左移動D. 溶液的溶液的PH增大增大D練習(xí)練習(xí)4. 4. 在一定條件下，在一定條件下，NaNa2 2COCO3 3溶液存在水解平衡：溶液存在水解平衡：下列說法正確的是下列說法正確的是 稀釋溶液，水解平衡常數(shù)增大稀釋溶液，水解平衡常數(shù)增大 通入通入CO2，平衡朝正反應(yīng)方向移動，平衡朝正反應(yīng)方向移動 C. 升高溫度，升高溫度， 減小減小 D. 加入加入NaOH固體，溶液固體，溶液PH減小減小CO32- + H2OHCO3- + OH-323()()c HCOc COB(1)判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡及反應(yīng)

10、方向判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡及反應(yīng)方向?qū)τ诳赡娣磻?yīng)，在一定溫度的對于可逆反應(yīng)，在一定溫度的任意時刻任意時刻，反應(yīng)物的，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系：濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系：叫該反應(yīng)的濃度商叫該反應(yīng)的濃度商.化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用:（1）QCK ，反應(yīng)向正方向進(jìn)行，反應(yīng)向正方向進(jìn)行（2）QCK ，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)（3）QCK ，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行練習(xí)練習(xí)5: 高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ；H0其平衡常數(shù)可表達(dá)為其平衡常數(shù)可表達(dá)為: K=c(CO2)/c

11、(CO)，已知，已知1100，K=0.263 1100時，測得高爐中時，測得高爐中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應(yīng)是否，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)處于平衡狀態(tài)_(填填“是是”或或“否否”)，此時化學(xué)反應(yīng)向此時化學(xué)反應(yīng)向 方向進(jìn)行，其原因方向進(jìn)行，其原因是是 。正反應(yīng)正反應(yīng) 0.025molL-1/0. 1molL-1=0.25K=0.263否否(2)利用可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)利用可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若升高溫度，值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)若升高溫度，值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)若升高溫度，值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)若升高溫度，值減小，則正反應(yīng)為

12、放熱反應(yīng) 根據(jù)某反應(yīng)的平衡常數(shù)根據(jù)某反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度變化的情況，隨溫度變化的情況，可判斷該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)?？膳袛嘣摲磻?yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。、有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計算、有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計算達(dá)到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系：達(dá)到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系：（2）生成物：平衡濃度）生成物：平衡濃度=初始濃度初始濃度+轉(zhuǎn)化濃度轉(zhuǎn)化濃度 即：即：生成物生成物D: c平平(D) = c0(D) +c(D)（3）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們在化學(xué)方程式）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們在化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比。中相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比。c(A):c(D)=a:d（1）反應(yīng)物：平衡濃度

13、）反應(yīng)物：平衡濃度=初始濃度初始濃度-轉(zhuǎn)化濃度；轉(zhuǎn)化濃度； 即：即：反應(yīng)物反應(yīng)物A: c平平(A)=c0(A) - c(A) 對于反應(yīng)對于反應(yīng): aA + bB cC + dD平衡轉(zhuǎn)化率：平衡轉(zhuǎn)化率：對于可逆反應(yīng)對于可逆反應(yīng): mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)反應(yīng)物反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)化率）可表示：的平衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)化率）可表示：%100)()()(%100)%(00AcAcAcAAAA平的初始濃度的平衡濃度的初始濃度%100%100)%(始平始初始的物質(zhì)的量的平衡物質(zhì)的量初始的物質(zhì)的量nnnAAAA CO + H2O CO2 + H2 起始起始c 1 1

14、 0 0轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化c x x x x平衡平衡c 1-x 1-x x x 解得解得 x = 0.5 (CO)= 50% (H2O)= 50% CO + H2O CO2 + H2 起始起始c 1 4 0 0轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化c x x x x平衡平衡c 1-x 4-x x x解得解得 x = 0.8 (CO)= 80% (H2O)= 20%(1-x)(1-x )x2K = =1 (1-x)(4-x )x2K = =1 增大一種反應(yīng)物的濃度，能提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)增大一種反應(yīng)物的濃度，能提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而本身的轉(zhuǎn)化率減小化率，而本身的轉(zhuǎn)化率減小結(jié)論：結(jié)論：解：解： N2 + 3H2 2NH3 起始起始n 1 3 0轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化n a 3a