化學平衡常數(shù)兩課時

1、第三節(jié)第三節(jié) 化學平衡化學平衡第二章第二章 化學反應速率化學反應速率 與化學平衡與化學平衡化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計算出平衡時根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計算出平衡時 的值，的值，并分析其中規(guī)律。并分析其中規(guī)律。2c (HI)c(H2) c(I2) 通過分析實驗數(shù)據(jù)得出：通過分析實驗數(shù)據(jù)得出：(1)溫度不變溫度不變(保持保持457.60C)時，時， 為常數(shù)為常數(shù),用用 K表示表示,K = 48.74；(2)常數(shù)常數(shù)K與反應的起始濃度大小無關(guān)；與反應的起始濃度大小無關(guān)；(3)常數(shù)常數(shù)K與正向建立還是逆向建立平衡無關(guān)即與平衡與正向建立還是逆向建立平衡無關(guān)即與平衡建立的過程無關(guān)。建立的過程無關(guān)。2c

2、 (HI)c(H2) c(I2) (P29第一段第一段) 一定溫度下，當一個可逆反應達到一定溫度下，當一個可逆反應達到平衡時，平衡時，生成物濃度冪之積生成物濃度冪之積與與反應物反應物濃度冪之積的比值濃度冪之積的比值是一個常數(shù)。是一個常數(shù)。這個這個常數(shù)叫做該反應的常數(shù)叫做該反應的化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)一、化學平衡常數(shù)定義：一、化學平衡常數(shù)定義：對于一般的可逆反應對于一般的可逆反應mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)二、化學平衡常數(shù)的數(shù)學表達式：二、化學平衡常數(shù)的數(shù)學表達式：cp(C) cq(D)cm(A) cn(B) K =注意冪的位置注意冪的位置濃度濃度c應小寫應小寫（1）K值越大

3、，表示反應進行的程度越大，反應物值越大，表示反應進行的程度越大，反應物轉(zhuǎn)化率也越大。轉(zhuǎn)化率也越大?；瘜W平衡常數(shù)的意義：化學平衡常數(shù)的意義：定量的衡量化學反應進行的程度定量的衡量化學反應進行的程度（2）一般當）一般當K105時，該反應進行得基本完全。時，該反應進行得基本完全。平衡常數(shù)的單位平衡常數(shù)的單位濃度的單位為濃度的單位為molL-1 K的單位為的單位為(molL-1) n；n =(p+q)-(m+n)練習練習1 1：寫出下列反應的化學平衡常數(shù)表達式：寫出下列反應的化學平衡常數(shù)表達式： N2 十十 3H2 2NH3 H2O(g)C(s) CO(g)H2(g)注意問題：注意問題：化學平衡關(guān)系式

4、中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)化學平衡關(guān)系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的的濃度，濃度，固體固體和純液體和純液體的濃度的濃度不應寫不應寫在平衡關(guān)系式中。在平衡關(guān)系式中。CaCOCaCO3 3(s)(s) CaOCaO(s)(s)+CO+CO2 2(g)(g)COCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g) CO(g)+HCO(g)+H2 2OO(l)(l)COCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g) CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g)O(g) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 練習練習:書寫下列方程式的平衡常數(shù)表達式書寫下列方程式的平衡常數(shù)表達式(若有若

5、有單位請順便寫出單位單位請順便寫出單位)練習練習2 2、寫出下列反應的化學平衡常數(shù)表達式，并、寫出下列反應的化學平衡常數(shù)表達式，并討論它們之間有何關(guān)系。討論它們之間有何關(guān)系。1、2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) K1= ；2、SO2(g) + O2(g) SO3(g) K2= ；3、2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) K3= ；32213(g)g22NHNH（ ）131KK212KK結(jié)論：結(jié)論：(重點掌握重點掌握) 化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫有化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫有關(guān)，關(guān)，正反應正反應與與逆反應逆反應的化學平衡常數(shù)的化學平衡常數(shù)互為倒數(shù)互為倒

6、數(shù)。練習練習3、寫出下列反應的化學平衡常數(shù)表達式，、寫出下列反應的化學平衡常數(shù)表達式，并討論它們之間有何關(guān)系。并討論它們之間有何關(guān)系。 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1 2NO2(g) N2O4 (g) K2 2NO(g) +O2(g) N2O4 (g) K 3 K 3 = K1 K2多重平衡規(guī)則多重平衡規(guī)則：若干若干方程式相加方程式相加(減減)，則總反應，則總反應的的平衡常數(shù)等于平衡常數(shù)等于分步分步平衡常數(shù)之乘積平衡常數(shù)之乘積(商商)練習練習4 4： 反應反應H H2 2O(g)O(g)C(s) CO(g)C(s) CO(g)H H2 2(g) (g) H 0在一定條件下達

7、平衡狀態(tài)，改變下列條件，能否在一定條件下達平衡狀態(tài)，改變下列條件，能否引起平衡移動引起平衡移動？該反應的平衡常數(shù)？該反應的平衡常數(shù)K K有何變化有何變化? ? 增大水蒸氣濃度，平衡增大水蒸氣濃度，平衡 ，K K的值的值 ； 增大壓強，平衡增大壓強，平衡 ，K K的值的值 ； 升高溫度，平衡升高溫度，平衡 ，K K的值的值 。 注意：注意： 化學平衡常數(shù)只受溫度影響，和濃度無關(guān)；化學平衡常數(shù)只受溫度影響，和濃度無關(guān)； 升高溫度，值增大，則正反應為升高溫度，值增大，則正反應為_； 升高溫度，值減小，則正反應為升高溫度，值減小，則正反應為_。向正反應方向移動向正反應方向移動向逆反應方向移動向逆反應方

8、向移動向逆反應方向移動向逆反應方向移動不變不變不變不變減小減小吸熱反應吸熱反應放熱反應放熱反應4 4. . 在某溫度下，可逆反應：在某溫度下，可逆反應：mA(mA(g)g)+nB(g) pC(g) +qD(g)+nB(g) pC(g) +qD(g)的平衡常數(shù)為，下的平衡常數(shù)為，下列說法正確的是（）列說法正確的是（）A.A.越大，達到平衡時，反應進行的程度越大越大，達到平衡時，反應進行的程度越大B.B.越小，達到平衡時，反應物的轉(zhuǎn)化率越大越小，達到平衡時，反應物的轉(zhuǎn)化率越大C.C.隨反應物濃度改變而改變隨反應物濃度改變而改變D.D.隨溫度改變而改變隨溫度改變而改變 N2+O2 2NOK K=10

9、=10-30-30( (常溫常溫) )，所以常溫下用此反應固定，所以常溫下用此反應固定氮氣是不可能的。因此沒有必要在該條件下進氮氣是不可能的。因此沒有必要在該條件下進行實驗，以免浪費人力物力?；蛘吒淖儣l件使行實驗，以免浪費人力物力。或者改變條件使反應在新的條件下進行比較好一些。反應在新的條件下進行比較好一些。化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)的應用（成才之路的應用（成才之路3838頁知識點頁知識點1 1）小結(jié)小結(jié):1、固體和純液體的濃度為常數(shù)，因此、固體和純液體的濃度為常數(shù)，因此固體和純液體的濃固體和純液體的濃度不應寫度不應寫在平衡常數(shù)表達式中；在平衡常數(shù)表達式中；2、K值越大，表示反應進行的程度越大，

10、反應物轉(zhuǎn)化率值越大，表示反應進行的程度越大，反應物轉(zhuǎn)化率也越大也越大(但但K大不代表速率大大不代表速率大)；3、一般當、一般當K105時，該反應進行得基本完全；時，該反應進行得基本完全；4、化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫有關(guān)，、化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫有關(guān)，正反應正反應與逆反應的化學平衡常數(shù)互為倒數(shù)；與逆反應的化學平衡常數(shù)互為倒數(shù)；5、化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)只受溫度影響，只受溫度影響，和和C、P、催化劑無關(guān)、催化劑無關(guān)。練習：練習冊練習：練習冊P19課后強化作業(yè)十課后強化作業(yè)十1-4、7、8例題例題 : 高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應如下高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應如下: FeO(s

11、)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ；H0其平衡常數(shù)可表達為其平衡常數(shù)可表達為: K=c(CO2)/c(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是否，在這種情況下該反應是否處于平衡狀態(tài)處于平衡狀態(tài)_(填填“是是”或或“否否”)，此時化學反應向此時化學反應向 方向進行，其原因是方向進行，其原因是 。1 1高溫下，某反應達到平衡，平衡常數(shù)高溫下，某反應達到平衡，平衡常數(shù)K K 。恒容時，溫度升高，恒容時，溫度升高，H H2 2濃度減小。下列說法正確的是濃度減小。下列說法

12、正確的是A A該反應的焓變?yōu)檎翟摲磻撵首優(yōu)檎?B B恒溫恒容下，增大壓強，恒溫恒容下，增大壓強，H H2 2濃度一定減小濃度一定減小C C升高溫度，逆反應速率減小升高溫度，逆反應速率減小 D D該反應化學方程式為該反應化學方程式為COCOH H2 2O COO CO2 2H H2 2)()()()(222HcCOcOHcCOc催化劑催化劑高溫高溫三三.有關(guān)化學平衡常數(shù)的計算有關(guān)化學平衡常數(shù)的計算達到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系：達到平衡后各物質(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)

13、 +c(D)（3）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們在化學方程式）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們在化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比。中相應的化學計量數(shù)之比。c(A):c(D)=a:d（1）反應物：平衡濃度）反應物：平衡濃度=初始濃度初始濃度-轉(zhuǎn)化濃度；轉(zhuǎn)化濃度； 即：即：反應物反應物A: c平平(A)=c0(A) - c(A) 對于反應對于反應: aA + bB cC + dD平衡轉(zhuǎn)化率：平衡轉(zhuǎn)化率：對于可逆反應對于可逆反應: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)反應物反應物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)%(

14、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例例1：在某溫度下，將：在某溫度下，將H2(g)和和I2(g)各各0.1mol混合物充混合物充入入10L的密閉容器中，充分反應達到平衡時，測得的密閉容器中，充分反應達到平衡時，測得c(H2)=0.0080mol/L，求：，求：(1)反應的平衡常數(shù)反應的平衡常數(shù)(2)其它條件不變，充入的其它條件不變，充入的H2(g)和和I2(g)各各0.2mol,求達求達平衡時各物質(zhì)的平衡濃度。平衡時各物質(zhì)的平衡濃度。 CO + H2O CO2 + H2 起始起始c 1 1

15、 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 增大一種反應物的濃度，能提高另一種反應物的轉(zhuǎn)化增大一種反應物的濃度，能提高另一種反應物的轉(zhuǎn)化率，而本身的轉(zhuǎn)化率減小率，而本身的轉(zhuǎn)化率減小結(jié)論：結(jié)論：注意注意:1、題設的未知數(shù)不要帶單位、題設的未

16、知數(shù)不要帶單位 如：設平衡時如：設平衡時轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為 x 2、解出的未知數(shù)有單位的應帶上單位、解出的未知數(shù)有單位的應帶上單位 如：解之如：解之,得得x=0.2mol解：解： N2 + 3H2 2NH3 起始起始n 1 3 0轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化n a 3a 2a平衡平衡n 1-a 3-3a 2a (1-a) + (3-3a) + 2a = 490% a = 0.2 1 = 20% 1、已知一氧化碳與水蒸氣的反應為：、已知一氧化碳與水蒸氣的反應為：CO + H2O(g) CO2 + H2催化劑催化劑高溫高溫在在427時的平衡常數(shù)是時的平衡常數(shù)是9.4。如果反應開始時，。如果反應開始時，一

17、氧化碳和水蒸氣的濃度都是一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.01mol/L，計算，計算一氧化碳在此反應條件下的轉(zhuǎn)化率。一氧化碳在此反應條件下的轉(zhuǎn)化率。練習練習; 3. 一定溫度下的密閉容器中存在如下反應：一定溫度下的密閉容器中存在如下反應：2SO2+O2 2SO3已知已知C(SO2)始始=0.4mol/L，C(O2)始始=1mol/L經(jīng)測定經(jīng)測定該反應在該溫度下的平衡常數(shù)該反應在該溫度下的平衡常數(shù)K19，試判斷，試判斷，（1）當）當SO2轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為50時，該反應是否達到時，該反應是否達到平衡狀態(tài)，若未達到，向哪個方向進行？平衡狀態(tài)，若未達到，向哪個方向進行？（2）達平衡狀態(tài)時，）達平衡狀態(tài)時，

18、 SO2的轉(zhuǎn)化率應為多少？的轉(zhuǎn)化率應為多少？(5) K值大小標志反應能達到的最大限度值大小標志反應能達到的最大限度,K值越大，值越大，反應物的轉(zhuǎn)化率越大，反應物的轉(zhuǎn)化率越大，反應反應 越完全。越完全。 課堂小結(jié)：課堂小結(jié)：(1) 平衡是有條件的、動態(tài)的。平衡是有條件的、動態(tài)的。(2) K不隨起始濃度大小而變化。不隨起始濃度大小而變化。(3) K與溫度有關(guān)。與溫度有關(guān)。(4) K與方程式寫法有關(guān)。與方程式寫法有關(guān)。1 1、某溫度下四個容器進行下述反應，各容器中炭足、某溫度下四個容器進行下述反應，各容器中炭足量，其他物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度（單位量，其他物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度（單位mol/L)mol/L)及

19、正及正逆反應速率關(guān)系如下表所示逆反應速率關(guān)系如下表所示C(s)+HC(s)+H2 2O(g) CO(g)+HO(g) CO(g)+H2 2(g)(g)容器編號容器編號c（H2O） c（CO）c(H2)正正/ V逆逆0.060.600.10正正=逆逆0.060.500.40正正 V逆逆0.120.30 a正正=逆逆(1)(1)該溫度下該反應的平衡常數(shù)的數(shù)值該溫度下該反應的平衡常數(shù)的數(shù)值 . .(2)(2)中中正正 逆逆,a=,a= . .10.402 2. . 反應反應Fe(s)+COFe(s)+CO2 2(g)(g) FeO(S)+CO(g); FeO(S)+CO(g);平衡常數(shù)平衡常數(shù)K K

20、1 1反應反應Fe(s)+HFe(s)+H2 2O(g) FeO(s)+HO(g) FeO(s)+H2 2(g);(g);平衡常數(shù)平衡常數(shù)K K2 2973K973K時：時：K K1 1=1.47,K=1.47,K2 2=2.38=2.38; ; 1173K1173K時時:K:K1 1=2.15,K=2.15,K2 2=1.67=1.67(1)(1)推導反應推導反應COCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g) CO(g)+H(g) CO(g)+H2 2O(g)O(g)的的K K與與K K1 1和和K K2 2的關(guān)系式的關(guān)系式 . .(2)973K(2)973K時時,K=,K= ; 1173K; 1173K時時, ,K=K= ; CO; CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g) (g) CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g)O(g)是是 反應反應( (填填 吸熱吸熱 或或 放熱放熱) )K=K1/K20.621.2