第二章第三節(jié)化學(xué)平衡(第2課時)平衡常數(shù)

1、 在一定溫度下在一定溫度下,可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)無論從正反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始開始,還是從逆反應(yīng)開始還是從逆反應(yīng)開始,也無論反應(yīng)物起始也無論反應(yīng)物起始濃度的大小濃度的大小,最后最后達(dá)到平衡時達(dá)到平衡時,盡管每種物質(zhì)盡管每種物質(zhì)的濃度在各個體系中并不一致，的濃度在各個體系中并不一致，但各種生但各種生成物濃度的系數(shù)次方的乘積除以各反應(yīng)物成物濃度的系數(shù)次方的乘積除以各反應(yīng)物濃度的系數(shù)次方的乘積所得的之比卻是恒濃度的系數(shù)次方的乘積所得的之比卻是恒定值定值。請仔細(xì)閱讀教材請仔細(xì)閱讀教材P29表格，從中你能獲得表格，從中你能獲得什么信息？什么信息？ K實驗測得，同一反應(yīng)（如：實驗測得，同一反應(yīng)（如：aA+bB

2、cC+dD）在）在某溫度下達(dá)到的化學(xué)平衡狀態(tài)某溫度下達(dá)到的化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡體系中各物質(zhì)的，平衡體系中各物質(zhì)的濃度滿足下面關(guān)系：濃度滿足下面關(guān)系：其中其中c為各組分的為各組分的平衡濃度平衡濃度，溫度一定，溫度一定，K為定值。即為定值。即化化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，而與反應(yīng)物或生成物的濃度無學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，而與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。關(guān)。)()()()(BcAcDcCcKbadc一定溫度下，可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，生成物濃一定溫度下，可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，生成物濃度的系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方的乘積度的系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方的乘積之比為一常數(shù)。之比為一常數(shù)。化學(xué)平

3、衡常數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。化學(xué)平衡常數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。 表示在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時該反應(yīng)進(jìn)表示在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時該反應(yīng)進(jìn)行的程度（反應(yīng)的限度）。行的程度（反應(yīng)的限度）。（1）K值越大，值越大，說明平衡時生成物的濃度越大，反應(yīng)說明平衡時生成物的濃度越大，反應(yīng)物的濃度越小，物的濃度越小，反應(yīng)程度越大，反應(yīng)程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大；反之則轉(zhuǎn)化率越低。反之則轉(zhuǎn)化率越低。（2）K值與濃度無關(guān)，隨溫度變化而變化。值與濃度無關(guān)，隨溫度變化而變化。 化學(xué)平衡化學(xué)平衡常數(shù)是一定溫度下一個反應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定常數(shù)是一定溫度下一個反

4、應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。量體現(xiàn)。)()()()(BcAcDcCcKbadc（1）必須指明溫度，反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài)。）必須指明溫度，反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài)。（2）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反應(yīng)的快慢，）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反應(yīng)的快慢，即速率大，即速率大，K值不一定大。值不一定大。（3）在進(jìn)行）在進(jìn)行K值的計算時，值的計算時，反應(yīng)物或生成物中有反應(yīng)物或生成物中有固體和固體和純液體純液體存在時，由于其濃度可看做常數(shù)存在時，由于其濃度可看做常數(shù)“1”而而不代入不代入公式公式，表達(dá)式中不需表達(dá)，表達(dá)式中不需表達(dá))H(c)OH(cK2424一定溫度下一定溫度下Cr2O72-

5、+ H2O 2CrO42- + 2H+如：如：)OCr(c)H(c)CrO(cK2722242一定溫度下一定溫度下Fe3O4(s) + 4H2(g) 高溫高溫3Fe(s) + 4H2O(g) 但：但：（4）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫有關(guān)）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫有關(guān)N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H21/2N2+3/2H2 NH3)H(c)N( c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH(cK/22322133K1 = 1/K2 = K32某溫度下某溫度下化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。若反應(yīng)方化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)

6、的平衡常數(shù)。若反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變。若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等向改變，則平衡常數(shù)改變。若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一個反應(yīng)，平衡常數(shù)也會改變。倍擴大或縮小，盡管是同一個反應(yīng)，平衡常數(shù)也會改變。（5）利用）利用K值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)如某溫度下，可逆反應(yīng)如某溫度下，可逆反應(yīng)mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)平衡常數(shù)為平衡常數(shù)為K，若某時刻時，反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系如下：，若某時刻時，反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系如下：)()()()(BcAcDcCcQnmqp QK ，反應(yīng)向正方向進(jìn)行，反應(yīng)向正方向進(jìn)行，V正正V逆逆Q

7、K ，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，V正正V逆逆QK ，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，V正正V逆逆則：則：(Q稱稱為濃度商為濃度商)例例1：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。其平衡常數(shù)可表達(dá)為表達(dá)為: K=c(CO2)/c(CO)，已知，已知1100，K=0.263 (1)若反應(yīng)向右進(jìn)行，高爐內(nèi)若反應(yīng)向右進(jìn)行，高爐內(nèi)CO2和和CO的體積比值的體積比值_，平衡常數(shù)，平衡常數(shù)K值值_(填填“增大增大”“”“減小減小”或或“不變不變”) (2)1100時，測得高爐中時，測得高爐中c(CO2)

8、=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)態(tài)_(填填“是是”或或“否否”)，此時化學(xué)反應(yīng)速率是，此時化學(xué)反應(yīng)速率是V正正_V逆逆(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)，其原因是，其原因是 。增大增大不變不變否否大于大于c(CO2)/c(CO)0.250.263，說明不是平衡狀態(tài)，說明不是平衡狀態(tài)，且向正反應(yīng)方向進(jìn)行且向正反應(yīng)方向進(jìn)行四、有關(guān)化學(xué)平衡的計算：四、有關(guān)化學(xué)平衡的計算： 起始量、變化量、平衡量的計算關(guān)系起始量、變化量、平衡量的計算關(guān)系在反應(yīng)在反應(yīng)aA(g)+bB (g) cC (g)+ dD

9、(g)中，計算關(guān)系為：中，計算關(guān)系為：aA(g)+ bB (g) cC (g)+ dD (g)始始變變平平n1n200 ax bxcxdxn1-ax n2-bxcxdx單位單位統(tǒng)一統(tǒng)一已知條件已知條件計量系數(shù)之比計量系數(shù)之比加、減計算加、減計算、物質(zhì)濃度的變化關(guān)系：、物質(zhì)濃度的變化關(guān)系：、反應(yīng)物：平衡濃度、反應(yīng)物：平衡濃度 起始濃度變化濃度起始濃度變化濃度、生成物：平衡濃度、生成物：平衡濃度 起始濃度變化濃度起始濃度變化濃度、各物質(zhì)的變化濃度之比、各物質(zhì)的變化濃度之比 化學(xué)計量系數(shù)之比化學(xué)計量系數(shù)之比、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率：、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率：反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的百分率反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的百分率100

10、 反應(yīng)物起始濃度反應(yīng)物變化濃度反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率)( 現(xiàn)有一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng)：現(xiàn)有一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng)：2SO2+O2 2SO3知知c(SO2)始始=0.4mol/L，c(O2)始始=1mol/L經(jīng)測定該反經(jīng)測定該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K19，試判斷，試判斷，（1）當(dāng)）當(dāng)SO2轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為50時，該反應(yīng)是否達(dá)到平衡時，該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，若未達(dá)到，哪個方向進(jìn)行？狀態(tài)，若未達(dá)到，哪個方向進(jìn)行？（2）達(dá)平衡狀態(tài)時，）達(dá)平衡狀態(tài)時， SO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)為多少？的轉(zhuǎn)化率應(yīng)為多少？例例 教材教材P29例例1(3)計算計算(1)、 (2)問條件下問條件

11、下H2、I2的轉(zhuǎn)化率，通過比較你有的轉(zhuǎn)化率，通過比較你有什么想法？什么想法？不同的起始條件能達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。不同的起始條件能達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。(4)在上述溫度下，該容器中若通入在上述溫度下，該容器中若通入0.1molH2、0.2molI2，試計算試計算H2、I2的轉(zhuǎn)化率，通過分別與的轉(zhuǎn)化率，通過分別與(1)、 (2)的轉(zhuǎn)化率比較，你能得出什么結(jié)論？的轉(zhuǎn)化率比較，你能得出什么結(jié)論？增加反應(yīng)物之一的濃度，可以提高其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，增加反應(yīng)物之一的濃度，可以提高其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而自身的轉(zhuǎn)化率降低。而自身的轉(zhuǎn)化率降低。例例1、將、將6mol A氣體和氣體和5mol B氣體混合放入氣體混合放

12、入4L密閉容器中，發(fā)生密閉容器中，發(fā)生下列反應(yīng)：下列反應(yīng)：3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g) ，經(jīng)過，經(jīng)過5min達(dá)到化達(dá)到化學(xué)平衡，此時生成學(xué)平衡，此時生成C為為2mol，測得，測得D的反應(yīng)速率為的反應(yīng)速率為0.1mol/Lmin，計算：、計算：、x的值；的值；、平衡時、平衡時B的轉(zhuǎn)化率；、的轉(zhuǎn)化率；、A的平衡濃度的平衡濃度。3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g)解：解：始始變變平平mol650020.154133422、 2 : x 2 : (0.154) x 2 、2010051100 起變BBBnn LmolLmolnCAA75.043V

13、、平例例2、加熱、加熱N2O5時，發(fā)生下列兩個分解反應(yīng)：時，發(fā)生下列兩個分解反應(yīng)： N2O5 N2O3O2 ， N2O3 N2OO2；在；在1L密閉容器中加密閉容器中加熱熱4mol N2O5達(dá)到化學(xué)平衡時達(dá)到化學(xué)平衡時O2的濃度為的濃度為4.50 mol/L， N2O3的濃的濃度為度為1.62 mol/L，求其他各物質(zhì)的平衡濃度。，求其他各物質(zhì)的平衡濃度。解析：這是一個連續(xù)平衡的計算，計算思路為：第一個反應(yīng)的解析：這是一個連續(xù)平衡的計算，計算思路為：第一個反應(yīng)的平衡量作為第二個反應(yīng)的起始量平衡量作為第二個反應(yīng)的起始量解：解： N2O5 N2O3O2N2O3 N2OO2起起變變平平4 mol00

14、 x x x4 mol - x x x x 0 xyyy x - yy x +y x y = 1.62 x +y = 4.50解得：解得： x = 3.06 mol y = 1.44 mol 故：故：c （N2O5） = (4 3.06) mol / 1L=0.94 mol/L c （N2O ） = 1.44 mol / 1L=1.44 mol/L 例例3、在密閉容器中，用等物質(zhì)的量的、在密閉容器中，用等物質(zhì)的量的A和和B發(fā)生下列反應(yīng)：發(fā)生下列反應(yīng)： A (g) + 2B (g) 2C (g) 反應(yīng)達(dá)到平衡時，若混合氣體中反應(yīng)達(dá)到平衡時，若混合氣體中A 和和B的物質(zhì)的量之和與的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等，求的物質(zhì)的量相等，求B的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率解：解：A (g) + 2B (g) 2C (g)起