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第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡1/14/2023第三節(jié)化學(xué)平衡(第三課時)開平市第一中學(xué)高二化學(xué)備課組三、化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù):是指在一定溫度下,可逆反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,也無論反應(yīng)物起始濃度的大小,最后都能達(dá)到平衡,這時各種生成物濃度的系數(shù)次方的乘積除以各反應(yīng)物濃度的系數(shù)次方的乘積所得的比值。它是個常數(shù),用K表示,例如:mA+nB
pC+qDK=[C(C)]p×[C(D)]q[C(A)]m×[C(B)]n化學(xué)平衡常數(shù)同阿伏加德羅常數(shù)以及物理中的萬有引力常數(shù)一樣都是一個常數(shù),只要溫度不變,對于一個具體的可逆反應(yīng)就對應(yīng)一個具體的常數(shù)值。1.使用化學(xué)平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題:(1)化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。(2)反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時,由于其濃度可看做常數(shù)“1”而不代入公式(3)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。2.化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用。(1)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。它能夠表示出可逆反應(yīng)進(jìn)行的完全程度。一個反應(yīng)的K值越大,說明平衡時生成物的濃度越大,反應(yīng)物的濃度越小,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大。
(2)可以利用平衡常數(shù)的值做標(biāo)準(zhǔn),判斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否平衡及不平衡時向何方進(jìn)行建立平衡。如:對于可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定溫度的任意時刻,反應(yīng)物與生成物的濃度如下關(guān)系:Qc=[C(C)]p×[C(D)]q[C(A)]m×[C(B)]nQc〈K,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行Qc=K,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)Qc>K,反應(yīng)向逆方向進(jìn)行3.利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若升高溫度,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);若升高溫度,K值減小,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。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)系在反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,計算關(guān)系為:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)起變平n1n200ax
bxcxdxn1-axn2-bxcxdx單位統(tǒng)一已知條件計量系數(shù)之比加、減計算⑴、物質(zhì)濃度的變化關(guān)系:①、反應(yīng)物:平衡濃度=————————————————起始濃度-變化濃度②、生成物:平衡濃度=————————————————起始濃度+變化濃度③、各物質(zhì)的變化濃度之比=————————————————反應(yīng)式計量系數(shù)之比⑵、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率:反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的百分率例1、將6molA氣體和5molB氣體混合放入4L密閉容器中,發(fā)生下列反應(yīng):3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),經(jīng)過5min達(dá)到化學(xué)平衡,此時生成C為2mol,測得D的反應(yīng)速率為0.1mol/L·min,計算:①、x的值;②、平衡時B的轉(zhuǎn)化率;③、A的平衡濃度。3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)解:∵起變平mol650020.1×5×4133422①、∵2:x=2:(0.1×5×4)∴x=2例2、加熱N2O5時,發(fā)生下列兩個分解反應(yīng):
N2O5N2O3+O2,N2O3N2O+O2;在1L密閉容器中加熱4molN2O5達(dá)到化學(xué)平衡時O2的濃度為4.50mol/L,N2O3的濃度為1.62mol/L,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)的平衡量作為第二個反應(yīng)的起始量∴解:∵N2O5N2O3+O2N2O3N2O+O2起變平mol400
x
x
x4-x
x
x
x
0
xyyyx-yyx+yx–y=1.62x+y=4.50解得:
x=3.06moly=1.44mol
故:CN2O5=(4–3.06)mol/1L=0.94mol/LCN2O
=1.44mol/1L=1.44mol/L例3、在密閉容器中,用等物質(zhì)的量的A和B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A和B的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等,求B的轉(zhuǎn)化率解:∵A(g)+2B(g)2C(g)起
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