選修化學(xué)平衡常數(shù)

選修化學(xué)平衡常數(shù)第一頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義3、能運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算2、會(huì)運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)判斷反應(yīng)進(jìn)行程度第二頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日【交流·研討】根據(jù)下表數(shù)據(jù)計(jì)算平衡時(shí)的值并分析其中規(guī)律：2c(HI)c(H2)·c(I2)序號(hào)起始時(shí)濃度mol/L698.6K平衡時(shí)濃度mol/L698.6K平衡時(shí)c(H2)c(I2)c(HI)c[H2]c[I2]c[HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.4554.33c(HI)2c(H2)·c(I2)第三頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日——K化學(xué)平衡常數(shù)1、定義：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)。這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)）符號(hào)：K第四頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日——K化學(xué)平衡常數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得：同一反應(yīng)（如：aA+bBcC+dD）在某溫度下達(dá)到的化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)的表達(dá)式是：2、表達(dá)式：2c(HI)c(H2)·c(I2)I2(g)+H2(g)2HI(g)推導(dǎo)出平衡常數(shù)為：由反應(yīng)其中c為各組分的平衡濃度，溫度一定，K為定值。第五頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日——K化學(xué)平衡常數(shù)3、意義：（1）K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大。定量的衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度（3）一般當(dāng)K>105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全，

K<10-5時(shí)則認(rèn)為該反應(yīng)很難進(jìn)行(逆反應(yīng)較完全）（2）K只受溫度影響，而其它外界條件如：濃度、壓強(qiáng)、催化劑等變化對(duì)其無影響。第六頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日——K化學(xué)平衡常數(shù)4、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題（1）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，即速率大，K值不一定大（3）在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí)，固體不作考慮，表達(dá)式中

不需表達(dá)Fe3O4(s)4H2(g)高溫3Fe(s)+4H2O(g)

如：一定溫度下第七頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日——K化學(xué)平衡常數(shù)4、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題（4）在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí)，稀溶液中的H2O的濃度可不表達(dá)Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+如：一定溫度下：第八頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日——K化學(xué)平衡常數(shù)4、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題（5）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫有關(guān)N2+3H22NH32NH3N2+3H21/2N2+3/2H2NH3K1=1/K2=K32某溫度下：第九頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日——K化學(xué)平衡常數(shù)4、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題（6）多重平衡規(guī)則若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)。例1:

2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K12NO2(g)N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K1+K2

第十頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日C(s)+CO2(g)2CO(g)K

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2——K化學(xué)平衡常數(shù)4、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題（6）多重平衡規(guī)則

若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)。例2:

K=K1-K2第十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日——K化學(xué)平衡常數(shù)4、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題（7）其中各物質(zhì)的濃度，是指化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的濃度，不是初始濃度第十二頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日——K化學(xué)平衡常數(shù)練習(xí)：

試寫出下列反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

2SO2(g)+O2(g)2SO3C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)催化劑注意：反應(yīng)中的固體或純?nèi)軇┎涣腥肫胶獬?shù)的表達(dá)式中！)()()(22232OcSOcSOcK·=第十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日——K化學(xué)平衡常數(shù)5、應(yīng)用：(1)判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度K值越大，說明平衡體系中生成物所占比例越大，正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大；反之，就越不完全，轉(zhuǎn)化率就越小。(2)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)。第十四頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日例如：不同溫度時(shí)，反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g),平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下：△溫度623K698K763K平衡常數(shù)66.954.445.9

通過改變溫度，平衡常數(shù)大小的變化趨勢(shì)可以判斷上面可逆反應(yīng)的正方向是

——K化學(xué)平衡常數(shù)放熱反應(yīng)第十五頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日——K化學(xué)平衡常數(shù)(3)計(jì)算轉(zhuǎn)化率依據(jù)起始濃度(或平衡濃度)和平衡常數(shù)可以計(jì)算平衡濃度(或起始濃度)，從而計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。5、應(yīng)用：第十六頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日K=C(CO2)C(H2)/C(CO)C(H2O)=[(2.0α)(2.0α)]/[2.0(1-α)×2.0(1-α)]=α2/(1-α)2=2.6∴α=62%解:設(shè)CO的轉(zhuǎn)化率為α，則

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始濃度/mol/L2.02.000轉(zhuǎn)化濃度/mol/L2.0α2.0α2.0α2.0α平衡濃度/mol/L

2.0(1-α)2.0(1-α)2.0α2.0α例題：反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在749K達(dá)平衡，K=2.60,求：當(dāng)CO、H2O(g)的起始濃度都為2.0mol/L達(dá)平衡后，CO的轉(zhuǎn)化率。第十七頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日課堂練習(xí)：

450K時(shí)往一空容器中通入氮N2和H2，反應(yīng)達(dá)平衡后，測(cè)得C(N2)=3mol/L，C(H2)=9mol/L，C(NH3)=4mol/L,求K、N2和H2的起始濃度。3940426515∴K=C(NH3)2/C(N2)(H2)

3=42/（3×93）

=7.3×10-3解:N2+3H22NH3起始濃度/mol/L轉(zhuǎn)化濃度/mol/L平衡濃度/mol/L第十八頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日——K化學(xué)平衡常數(shù)(4)判斷平衡移動(dòng)方向?qū)τ诳赡娣磻?yīng)，在一定溫度下的任意時(shí)刻，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系：叫該反應(yīng)的濃度商（1）QC＜K，反應(yīng)向正方向進(jìn)行（2）QC＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)（3）QC＞K，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行第十九頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日自學(xué)教材P29-31，例1、例2?！狵化學(xué)平衡常數(shù)第二十頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日①③②④⑤⑥⑦⑧第二十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日——K化學(xué)平衡常數(shù)第二十二頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日①③②④⑤第二十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日1、對(duì)于3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為（）

D課堂練習(xí)第二十四頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日

2、在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+

H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表：回答下列問題：（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

。（2）該反應(yīng)為

反應(yīng)（選填“吸熱”、“放熱”）。（3）能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是

。A.容器中壓強(qiáng)不變B.混合氣體中c(CO)不變C.V正(H2)=V逆(H2O)D.c(CO2)=c(CO)（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)·c(H2)=

c(CO)·c(H2O)，試判斷此時(shí)的溫度為

℃。t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6吸熱BC830第二十五頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日3、高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)―Q。其平衡常數(shù)可表達(dá)為:K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.263(1)若平衡向右進(jìn)行，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值________，平衡常數(shù)K值________(填“增大”“減小”或“不變”)(2)1100℃時(shí)，測(cè)得高爐中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)_______(填“是”或“否”)，此時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率是V正____V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是

。增大增大否大于c(CO2)/c(CO)＝0.25＜0.263，說明不是平衡狀態(tài)，且向正反應(yīng)方向進(jìn)行第二十六頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日(5)K值大小標(biāo)志反應(yīng)能達(dá)到的最大限度,K值大，反應(yīng)完全。返回播放課堂小結(jié)：(1)平衡是有條件的、動(dòng)態(tài)的。(2)K不隨起始濃度大而變。(3)K與溫度有關(guān)。(4)K與方程式寫法有關(guān)。第二十七頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日⑴基本模式——“三段式”轉(zhuǎn)化：mxnxpxqx平衡：a-mxb-nxpxqx⑵基本關(guān)系生成物：平衡濃度＝起始濃度＋轉(zhuǎn)化濃度①反應(yīng)物：平衡濃度＝起始濃度－轉(zhuǎn)化濃度例：mA+nBpC+qD起始：ab00化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算第二十八頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日②轉(zhuǎn)化率α化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算③氣體的平均分子量第二十九頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算④幾點(diǎn)定律a、如果保持P、T不變：則氣體的體積比等于物質(zhì)的量之比，即則氣體的密度比等于摩爾質(zhì)量之比，即b、如果保持V、T不變：則氣體的壓強(qiáng)比等于氣體物質(zhì)的量之比，即第三十頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日

在一定溫度下,容積為20L的容器中充入2molSO2和1molO2發(fā)生反應(yīng)：2SO2+O22SO3

，達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為開始時(shí)的70%。試求：①SO2的轉(zhuǎn)化率②平衡時(shí)的O2濃度③SO3的體積分?jǐn)?shù)④混合氣體的平均相對(duì)分子量⑤平衡時(shí)混合氣體的密度例題——常規(guī)計(jì)算90%0.005mol/L85.7%76.28g/L第三十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日在一定溫度和壓強(qiáng)下，將平均分子相對(duì)質(zhì)量為8.5的N2和H2的混合氣體，充入密閉容器中反應(yīng)，達(dá)到平衡后，混合氣體的平均分子量為10.0，則N2的轉(zhuǎn)化率為____。30%練一練第三十二頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日

將固體NH4I置于密閉容器中，在某溫度下發(fā)生下列反應(yīng)NH4I(s)NH3(g)+HI(g)2HI(g)H2(g)+I2(g)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c(H2)=0.5mol/L，c(HI)=4mol/L，則NH3的濃度為（）

A.3.5mol/LB.4mol/LC.4.5mol/LD.5mol/LD例題——連續(xù)平衡第三十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日一定條件下，在2SO2+O22SO3的化學(xué)平衡體系中，各物質(zhì)的濃度分別是2.0mol/L、0.8mol/L、2.4mol/L，則氧氣在反應(yīng)起始時(shí)的濃度可能是:

（A）0.8~2mol/L(B)0~2mol/L(C)0~0.8mol/L(D)無法確定B練一練第三十四頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：X2（氣）+Y2（氣）

2Z2（氣），已知X2、Y2、Z2的起始濃度0.1mo