平衡常數(shù)課件

平衡常數(shù)課件第一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六在19世紀的英國，煉鐵工業(yè)快速發(fā)展，但是化學家們發(fā)現(xiàn)煉鐵高爐排出的廢氣含有大量的一氧化碳氣體，剛開始他們認為是因為鐵的氧化物和一氧化碳反應時間不夠長，導致反應不完全，于是他們把高爐建的非常高，以增加反應時間，后來發(fā)現(xiàn)高爐排出的一氧化碳氣體并沒有減少，為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)聯(lián)想質(zhì)疑

思考：什么是可逆反應？可逆反應有什么特征？高溫第二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六可逆反應：①如果V正＞V逆，則反應向正反應方向進行。②如果V正＜V逆，則反應向逆反應方向進行。③如果V正=V逆，則反應達到平衡狀態(tài)。④任何一個可逆反應都不會進行到底的，即任一反應物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物，生成物不可能轉(zhuǎn)化為反應物。最終達到平衡狀態(tài)時，一定是每一反應物和生成物都存在。必修2化學反應限度內(nèi)容復習1、化學平衡的研究對象在同等條件下，同時進行著兩個方向的反應，即正反應和逆反應。例N2+3H22NH3第三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六V正V逆t1

t（s）

V（molL-1S-1）0化學平衡狀態(tài)V正=V逆≠02SO2+O22SO3在一定條件下的可逆反應進行到一定程度時，正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。簡稱化學平衡。基本特征：逆、等、動、定、變2、化學平衡狀態(tài)的建立在一固定容積的密閉容器里，加1molSO2和1molO2，發(fā)生反應2SO2+O22SO3第四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六（等、定）3、化學平衡狀態(tài)的標志直接判斷法：①同一種物質(zhì)的v(正)=v(逆)②各成分的濃度保持不變間接判斷法：①化學鍵的斷裂與形成各成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、轉(zhuǎn)化率等不隨時間變化而變化③各氣體的分壓、各氣體的體積不隨時間變化而變化特殊標志判斷法：反應體系的總壓強、總物質(zhì)的量、總質(zhì)量、顏色、混合氣體的平均分子量、密度等都是有條件的特殊規(guī)律，視具體反應、具體條件決定是否可作為平衡的標志。第五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六

例題1：

一定溫度下，某容積不變的密閉容器中發(fā)生如下可逆反應：

2HI(g)H2(g)+I2(g,紫色)下列敘述中，能表示已達到化學平衡狀態(tài)的是：_______________________（填寫序號）。（1）HI的生成速率與HI的分解速率相等（2）單位時間內(nèi)生成amolI2，同時生成amolH2

（3）HI

、H2

、I2的濃度都不再變化（4）混合氣體的總壓強不再變化（5）混合氣體的顏色不再變化（1）、（3）、（5）注意:先看反應特點第六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六例題2：下列說法可以證明反應:N2+3H22NH3

已達平衡狀態(tài)的是()A.1個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H－H鍵形成B.1個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H－H鍵斷裂C.1個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N－H鍵斷裂D.1個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N－H鍵形成AC第七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六

在一定溫度下的恒容容器中,當下列物理量不再發(fā)生變化時,表明反應:A(固)+3B(氣)2C(氣)+D(氣)已達平衡狀態(tài)的是（其中只有B氣體有顏色）()A.混合氣體的壓強B.混合氣體的密度C.氣體的平均分子量D.氣體的顏色BCD練習A(g)+3B(g)

2C(g)+D(g)?ACD第八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六課本P35：

凈化汽車尾氣的反應：

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)

根據(jù)計算判知該反應室溫下能發(fā)自進行，但反應速率極慢，需要使用催化劑加速反應。

那么反應進行的程度有多大呢？

為了尋找定量描述化學反應限度的方法，人們對許多化學平衡體系的數(shù)據(jù)進行了分析，終于發(fā)現(xiàn)：化學平衡常數(shù)可以表征化學反應限度的相對大小。新課內(nèi)容第九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六

[HI]2/[H2][I2]初始濃度（mol/L）平衡濃度（mol/L）C0（H2）C0(I2)C0(HI)[H2][I2][HI]0.010670.0119600.0018310.0031290.017670.011350.00904400.0035600.0012500.015590.011340.00751000.0045650.00073780.01354000.0044890.00047980.00047980.003531000.010690.0011410.0011410.00841054.4978354.6175554.4324554.1595454.32762交流·研討問題1：請根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)計算平衡時的[HI]2/[H2][I2]的值，將結(jié)果填入表中。實驗測得反應H2（g）＋I2（g）2HI（g）在698.6K時各物質(zhì)的初始濃度和平衡濃度。問題2︰請分析計算所得數(shù)據(jù)，尋找其中的規(guī)律。（數(shù)據(jù)一）第十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六（數(shù)據(jù)二）溫度數(shù)值700K約為48.2698.6K約為54.4500K約為80.3450K約為120思考：通過這些數(shù)據(jù)，你又有什么發(fā)現(xiàn)呢？

H2(g)＋I2(g)2HI(g)

———

[HI]2

[H2][I2]實驗測得在保持體系溫度不變的情況下，不論反應物或生成物的初始濃度如何，不論化學反應的方向如何，達到化學平衡狀態(tài)后，

的值為一常數(shù)，稱為化學平衡常數(shù)?！?/p>

[HI]2

[H2][I2]在一定溫度下，某個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，產(chǎn)物濃度系數(shù)次方的乘積與反應物濃度系數(shù)次方的乘積之比是一個常數(shù)。這個常數(shù)稱為化學平衡常數(shù)，用K表示。溫度變，此常數(shù)變！第十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六一、化學平衡常數(shù)溫度一定時，K為常數(shù)，稱為化學平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)

K=[C]c[D]d[A]a[B]b對可逆反應aA+bBcC+dD

1、表達式對于給定可逆反應，K只與溫度有關(guān)。對于有純固體或溶劑參加的反應，它們不列入平衡常數(shù)的表達式中。

[X]：化學平衡時X的濃度如：CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

K=[CO2]第十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六寫出下列平衡常數(shù)表達式2NH3N2+3H2N2+3H22NH3N2+H2NH32321平衡常數(shù)的表達式與反應方程式的書寫有關(guān)

系數(shù)變?yōu)閚倍，K變?yōu)閚次方

正逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)平衡常數(shù)的單位將隨著表達式的改變而改變想一想平衡常數(shù)的表達式及單位與什么因素有關(guān)？第十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六練一練寫出下列平衡常數(shù)表達式CH3COOHH++CH3COO-1、

HCNH++CN-2、

H2CO3H++HCO3-3、

AgCl（s）Ag+（aq）

+Cl-（aq）4、

BaSO4（s）Ba2+（aq）

+SO42-（aq）5、

Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）

+2OH-（aq）6、第十四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六某溫度下，密閉容器中充入氮氣和氫氣，濃度分別為4mol

/L

、9mol/L，達到平衡后，測得

[NH3]=4mol/L，求該溫度時反應

的平衡常數(shù)N2+3H22NH3解：N2+3H22NH3初始濃度(mol/L)490平衡濃度(mol/L)4－29－60+４Kc===0.3(mol/L)-2(2mol/L)(4mol/L)2(3mol/L)3[N2][NH3]2[H2]3

=2=3=４成功體驗轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)264三段式注意計算步驟第十五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六N2+O22NOKc=1×10-302H2+O22H2OKc=2×1081(mol/L)-12CO22CO+O2Kc=4×10-92(mol/L)298K時，下列反應的平衡常數(shù)如下：則常溫下NO、H2O、CO2三種化合物分解放氧的傾向最大的是（）平衡常數(shù)可判斷反應的限度NO一定溫度下，平衡常數(shù)越大，說明反應進行的越完全。一般說來，Kc在105左右，認為反應進行的較完全，

若在10-5左右，認為反應很難進行。探究１第十六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六平衡常數(shù)可判斷反應的方向某溫度下，的平衡常數(shù)Kc為0.3(mol/L)-2。某時刻，測得體系中c(N2)=3mol/L、

c(H2)=6mol/L、c(NH3)=2mol/L

，

(1)此刻體系是否達到平衡狀態(tài)？

(2)若沒有，平衡將向哪個方向移動以達到平衡狀態(tài)？N2+3H22NH3cc(C)

cd(D)ca(A)

cb(B)

Qc

=Qc

為濃度商C

表示任意狀態(tài)時的濃度Qc＝Kc

反應已達到平衡狀態(tài)Qc>Kc

未平衡，逆向移動Qc<Kc

未平衡，正向移動探究２第十七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六平衡常數(shù)可計算平衡的組成已知1000℃時反應FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)為0.5，若CO和CO2的起始濃度c0(CO)=0.05mol/L；c0(CO2)=0.01mol/L，則平衡體系各物質(zhì)的濃度為多少？探究３解：Qc==0.2<0.5平衡右移

設(shè)達到平衡時CO濃度減少了x

FeO(s)+CO(g)

Fe(s)+CO2(g)

c0(mol/L)

0.050.01轉(zhuǎn)化濃度xx

平衡濃度0.05-x0.01+x

Kc=（0.01+x）/（0.05-x）=0.5計算得：x=0.01mol/L

則[CO]=0.04mol/L[CO2]=0.02mol/L0.01mol/L0.05mol/L第十八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六為探究化學平衡常數(shù)的影響因素，科學家設(shè)計并進行了嚴密的實驗，在298K、333K時分別是測得下表中的數(shù)據(jù)：

溫度

(K)初始濃度(mol/L平衡濃度(mol/L)

Kc0(N2O4)

c0(NO2)

[N2O4]

[NO2]

2980.0500

0.021750.05650

333

0.050

0

0.00488

0.0901①請計算相應溫度的平衡常數(shù)②分析表中數(shù)據(jù)，判斷K值隨溫度的變化關(guān)系？0.14681.664N2O4

(g)2NO2(g)，△Ｈ>0探究4（數(shù)據(jù)一）第十九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六溫度(K）

序號

初始濃度（mol/L）

平衡濃度（mol/L）

c0(H2)c0(I2)

c0(HI)

[H2][I2][HI]698.6

①

0.010670.01196

00.0018310.0031290.0176754.4928②0.011350.009044

00.0035600.0012500.0155954.6067③

0

00.010690.0011410.0011410.00841054.3060798.6

④

0.011350.00904

00.004560.001950.008598.2883⑤

0

00.016550.003390.003390.009778.3013⑥

0

00.012580.002580.002580.007428.2627

[HI]2[H2][I2]H2(g)＋I2(g)2HI(g)，△Ｈ<0（數(shù)據(jù)二）第二十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六H2(g)＋I2(g)2HI(g)△Ｈ<0N2O4

(g)2NO2(g)△Ｈ>0結(jié)論：K僅隨溫度而改變正向吸熱反應，升高溫度，K值增大正向放熱反應，升高溫度，K值減小平衡常數(shù)可判斷反應的焓變探究4第二十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六二、平衡轉(zhuǎn)化率——最大值對可逆反應aA+bBcC+dD

反應物A的轉(zhuǎn)化率：a(A)=

×100﹪=×100﹪A的初始濃度－A的平衡濃度A的初始濃度c0(A)-[A]c0(A)閱讀課本P44

［例1］