2.2課時2化學(xué)平衡常數(shù)課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修1

化學(xué)平衡常數(shù)第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡1.知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義，會根據(jù)化學(xué)反應(yīng)書寫化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式。2.能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡單的計算。3.知道反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率計算方法。從表中嘗試能獲得化學(xué)平衡體系中數(shù)據(jù),思考討論以下問題：2.反應(yīng)途徑是否相同1.起始濃度是否相同？3.平衡時反應(yīng)物濃度與生成物濃度之間有什么關(guān)系從表中嘗試能獲得化學(xué)平衡體系中反應(yīng)物濃度與生成物濃度之間有什么關(guān)系？結(jié)論：①在457.6℃時，為常數(shù)c2(HI)c(H2)·c(I2)③該常數(shù)與平衡建立的途徑無關(guān)②該常數(shù)與反應(yīng)的起始濃度大小無關(guān)其它平衡體系的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，都有類似的關(guān)系一、化學(xué)平衡常數(shù)在一定溫度下

，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)），符號用“

K”表示?！?.定義：注意與反應(yīng)物或生成物濃度均無關(guān)與平衡建立的途徑無關(guān)一、化學(xué)平衡常數(shù)2.表達(dá)式：化學(xué)平衡常數(shù)的單位與方程式的表示形式相對應(yīng)，由方程式對應(yīng)系數(shù)推導(dǎo)出來，故化學(xué)平衡常數(shù)沒有固定單位。例mA+nB?pC+qDK=生成物濃度冪之積反應(yīng)物濃度冪之積=cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)其中c為各組分的平衡時濃度;注意規(guī)范書寫：c小寫，位于左下角；圓點要實心且顯眼。單位：K的單位為(mol·L-1)

n

n=(p+q)-(m+n)故化學(xué)平衡常數(shù)沒有固定單位一、化學(xué)平衡常數(shù)3.書寫平衡常數(shù)關(guān)系式的規(guī)則(1)純固體、純液體，由于其濃度可看作常數(shù)“1”,不列入平衡常數(shù)的表達(dá)式中！例如：K=Fe3O4(s)+4H2(g)

高溫3Fe(s)+4H2O(g)c(CO2)c4(H2)4(H2O)cK=K=)Cr2O72-(c)CrO42-(c2)H+(c2Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

注意：水溶液中的反應(yīng)如有水參加，水濃度為常數(shù)，不列入。

(2)對于水的處理要分情況①氣態(tài)水H2O(g)或非水溶液中的反應(yīng)，以及有機(jī)反應(yīng)，此時水要代入平衡常數(shù)公式。②在稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如有水參加，水的濃度視為常數(shù)“1”而不代入平衡常數(shù)公式。(3)離子反應(yīng)先寫離子方程式，再寫平衡常數(shù)公式。

練：寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式①N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)②N2(g)+

H2(g)?NH3(g)③2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)注意觀察三者之間的關(guān)系！K1=1/K3=K22①對于同一可逆反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。②若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)都擴(kuò)大或縮小至原來的n倍，則化學(xué)平衡常數(shù)變?yōu)樵瓉淼?/p>

n次冪或1/n

次冪。練：下列三個反應(yīng)的平衡常數(shù)K之間有什么關(guān)系2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)K1

2NO2(g)?N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)?N2O4(g)K3

K3=K1K2③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)之積(商)。下表為298K時，鹵化氫生成反應(yīng)的平衡常數(shù)：化學(xué)方程式平衡常數(shù)KF2+H2

=2HF6.5×1095Cl2+H2

=2HCl2.57×1033Br2+H2

=2HBr1.91×1019I2+H2

?2HI8.67×102分析表格中的數(shù)據(jù)，你有哪些發(fā)現(xiàn)？K值越大，說明平衡體系中生成物的比例越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大。4.意義:a.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；b.一般當(dāng)K＞105時，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。

一般當(dāng)K<10-5時，就認(rèn)為反應(yīng)很難進(jìn)行。5.應(yīng)用：(1)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)①N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)K(298K)＝5.6×105②N2(g)＋O2(g)2NO(g)K(298K)＝1.9×10－31兩個反應(yīng)中進(jìn)行徹底的是__，在常溫下很難進(jìn)行的是____。①

②對于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)?pC(g)+qD(g)在任意狀態(tài)時，生成物與反應(yīng)物濃度冪之積的比值稱為濃度商，用

Q表示：Q＜K

，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行Q＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)Q＞K

，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行（2）判斷平衡移動的方向（3）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)高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下:FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)(條件省略)。已知1100℃，K=0.263，某時刻測得高爐中c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1在這種情況下：(1)該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)_____(填“是”或“否”)；(2)此時反應(yīng)會向______進(jìn)行？（填“正向”或“逆向”）；(3)此時化學(xué)反應(yīng)速率是ν正_____ν逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。Q=

c(CO2)c(CO)=

0.025mol·L-10.1mol·L-1=0.25否正向大于Q＜K，反應(yīng)向正方向進(jìn)行在一定體積密閉容器中，進(jìn)行如下反應(yīng)CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)，其平衡常數(shù)Ｋ和溫度t的關(guān)系如下：t/oC70080083010001200k0.60.91.01.72.6(1)K的表達(dá)式為：

；(2)該反應(yīng)為

反應(yīng)（“吸熱”或“放熱”）；(3)若c(CO2)

·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，此時溫度為

；(4)在上述溫度______℃時，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率最大。c(CO)·c(H2O)c(CO2)·c(H2)吸熱830℃1200二、轉(zhuǎn)化率計算

用平衡常數(shù)來表示反應(yīng)的限度有時不夠直觀，常用平衡轉(zhuǎn)化率α來表示反應(yīng)限度。對于可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)化率）可表示：

c(CO):c(H2O)=1:1時

CO+H2OCO2+H2

起始c1100轉(zhuǎn)化c-x-x+x+x平衡c1-x1-xxx

解得x=0.5α(CO)=50%α(H2O)=50%

c(CO):c(H2O)=1:4時

CO+H2OCO2+H2

起始c1400轉(zhuǎn)化c-x-x+x+x平衡c1-x4-xxx解得x=0.8α(CO)=80%α(H2O)=20%

已知CO(g)+H2O(g)

?CO2

(g)+H2

(g)800℃K=1.0；求恒溫恒容體系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或1:4開始，達(dá)到平衡時CO和H2O(g)的轉(zhuǎn)化率。(1-x)(1-x)x2K==1(1-x)(4-x)x2K==1增大一種反應(yīng)物的濃度，能提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而本身的轉(zhuǎn)化率減小結(jié)論：1.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)系如下表所示:t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6提示:K=該反應(yīng)平衡常數(shù)與題目中反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。（1）700℃，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)K是多少?（2）在800℃時發(fā)生上述反應(yīng)，某一時刻測得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(CO2)=2mol·L-1，c(H2)=1.5mol·L-1，c(CO)=1mol·L-1，c(H2O)=3mol·L-1，則下一時刻反應(yīng)向哪個方向進(jìn)行?Q=c(CO)·c(H2O)c(CO2)·c(H2)1mol·L-1×

3mol·L-12mol·L-1×1.5mol·L-1==1>0.9所以反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行2.將0.1molCO與0.1molH2O氣體混合充入10L密閉容器中，加熱到800℃，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得CO的濃度為0.005mol·L-1。(1)求該反應(yīng)的平衡常數(shù)及平衡時CO的轉(zhuǎn)化率?！窘狻恳李}意可知：起始時c(CO)＝c(H2O)

＝

0.01

mol·L-1，平衡時c(CO)＝

0.005

mol·L-1，變化量c(CO)＝

0.005mol·L-1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始濃度/(mol·L-1)

0.010.0100變化濃度/(mol·L-1)

0.005平衡濃度/(mol·L-1)0.0050.0050.0050.0050.0050.0050.005K＝

＝

＝1c(CO2)?

c(H2)c(CO)?

c(H2O)

0.005×0.0050.005×0.005CO的轉(zhuǎn)化率為：×100%

＝50%0.005mol·L-10.01mol·L-13.密閉容器中，固體NH4I在一定溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：

①NH4I(s)

NH3(g)+HI(g)；

②2HI(g)

H2(g)+I2(g)

達(dá)到平衡時，c(H2)=0.5mol·L-1，c(HI)=4mol·L-1，則此溫度下反應(yīng)①的平衡常數(shù)為（

）

A.9

B.16

C.20

D.25C注意：代入平衡常數(shù)表達(dá)式的物質(zhì)的量濃度是平衡時的濃度。拓展提升1.分壓平衡常數(shù)Kp分壓和總壓分壓：一種氣體單獨存在于容器內(nèi)時的壓強(qiáng)總壓：混合氣體總壓強(qiáng)等于組成該混合氣體各成分的分壓強(qiáng)之和P總=P1+P2+P3+……PV=nRT拓展提升1.分壓平衡常數(shù)Kp一定溫度下，氣相反應(yīng):mA(g)+nB(g)eC(g)+fD(g)達(dá)平衡時，在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用分壓代替濃度，即氣態(tài)生成物分壓冪之積與氣態(tài)反應(yīng)物分壓冪之積的比值為一個常數(shù)，用符號Kp表示pe(C)·pf(D)pm(A)

·pn(B)Kp=①某氣體的分壓=氣體總壓×該氣體的體積分?jǐn)?shù)(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))②分壓平衡常數(shù)的單位一般要求寫出(只受溫度影響)拓展提升2.物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)平衡常數(shù)Kx(只受溫度影響)

【2017·全國卷Ⅰ，28(3)①改編】H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K時，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，壓強(qiáng)為P0Pa，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1＝

%，反應(yīng)平衡常數(shù)Kc＝

、Kp＝

、Kx＝

。2.52.8×10－32.8×10－32.8×10－3結(jié)論：當(dāng)△n(g)=0時，Kc=Kp=Kx拓展提升3.標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ(相對分壓平衡常