化學平衡常數(shù)新課課件第一頁，共三十一頁，2022年，8月28日（3）化學反應的限度及平衡轉(zhuǎn)化率的計算[復習回顧]化學反應的幾個主要問題(1)化學反應的速率計算及影響因素(2)可逆反應的平衡狀態(tài)及影響化學平衡的因素第二頁，共三十一頁，2022年，8月28日例:在某溫度下,將H2和I2各0.10mol的氣態(tài)混合物充入10L的密閉容器中,充分反應,達到平衡后,測得C(H2)=0.0080mol/L.(1)求達到化學平衡狀態(tài)時H2的轉(zhuǎn)化率(2)在上述溫度下,該容器中若通入H20.20mol.求達到化學平衡狀態(tài)時H2的轉(zhuǎn)化率第三頁，共三十一頁，2022年，8月28日I2(g)+H2(g)2HI(g)在457.6℃時的可逆反應請閱讀教材P29表格，從中能獲得什么信息？第四頁，共三十一頁，2022年，8月28日溫度（K）序號初始濃度（mol/L）平衡濃度（mol/L）平衡時c

(H2)c(I2)c

(HI)c

(H2)c(I2)c

(HI)698.6①0.010670.0119600.0018310.0031290.01767②0.011350.00904400.0035600.0012500.01559③000.010690.0011410.0011410.008410798.6④0.011350.0090400.004560.001950.00859

⑤000.016550.003390.003390.00977

⑥000.012580.002580.002580.00742

討論：分析數(shù)據(jù)，你能得出什么結(jié)論？

54.498

54.618

54.329

8.2988.306

8.272第五頁，共三十一頁，2022年，8月28日通過分析實驗數(shù)據(jù)得出：2c(HI)c(H2)·c(I2)(1)在457.6℃時，為常數(shù)(2)該常數(shù)與反應的起始濃度大小無關；(3)該常數(shù)與正向還是逆向建立平衡無關,即與平衡建立的途徑無關。若用K表示,K平均

=48.74(4)該常數(shù)與溫度有關；第六頁，共三十一頁，2022年，8月28日三、化學平衡常數(shù)（1）定義：在，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)），符號用“”表示?！狵一定溫度下1、化學平衡常數(shù).定義.數(shù)學表達式.單位化學平衡常數(shù)的特點：

化學平衡常數(shù)只與反應本身及溫度有關，與壓強、起始濃度、起始反應方向均無關。—————第七頁，共三十一頁，2022年，8月28日∴K的單位為(mol·L-1)n；n=(p+q)-(m+n)∵濃度的單位為mol·L-1

※當濃度的單位為

mol·L-1，稱標準平衡常數(shù)，標準平衡常數(shù)不寫單位

K=（2）數(shù)學表達式（3）K的單位：第八頁，共三十一頁，2022年，8月28日(1)純固體純液體濃度固定，不能寫在平衡關系式中。CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

例如：K=Fe3O4(s)+4H2(g)

高溫3Fe(s)+4H2O(g)c(CO2))H(c)OH(c2424K=CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)2、書寫平衡常數(shù)關系式的規(guī)則Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+K=)Cr2O72-(c)CrO42-(c2)H+(c2K=[CO]/([CO2][H2])第九頁，共三十一頁，2022年，8月28日(2)平衡常數(shù)與方程式書寫方法有關。K1

=K32N2+3H22NH32NH3N2+3H2N2+H2NH31232K1)H(c)N(c)NH(c23232=K2)NH(c)H(c)N(c32232=K1=1/K2K3)H(c)N(c)NH(c//2232213=K1

=1/K2

=K32③②①第十頁，共三十一頁，2022年，8月28日（3）多重平衡規(guī)則若干方程式相加(減)，則總反應的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)例1:2NO(g)+O2(g)2NO2

K1

2NO2(g)N2O4

K2

2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K3=K1K2

①②③第十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日例2:

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)K2

C(s)+CO2(g)2CO(g)K

K=K1/K2第十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日1.密閉容器中N2與H2合成NH3的反應可以表示為：N2+3H22NH3

N2+

H2NH3下列說法正確的是（）Ａ．兩個化學方程式表示的意義相同Ｂ．兩個化學方程式的化學平衡常數(shù)相同Ｃ．①和②的化學平衡常數(shù)單位相同Ｄ①和②的化學平衡常數(shù)互為倒數(shù)①②課堂反饋第十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日(1)、判斷反應進行的程度；計算轉(zhuǎn)化率K值越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，表示反應進行的程度越大，反應物轉(zhuǎn)化率也越大。一般來說，反應的平衡常數(shù)K＞105，認為該反應進行得就基本完全了；3.化學平衡常數(shù)的應用K≤10-5則認為這個反應的正反應很難進行(逆反應較完全）。第十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日說明:①平衡常數(shù)數(shù)值大，并不代表此溫度下反應速率快。及并不能預示反應達到平衡所需要的時間。②平衡常數(shù)數(shù)值極小的反應，說明正反應在該溫度下不可能進行，如:N2+O2

2NOK=10-30(298K)

所以常溫下用此反應固定氮氣是不可能的。因此沒有必要在該溫度下進行實驗，以免浪費人力物力也不代表常溫下很容易發(fā)生。第十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日練習1、已知一氧化碳與水蒸氣的反應為CO+H2O(g)CO2+H2催化劑高溫在427℃時的平衡常數(shù)是9.4。如果反應開始時，一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.01mol/L，計算一氧化碳在此反應條件下的轉(zhuǎn)化率。解:設CO的消耗濃度為xCO+H2O(g)CO2+H2催化劑高溫起始濃度:0.010.0100平衡時濃度:0.01-x0.01-xxxK=C(CO2)·C(H2)C(CO)·C(H2O)=x2(0.01-x)2=9.4X=0.00754CO的轉(zhuǎn)化率為0.00754/0.01×100%=75.4%答:略第十六頁，共三十一頁，2022年，8月28日例2:在密閉容器中,將2.0molCO與10molH2O混合加熱到800℃,達到下列平衡:CO(g)+H2O(g)≒CO2(g)+H2(g)K=1.0

求CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率.解:設達到平衡時CO轉(zhuǎn)化為CO2的物質(zhì)的量為x,V為容器容積

CO(g)+H2O(g)≒CO2(g)+H2(g)起始濃度:2.0V10V0V0V2.0V平衡濃度:2.0V10-xVxVxV2.0-xVK=c(CO2)c(H2)C(CO)C(H2O)=1.0X=1.66CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率為83%.答:略第十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日(2)、判斷反應的吸放熱情況若升溫K增加，(K只與溫度有關)若升溫K減小，例題：不同溫度時，反應:H2(g)+I2(g)2HI(g),的平衡常數(shù)與溫度的關系如下：△溫度623K698K763K濃度平衡常數(shù)66.954.445.9

通過改變溫度，平衡常數(shù)大小的變化趨勢可以判斷上面可逆反應的正方向:ΔH____0<該反應正方向為____反應。該反應正方向為____反應。ΔH___0ΔH___0吸熱>放熱<第十八頁，共三十一頁，2022年，8月28日

Qc＜K，

Qc=K，

Qc

＞K，(3)、判斷反應進行的方向；Qc=

[c(C)]p[c(D)]q

[c(A)]m[c(B)]n

濃度商：mA+nB

pC+qD

[c(C)]p[c(D)]q

[c(A)]m[c(B)]n

K=反應向正方向進行反應達到平衡狀態(tài)反應向逆方向進行第十九頁，共三十一頁，2022年，8月28日2.下列有關平衡常數(shù)的說法中不正確的是（）A.溫度一定時，一個給定的化學反應的平衡常數(shù)是一個常數(shù)B.改變反應物濃度或生成物濃度會改變平衡常數(shù)C.溫度一定時，對于給定的化學反應，正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。D.濃度商Qc﹤K時，反應向正反應方向進行。課堂反饋第二十頁，共三十一頁，2022年，8月28日3.高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H<0。其平衡常數(shù)可表達為:K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.263(1)若反應向右進行，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，測得高爐中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應是否處于平衡狀態(tài)_______(填“是”或“否”)，此時化學反應速率是V正____V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是

。增大不變否大于c(CO2)/c(CO)＝0.25＜0.263，說明不是平衡狀態(tài)，且向正反應方向進行第二十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日四、有關化學平衡的計算：起始量、變化量、平衡量的計算關系在反應aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中，計算關系為：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)起變平n1n200axbxcxdxn1-axn2-bxcxdx單位統(tǒng)一計量系數(shù)之比、反應物的轉(zhuǎn)化率：反應物轉(zhuǎn)化為生成物的百分率第二十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日例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：3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)，經(jīng)過5min達到化學平衡，此時生成C為2mol，測得D的反應速率為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第二十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日例2、加熱N2O5時，發(fā)生下列兩個分解反應：

N2O5N2O3＋O2，N2O3N2O＋O2；在1L密閉容器中加熱4molN2O5達到化學平衡時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：第一個反應的平衡量作為第二個反應的起始量解：N2O5N2O3＋O2N2O3N2O＋O2起變平4mol00

x

x

x4mol

-x

x

x

x

0

xyyyx-yyx+yx–y=1.62x+y=4.50解得：

x=3.06moly=1.44mol

故：c（N2O5）

=(4–3.06)mol/1L=0.94mol/Lc（N2O

）

=1.44mol/1L=1.44mol/L第二十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日解題的一般步驟：列出三段式根據(jù)題意列方程求解第二十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日例1:在某溫度下,將H2和I2各0.10mol的氣態(tài)混合物充入10L的密閉容器中,充分反應,達到平衡后,測得C(H2)=0.0080mol/L.(1)求該反應的平衡常數(shù)(2)在上述溫度下,該容器中若通入H2和I2蒸汽各

0.20mol.試求達到化學平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的濃度.H2+I2≒2HI解(1)根據(jù)題意得:平衡濃度mol/L:0.00800.00800.0040起始濃度mol/L:0.010.010K=C(HI)2C(H2)C(I2)=0.25第二十六頁，共三十一頁，2022年，8月28日H2+I2≒2HI平衡濃度mol/L:0.02-x0.02-x2x起始濃度mol/L:0.020.020解(2)設H2的消耗濃度為xK=C(HI)2C(H2)C(I2)=0.25=(2x)2(0.02-x)2X=0.0040mol/LC(H2)=c(I2)=0.016mol/LC(HI)=0.0080mol/L答:略第二十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日

計算(1)、(2)問條件下H2、I2的轉(zhuǎn)化率，通過比較你有什么想法？(1)：H2的轉(zhuǎn)化率為20%，I2的轉(zhuǎn)化率為20%(2)：H2的轉(zhuǎn)化率為20%，I2的轉(zhuǎn)化率為20%