第2節(jié)

化學(xué)平衡第2課時(shí)

化學(xué)平衡常數(shù)第二章

在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室中，人們會(huì)遇到各種各樣的可逆反應(yīng)，如合成氨反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

催化劑高溫高壓

那么怎樣才能定量地描述化學(xué)反應(yīng)的限度呢！

該反應(yīng)在一定條件下不可能進(jìn)行完全，即存在一定的限度。而反應(yīng)濃度的大小對(duì)于生產(chǎn)和生活實(shí)際有著直接影響。因此還需關(guān)注化學(xué)反應(yīng)的限度。新課導(dǎo)入序號(hào)起始時(shí)的濃度（×10－3mol·L-1）平衡時(shí)的濃度（×10－3mol·L-1）平衡時(shí)c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)111.976.94405.6170.59412.7048.37212.289.96403.8411.52416.8748.62312.018.40304.5800.97314.8649.5440015.201.6961.69611.8148.4950012.871.4331.43310.0048.7060037.774.2134.21329.3448.50

457.6℃，在容積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：H2(g)+I2(g)2HI(g)化學(xué)平衡，反應(yīng)物和生成物的濃度之間有什么關(guān)系？C(H2)·C(I2)C2(HI)從正反應(yīng)開始從逆反應(yīng)開始計(jì)算公式幾乎相等結(jié)論：該反應(yīng)在457.6℃達(dá)到平衡時(shí)，是一個(gè)常數(shù)。c2(HI)c(H2)·c(I2)三、化學(xué)平衡常數(shù)I2(g)+H2(g)2HI(g)化學(xué)平衡常數(shù)平均值48.3748.6249.5448.4948.7048.5048.701、溫度不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，

為常數(shù)用K表示；注意通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出查閱文獻(xiàn)2、常數(shù)K與反應(yīng)的起始濃度大小無關(guān)；3、常數(shù)K與正向建立還是逆向建立平衡無關(guān)即與平衡建立的過程無關(guān)。序號(hào)平衡時(shí)的濃度/(

mol·L-1)平衡時(shí)c(H2)c(N2)c(NH3)11.150.750.26120.511.000.08731.351.150.41242.431.851.2751.470.750.3766.00×10－2

5.98×10－2

5.71×10－2

5.93×10－2

6.08×10－2

表2:在500℃時(shí)，3H2(g)+N2(g)2NH3(g)反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度幾乎相等H2(g)+I2(g)2

HI(g)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)總結(jié)：表達(dá)式與化學(xué)反應(yīng)方程式的關(guān)系結(jié)論：在一定溫度下，以化學(xué)計(jì)量數(shù)為指數(shù)，生成物平衡濃度冪之積與反應(yīng)物平衡時(shí)濃度冪之積的比值是一個(gè)定值三、化學(xué)平衡常數(shù)

在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)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)。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)符號(hào)KK=C(C)C(D)C(A)C(B)mnpq··平平平平系數(shù)次方1、定義2、表達(dá)式濃度的單位為mol/L，K的單位通過計(jì)算得到固體或液體純物質(zhì)不列入平衡常數(shù)練習(xí)1：寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式①

C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g)②FeO(s)+CO(g)

Fe(s)+CO2(g)③

Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+平衡常數(shù)表達(dá)式與方程式的書寫方式有關(guān)N2+3H22NH32NH3N2+3H2N2+H2NH31232K1=K2=K3=④⑤⑥練習(xí)2：寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式K1=1/K2=K322、若化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小n倍，則化學(xué)平衡常數(shù)變?yōu)樵瓉淼膎次冪或1/n次冪。K正＝1/K逆K＝K’2結(jié)論：1、若反應(yīng)方向改變,則平衡常數(shù)改變。思考與發(fā)現(xiàn)在同一溫度下，K1、K2、K3之間是什么關(guān)系？K3=K1K2結(jié)論：方程式相加(減)，ΔH相加（減），則K相乘(除)2NO(g)+O2(g)2NO2

ΔH1

K1=2NO2(g)N2O4

ΔH2

K2=2NO(g)+O2(g)N2O4(g)ΔH3

K3=

①②③方程③=①+

②

方程①=③—②

練習(xí)3：觀察③與反應(yīng)①、②的平衡常數(shù)有何關(guān)系？ΔH1、ΔH2、ΔH3三者關(guān)系為:ΔH3=ΔH1+ΔH2K1、K2、K3三者關(guān)系為:K1、K2、K3三者關(guān)系為:化學(xué)方程式與平衡常數(shù)K的關(guān)系1）化學(xué)方程式改變方向，則平衡常數(shù)變?yōu)樵瓉淼牡箶?shù)2）化學(xué)計(jì)量數(shù)變?yōu)樵瓉韓倍，平衡常數(shù)變?yōu)樵瓉淼膎次方3）方程式相加（減），平衡常數(shù)相乘（除）4）若ΔH=aΔH1+bΔH2+cΔH3，

⑴化學(xué)平衡常數(shù)只與

有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度

，溫度不變，K值

；溫度無關(guān)不變⑵化學(xué)平衡常數(shù)K與正向建立或逆向建立平衡

(即與平衡建立的過程

)無關(guān)無關(guān)⑶反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時(shí)，由于其濃度可看做常數(shù)“1”而

公式計(jì)算。不代入mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(l)K=C(C)C(B)np平平⑷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?nèi)舴匠淌街懈魑镔|(zhì)的系數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，平衡常數(shù)

。也會(huì)改變注意1、已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：①H2(g)+S(s)?H2S(g)K1②S(s)+O2(g)?SO2(g)K2則反應(yīng)③H2(g)+SO2(g)?O2(g)+H2S(g)的平衡常數(shù)是()A.K1+K2B.K1–K2C.K1×K2D.K1/K2D2、已知在448℃時(shí)，反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)

2HI(g)的平衡常數(shù)K1為49，則該溫度下反應(yīng)：

2HI(g)

H2(g)＋I(xiàn)2(g)的平衡常數(shù)K2為_____；反應(yīng)H2(g)＋

I2(g)

HI(g)的平衡常數(shù)K3為

________。—149=—1K17回答下列問題：(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝___________。(2)該反應(yīng)為________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(3)能判斷該反應(yīng)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(H2)正＝v(H2O)逆

D.c(CO2)＝c(CO)t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.63、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↑K↑↑正向吸熱BC3、化學(xué)平衡常數(shù)的意義(1)K值越大，說明平衡體系中生成物所占比例

,說明正反應(yīng)進(jìn)行的程度____，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率_____；反之就越不完全，轉(zhuǎn)化率就_____。(2)K只受_____影響，與反應(yīng)物或生成物的_____變化無關(guān)。(3)一般地說，K>105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。越大越小溫度濃度越大越大4、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)K=C(C)C(D)C(A)C(B)mnpq··平平平平K=C(C)C(D)C(A)C(B)mnpq··平平平平Qc濃度商Qc<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，（代入任意時(shí)刻的濃度）v正

v逆>v正

v逆=v正

v逆<

對(duì)于可逆反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，在400℃時(shí)K=10?，F(xiàn)往1L密閉體系中投入4molCO(g)、1molH2O(g)、10molCO2(g)和2molH2(g)，請(qǐng)分析該體系中反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)。⑵

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)。4、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用Qc<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⑴利用濃度商判斷反應(yīng)體系的狀態(tài)A．反應(yīng)正好達(dá)平衡B．反應(yīng)向左進(jìn)行C．反應(yīng)向某方向進(jìn)行一段時(shí)間后K<57.0D．反應(yīng)向某方向進(jìn)行一段時(shí)間后c(H2)<0.2mol/LDC

(HI)2C

(H2)·C

(I2)Qc==(0.3mol/L)2/0.2mol/L×0.5mol/L=0.9<K練習(xí)：平衡常數(shù)的大小可以

判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度，受溫度的影響可以判斷該反應(yīng)的熱效應(yīng)。練習(xí)：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),