第二章

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第二節(jié)化學(xué)平衡第2課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)究竟有多少反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成生成物？平衡體系中反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度之間有什么關(guān)系呢？序號(hào)起始時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)濃度mol/L平衡時(shí)c0(H2)c0(I2)c0(HI)c(H2)c(I2)c(HI)10.011970.00694400.0056170.00059360.0127048.3720.012280.00996400.0038410.001250.0168748.6230.012010.0084030.00.0045800.00097330.0148649.544000.015200.0016960.0016960.0118148.495000.012870.0014330.0014330.0100048.706000.037770.0042130.0042130.0293448.50

平均值48.70表2-1457.6℃時(shí)反應(yīng)體系H2(g)+I2(g)2HI(g)中總各物質(zhì)的濃度從正反應(yīng)開始從逆反應(yīng)開始計(jì)算公式幾乎相等c2(HI)c(H2)·c(I2)（2）無論反應(yīng)物或生成物的濃度如何改變，平衡時(shí)只要溫度一定，

的值也

。（1）無論該反應(yīng)從正向進(jìn)行還是從逆向進(jìn)行，平衡時(shí)只要溫度一定，

的值

。近似相等近似相等（3）分析上表數(shù)據(jù)可知，該反應(yīng)在457.6℃達(dá)到平衡時(shí)，

是一個(gè)

，用K表示。常數(shù)對(duì)于可逆反應(yīng)：Q=任意時(shí)刻，反應(yīng)中生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值稱為濃度熵cp(C)?cq(D)

cm(A)?cn(B)濃度商達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)濃度商為一個(gè)定值平衡時(shí)的濃度商稱為化學(xué)平衡常數(shù)，用K來表示。K

＝cp(C)?cq(D)

cm(A)?cn(B)m

A(g)+n

B(g)p

C(g)+q

D(g)注意:

①化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度必須是平衡時(shí)的濃度。

②反應(yīng)中的固體或純液體不列入平衡常數(shù)的表達(dá)式中

③當(dāng)H2O為液態(tài)時(shí)，其濃度為固定常數(shù)，不能代入平衡常數(shù)表達(dá)式；

當(dāng)H2O是氣態(tài)時(shí)，則需要代入平衡常數(shù)表達(dá)式。

④化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)，由于化學(xué)方程式的書

寫不同，平衡常數(shù)的表達(dá)式不同。

⑤對(duì)于一個(gè)具體的反應(yīng)而言，其平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與壓強(qiáng)、濃

度無關(guān)，也不隨各成分的濃度改變而改變。B1.寫出下列各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式

(1)CO(g)＋H2O(g)

?CO2(g)＋H2(g)

(2)Cl2(g)＋H2O(l)

?HCl(aq)＋HClO(aq)

【課堂練習(xí)】

K=

K=

(3)Cr2O72-(aq)+H2O(l)

?

2CrO42-(aq)+2H+(aq))Cr2O72-(c)CrO42-(c2)H+(c2K=能改寫成離子方程式的，先改寫再寫K(1)①N2(g)+3H2(g)

?

2NH3(g)②1/2N2(g)+3/2H2(g)

?NH3(g)

③2NH3(g)

?

N2(g)+3H2(g)2.寫出下列各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，找出它們之間的聯(lián)系c2(NH3)K1＝c(N2)?c3(H2)

c2(NH3)K3＝c(N2)?c3(H2)

c(NH3)K2＝c1/2(N2)?c3/2(H2)

K1=K22

K3=1/K1

(2)①2NO(g)+O2(g)

?2NO2(g)②2NO2(g)

?

N2O4(g)

③2NO(g)+O2(g)

?

N2O4(g)c2(NO2)K1＝c2(NO)?c(O2)

c(N2O4)K2＝c2(NO2)

c(N2O4)K3＝c2(NO)?c(O2)

③=①+②K3=K1

K2【小結(jié)】平衡常數(shù)與方程式的關(guān)系1.對(duì)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(jì)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3.化學(xué)方程式相加，平衡常數(shù)相乘

化學(xué)方程式相減，平衡常數(shù)相除（1）平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的

(也叫

)。（2）K越大，說明平衡體系中生成物所占的比例_____，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，即該反應(yīng)進(jìn)行得越

，平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越

，反之，K越小，該反應(yīng)進(jìn)行得越

，平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越

。觀察下表，思考為什么不同反應(yīng)之間的K

值相差如此之大？下表為298K時(shí)，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)K化學(xué)方程式平衡常數(shù)KF2+H2

===2HF6.5×1095Br2+H2

===2HBr1.91×1019Cl2+H2

===2HCl2.57×1033I2+H2

?2HI8.67×102越大完全越大不完全越小105當(dāng)K＞

時(shí)，該反應(yīng)就進(jìn)行的基本完全了。（3）程度反應(yīng)的限度3.化學(xué)平衡常數(shù)的影響

化學(xué)平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)！4.意義

K值的大小：定量的衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度

(1)K值越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全，

轉(zhuǎn)化率越高；反之則轉(zhuǎn)化率越低。(2)一般當(dāng)K＞105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全；

一般當(dāng)K＜10-5時(shí)，該反應(yīng)很難進(jìn)行。注意：K值不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。四、有關(guān)化學(xué)平衡計(jì)算的基本模式——“三段式法”mA(g)＋nB(g)

?

pC(g)＋qD(g)起始物質(zhì)的量/mol

a

b

0

0變化物質(zhì)的量/mol

mx

nx

px

qx平衡物質(zhì)的量/mol

a－mx

b－nx

px

qx(1)變化量與化學(xué)方程式中各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)成比例。(2)這里a、b可指物質(zhì)的量濃度等。K=c2(HI)c(H2)c(I2)=0.25解：(1)根據(jù)題意有:

H2+I2

?2HIc(始)/mol.L-1

00.0100.0100.00400.00200.0040c(平)/mol.L-1

0.00800.0080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(yīng)，達(dá)到平衡后，測(cè)得c(H2)=0.0080mol/L。(1)求該反應(yīng)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(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的濃度。0.0020c(轉(zhuǎn))/mol.L-1

教材P35(2)設(shè)H2的消耗濃度為xmol/LK=c2(HI)c(H2)c(I2)=0.25=(2x)2(0.020-x)2x=0.0040c(H2)=c(I2)=0.016mol/Lc(HI)=0.0080mol/L

H2+I2

?

2HIc(始)/mol.L-1

0.0200.02000.020-xc(平)/mol.L-1

2x0.020-xxx2xc(轉(zhuǎn))/mol.L-1

五、平衡轉(zhuǎn)化率用平衡常數(shù)來表示反應(yīng)的限度有時(shí)不夠直觀，常用平衡轉(zhuǎn)化率α來表示反應(yīng)限度。對(duì)于可逆反應(yīng):

mA(g)+nB(g)

?

pC(g)+qD(g)教材P35例2解：設(shè)達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化為CO2的物質(zhì)的量為xmol，容器的容積為yL。CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)起始濃度/mol?L-1變化濃度/mol?L-1平衡濃度/mol?L-12.0/y10/y00x/yx/yx/yx/y(2.0-x)/y(10-x)/yx/yx/yK=

c(CO2)?

c(H2)c(H2O)?c(CO2)分壓定義計(jì)算公式分壓定律相同溫度下，當(dāng)某組分氣體B單獨(dú)存在且具有與混合氣體總體積相同體積時(shí)，該氣體B所具有的壓強(qiáng)，稱為氣體B的分壓強(qiáng)?；旌蠚怏w中某組分的分壓＝總壓×該組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，pB＝p總×

?；旌蠚怏w的總壓等于相同溫度下各組分氣體的分壓之和，即p總＝pA＋pB＋pC＋…nBn總拓展：分壓平衡常數(shù)KpmA(g)+nB(g)?eC(g)+fD(g)達(dá)平衡時(shí)，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(gè)常數(shù)，用符號(hào)Kp表示，pe(C)·pf(D)pm(A)

·pn(B)Kp=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))拓展：分壓平衡常數(shù)KpPV=nRT一定溫度下，氣相反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，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(gè)常數(shù)，稱為該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)，用符號(hào)Kp表示Kp

＝pp(C)?

pq(D)pm(A)?

pn(B)m

A(g)+n

B(g)

p

C(g)+q

D(g)壓強(qiáng)平衡常數(shù)例.某混合氣體中含有2molH2，3molO2，5molN2，其總壓為100kPa，則三種氣體的分壓分別為多少？P(H2)=20kPaP(O2)=30kPaP(N2)=50kPaPV=nRT計(jì)算步驟【練習(xí)6】在300℃、8MPa下，將CO2和H2按物質(zhì)的量之比為1:3通入恒壓密閉容器中發(fā)生CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2