第2課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)第二章

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第二節(jié)

化學(xué)平衡當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，有多少反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成了生成物？反應(yīng)物和生成物的濃度之間又有怎樣的定量關(guān)系？化學(xué)平衡狀態(tài)是在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行的最大限度。認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡常數(shù)任務(wù)一Q1-1：計(jì)算并分析例1中的數(shù)據(jù)，你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?800℃時(shí)反應(yīng)體系CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

中各物質(zhì)的濃度如表所示，計(jì)算平衡時(shí)

的數(shù)值推論：溫度不變時(shí)，當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物濃度乘積與反應(yīng)物濃度乘積的比值是一個(gè)定值。Q1-2：計(jì)算并分析例2中的數(shù)據(jù)，剛才的推論是否還成立？例2：457.6℃時(shí)，在容積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：H2(g)+I2(g)2HI(g)，表中是反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度。Q1-3：觀察例3、例4、例5中的數(shù)據(jù)，你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？起始時(shí)各物質(zhì)的濃度/（mol·L）平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度/（mol·L）平衡時(shí)c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)c2(HI)/c(H2)·c(I2)1.197×10-26.944×10-305.617×10-35.936×10-41.270×10-248.371.228×10-29.964×10-303.841×10-31.524×10-31.687×10-248.621.201×10-28.403×10-304.580×10-39.733×10-41.486×10-249.54001.520×10-21.696×10-31.696×10-31.181×10-248.49001.287×10-21.433×10-31.433×10-31.000×10-248.70003.777×10-24.213×10-34.213×10-32.934×10-248.50c2(HI)/c(H2)·c(I2)平均值48.70例3：457.6℃時(shí)反應(yīng)體系H2(g)+I2(g)2HI(g)中個(gè)物質(zhì)的濃度如下：

c2(HI)c(H2)·c(I2)457.6℃達(dá)到平衡時(shí)，近似相等。例4：NO2、N2O4的相互轉(zhuǎn)化是一個(gè)可逆反應(yīng)：2NO2(g)

N2O4(g)。25℃時(shí)，各物質(zhì)的濃度如表所示：1.081.381.613.891.71×1021.71×1021.71×1021.71×102一定溫度下，平衡時(shí)

近似相等例5：在容積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，表中是反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度。19.3919.027.817.57

溫度不變時(shí)，

的數(shù)值是否與起始濃度有關(guān)？是否與正向建立平衡還是逆向建立平衡有關(guān)？1.概念: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)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)。=生成物濃度冪之積反應(yīng)物濃度冪之積K=cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)對(duì)于一般的可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)一、化學(xué)平衡常數(shù)2.表達(dá)式①C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g)②FeO(s)+CO(g)

Fe(s)+CO2(g)③2KClO3(s)

KCl(s)+3O2(g)④Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+Q2：寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，并與正確答案對(duì)照，總結(jié)平衡常數(shù)書寫的注意事項(xiàng)。

⑤FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl⑥C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O(1)反應(yīng)物或生成物中有固體或純液體存在時(shí),由于其濃度可看作“1”而不代入公式。(2)水的處理①氣態(tài)水或非水溶液中的反應(yīng)，如有水生成或有水參加反應(yīng)，此時(shí)水的濃度不可視為常數(shù)。②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”而不代入公式⑶溶液中的離子反應(yīng)，平衡常數(shù)的表達(dá)式必須遵循離子方程式!化學(xué)平衡常數(shù)書寫的注意事項(xiàng)①N2+3H2

2NH3②2NH3

N2+3H2

③

N2+H2NH31232K1

=

=K32K21Q3：一個(gè)反應(yīng)是否只有一個(gè)化學(xué)平衡常數(shù)？寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)，總結(jié)化學(xué)平衡常數(shù)與方程式的關(guān)系。①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K1②2NO2(g)

N2O4(g)K2③2NO(g)+O2(g)

N2O4

(g)K3

K3=K1K2④C(s)+CO2(g)2CO(g)K4

⑤C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K5⑥CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K6

K4=

K6

K5①由于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的某一平衡常數(shù)表達(dá)式與該反應(yīng)化學(xué)方程式的一種表示形式相對(duì)應(yīng)，因此不能籠統(tǒng)地說某一反應(yīng)的平衡常數(shù)是多少。②同一條件下，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。③若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一個(gè)反應(yīng)，平衡常數(shù)也會(huì)變?yōu)楸稊?shù)冪。多重平衡規(guī)則: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)之乘積(商)

方程式關(guān)系K相加相減倍數(shù)n互為可逆反應(yīng)相乘相除倍數(shù)的冪次方

相加相減倍數(shù)倒數(shù)相反數(shù)特別提醒Q4:觀察表格中298K時(shí)，鹵化氫生成反應(yīng)的平衡常數(shù)，說說你認(rèn)為平衡常數(shù)數(shù)值的大小代表了什么？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

?2HI8.67×102K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。3、平衡常數(shù)的意義:——定量的衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度對(duì)給定的反應(yīng)來說，K值越大，正反應(yīng)程度越大，轉(zhuǎn)化率越高；反之則轉(zhuǎn)化率越低。

Q5:相同溫度下不同反應(yīng)的平衡常數(shù)不同，主要由物質(zhì)本身的性質(zhì)決定，那么同一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)又受什么因素影響呢？觀察以下兩個(gè)表格中的數(shù)據(jù)，你能得到什么結(jié)論？反應(yīng)

H2(g)+I2(g)

2HI(g)

?H＜0

T(K)623698763平衡常數(shù)K66.954.445.9反應(yīng)

CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)

?H＞0

T(K)80010001200平衡常數(shù)K1.01.72.6(1)內(nèi)因：化學(xué)反應(yīng)本身的性質(zhì)。(2)外因：在化學(xué)方程式一定的情況下，K只受

影響。

與壓強(qiáng)、起始濃度、起始反方向均無關(guān)。溫度4、平衡常數(shù)的影響因素化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用任務(wù)二二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用1.衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度一般認(rèn)為：

K＞105

：正反應(yīng)進(jìn)行得較完全；

K＜10-5

：正反應(yīng)很難進(jìn)行；

10-5＜K

＜105：可逆反應(yīng)。注意：平衡常數(shù)數(shù)值大小，只能大致反映一個(gè)可逆反應(yīng)的正向反應(yīng)進(jìn)行的最大程度，并不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。與反應(yīng)速率無關(guān)。

2.判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡及反應(yīng)向何方向進(jìn)行

cp(C)?cq(D)cm(A)?cn(B)Q=QC＜K

，反應(yīng)向正方向進(jìn)行v正

>v逆,QC＝K

，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)v正

=v逆QC＞K

，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行v正

<v逆二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用

α

＝

×100%反應(yīng)物的減少量反應(yīng)物的起始量平衡轉(zhuǎn)化率達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，反應(yīng)達(dá)到該條件下物質(zhì)轉(zhuǎn)化的最大“限度”，即反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率最大。平衡轉(zhuǎn)化率與平衡常數(shù)均能表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度，但平衡常數(shù)不直觀，轉(zhuǎn)化率能更直觀地表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度。3.利用平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用教材例題計(jì)算模型——三段式法——“列方程、始、轉(zhuǎn)、平”

c(CO):c(H2O)=1:1時(shí)

CO+H2OCO2+H2

起始c

1100轉(zhuǎn)化c

xxxx平衡c

1-x1-xxx

解得x=0.5α(CO)=50%

α(H2O)=50%

c(CO):c(H2O)=1:4時(shí)

CO+H2OCO2+H2

起始c

1400轉(zhuǎn)化c

xxxx平衡c

1-x4-xxx解得x=0.8α(CO)=80%

α(H2O)=20%已知CO(g)+H2O(g)?CO2(g)