第二課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)第二節(jié)化學(xué)平衡

通過前面的學(xué)習(xí)我們已經(jīng)知道，在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度就不再改變了?！舅伎肌看藭r(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度之間有什么關(guān)系呢？以反應(yīng)I2(g)+H2(g)2HI(g)為例以反應(yīng)I2(g)+H2(g)2HI(g)為例【結(jié)論】c2(HI)c(H2)·c(I2)(1)某溫度下時(shí)，

為常數(shù)，溫度改變，數(shù)值也改變。(2)該常數(shù)與反應(yīng)的起始濃度無關(guān)，與反應(yīng)進(jìn)行的方向無關(guān)。一、化學(xué)平衡常數(shù)1、定義：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)，稱為化學(xué)平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號(hào)K表示。2、表達(dá)式：

對于一般的可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)3、單位：與方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)，不用寫出。4、特點(diǎn)：K值只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的起始濃度無關(guān)，與反應(yīng)進(jìn)行的方向無關(guān)。5、意義:K值越大，平衡體系中生成物所占的比例越大，正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)進(jìn)行得越完全，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；反之，正反進(jìn)行的程度就越小，轉(zhuǎn)化率就越小。當(dāng)K>105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得就基本完全了。6、注意事項(xiàng)：(平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度)(1)若反應(yīng)中有固體或純液體參加時(shí)，它們的濃度可視為1，一般不列入平衡常數(shù)?！纠緾(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K=c(CO)·c(H2)c(H2O)(2)在同一溫度下，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K互為倒數(shù)?！纠?NO2(g)N2O4(g)N2O4(g)2NO(g)K2=c2(NO2)c(N2O4)K1=c2(NO2)c(N2O4)(3)方程式系數(shù)擴(kuò)大幾倍，平衡常數(shù)K就擴(kuò)大幾次方倍?！纠?NO2(g)N2O4(g)4NO2(g)2N2O4(g)K1=c2(NO2)c(N2O4)K2=c4(NO2)c2(N2O4)K1=1K2K2=K12(4)多重平衡規(guī)則【例】

①

2NO(g)+O2(g)2NO2

K1

②2NO2(g)N2O4

K2

①+②得

2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K

K=K1×K2【例】①C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g)K1

②

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2①－②得

C(s)+CO2(g)

2CO(g)KK=K1K2【規(guī)律】若總反應(yīng)是由幾個(gè)反應(yīng)相加(減)得到的，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于這幾個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)相乘(除)。1、判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。(

)(2)對于C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)反應(yīng)，其平衡常數(shù)的表達(dá)式為

。(

)(3)對于一個(gè)正向進(jìn)行的可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)一定增大。(

)(4)溫度一定，對于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。(

)(5)溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)一定增大。(

)K=c(CO)·c(H2)c(C)·c(H2O)√××√×2、將4molSO2與2molO2放入4L的密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡：2SO2+O22SO3，測得平衡時(shí)SO3的濃度為0.5mol·L－1。(1)則此條件下的平衡常數(shù)K為：____；

(2)平衡時(shí)O2的轉(zhuǎn)化率為：________。

2SO2+O22SO3c(起始)：

c(變化)：

c(平衡)：

10.500.50.50.50.250.50.25K=0.520.52×0.25=44α(O2)=0.250.5×100%=50%50%二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用1、判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度K值越大，平衡體系中生成物所占的比例越大，正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)進(jìn)行得越完全，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；反之，正反進(jìn)行的程度就越小，轉(zhuǎn)化率就越小。2、判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向(1)根據(jù)溫度變化對K值的影響來判斷若升高溫度，K值增大，則反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行；若升高溫度，K值減小，則反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行；

如某溫度下，可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的平衡常數(shù)為K，若任意時(shí)刻，反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系如下：(2)根據(jù)比較K值與濃度商(Q)的大小來判斷Q=cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)則：當(dāng)Q=K時(shí)

，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，v(正)=

v(逆)；當(dāng)Q<

K時(shí)

，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v(正)>

v(逆)；當(dāng)Q>K時(shí)

，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，v(正)<

v(逆)；3、利用平衡常數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)化率

依據(jù)起始濃度和平衡常數(shù)可以計(jì)算平衡濃度，從而計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率?；瘜W(xué)平衡計(jì)算的基本思路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/℃70080083010001200K0.50.91.01.72.6(1)700℃，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)K是多少？達(dá)到平衡時(shí)，若繼續(xù)升高溫度，反應(yīng)向哪個(gè)方向進(jìn)行？(2)830℃，在1L的密閉容器中充入1molCO2和3molH2發(fā)生題中反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，求CO2的轉(zhuǎn)化率。2逆向解：設(shè)CO2的濃度變化量為xCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)起始濃度:變化濃度:平衡濃度:1300

x

x

x

x1－x3－x

x

xK=x2(1－x)(3－x)=1x=0.75α(CO2)=75%2、850℃時(shí)，若向1L的密閉容器中同時(shí)充入1.0molCO、3.0molH2O、1.0molCO2和xmolH2，發(fā)生反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)。(已知在850℃時(shí)，K＝1)①當(dāng)x＝5.0時(shí)，上述向________(填“正反應(yīng)