1、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡,化學(xué)平衡常數(shù),我們以氫氣和碘蒸氣的反應(yīng)為例，分析課本29頁表中的數(shù)據(jù)，然后得出結(jié)論。,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計(jì)算出平衡時(shí) 的值，并分析其中規(guī)律。,通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出： (1)溫度不變(保持457.60C)時(shí)， 為常數(shù),用 K表示,K = 48.74； (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)。,1、定義：,在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(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)（簡稱平衡常數(shù)）,2、表達(dá)式：,四、化學(xué)平衡常數(shù),（1）K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越

2、大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大。,、化學(xué)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,（2）一般當(dāng)K105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。,3.平衡常數(shù)的單位 濃度的單位為molL-1 K的單位為(molL-1)n；,、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的幾個(gè)問題：,(2)在平衡常數(shù)表達(dá)式中：純液體（如水）的濃度、固體物質(zhì)的濃度不寫,(3)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫有關(guān),例如：N2+3H2 2NH3的K1值 與1/2N2+3/2H2 NH3的K2值不一樣,(1)化學(xué)平衡常數(shù)的大小只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。,CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O

3、(l),K=c(CO2),K=c(CO)/c(CO2) c(H2),K1 = K22,(4)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) 例如: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1 2NO2(g) N2O4 (g) K2 2NO(g) +O2(g) N2O4 (g) K 3,K 3 = K1 K2,(5)同一化學(xué)反應(yīng),正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù),2NO2(g) 2NO(g) + O2(g) K2,例如: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1,K2 = 1/K1,(1)判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡及反應(yīng)方向,對(duì)于可逆反應(yīng)，在一定溫

4、度的任意時(shí)刻，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系：,叫該反應(yīng)的濃度商,.化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用:,（1）QCK ，反應(yīng)向正方向進(jìn)行,（2）QCK ，反應(yīng)處于平衡狀態(tài),（3）QCK ，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行,(2)利用可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng),若升高溫度，值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),若升高溫度，值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),根據(jù)某反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度變化的情況，可判斷該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。,(5) K值大小標(biāo)志反應(yīng)能達(dá)到的最大限度, K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，反應(yīng) 越完全。,課堂小結(jié)：,(1) 平衡是有條件的、動(dòng)態(tài)的。,(2) K不隨起始濃度大小而變化。,(3) K與溫度有關(guān)。,(4) K與方程式

5、寫法有關(guān)。,Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+,C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O,CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l),C(s)+H2O (g) CO(g)+H2(g),練習(xí)：寫出下列反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式,例題 : 高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ；H0 其平衡常數(shù)可表達(dá)為: K=c(CO2)/c(CO)，已知1100，K=0.263 1100時(shí)，測得高爐中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)_(填“是”或“否”)，此時(shí)化學(xué)反應(yīng)

6、向 方向進(jìn)行，其原因是 。,、有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算,達(dá)到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系：,（2）生成物：平衡濃度=初始濃度+轉(zhuǎn)化濃度 即：生成物D: c平(D) = c0(D) +c(D),（3）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。c(A):c(D)=a:d,（1）反應(yīng)物：平衡濃度=初始濃度-轉(zhuǎn)化濃度； 即：反應(yīng)物A: c平(A)=c0(A) - c(A),對(duì)于反應(yīng): aA + bB cC + dD,平衡轉(zhuǎn)化率：,反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)化率）可表示：,例題1：在某溫度下，將H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)

7、，測得c(H2)=0.0080mol/L，求： (1)反應(yīng)的平衡常數(shù) (2)其它條件不變，充入的H2(g)和I2(g)各0.2mol,求達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度。,c(CO) : c(H2O) = 1:1 時(shí) CO + H2O CO2 + H2 起始c 1 1 0 0 轉(zhuǎn)化c x x x x 平衡c 1-x 1-x x x 解得 x = 0.5 (CO)= 50% (H2O)= 50%,c(CO) : c(H2O) = 1:4 時(shí) CO + H2O CO2 + H2 起始c 1 4 0 0 轉(zhuǎn)化c x x x x 平衡c 1-x 4-x x x 解得 x = 0.8 (CO)= 80% (H2

8、O)= 20%,例3: 已知CO(g) + H2O(g) CO2 (g) +H2 (g) 800 K = 1.0 ；求恒溫恒容體系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或1:4開始，達(dá)到平衡時(shí)CO和H2O(g)的轉(zhuǎn)化率。,增大一種反應(yīng)物的濃度，能提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而本身的轉(zhuǎn)化率減小,結(jié)論：,例4： 反應(yīng) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 在一定條件下進(jìn)行。設(shè)投入的N2為1 mol，H2為3 mol，在一體積為1L，溫度恒定的容器中反應(yīng)，測得平衡時(shí)的壓強(qiáng)是原來的90%，求轉(zhuǎn)化率1。然后再充入1 mol N2 和3 mol H2 ，溫度不變，計(jì)算新平衡的轉(zhuǎn)化率2。,解： N2

9、+ 3H2 2NH3 起始n 1 3 0 轉(zhuǎn)化n -a -3a +2a 平衡n 1-a 3-3a 2a (1-a) + (3-3a) + 2a = 490% a = 0.2 1 = 20%,N2 + 3H2 2NH3 起始n 2 6 0 轉(zhuǎn)化n -b -3b +2b 平衡n 2-b 6-3b 2b K=0.015 解得： b = 0.61 2 = 30.5%,1、已知一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)為：,CO + H2O(g) CO2 + H2,催化劑,高溫,在427時(shí)的平衡常數(shù)是9.4。如果反應(yīng)開始時(shí)，一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.01mol/L，計(jì)算一氧化碳在此反應(yīng)條件下的轉(zhuǎn)化率。,練習(xí),2.某溫度下：2NO2 N2O4 ， K = 1.0 以2 mol/L NO2為起始濃度建立平衡。求平衡時(shí)c(NO2); 當(dāng)壓縮體積至原來一半時(shí)，再求c (NO2),3. 一定溫度下的密閉