《化学平衡常数》PPT课件.ppt

第二单元 化学反应的方向和限度,化学平衡常数,复习:在一定温度下,下列叙述不是可逆反应 A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(固)达到 平衡的标志的是 ( ) C的生成速率与C的分解速率相等 单位时间内生成amolA,同时生成3amolB A、B、C的浓度不再变化 A、B、C的分压强不再变化 混合气体的总压强不再变化 混合气体的物质的量不再变化 单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A. B. C. D.,A,(1) 看能否得出v正 = v逆 的结论, 键的角度分析:单位时间某物质断裂与形成的化学键的物质的量相等, 同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率；, 不同种物质：一物质的正反应速率与另一物质的逆反应速率之比等于方程式中的计量数之比；,即 mA(g) + n B(g) p C(g) +q D(g),(A) (B逆) = m n,化学平衡状态的标志,(2) 看能否得出反应混合物中各组成成分的含量保持不变的结论, 各组成成分的含量(浓度、物质的量、体积分数等)保持不变, 容器体积一定时，有色气体的 颜色不再变化；,如I2、Br2、NO2,(3)看能否通过P总、n总、M的变化情况得出结论：,若反应往正方向或逆方向进行时P总 或 n总 或或M会发生改变的，则不变时说明达到平衡;若始终不变的，则不能判断。,“交流与讨论”,请大家完成 P48页的“交流与讨论”，并根据所得结果总结归纳平衡时反应物、生成物浓度之间的关系。,结论：在一定的温度下，无论反应物的起始浓度，反应达到平衡状态后，反应物与生成物的系数次方的比是一常数。,一、化学平衡常数,1、 概念,对某一可逆反应，在一定温度下，无论反应物的起始浓度如何，反应达到平衡状态后，反应物与生成物浓度系数次方的比是一个常数，称为化学平衡常数，用K表示。,2、K的表达式,对于下列可逆反应：aA + bB cC + dD，则有：,其中c为各组分的平衡浓度,思考：学习化学平衡常数有什么重要意义？对我们研究化学反应进行的程度有什么帮助？ 请大家阅读书本P48页及表2-7，并得出结论。,3、化学平衡常数的意义,aA + bB cC + dD,K值的大小，表示在该温度下达到平衡时，反应进行的程度（反应的限度），K值越大，表明反应进行的程度越大；反之则越小。,“交流与讨论”,阅读分析表2-8和表2-9，总结可逆反应平衡常数的使用条件和书写平衡常数表达式的注意事项,4.使用平衡常数的注意事项,aA + bB cC + dD,（2）K值表达式中，固体、液态水不写；,（3）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关；,（1）K只与温度有关，所以使用时应注明温度；,（5）利用K 值可判断某状态是否处于平衡状态,K K ：,K K ：,KK ：,（4）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的 快慢，即速率大，K值不一定大；,反应处于平衡状态， v正 v逆,反应向正方向进行， v正 v逆,反应向逆方向进行， v正 v逆,N2+3H2 2NH3,2NH3 N2+ 3H2,练习1：根据平衡常数的定义，请大家写出下列可逆反应的平衡常数表达式。,二、平衡转化率( ),100%, =,该反应物的起始浓度该反应物的平衡浓度,该反应物的起始浓度,1、定义：P49,2、表达式：,3、理解注意： (1)、转化率是对反应物而言的； (2)、在一定温度下可逆反应中，K值越大，反应物的转化率就越高； (3)、对于一给定可逆反应，K值只与温度有关，而a不仅与温度有关也与反应物起始浓度有关。,练习2、在某温度下，可逆反应： mA(g)+nB(g) pC(g) + qD(g)的平衡常数为，下列说法正确的是 （ ） .越大，达到平衡时，反应进行的程度越大 .越小，达到平衡时，反应物的转化率越大 .随反应物浓度改变而改变 .随温度改变而改变,三、化学平衡的相关计算,基本模式“三部曲解法”,转化浓度：mx nx px qx,平衡浓度：a-mx b-nx px qx,基本关系,生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度,反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度,例： mA + nB pC + qD 起始浓度：a b 0 0,(mol/L),(mol/L),(mol/L),例1：某温度下，向10L真空容器中注入1.00 mol H2(g) 和1.00 mol I2(g)，反应平衡后I2(g)的浓度为0.0200 molL-1试求该温度下 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数。,解：据题意可知，起始时c(H2)=c(I2)=0.100molL-1，平衡时c(H2)=c(I2)=0.0200molL-1，生成的c(HI) = 0.160molL-1,H2(g) + I2(g) 2HI(g),起始时各物质的浓度/molL-1,0.100 0.100 0,变化的各物质的浓度/molL-1,平衡时各物质的浓度/molL-1,0.0800 0.0800 0.160,0.0200 0.0200 0.160,K =,(0.160)2,(0.0200)2,= 64.0,c2(HI),c(H2) c(I2),=,答：平衡常数为64.0。,c(CO) c(H2O),【例2】在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800达到下列平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.00，若反应开始时CO和H2O的浓度均为0.200 molL-1 ，求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少？,c(平)/molL-1 0.200x 0.200x x x,解得: x = 0.1,解：设平衡时CO2和H2的浓度为x molL-1,K =,x2,(0.200x)(0.200x),CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),c(始) /molL-1 0.200 0.200 0 0,c(变)/molL-1 x x x x,= 1.00,c(CO2) c(H2),=,练习1、850K时，在一密闭容器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得：SO2、O2和SO3的浓度分别为6.010-3 molL-1 、8.010-3 molL-1 和 4.410-2 molL-1。 计算： （1）该温度下反应 的平衡常数。 （2）达平衡状态时 SO2的转化率。,2SO2+O2 2SO3,练习2：X、Y、Z为3种气体，把amolX和bmolY充入一密闭容器中，发生反应X+2Y 2Z，达到平衡时，若它们的物质的量满足：n（x）+n（y）=n（z），则Y的转化率为 （ ）,K=40.3,a(SO2)=88%,B,练习3：高炉炼铁中发生的基本反应如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)Q。其平衡常数可表达为: K=c(CO2)/c(CO)，已知1100，K=0.263 (1)若要使反应向右进行，高炉内CO2和CO的体积比值_，平衡常数K值_(填“增大”“减小”或“不变”) (2)1100时，测得高炉中c(CO2)=0.025molL-1，c(CO)=0.1molL-1，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_(填“是”或“否”)，此时化学反应速率是V正_V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是 。,增大,不变,否,大于,c(CO2)/c(CO)0.250.263，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行,平衡常数和转化率的计算,练习5、在温度和压强不变时，将1体积N2O4分解：N2O4 2NO2 并达到平衡，混合气体变为1.4体积，求： N2O4的分解率。,一、化学平衡常数,1、 概念,对某一可逆反应，在一定温度下，无论反应物的起始浓度如何，反应达到平衡状态后，反应物与生成物浓度的系数次方的比是一个常数，称为化学平衡常数，用K表示。,2、K的表达式,对于下列可逆反应：aA + bB cC + dD，则有：,注意：其中c为各组分的平衡浓度， K值只随温度改变。,小结：,3、化学平衡常数的意义,aA + bB cC + dD,K值的大小表示在该温度下达到平衡时，反应进行的程度。K值越大，表明反应进行的程度越大；反之则越小,4、使用平衡常数的注意事项,（2）K值表达式中，固体、液态水不写；,（3）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关；,（1）K只与温度有关，所以使用时应注明温度；,（4）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即速率大，K值不一定大；,（5）利用K 值可判断某状态是否处于平衡状态,K K ， v正 v逆，反应向正方向进行,K K ， v正 v逆，反应处于平衡状态,KK ， v正 v逆，反应向逆方向进行,二、平衡转化率( ),100%, =,该反应物的起始浓度该反应物的平衡浓度,该反应物的起始浓度,1、定义：P49,2、表达式：,3、理解注意： (1)、转化率是对反应物而言的； (2)、在一定温度下可逆反应中，K值越大，反应物的转化率就越高； (3)、对于一