高中化学化学平衡常数.ppt

第二单元 化学反应的方向和限度 第三课时 专题2 化学反应速率与化学平衡 化学平衡状态时各反应物和生成物的浓度间的定量关系 2NO2(g) N2O4(g) 表2-6 NO2(g)N2O4(g)平衡体系中各物质的物质的量浓度（25） 起始浓度(mol/L)平衡浓度(mol/L)平衡浓度关系 c (NO2)c (N2O4)c (NO2)c (N2O4) 2.0010-206.3210-36.8410-3 3.0010-208.0010-31.1010-2 02.0010-29.4610-31.5210-2 00.1002.2810-28.8610-2 c (N2O4) c (NO2) c (N2O4) c (NO2) 2 1.08 1.381.72102 1.71102 1.611.70102 3.891.70102 1.填写下表中的空格 2.分析表中数据，总结归纳化学平衡状态时各反应物 和生成物的浓度间的定量关系 2.数学表达式： 化学平衡常数化学平衡常数 1.定义：在一定温度下，可逆反应达到化学平衡时，生 成物以反应分子数为次幂的浓度的乘积与反应 物以反应分子数为次幂的浓度的乘积之比为一 个常数，这个常数叫化学平衡常数 对于一般的可逆反应：aA+bB cC+dD K = c (C)c (D) cd c (A)c (B) a b 化学平衡常数的书写注意事项化学平衡常数的书写注意事项 K = c(CO2) K = c(CO) c(H2) c(H2O) 稀溶液中有水参加反应时，不写水的浓度 Cl2 + H2O HCl + HClO 同一可逆反应，可以用不同的化学方程式表示，例 ： N2O4(g) 2NO2(g) 2NO2(g) N2O4(g) K = c(NO2) c(N2O4) 2 K = c(N2O4) c(NO2) 2K = 1/K K = c(HCl) c(HClO) c(Cl2) 如果反应中有固体或纯液体固体或纯液体参加时，不写它们的浓度 例如：CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) 3.影响平衡常数的因素 与反应物的浓度浓度无关； 与压强压强的大小无关； 与反应有无催化剂催化剂无关； 只与温度温度有关。 注意：注意：使用平衡常数时必须指明是在哪一温度下进行的可逆反应使用平衡常数时必须指明是在哪一温度下进行的可逆反应 表2-8 N2(g)3H2 (g) 2NH3 (g)(正反应放热)的平衡常数与温度的关系 T/K373473573676773 K3.351091.001072.451051.881042.99103 CO(g)H2O (g) CO2 (g)+ H2 (g) (正反应吸热)的平衡常数与温度的关系 T/K373473573676773 K1.8610-52.2 10-43.8 10-33.2710-20.15 升高温度，放热反应K减小，吸热反应K增大 4.4.平衡常数平衡常数意义意义 K值越大，反应进行的程度越大（越完全）。 当K107 时，可以认为反应完全，反应为不可逆反应 K值越小，反应进行的程度越小（越不完全） 。 当K10-7 时，可以认为未发生反应，反应不能进行 表示可逆反应进行的程度(即反应的限度) 表2-7 卤化氢生成反应的平衡常数(25) 8.67102H2I2 2HI 1.911019H2Br2 2HBr 2.571033H2Cl2 2HCl 6.51095H2F2 2HF 平衡常数K化学方程式 5. 5.反应物的反应物的平衡平衡转化率转化率 某反应物的转化率()= 该反应物已转化的量 该反应物的起始总量 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 100% 反应的平衡平衡转化率转化率能表示在能表示在一定温度一定温度、 、一定起一定起 始浓度始浓度下反应进行的限度。 反应的化学平衡常数化学平衡常数则表示在一定温度一定温度、各种各种 起始浓度起始浓度下反应进行的限度。 6. 6.有关有关平衡常数、平衡常数、转化率的简单计算转化率的简单计算 【例1】某温度下，向10L真空容器中注入1.00mol H2和 1.00mol I2(g)，反应平衡后I2(g)的浓度为0.0200mol/L。试 求该温度下反应H2 (g) I2(g) 2HI (g) 的平衡常数 。 H2 (g) I2(g) 2HI (g)解 ： 各物质的起始浓度(mol/L) 0.1000.1000 各物质的平衡浓度(mol/L) 0.02000.02000.160 K c2 (HI) c (H2) c (I2) (0.160)2 (0.0200)2 64.0 答：平衡常数为64.0 【例2】在一密闭容器中，CO和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的浓度分别为0.200mol/L和1.00 mol/L 。求反应达到平衡时CO转化为CO2的转化率。 CO(g)H2O (g) CO2 (g)+ H2 (g) 解 ： 各物质的起始浓度(mol/L) 0.2001.000 0 各物质的平衡浓度(mol/L) 1.00-x0.200-x x x 1.00 答：平衡时CO转化为CO2的转化率为83.0% 设达到平衡时被转化的CO的浓度为x mol/L K c(CO2) c (CO) c (H2O) c(H2)x2 (0.200-x)(1.00-x) 解方程得 x0.166 CO转化为CO2的转化率为 0.166 0.200 100% 83.0% 有关化学平衡的计算有关化学平衡的计算 计 算 常 用 关 系 式 (1) 反应物的平衡浓度 = 起始浓度 消耗浓度 (2) 生成物的平衡浓度 = 起始浓度 + 生成浓度 某反应物的转化率()= 该反应物已转化的量 该反应物的起始总量 100% (3) （4）恒温恒容下： P平 P始 n平 n始 （5）恒温恒压下： V平 V始 n平 n始 (6)克拉贝龙方程： PV = nRT (7)混合气体平衡相对分子质量： M = m总 n总 有关化学平衡计算的解题模式有关化学平衡计算的解题模式 思路和方法： 建立模式、确定关系、依照题意、列出方程建立模式、确定关系、依照题意、列出方程 对于可逆反应：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) n起始(mol) n变化(mol) n平衡(mol) a b 0 0 mx nx px qx a-mx b- nx px qx 若已知A 的转化率为，则有： mx a 100%= 若已知D 的体积分数为%，则有： qx a-mx+b-nx+px+qx 100% = % 若已知起始和平衡时的压強，则有： a+b a-mx+b-nx+px+qx P起 P平 = 若已知平衡时混合气体的平均相对分子质量，则有： aMA+bMB a-mx+b-nx+px+qx M = 平 衡 三 步 曲 1.在一定温度下，将等物质的量A和B充入一密 闭容器中，发生如下反应：A(g)+2B(g) 2C(g)，反应达到平衡时，若A和B的物质的量 之和与C相等，则此时A的转化率为( ) A50 % B60 % C40 % D70 % 2.将气体A放入密闭容器中，在一定温度时反 应： 2A(g) B(g)+nC(g)达到平衡时，压 强增大m%，测得A的转化率也为m%，则n的 值为（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 C C C C 【巩固练习】 3.在一个固定体积的密闭容器中，放入3LX和2LY,在 一定条件下反应： 4X(气)+3Y(气) 2Q(气)+nR(气)达到平衡后，容器 内温度不变，容器内压强比原来增加5%,X的浓度减小 1/3，则反应方程中的n值为( ) A. 5 B.3 C. 6 D. 2 4.在一定体积的密闭容器中加入1molA气体和nmolB 气体，按下式反应生成气体C： A(g) + nB(g) mC(g)，反应达到平衡时测得A的转 化率为50%，在同温同压下平衡时气体的密度是反应 前的4/3，则n和m的数值可能是( ) A.n=3,m=3; B.n=2,m=3; C.n=3,m=2; D.n=1,m=1 CD C 5. 5.在一定温度下，向容积不变的密闭容 器中通入8 mol SO2和4 molO2后，容器 中的压强为3.03105 Pa，经一段时间后 ，反应达到平衡，测得容器中的压强为 2.22105Pa，试计算平衡时SO2的物质的 量和转化率。 注意解题过程的规范性，包括严密、注意解题过程的规范性，包括严密、 简明、有条理和准确性简明、有条理和准确性 。 1.6mol，80% 6. 在标准