高中化学 2.3化学平衡常数及计算课件 新人教版选修4.ppt

化学平衡常数,化学平衡常数化学平衡的特征,54.5,54.6,54.45,54.33,通过分析实验数据得出：1、温度不变时，为常数用K表示；2、常数K与反应的起始浓度大小无关；3、常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的途径无关。,其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系。,一、化学平衡常数（K）,1、定义：,在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）（以方程式中计量数为幂）,2、表达式：,在一定温度下达到化学平衡时：,3、使用平衡常数应注意的几个问题：,（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态,一定温度下,（2）在进行K值的计算时，固体、纯液态不作考虑，表达式中不需表达,思考：K有无单位？,CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l),K=c(CO2),2、同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。,3、多重平衡规则若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)例1:2NO(g)+O2(g)2NO2K12NO2(g)N2O4K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K1K2,例2:C(s)+CO2(g)2CO(g)KC(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2K=K1/K2,4、平衡常数只表现反应进行的程度，即可能性问题，而不表现到达平衡所需的时间，即现实性问题.,5、平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。若正反应是吸热反应,升高温度,K增大;若正反应是放热反应,升高温度,K减少;,(5)K值大小标志反应能达到的最大限度,K值大，反应完全。,返回,播放,5.小结：,(1)平衡是有条件的、动态的。,(2)K与起始浓度和反应途径无关。,(3)K只是温度的函数（即只与温度有关）,(4)K与方程式写法有关。,（1）K值越大，表示反应进行的程度。,二化学平衡常数的意义：,（2）当K105时，反应进行的程度很大，反应基本完全。当K105时，反应进行的程度很小，反应很难进行。K居中，典型的可逆反应，改变条件反应的方向变化。,1、定量的衡量化学反应进行的程度,越大,越大,（3）,思考1：1、K与a的关系；反应进行的程度越大，K值，反应物转化率也。2、K与v的关系；K值大,速率大，,越大,不一定,对于可逆反应，在一定的温度的任意时刻，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值叫浓度商,浓度商:,正,不移动,逆,2、判断化学反应进行的方向,思考2：一定温度下的可逆反应，化学平衡常数K和浓度商QC是否一定？可否为0？,3、利用的变化可判断反应的热效应,（）若升高温度，值增大，则正反应为热反应,（）若升高温度，值减小，则正反应为热反应,吸,放,通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上可逆反应的正方向是热反应.,放,平衡常数的大小不随反应物或生成物的改变而改变，只随温度的改变而改变。即，K=f（T）。,三、有关平衡常数的简单计算：,利用平衡常数,可以求平衡时各组分的浓度（含量）和反应物的转化率,例题1：在773K时:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),平衡常数K=1，如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020mol/l，计算该条件下CO的转化率最大是多少？,例题1：在773K时:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),平衡常数K=1，如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020mol/l，计算该条件下CO的转化率最大是多少？,起始浓度:0.0200.02000转化浓度：xxxx平衡浓度:0.020-x0.020-xxx,解得:x=0.010(molL-1),解：设平衡时CO2和H2的浓度为xmolL-1,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),答：该条件下CO的转化率最大为50,(mol/l),2、利用平衡常数,求平衡时反应物的转化率,例:反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，试求：在该温度下。（1）此反应的浓度平衡常数（2）若SO2(g)的初始浓度增大到3mol/L,则它们的转化率变为多少？,结论：在一定温度的密闭容器中，对于可逆反应，增加一种反应物的量（或浓度），该反应物转化率下降，另外一种反应物转化率升高。,平衡常数的运用,结论：表示可逆反应进行的程度：K越大，正反应进行越完全，转化率越高，此反应平衡时，生成物浓度大,【运用探究一】思考平衡常数的大小和转化率有什么关系？,对于反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化，请判断和两种情况哪种是吸热，哪种是放热？,【运用探究二】,结论：吸热反应，随温度升高平衡常数增大放热反应，随温度升高平衡常数减小,【课后思考】在一定温度的密闭容器中，对于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，（1）将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？（2）保持H2的浓度不改变将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？,【继续探究】在一定温度的密闭容器中，对于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，（2）保持H2的浓度不改变将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？,注意：当平衡体系中有多条件改变，勒夏特列原理无法判断平衡移动方向时，我们可以考虑计算QC和K的相对大小。,随堂练习2：一定温度下的密闭容器中存在：,2SO