第二章 化学反应速率与化学平衡第三节化学平衡第三课时化学平衡常数化学平衡常数（上课）.PPT

第三节化学平衡 第二章化学反应速率与化学平衡 第一课时 800 在4个1l的密闭容器中 分别通入不同物质的量的co h2o g co2和h2经过足够长的时间后 如果这4个容器里的4种物质的浓度不再随时间的改变而改变 那么容器里的反应混合物就达到了化学平衡 计算的比值 结论 在一定温度下 可逆反应论从正反应开始 还是从逆反应开始 又不论反应物起始浓度的大小 最后都能达到化学平衡 这时生成物的浓度乘积除以反应物的浓度乘积所得到的比是个常数 1 一 定义 一定温度下 对于已达平衡的反应体系中 生成物以它的化学计量数为乘幂的浓度之积除以反应物以它的化学计量数为乘幂的浓度之积是个常数 这个常数叫做该反应的化学平衡常数 三 平衡常数的单位浓度的单位为mol l 1 k的单位为 mol l 1 n 二 数学表达式 对于一般的可逆反应ma nb pc qd 1 如果反应中有固体和纯液体参加 它们的浓度不应写在平衡关系式中 因为它们的浓度是固定不变的 化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度 如 caco3 s cao s co2 g kc co2 co2 g h2 g co g h2o l kc co co2 h2 二 书写平衡常数关系式的规则 稀溶液中进行的反应 如有水参加 水的浓度也不必写在平衡关系式中 如 cr2o72 h2o 2cro42 2h kc cro42 2 h 2 cr2o72 非水溶液中的反应 如有水生成或有水参加反应 此时水的浓度不可视为常数 必须表示在平衡关系式中 如酒精和醋酸的液相反应c2h5oh ch3cooh ch3cooc2h5 h2ok ch3cooc2h5 h2o c2h5oh ch3cooh 例n2 g 3h2 g 2nh3 g k1 1 60 10 51 2n2 g 3 2h2 g nh3 g k2 3 87 10 2k1 k2 k1 k22 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 k1 k2 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 kr越大 反应越彻底 反应倾向性越大 k 107正向进行 k 10 7逆向进行 例2so2 g o2 g 2so3 g 298k时 kr 3 6 1024 平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度 估计反应的可能性 因为平衡状态是反应进行的最大限度 如 n2 g o2 g 2no g kc 1 10 30 298k 这意味着298k时 n2和o2基本上没有进行反应 反之no分解的逆反应在该温度下将几乎完全进行 平衡时no实际上全部分解为n2和o2 四 平衡常数的意义 2 另外还有两点必须指出 平衡常数数值的大小 只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度 并不能预示反应达到平衡所需要的时间 如 2so2 g o2 2so3 g 298k时kp很大 但由于速度太慢 常温时 几乎不发生反应 平衡常数数值极小的反应 说明正反应在该条件下不可能进行 如 n2 o2 2nokc 10 30 298k 所以常温下用此反应固定氮气是不可能的 因此没有必要在该条件下进行实验 以免浪费人力物力 或者改变条件使反应在新的条件下进行比较好一些 平衡常数的计算 例1 合成氨的反应n2 3h2 2nh3在某温度下各物质的浓度平衡是 n2 3mol l 1 h2 9mol l 1 nh3 4mol l 1求该反应的平衡常数和n2 h2的初始浓度 解 求平衡常数kckc nh3 2 n2 h2 3 16 3 93 7 32 10 3 求n2 h2的初始浓度 n2 3h2 2nh3反应1摩尔n2同时需3molh2生成2molnh3n2 3h2 2nh3平衡3mol l 19mol l 14mol l 1初始 3 2 9 6 0即 5150答 kc 7 32 10 3 初始 n2 h2 为5 15mol l 1 平衡常数 五 平衡转化率平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比 如 co h2o h2 co2此反应在773k时平衡常数k 9 如反应开始时c h2o c co 0 020mol l 1求co的转化率 co