高中化学 化学反应速率和化学平衡全部课件选修四化学平衡常数平衡常数.ppt

bc 1 a 3a d 达到平衡的过程中反应的方向不能确定 a 2 a 某温度下 在一容积可变的容器中 反应2a g b g 2c g 达到平衡时 a b和c的物质的量分别为4mol 2mol和4mol 保持温度和压强不变 对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整 可使平衡左移的是a 均减半b 均加倍c 均增加1mold 均减少1mol d 第三节化学平衡化学平衡常数及有关计算 回顾化学平衡状态及其移动 在一定条件下 几乎所有的反应都具有不同程度的可逆性 但有些反应的逆反应进行程度太少而忽略 把几乎完全进行的反应叫不可逆反应 达到化学平衡状态的可逆反应 受浓度 压强 温度等影响会产生移动 再达到新的平衡 那么化学平衡有什么性质 如何判别一个化学反应是否达到化学平衡状态 有关的计算怎样 这就是我们这节课要研究的内容 首先 让我们以氢气和碘蒸气的反应为例 分析课本29页表中的数据 然后得出结论 1 化学平衡常数 在一定温度下 当一个可逆反应达到化学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 符号k 2 数学表达式 对于一般的可逆反应 ma g nb g pc g qd g 当在一定温度下达到平衡时 k cp c cq d cm a cn b 如在250c时 h2 cl22hcl k 5 3 1016 又如h2 br22hbr k 2 2 109 3 平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度 即反应限度 k值越大 说明平衡体系中生成物所占的比例越大 它的正向反应进行的程度越大 即该反应进行得越完全 反应物转化率越大 反之 就越不完全 转化率就越小 一般地说 k 105时 该反应进行得就基本完全了 k在10 5左右 则认为反应很难进行 平衡常数只受温度影响 与浓度变化无关 对于有纯固体或溶剂参加的反应 其浓度不列入平衡常数k的表达式中 4 转化率 某个指定反应物的转化率 指定反应物的起始浓度 指定反应物的平衡浓度 指定反应物的起始浓度 100 或者 指定反应物反应中消耗 或叫反应 的浓度 指定反应物的起始浓度 100 转化率越大 反应越完全 5 典型例题剖析 例1 在某温度下 将氢气和碘蒸气各0 1mol的气态混合物充入10l的密闭容器中 充分反应 达到平衡后 测得c h2 0 008mol l 1 求该反应的平衡常数 2 在上述温度下 该容器中若通入氢气和碘蒸气各0 30mol 试求达到化学平衡时各物质的浓度 审题思路 要求平衡常数 先要求出平衡时各物质的浓度 求出平衡常数后 在同温下利用公式可以求消耗浓度 再求平衡浓度 解 1 依题意知 h2 g i2 g 2hi g 起始浓度 mol l 0 0100 0100转化浓度 mol l 0 0020 0020 004平衡浓度 mol l 0 0080 0080 004 k c2 hi c h2 c i2 0 004 2 0 008 0 008 0 25 续上 2 设反应中转化 或消耗 了xmol l的氢气 依据题意则 h2 g i2 g 2hi g 起始浓度 mol l 0 0300 0300转化浓度 mol l xx2x平衡浓度 mol l 0 03 x0 03 x2x 由于温度不变 故k值不变 则有k c2 hi c h2 c i2 2x 2 0 03 x 2 0 25解得x 0 0053mol l平衡时答 略 c h2 c i2 0 0247mol l c hi 0 0106mol l 例2 在密闭容器中 将2 0molco与10molh2o混合加热到8000c 达到下列平衡co g h2o g co2 g h2 g 且k 1 0 求co转化为co2的转化率 解 设co转化为co2的转化率为x co g h2o g co2 g h2 g n起始2 01000n消耗2 0 x2 0 x2 0 x2 0 xn平衡2 0 1 x 10 2 0 x2 0 x2 0 x 续上 由题意知 k c co2 c h2 c co ch2o 2 0 x 2 0 x v2 2 0 1 x 10 2 0 x v2 1解得x 0 83即为83 答 co转化为co2的转化率为83 练习与思考 1 0 05gn2o4气体放入200ml密闭容器中并在250c保温 n2o42no2 k 0 00577 求 每一组分气体的平衡浓度 解题思路 现在要求各组分的平衡浓度 已知反应起始的物质的量和体积 该温度的平衡常数 则可采用列三行 填对空的方法弄清关系然后用平衡常数的表达式代入已知量进行求解 参考答案 解 四氧化二氮的起始浓度c n2o4 0 05g 92g mol 0 2l 2 72 10 3mol l设其反应中消耗的浓度为xn2o42no2起始浓度2 72 10 30 mol l 转化浓度x2x mol l 平衡浓度2 72 10 3 x2x mol l k c2 no2 c n2o4 2x 2 2 72 10 3 x 0 00577 解得x 1 39 10 3mol l 平衡时 c no2 2 72 10 3 x mol l 2 72 1 39 10 3mol l 1 33 10 3mol l c n2o4 2x 2 1 39 10 3mol l 2 78 10 3mol l 答 略 练习2 设在某温度时 在容积为1l的密闭容器内 把氮气和氢气两种气体混合 反应后生成氨气 实验测得 当达到平衡时 氮气和氢气的浓度各为2mol l 生成氨气的浓度为3mol l 求这个反应在该温度下的平衡常数和氮气 氢气在反应开始时的浓度 解题思路 该题可用已知的平衡浓度代入平衡常数求算公式进行计算 然后根据起始浓度等于消耗浓度加上平衡浓度 计算出氮 氢气的起始浓度 练习 1 2000天津高考 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 2 2002上海高考 在一定体积密闭容器中 进行如下反应 co2 g h2 g co g h2o g 其平衡常数 和温度t的关系如下 1 k的表达式