人教版选修4 第2章第3节 化学平衡（第3课时） 课件（30张）.ppt

第二章化学反应速率和化学平衡 第三节化学平衡 第三课时 平衡常数的推导 54 5 54 6 54 45 54 33 根据表中的数据计算出平衡时的值 并分析其中规律 c hi 2 c h2 c i2 温度为698 6k时 一定温度下 对于已达平衡的反应体系中 生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积比值是个常数 结论 一 化学平衡常数的定义 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 2 表达式 k 3 单位 k的单位为 mol l 1 n n p q m n 浓度的单位为mol l 1 1 化学平衡常数只与温度有关 与反应物或生成物的浓度无关 2 化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的浓度 不能用任一时刻的浓度值 3 反应物或生成物中有固体和纯液体存在时 由于其浓度可看做常数而不写入表达式 二 使用平衡常数应注意的几个问题 例如 4 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关 例如 n2 3h22nh3的k1值与1 2n2 3 2h2nh3的k2值不一样 caco3 s cao s co2 g co2 g h2 g co g h2o l k c co2 k c co c co2 c h2 k1 k22 5 同一条件下 正 逆反应的平衡常数互成倒数关系 k1 1 k2 2no g o2 g n2o4 g k 6 若干方程式相加 则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积 k1 k2 cr2o72 h2o2cro42 2h co2 g h2 g co g h2o l c s h2o g co g h2 g 练习 写出下列反应平衡常数的表达式 1 k值越大 表示反应进行的程度越大 反应物转化率也越大 1 定量的衡量化学反应进行的程度 2 一般当k 105时 该反应进行得基本完全 2 判断正在进行的可逆是否平衡及不平衡向何方向进行 三 化学平衡常数的应用 3 利用 可判断反应的热效应 若升高温度 值增大 则正反应为吸热反应 若升高温度 值减小 则正反应为放热反应 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放热反应 例题 高炉炼铁中发生的基本反应如下 feo s co g fe s co2 g h 0其平衡常数可表达为 k c co2 c co 已知1100 k 0 2631100 时 测得高炉中c co2 0 025mol l c co 0 1mol l 在这种情况下该反应是否处于平衡状态 填 是 或 否 此时化学反应向方向进行 其原因是 否 正向 2 运用 三段式 解法 将 起始量 变化量 平衡量 依次排列 然后根据题目给定关系列式计算 如 各物质的转化量 浓度或物质的量的变化 之比等于化学方程式中的各物质的计量系数之比 注意 1 写出有关化学平衡的化学方程式 转化率 四 有关化学平衡常数的计算 例1 在某温度下 将h2和i2各0 10mol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 0080mol 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h2和i2蒸气各0 2mol 试求达到化学平衡状态时各物质的浓度 及此时i2的转化率 h2 g i2 g 2hi g 起始量 变化量 平衡量 0 010 010 0 008 0 002 0 002 0 004 0 008 0 004 0 25 浓度 mol l 2 依据题意 对于同一个反应 温度不变 平衡常数不变 k 0 25 h2 g i2 g 2hi g 0 020 020 x x 2x 0 02 x 0 02 x 2x 设h2的变化浓度为xmol l 浓度 mol l 0 25 x 0 004mol l 平衡时c h2 c i2 0 016mol lc hi 0 008mol l 2 已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 例2 在密闭容器中 将2 0molco与10molh2o混合加热到800 达到下列平衡 co g h2o g co2 g h2 g k 1 0求co转化为co2的转化率 解 设达到平衡时co转化为co2的物质的量为x v为容器容积co g h2o g co2 g h2 g x 1 66 co转化为co2的转化率为83 答 略 解 由题意可得 2so2 g o2 g 2so3 g 起始浓度 0 41 00 转化浓度 0 4x80 平衡时浓度 0 080 840 32 0 160 32 答 略 2 将4molso2与2molo2放入4l的密闭容器中 在一定条件下反应达到平衡 2so2 o22so3 测得平衡时so3的浓度为0 5mol l 则此条件下的平衡常数k为 4 例1 在密闭容器中 用等物质的量的a和b发生下列反应 a g 2b g 2c g 反应达到平衡时 若混合气体中a和b的物质的量之和与c的物质的量相等 求b的转化率 c co c h2o 1 1时co h2oco2 h2起始c1100转化cxxxx平衡c1 x1 xxx解得x 0 5 co 50 h2o 50 c co c h2o 1 4时co h2oco2 h2起始c1400转化cxxxx平衡c1 x4 xxx解得x 0 8 co 80 h2o 20 例3 已知co g h2o g co2 g h2 g 800 k 1 0 求恒温恒容体系中 用c co c h2o 1 1或1 4开始 达到平衡时co和h2o g 的转化率 有多种反应物 增大一种反应物的浓度 能提高另一种反应物的转化率 而本身的转化率减小 结论 1 判断正误 正确打 号 错误打 号 1 化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 2 化学平衡常数与浓度有关 与温度无关 3 升高温度 k值增大 则正反应为吸热反应 4 在任何条件下 一个可逆反应的化学平衡常数都是一个恒定值 5 k值越大 表明可逆反应正向进行的程度越大 能力训练 分析 平衡常数表达式中只表示出气体或溶液中溶质的浓度而固体或纯液体不表示出来 答案 d 2 关于化学平衡常数的叙述正确的是 a 温度一定 一个化学反应的平衡常数不是一个常数b 两种物质反应 不管怎样书写化学方程式 平衡常数不变c 温度一定时 对于给定的化学反应 正 逆反应的平衡常数互为倒数d 浓度商qv逆 答案 c 3 当把晶体n2o4放入密闭容器中气化 并建立了n2o42no2平衡后 保持温度不变 再通入若干n2o4气体 待反应达到新的平衡时 则新平衡与旧平衡相比 其c no2 2 c n2o4 值 a 变大b 不变c 变小d 无法确定 解析 温度不变 k不变 答案 b 4 在相同的温度下 测得反应 n2 g o2 g 2no g 的平衡常数k 3 84 10 31 2so2 g o2 g 2so3 g 的平衡常数k 3 10 1026 则在此温度下 两个化学反应的反应程度之间的关系是 a b 答案 b 5 x y z为三种气体 把amolx和bmoly充入一密闭容器中 发生反应x 2y2z 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 解析 x 2y2z起始物质的量 molab0转化物质的量 molx2x2x平衡物质的量 mola xb 2x2x据题意 a x b 2x 2x解得x a b 5 2 a b 5b 100 1 平衡常数只受温度影响 与其他外界条件无关 计算平衡常数时