鲁科版选修4《化学平衡常数及平衡转化率》

第二章第二节化学反应的限度第一课时,一、化学平衡常数,鲁科版化学反应原理,学习目标：1.了解化学平衡常数的涵义。2.通过对“化学平衡常数”问题的探讨，培养分析、处理实验数据的能力，以及从数据中获取信息、总结规律的能力。,该反应在一定条件下是不可能进行完全的，即存在一定的限度，而反应的限度的大小对于生产和生活实际有着直接影响。因此仅研究化学反应的方向是不够的，还需要关注化学反应的限度问题。怎样定量描述化学反应的限度呢？化学反应中反应物的转化率受到哪些因素的影响？,什么叫化学平衡状态？化学平衡有哪些特点？,在研究了大量实验的基础上，人们发现可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度。,复习巩固,交流研讨1.请根据P42表中的数据计算出平衡时的值，将计算结果填入表中。2.请分析计算所得数据，寻找其中的规律。,一、化学平衡常数,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。,通过分析实验数据得出：(1)温度不变时，为常数用K表示,K=54.5；(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过程无关。,其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系。,在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数，简称平衡常数。,平衡常数一般有浓度平衡常数KC和压强平衡常数Kp两种。,在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为浓度平衡常数，用KC表示。,1、浓度平衡常数KC,反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中！,上两浓度平衡常数的单位分别是？,第1个化学平衡常数K的单位是：L/mol;第2个化学平衡常数K的单位是：mol/L;K的单位与反应的化学方程式有关，由化学方程式决定，无固定的单位。,(2)平衡常数KC值的大小，可推断反应进行的程度。K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K值越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。,(1)平衡常数KC与温度有关，与浓度无关，由KC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;,(3)反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来说，反应的平衡常数K105，认为正反应进行得较完全；K10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。见P43表2-2-1,（2）平衡常数K的性质,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.,(3)在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物的浓度幂的之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商QC与KC比较大小来判断。,Qkc，未达平衡，逆向进行。,Q=kc,达平衡，平衡不移动。,Qkc,未达平衡，正向移动。,例题:高炉炼铁中发生的反应有:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g);H,=).,4、平衡常数的计算,练习：在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得H2=0.0080mol/L，求：反应的平衡常数,对于可逆反应达到平衡后各物质的浓度变化关系，在计算中注意。,（2）生成物：平衡浓度=初始浓度+转化浓度生成物D:D=c0(D)+c(D),（3）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。c(A):c(D)=a:d,（1）反应物：平衡浓度=初始浓度-转化浓度；反应物A:A=c0(A)-c(A),二、平衡转化率,用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率来表示反应限度。,反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：,(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率,注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数虽然一定，但不同的反应物的平衡转化率可能不同。不能脱离具体的反应物谈平衡转化率。,练习：在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得H2=0.0080mol/L，求：(1)反应的平衡常数(2)其它条件不变，充入的H2(g)和I2(g)各0.2mol,求达平衡时各物质的平衡浓度。,(2)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数,（3）知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化