第八课时 第三节化学平衡(4)-等效平衡课件.ppt

化学平衡的相关计算,化学平衡的相关计算,基本模式“三段式”,转化：mxnxpxqx,平衡：a-mxb-nxpxqx,基本关系,生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度,反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度,转化率,化学平衡的相关计算,气体的平均分子量,化学平衡的相关计算,几点定律,a、如果保持P、T不变：则气体的体积比等于物质的量之比，即则气体的密度比等于摩尔质量之比，即b、如果保持V、T不变：则气体的压强比等于气体物质的量之比，即,在一定温度下,容积为20L的容器中充入2molSO2和1molO2发生反应：2SO2+O22SO3，达到平衡时，容器内气体压强为开始时的70%。试求：SO2的转化率平衡时的O2浓度SO3的体积分数混合气体的平均相对分子量平衡时混合气体的密度,例题常规计算,90%,0.005mol/L,85.7%,76.2,8g/L,1molX气体跟amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g)aY(g)bZ(g)，反应达到平衡后，测得X的转化率为50%。而且，在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度3/4，试求a、b的关系。,例题,2b-a=1,在一定温度和压强下，将平均分子相对质量为8.5的N2和H2的混合气体，充入密闭容器中反应，达到平衡后，混合气体的平均分子量为10.0，则N2的转化率为_。,练习,30%,化学反应原理,新课标人教版选修四,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）,【学习目标】,1、理解化学平衡常数的含义,3、能运用化学平衡常数进行计算,2、会运用化学平衡常数判断反应进行程度,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。,c(HI),2,c(H2)c(I2),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。,1.定义：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，这个常数称是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号K表示。由于该常数是以浓度幂之积的比值表示，故又称浓度平衡常数，用KC表示。,一、化学平衡常数(符号为K),2.数学表达式：,3.平衡常数的单位浓度的单位为molL-1K的单位为(molL-1)n；,纯固体、液体浓度，一般不出现在表达式中，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)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l),4.书写平衡常数关系式的规则,一、化学平衡常数(符号为K),Kc=c(CO2),Kc=c(CO)/c(CO2)c(H2),4.书写平衡常数关系式的规则,一、化学平衡常数(符号为K),再如: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-+H2O2CrO42-+2H+,Kc=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-),又如：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+CH3COOHCH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/(cC2H5OHcCH3COOH),1、对于3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)，反应的化学平衡常数表达式为（）,D,课堂练习,例N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1=1.601051/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)K2=3.87102K1K2，K1=K22,4.书写平衡常数关系式的规则,一、化学平衡常数(符号为K),(2)同一反应，化学方程式书写不同，K值不同,N2+3H22NH3,2NH3N2+3H2,1/2N2+3/2H2NH3,K1=1/K2=K32,某温度下：,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)例题:2NO(g)+O2(g)2NO2K12NO2(g)N2O4K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K1K2,4.书写平衡常数关系式的规则,一、化学平衡常数(符号为K),（4）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即速率大，K值不一定大,一般来说，K105，认为正反应进行得较完全K10-5认为正反应很难进行（逆反应较完全）10-5K105认为是可逆反应,(1)判断反应进行的程度,5、化学平衡常数意义,如：在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。,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。,若正反应是吸热反应,升高温度,K值增大;,若正反应是放热反应,升高温度,K值减少。,(2)判断反应H,通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上面可逆反应的正方向是,K,化学平衡常数,放热反应,(3)计算转化率K值越大，反应物的转化率越大依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。,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：,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),增加反应物A的量，平衡向正反应方向移动，反应物A的转化率的变化与化学计量数有关，转化率可能增大或者减少或者不变。若按转化率公式计算，分子、分母的值都增大，转化率的值是不能确定的，而用压缩原理可以解释这三种转化率的变化。,分析讨论如图，M和N为两个等温等压容器其中隔板固定，活塞可自由移动我们将mmolA充入M容器中，让其在一定温度下发生化学反应并建立化学平衡状态M1，设此时A的转化率为x同温下，我们再将nmolA充入上述已达平衡状态的M容器中由于提高了A的浓度，故化学平衡向正反应方向移动，并在恒温恒容下第二次建立化学平衡状态M2，设此时A的转化率为y对于第二次nmolA的充入我们可以做这样的设置：让nmolA先在容器N中反应，且达到化学平衡状态我们总可以通过调整N的体积，使其与容器M为同一温度同一压强则此时容器M和容器N中的两个化学平衡状态为等效平衡即两容器中对应组分百分含量相等，反应物转化率也相等，且均为x此时我们将隔板抽掉，压缩活塞，使容器M和N合二为一，压缩至原M容器的体积为止此时，由于减容增压，各物质浓度均增大，正逆化学反应速率均加快，化学平衡发生移动，移动方向取决于化学方程式中气体物质的计量数根据勒沙特列原理.,分解反应：增加反应物的用量即增大反应物的浓度相当于增大压强,若m=n+p，反应物A的转化率都不变。,若mn+p,A的转化率增大。,mA(g)nB(g)+pC(g),例1对于反应：2A+B2C在反应过程中C的百分含量随温度变化如右图所示，则：T0对应的V正与V逆的关系是_.正反应为_热反应.A、B两点正反应速率的大小关系是:_.温度TNB.N丙甲B.乙甲丙C.甲乙丙D.丙甲乙,B,B,CO+H2OH2+CO2此反应在773K时平衡常数K=9，如反应开始时C(H2O)=C(CO)=0.020molL-1求CO的转化率。CO+H2OH2+CO2初始0.020.0200平衡时0.02-x0.02-xxxK=x/(0.02-x)2=9x/(0.02-x)=3x=0.015molL-1转化率=(0.015/0.020)100=75,K=C(CO2)C(H2)/C(CO)C(H2O)=(2.0)(2.0)/2.0(1-)2.0(1-)=2/(1-)2=2.6=62%,课堂练习：450K时往一空容器中通入氮N2和H2，反应达平衡后，测得C(N2)=3mol/L，C(H2)=9mol/L，C(NH3)=4mol/L,求K、N2和H2的