化学平衡常数

选修4

第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡(第五课时)化学平衡常数序号起始时浓度mol/L698.6K平衡时浓度mol/L698.6K平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031250.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.004570.000740.013544000.010690.001140.001140.00841I2(g)+H2(g)2HI(g)54.5754.6254.2154.42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；2、常数K与反应的起始浓度大小无关；3、常数K与平衡正向建立还是逆向建立无关即与平衡建立的过程无关。aA+bB

cC+dD一、化学平衡常数定义：

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（简称平衡常数）。K=

[c(C)]p[c(D)]q

[c(A)]m[c(B)]n

二、平衡常数的数学表达式mA+nB

pC+qD化学平衡常数同阿伏加德罗常数以及物理中的万有引力常数一样都是一个常数，只要温度不变，对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值。课堂练习：写出下列各反应的平衡常数K的表达式(1)2NO2（g）

N2O4（g）

(2)N2O4（g）

2NO2（g）

(3)CaCO3（s）

CaO（s）+CO2（g）

三、平衡常数使用注意事项1、化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度变化无关；2、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“1”而不代入公式例CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(l)K=c(CO)/[c(CO2)·c(H2)]3、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K1=K22三、平衡常数使用注意事项化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会改变。2NO(g)+O2(g)2NO2

K1

2NO2(g)N2O4

K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K思考：K与K1、K2的关系K=k1×K2四、平衡常数的应用（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。（2）一般当K＞105时，正反应进行得基本完全。

K<10-5时,正反应基本没有进行。1、判断反应进行的程度；化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。它能够表示出可逆反应进行的完全程度。一个反应的K值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物转化率也越大。题型一、平衡常数表达式及其值的计算若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。四、平衡常数的应用题型二、利用K判断反应的热效应

Q＜K，反应向正方向进行

Q=K，反应达到平衡状态

Q＞K，反应向逆方向进行Q=

[c(C)]p[c(D)]q

[c(A)]m[c(B)]n

浓度商：mA+nB

pC+qD3、判断反应进行的方向；可以利用平衡常数的值做标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。四、平衡常数的应用题型三、利用K值判断是否处于平衡状态，以及平衡移动方向五、平衡常数的计算例题1：某容器充入氮气和氢气发生反应N2+3H22NH3，在某温度下各物质的平衡浓度是:C(N2)=3mol·L-1,C(H2)=9mol·L-1,C(NH3)=4mol·L-1求该反应的平衡常数和N2、H2的初始浓度。=423×93

=0.0073解：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始浓度(mol/l)变化浓度(mol/l)平衡浓度(mol/l)ab0

2

64394由题意可知：K=[c(NH3)]2

c(N2)[c(H2)]3

a=3mol/L+2mol/L=5mol/Lb=9mol/L+6mol/L=15mol/L练习：反应CO(g)+H2O(g)H2(g)

+CO2(g)在773K时平衡常数K=9，如果反应开始时：C(H2O)=C(CO)=0.020mol∕L，求CO的转化率。1、已知一氧化碳与水蒸气的反应为CO+H2O(g)CO2+H2催化剂高温在427℃时的平衡常数是9.4。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。2、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2+O22SO3已知