化学平衡常数课件高二上学期化学人教版选择性必修1

第二章

化学反应速率与化学平衡第二节化学平衡第2课时化学平衡常数当达到化学平衡状态时究竟有多少反应物转化成生成物？平衡体系中反应物的浓度和生成物的浓度之间有什么关系呢？序号起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/L平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)c(H2)c(I2)c(HI)10.011970.00694400.0056170.00059360.0127048.3720.012280.00996400.0038410.001250.0168748.6230.012010.0084030.00.0045800.00097330.0148649.544000.015200.0016960.0016960.0118148.495000.012870.0014330.0014330.0100048.706000.037770.0042130.0042130.0293448.50

平均值48.70表2-1457.6℃时反应体系H2(g)+I2(g)2HI(g)中总各物质的浓度从正反应开始从逆反应开始计算公式几乎相等c2(HI)c(H2)·c(I2)（2）无论反应物或生成物的浓度如何改变，平衡时只要温度一定，

的值也

。（1）无论该反应从正向进行还是从逆向进行，平衡时只要温度一定，

的值

。近似相等近似相等（3）分析上表数据可知，该反应在457.6℃达到平衡时，

是一个

，用K表示。常数对于可逆反应：Q=任意时刻，反应中生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值称为浓度熵cp(C)•cq(D)

cm(A)•cn(B)浓度商达到化学平衡状态时浓度商为一个定值平衡时的浓度商称为化学平衡常数，用K来表示。K

＝cp(C)•cq(D)

cm(A)•cn(B)m

A(g)+n

B(g)p

C(g)+q

D(g)注意:

①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度。

②反应中的固体或纯液体不列入平衡常数的表达式中

③当H2O为液态时，其浓度为固定常数，不能代入平衡常数表达式；

当H2O是气态时，则需要代入平衡常数表达式。

④化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，由于化学方程式的书

写不同，平衡常数的表达式不同。

⑤对于一个具体的反应而言，其平衡常数只与温度有关，与压强、浓

度无关，也不随各成分的浓度改变而改变。B1.写出下列各反应的平衡常数表达式

(1)CO(g)＋H2O(g)

⇌CO2(g)＋H2(g)

(2)Cl2(g)＋H2O(l)

⇌HCl(aq)＋HClO(aq)

【课堂练习】

K=

K=

(3)Cr2O72-(aq)+H2O(l)

⇌

2CrO42-(aq)+2H+(aq))Cr2O72-(c)CrO42-(c2)H+(c2K=能改写成离子方程式的，先改写再写K(1)①N2(g)+3H2(g)

⇌

2NH3(g)②1/2N2(g)+3/2H2(g)

⇌NH3(g)

③2NH3(g)

⇌

N2(g)+3H2(g)2.写出下列各反应的平衡常数表达式，找出它们之间的联系c2(NH3)K1＝c(N2)•c3(H2)

c2(NH3)K3＝c(N2)•c3(H2)

c(NH3)K2＝c1/2(N2)•c3/2(H2)

K1=K22

K3=1/K1

(2)①2NO(g)+O2(g)

⇌2NO2(g)②2NO2(g)

⇌

N2O4(g)

③2NO(g)+O2(g)

⇌

N2O4(g)c2(NO2)K1＝c2(NO)•c(O2)

c(N2O4)K2＝c2(NO2)

c(N2O4)K3＝c2(NO)•c(O2)

③=①+②K3=K1

K2【小结】平衡常数与方程式的关系1.对于同一可逆反应，正反应和逆反应的平衡常数互为倒数2.若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，

则化学平衡常数变为原来的

n次幂或1/n

次幂3.化学方程式相加，平衡常数相乘

化学方程式相减，平衡常数相除（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的

(也叫

)。（2）K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例_____，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越

，平衡时反应物的转化率越

，反之，K越小，该反应进行得越

，平衡时反应物的转化率越

。观察下表，思考为什么不同反应之间的K

值相差如此之大？下表为298K时，卤化氢生成反应的平衡常数：化学方程式平衡常数K化学方程式平衡常数KF2+H2

===2HF6.5×1095Br2+H2

===2HBr1.91×1019Cl2+H2

===2HCl2.57×1033I2+H2

⇋2HI8.67×102越大完全越大不完全越小105当K＞

时，该反应就进行的基本完全了。（3）程度反应的限度3.化学平衡常数的影响

化学平衡常数K只与温度有关！4.意义

K值的大小：定量的衡量化学反应进行的程度

(1)K值越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，

转化率越高；反之则转化率越低。(2)一般当K＞105时，该反应进行得基本完全；

一般当K＜10-5时，该反应很难进行。注意：K值不能预示反应达到平衡所需要的时间。四、有关化学平衡计算的基本模式——“三段式法”mA(g)＋nB(g)

⇌

pC(g)＋qD(g)起始物质的量/mol

a

b

0

0变化物质的量/mol

mx

nx

px

qx平衡物质的量/mol

a－mx

b－nx

px

qx(1)变化量与化学方程式中各物质的计量数成比例。(2)这里a、b可指物质的量浓度等。K=c2(HI)c(H2)c(I2)=0.25解：(1)根据题意有:

H2+I2

⇌2HIc(始)/mol.L-1

00.0100.0100.00400.00200.0040c(平)/mol.L-1

0.00800.0080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蒸汽各0.20mol。试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。0.0020c(转)/mol.L-1

教材P35(2)设H2的消耗浓度为xmol/LK=c2(HI)c(H2)c(I2)=0.25=(2x)2(0.020-x)2x=0.0040c(H2)=c(I2)=0.016mol/Lc(HI)=0.0080mol/L

H2+I2

⇌

2HIc(始)/mol.L-1

0.0200.02000.020-xc(平)/mol.L-1

2x0.020-xxx2xc(转)/mol.L-1

五、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α来表示反应限度。对于可逆反应:

mA(g)+nB(g)

⇌

pC(g)+qD(g)教材P35例2解：设达到平衡时CO转化为CO2的物质的量为xmol，容器的容积为yL。CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)起始浓度/mol•L-1变化浓度/mol•L-1平衡浓度/mol•L-12.0/y10/y00x/yx/yx/yx/y(2.0-x)/y(10-x)/yx/yx/yK=

c(CO2)⦁

c(H2)c(H2O)•c(CO2)分压定义计算公式分压定律相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强。混合气体中某组分的分压＝总压×该组分的物质的量分数，pB＝p总×

。混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和，即p总＝pA＋pB＋pC＋…nBn总拓展：分压平衡常数KpmA(g)+nB(g)⇋eC(g)+fD(g)达平衡时，用分压代替浓度，即气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，用符号Kp表示，pe(C)·pf(D)pm(A)

·pn(B)Kp=某气体的分压=气体总压×该气体的体积分数(物质的量分数)拓展：分压平衡常数KpPV=nRT一定温度下，气相反应达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示Kp

＝pp(C)•

pq(D)pm(A)•

pn(B)m

A(g)+n

B(g)

p

C(g)+q

D(g)压强平衡常数例.某混合气体中含有2molH2，3molO2，5molN2，其总压为100kPa，则三种气体的分压分别为多少？P(H2)=20kPaP(O2)=30kPaP(N2)=50kPaPV=nRT计算步骤【练习6】在300℃、8MPa下，将CO2和H2按物质的量之比为1:3通入恒压密闭容器中发生CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2