《化学平衡(第二课时)》课件

《化学平衡（第二课时）》可逆反应正向反应逆向反应同时存在

化学平衡时各物质的量不再改变，υ(正)＝υ

(逆)≠0反应条件改变化学平衡可能变化化学平衡常数m

A(g)+n

B(g)p

C(g)+q

D(g)定量描述写出下列可逆反应的平衡常数表达式。1.2.3.

N2(g)

+3H2(g)

2NH3(g)1.2.3.2NH3(g)

N2(g)

+3H2(g)N2(g)+H2(g）

NH3(g）1232写一写写出下列可逆反应的平衡常数表达式。1.2.3.

N2(g)

+3H2(g)

2NH3(g)1.2.3.2NH3(g)

N2(g)

+3H2(g)N2(g)+H2(g）

NH3(g）1232写一写c2(NH3)

K1＝c(N2)•c3(H2)

K2＝c2(NH3)c(N2)•c3(H2)

写出下列可逆反应的平衡常数表达式。1.2.3.

N2(g)

+3H2(g)

2NH3(g)1.2.3.2NH3(g)

N2(g)

+3H2(g)N2(g)+H2(g）

NH3(g）1232写一写c2(NH3)

K1＝c(N2)•c3(H2)

K2＝c2(NH3)c(N2)•c3(H2)

K3＝c1/2(N2）•c3/2(H2)c(NH3)

K1和K2、K3是什么关系呢？写出下列可逆反应的平衡常数表达式。1.2.3.

N2(g)

+3H2(g)

2NH3(g)1.2.3.2NH3(g)

N2(g)

+3H2(g)N2(g)+H2(g）

NH3(g）1232写一写c2(NH3)

K1＝c(N2)•c3(H2)

K2＝c2(NH3)c(N2)•c3(H2)

K3＝c1/2(N2）•c3/2(H2)c(NH3)

K1＝K21＝

K32

Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g)高温写一写写出下列可逆反应的平衡常数表达式。

Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g)高温写一写写出下列可逆反应的平衡常数表达式。)H(c)OH(cK2424＝记一记书写平衡常数表达式的注意事项1.表达式中的各物质的浓度必须为平衡浓度。2.平衡常数表达式与化学方程式的书写一一对应。3.固体、液体纯物质的浓度视为常数，在表达式中不出现。平衡常数受哪些因素影响？

请根据以下资料提供的数据，分析影响平衡常数的因素。分析与思考表1H2(g)+I2(g)2HI(g)不同条件下的平衡常数序号起始浓度（×10－2mol·L-1）不同温度下的平衡常数(K)c(H2)c(I2)c(HI)457.6℃425.6℃25℃11.1970.694048.3854.5186721.2280.996048.6154.6286731.2010.840049.5454.218674001.52048.4854.108675001.28748.7154.42867

平衡常数不受浓度的影响，受温度影响分析与思考体系压强改变会影响平衡常数吗？分析与思考

压强改变可能会影响体系中物质的浓度，而浓度的改变不影响平衡常数。因此压强不影响平衡常数的大小。分析与思考体系压强改变会影响平衡常数吗？表225℃时，生成卤化氢反应的平衡常数化学方程式平衡常数

(K)F2(g)+H2(g)2HF(g)6.5×1095Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)2.57×1033Br2(g)+H2(g)2HBr(g)1.91×1019I2(g)

+H2(g)2HI(g)8.67×102分析与思考表225℃时，生成卤化氢反应的平衡常数化学方程式平衡常数

(K)F2(g)+H2(g)2HF(g)6.5×1095Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)2.57×1033Br2(g)+H2(g)2HBr(g)1.91×1019I2(g)

+H2(g)2HI(g)8.67×102分析与思考

平衡常数的大小，与反应中物质的性质有关内因：反应中物质的性质外因：对于同一可逆反应，化学平衡常数只与温度有关三.化学平衡常数的应用1.影响化学平衡常数的因素

结合平衡常数的表达式思考，K的大小表示什么含义？想一想K

＝cp(C)•

cq(D)

cm(A)•

cn(B)m

A(g)+n

B(g)

p

C(g)+q

D(g)

结合平衡常数的表达式思考，K的大小表示什么含义？想一想K

＝cp(C)•

cq(D)

cm(A)•

cn(B)m

A(g)+n

B(g)

p

C(g)+q

D(g)对于同类型的反应，K越大，反应进行的程度越大2.根据平衡常数的大小，判断反应进行的程度

对于同类型的化学反应，K越大，反应进行的程度越大，一般：

K≥105，正反应进行得基本完全三.化学平衡常数的应用表225℃时，生成卤化氢反应的平衡常数化学方程式平衡常数

(K)F2(g)+H2(g)2HF(g)6.5×1095Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)2.57×1033Br2(g)+H2(g)2HBr(g)1.91×1019I2(g)

+H2(g)2HI(g)8.67×102

注意：化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小，并不涉及反应时间和化学反应速率。也就是说，某个化学反应的平衡常数很大，可能化学反应速率却很小。常温下K＝5×108常温下限度较大，但化学反应速率很小合成氨N2(g)

+3H2(g)2NH3(g)

投料浓度不影响化学反应的平衡常数，仅改变投料浓度后，平衡时物质的转化率会改变吗？想一想

将0.1molCO与0.1molH2O气体混合充入10L密闭容器中，加热到800℃，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005mol·L-1。（1）求该反应的平衡常数及平衡时CO的转化率。算一算

将0.1molCO与0.1molH2O气体混合充入10L密闭容器中，加热到800℃，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005mol·L-1。（1）求该反应的平衡常数及平衡时CO的转化率。算一算【解】依题意可知：

起始时c(CO)＝

c(H2O)

＝

0.01

mol·L-1

平衡时c(CO)＝

0.005

mol·L-1

变化量c(CO)＝

0.005mol·L-1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)列出三段式：起始浓度/(mol·L-1)

0.010.0100变化浓度/(mol·L-1)

0.005

平衡浓度/(mol·L-1)

0.005

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)列出三段式：起始浓度/(mol·L-1)

0.010.0100变化浓度/(mol·L-1)

0.005

0.0050.0050.005

平衡浓度/(mol·L-1)

0.005

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)列出三段式：起始浓度/(mol·L-1)

0.010.0100变化浓度/(mol·L-1)

0.005

0.0050.0050.005

平衡浓度/(mol·L-1)

0.0050.0050.0050.005

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)列出三段式：K＝＝＝1c(CO2)•

c(H2)c(CO)•

c(H2O)

0.005

×0.005

0.005

×0.005

起始浓度/(mol·L-1)

0.010.0100变化浓度/(mol·L-1)

0.005

0.0050.0050.005

平衡浓度/(mol·L-1)

0.0050.0050.0050.005

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)列出三段式：CO的转化率为：0.005

mol·L-1

0.01

mol·L-1×100%

＝

50%起始浓度/(mol·L-1)

0.010.0100变化浓度/(mol·L-1)

0.005

0.0050.0050.005

平衡浓度/(mol·L-1)

0.0050.0050.0050.005

将0.1molCO与0.1molH2O气体混合充入10L密闭容器中，加热到800℃，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005mol·L-1。（2）在上述温度下，CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.3mol，达到平衡时，

CO的浓度为多少？CO的转化率为多少？算一算【解】依题意可知：起始时c(CO)＝

0.01

mol·L-1

c(H2O)＝

0.03

mol·L-1

平衡常数只与温度有关【解】设达到平衡状态时CO浓度的变化量为xmol·L-1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始浓度/(mol·L-1)

0.010.03

00变化浓度/(mol·L-1)

x

x

xx平衡浓度/(mol·L-1)

0.01−x0.03−x

x

x【解】设达到平衡状态时CO浓度的变化量为xmol·L-1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始浓度/(mol·L-1)

0.010.03

00变化浓度/(mol·L-1)

x

x

xx平衡浓度/(mol·L-1)

0.01−x0.03−x

x

xK＝＝c(CO2)•

c(H2)c(CO)•

c(H2O)＝

1

x2(0.01−x)•(0.03−x）x＝

0.0075平衡时CO的浓度为0.0025

mol·L-1【解】设达到平衡状态时CO浓度的变化量为xmol·L-1起始浓度/(mol·L-1)

0.010.03

00变化浓度/(mol·L-1)

x

x

xx平衡浓度/(mol·L-1)

0.01−x0.03−x

x

x解得：x＝

0.0075CO的转化率为：0.0075

mol·L-1

0.01

mol·L-1×100%＝75%

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)序号起始浓度/（mol·L-1）平衡时CO的转化率CO（g）H2O（g）10.010.0150%20.010.0375%

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)3.根据平衡常数计算平衡时各物质的浓度及反应物的转化率同一温度下，同一反应投料方式1投料方式2投料方式3化学平衡1化学平衡2化学平衡3转化率可能不同，平衡常数(K

)相同三.化学平衡常数的应用想一想

将0.1molCO与0.1molH2O气体混合充入10L密闭容器中，加热到800℃，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005mol·L-1。（3）在上述温度下，CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.375mol，反应一段时间后测得体系中CO的浓度为0.0025

mol·L-1，此时反应是否达到平衡状态？

可通过平衡常数计算出该投料方式下平衡时CO的浓度，将其与测量值相比。说一说

可通过平衡常数计算出该投料方式下平衡时CO的浓度，将其与测量值相比。说一说

可将此时各物质的浓度代入平衡常数的表达式中进行计算，若和该温度时的K

相等则达到平衡。

可通过平衡常数计算出该投料方式下平衡时CO的浓度，将其与测量值相比。说一说

可将此时各物质的浓度代入平衡常数的表达式中进行计算，若和该温度时的K

相等则达到平衡。【解】起始时c(CO)＝0.01

mol·L-1c(H2O)＝0.0375

mol·L-1某时刻c(CO)＝0.0025

mol·L-1，减少了0.0075mol·L-1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始浓度/(mol·L-1)

0.010.0375

00变化浓度/(mol·L-1)

0.0075

0.0075

0.0075

0.0075某时刻浓度/(mol·L-1)

0.00250.030.0075

0.0075该温度下，该反应的平衡常数为1将此刻各物质的浓度，代入平衡常数的表达式计算

c(CO2)•c(H2)c(CO)•c(H2O)

(0.0075)2＝

＝0.75

＜10.0025

×0.03该温度下，该反应的平衡常数为1将此刻各物质的浓度，代入平衡常数的表达式计算

c(CO2)•c(H2)c(CO)•c(H2O)

(0.0075)2＝

＝0.75

＜10.0025

×0.03

此时不是化学平衡状态，反应在向正反应方向进行之中对于可逆反应：任意时刻的浓度商4.利用平衡常数判断化学反应进行的方向三.化学平衡常数的应用达到化学平衡状态时浓度商等于该温度下的K

Q＝cp(C)•

cq(D)

cm(A)•

cn(B)m

A(g)+n

B(g)

p

C(g)+q

D(g)是否平衡或平衡移动的方向，可用该时刻浓度商Q

与K比较大小来判断。三.化学平衡常数的应用在同一温度下：

Q＝K

，处于化学平衡状态

Q

＜K

，向正反应方向进行

Q

＞K

，向逆反应方向进行4.利用平衡常数判断化学反应进行的方向小结平衡常数(K

)可逆反应

化学平衡状态一定条件下定量表达与Q比较判断是否达到平衡计算平衡时各物质的浓度和反应物的转化率

只受温度影响任务一化学平衡常数的应用[问题探究]1.对反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在密闭容器中达到平衡后,再充入一定量N2(温度、容积不变),平衡正移,平衡常数变大,对吗?答案

不对,平衡常数只受温度影响。2.升高温度平衡常数一定增大吗?答案

不一定,若正反应为吸热反应,则升高温度平衡常数增大,反之则减小。[深化拓展]1.化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的程度K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,正向反应进行的程度越大,即反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,反应进行就越不完全,反应物转化率就越小。(2)利用K值随温度的变化可判断反应的热效应若升高温度,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。(3)计算转化率依据起始浓度(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。(4)判断平衡移动的方向利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在任意状态下,生成物的浓度和反应物的浓度有如下关系:,Q为该反应的浓度商。则:Q<K时,反应向正反应方向进行;Q=K时,反应处于平衡状态;Q>K时,反应向逆反应方向进行。2.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,由于其浓度可看作常数而不写入表达式。(3)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,不能用非平衡状态下的浓度值。[素能应用]典例1在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示:T/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=

。

(2)该反应为

(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为

℃。此温度下加入1molCO2(g)和1molH2(g)充分反应,达到平衡时,CO2的转化率为

。

(4)在800℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)=2mol·L-1,c(H2)=1.5mol·L-1、c(CO)=1mol·L-1、c(H2O)=3mol·L-1,则正、逆反应速率的比较为v(正)

(填“>”“<”或“=”)v(逆)。

解析

(2)温度越高,K值越大,说明升温平衡正向移动,正反应为吸热反应。(3)由题意可得K=1,查表可知对应温度为830

℃;设反应了的CO2的物质的量为x

mol,则消耗掉的H2的物质的量为x

mol,生成的CO和H2O的物质的量均是x

mol(容器体积为V

L)。则CO2的转化率为50%。解析

第2个反应与第1个反应互为逆反应,平衡常数互为倒数关系;第3个反应的化学计量数与第1个反应相比,缩小一半,根据平衡常数表达式可得任务二化学平衡的有关计算[问题探究]1.反应物的转化率增大,平衡常数一定增大吗?答案

不一定;在一定温度下,对于一个反应可以通过改变外界条件增大反应物的转化率,但因温度不变,平衡常数也不变。2.对于常温下的反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),若已知反应物的起始浓度和常温下的平衡常数,可不可以计算平衡时反应物的转化率?答案

可以。可根据反应物的起始浓度和平衡常数计算平衡时的浓度,然后根据反应物的变化量可求出其转化率。[深化拓展]1.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: a

b

0

0转化: mx

nx

px

qx平衡: a-mx

b-nx

px

qx(1)转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。2.反应物的转化率[素能应用]典例2已知可逆反应:M(g)+N(g) P(g)+Q(g)

ΔH>0,请回答下列问题:(1)在某温度下,反应物的初始浓度分别为c0(M)=1mol·L-