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1、关于化学平衡常数计算上课第一张，PPT共二十九页，创作于2022年6月学习目标学习目标化学平衡常数的涵义化学平衡常数的涵义化学平衡常数的简单计算化学平衡常数的简单计算(求各组分平衡求各组分平衡浓度、反应物转化率）浓度、反应物转化率）第二张，PPT共二十九页，创作于2022年6月序序号号起始时浓度起始时浓度mol/L平衡时浓度平衡时浓度mol/L平衡时平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)H2I2HI10.011970.0694400.0056170.00059360.0127020.011350.0090400.003560.001250.0155930.012010.0084030.00
2、.004580.00097330.014864000.015200.0016960.0016960.011815000.012870.0014330.0014330.010006000.037770.0042130.0042130.02934I2(g)+H2(g)2HI(g)密闭容器密闭容器730.6K根据数据通过计算分析出根据数据通过计算分析出平衡时平衡时数据中的规律。数据中的规律。48.3848.6148.5448.4848.7148.81第三张，PPT共二十九页，创作于2022年6月【问题探究一】【问题探究一】分析上表，你得出什么结论？分析上表，你得出什么结论？(1)温度不变温度不变时，
3、时，为常数为常数 用用K表示表示,K=54.5；(2)常数常数K与与反应的反应的起始浓度大小起始浓度大小无关；无关；(3)常数常数K与与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的过过程无关。程无关。其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系。其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系。对于反应对于反应:aA+bB cC+dD 在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，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，的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数这个常
4、数称称为为化学平衡常数化学平衡常数简称简称平衡常数。平衡常数。第四张，PPT共二十九页，创作于2022年6月【问题探究二】【问题探究二】:以上的结论是否只适用于某一特以上的结论是否只适用于某一特定反应还是适用于所有的可逆反应？请用以下数据定反应还是适用于所有的可逆反应？请用以下数据来确认。来确认。2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）密闭密闭容器容器起始时浓度起始时浓度mol/L平衡时浓度平衡时浓度mol/L平衡时平衡时c0(SO2)c0(O2)c0(SO3)SO2O2SO3T110.02000.010000.01440.00780.005620.03000.020000.01960.014
5、80.0104T210.02000.010000.01600.00800.004020.08000.030000.05800.01900.0220SO32SO22O219.3919.027.817.57第五张，PPT共二十九页，创作于2022年6月【继续探究】【继续探究】结论结论2：常数和起始加入反应物的浓度无关常数和起始加入反应物的浓度无关结论结论1 1：=常数（常数（K）结论结论3：温度改变该常数也发生改变。：温度改变该常数也发生改变。第六张，PPT共二十九页，创作于2022年6月1、定义：、定义：在在一定温度一定温度下，当一个可逆反应下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应
6、物达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数的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）就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号，用符号K表示。表示。2、平衡常数的平衡常数的影响因素影响因素：只有温度：只有温度一、化学平衡常数一、化学平衡常数一定温度下一定温度下aA+bBcC+dDK=cc(C)cd(D)ca(A)cb(B)第七张，PPT共二十九页，创作于2022年6月【问题探究三】【问题探究三】:平衡常数表达式的书写平衡常数表达式的书写（1）CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)K=（2）2NO2（g）N2O4（
7、g）K1=N2O4（g）2NO2（g）K2=NO2（g）1/2N2O4（g）K3=（3）FeCl3(aq)+3KSCN(aq)Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq)；K=注意注意1：纯固态和纯液态不写入：纯固态和纯液态不写入K（浓度为浓度为1）注意注意2：以上三个反应的平衡常数之间的关系：以上三个反应的平衡常数之间的关系注意注意3：需要用实际参加反应的离子浓度表示：需要用实际参加反应的离子浓度表示第八张，PPT共二十九页，创作于2022年6月1)如果反应中有如果反应中有固体和纯液体固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不
8、变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶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。液中各溶质的浓度。如如:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)注意：书写平衡常数关系式的规则注意：书写平衡常数关系式的规则K=c(CO2)K=c(CO)/c(CO2)c(H2)再如再如: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，系式中，如：如：Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)又
9、如又如：非水溶液非水溶液中的反应，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+CH3COOH CH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/(cC2H5OHcCH3COOH)第九张，PPT共二十九页，创作于2022年6月N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H2.规律规律:正反应和逆反应平衡常数正反应和逆反应平衡常数K互为倒数。互为倒数。K K1 1=1/K=1/K2 2第十张，PPT共二十九
10、页，创作于2022年6月例N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1=1.601051/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)K2=3.87102K1 K2，K1=K222)2)同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，用不同同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，用不同的化学反应方程式表示时，其对的平衡常数的表达式亦不同，的化学反应方程式表示时，其对的平衡常数的表达式亦不同，但它们之间相互关联。但它们之间相互关联。第十一张，PPT共二十九页，创作于2022年6月N2+3H2 2NH31/2N2+3/2H2 NH3K K1 1=K=K2 22 2.规律规律:平衡常数平衡常数K与化学计
11、量数的次幂成正比。与化学计量数的次幂成正比。如如 N N2 2O O4 4（g g）2NO 2NO2 2（g g）K1=NO K1=NO2 2 2 2/N/N2 2O O4 4 1/3N 1/3N2 2O O4 4（g g）2/3NO 2/3NO2 2（g g）K2=NO K2=NO2 2 2/32/3/N/N2 2O O4 4 1/31/3K K2 2=K=K1 11/3第十二张，PPT共二十九页，创作于2022年6月3)多重平衡规则：多重平衡规则：若干方程式相加若干方程式相加(减减)，则总反，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商商)例题例题:2NO
12、(g)+O2(g)2NO2 2NO2(g)N2O4 2NO(g)+O2(g)N2O4(g)第十三张，PPT共二十九页，创作于2022年6月Fe3O4(s)+4H2(g)高温高温3Fe(s)+4H2O(g)N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H2 N2+H2 NH31232请写出下列可逆反应的平衡常数表达式。请写出下列可逆反应的平衡常数表达式。化学平衡常数化学平衡常数课堂练习课堂练习第十四张，PPT共二十九页，创作于2022年6月二、平衡常数的运用二、平衡常数的运用第十五张，PPT共二十九页，创作于2022年6月结论：结论：表示可逆反应进行的程度：表示可逆反应进行的程度：K越大，越大，正反应
13、进行越完全，转化率越高，此反正反应进行越完全，转化率越高，此反应平衡时，生成物浓度大应平衡时，生成物浓度大【运用探究一】【运用探究一】思考平衡常数的大小和转化率有什么关系？思考平衡常数的大小和转化率有什么关系？第十六张，PPT共二十九页，创作于2022年6月对于反应对于反应m A(g)+n B(g)=p C(g)+q D(g)m A(g)+n B(g)=p C(g)+q D(g)随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化，随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化，请判断请判断和和 两种情况哪种是吸热，哪种是放两种情况哪种是吸热，哪种是放热？热？温度温度平平衡衡常常数数【运用探究二】【运用探究二】结论
14、：结论：吸热反应，随温度升高平衡常数增大吸热反应，随温度升高平衡常数增大放热反应，随温度升高平衡常数减小放热反应，随温度升高平衡常数减小第十七张，PPT共二十九页，创作于2022年6月平衡常数平衡常数K K与温度有关，与浓度无关与温度有关，与浓度无关，由，由K随温随温度的变化可推断正反应是吸热还是放热。度的变化可推断正反应是吸热还是放热。若若正反应是吸热反应正反应是吸热反应,升高温度升高温度,K 增大增大;若正反若正反应是放热反应应是放热反应,升高温度升高温度,K 减少。减少。第十八张，PPT共二十九页，创作于2022年6月【运用探究三运用探究三】在一定温度的密闭容器中，在一定温度的密闭容器中
15、，对于反应对于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，（2）保持）保持H2的浓度不改变将容器的体积扩大的浓度不改变将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？两倍，该平衡向哪个方向移动？注意：注意：当平衡体系中有多条件改变，勒当平衡体系中有多条件改变，勒夏特列原理无法判断平衡移动方向时，我夏特列原理无法判断平衡移动方向时，我们可以考虑计算们可以考虑计算QC和和K的相对大小。的相对大小。第十九张，PPT共二十九页，创作于2022年6月 对于可逆反应对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(3)在某温度下在某温度下，某时刻反应某时刻反应是否达平衡，可用是否达平衡，可用该时刻
16、该时刻产物产物的浓度幂的之积与反应物浓度幂之积的比即的浓度幂的之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商浓度商Q与与K比较大比较大小小来判断。来判断。Q k，未达平衡，未达平衡，逆向进行逆向进行。Q=k,达平衡，达平衡，平衡不移动平衡不移动。Q k,未达平衡，未达平衡，正向移动。正向移动。第二十张，PPT共二十九页，创作于2022年6月随堂练习随堂练习2：一定温度下的密闭容器中存在：一定温度下的密闭容器中存在：2SO2+O2 2SO3知知C(SO2)始始=0.4mol/L，C(O2)始始=1mol/L经测定该经测定该反应在该温度下的平衡常数反应在该温度下的平衡常数K19，试判断，试判断，（1）当）当S
17、O2转化率为转化率为50时，该反应是否达到时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？平衡状态，若未达到，哪个方向进行？（2）达平衡状态时，）达平衡状态时，SO2的转化率应为多少的转化率应为多少？第二十一张，PPT共二十九页，创作于2022年6月三、关于平衡常数和转化率的计算三、关于平衡常数和转化率的计算第二十二张，PPT共二十九页，创作于2022年6月（1）利用平衡常数）利用平衡常数,求平衡时各组分的浓度求平衡时各组分的浓度例例1.在某温度下在某温度下,将将H2和和I2各各0.01mol/L的气态混的气态混合物充入合物充入10L密闭容器中密闭容器中,充分反应充分反应,达到平衡达到平衡
18、后后,测得测得c(H2)=0.008mol/L.(1)求反应的平衡常数求反应的平衡常数.(2)在上述温度下在上述温度下,将将H2和和I2各各0.20mol的气态混合的气态混合物充入该密闭容器中物充入该密闭容器中,试求达到平衡时各物质试求达到平衡时各物质的浓度的浓度.第二十三张，PPT共二十九页，创作于2022年6月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%解解:设设CO的转化率为的转化率为，则，则 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始浓度起始浓度/mol/L 2.0 2.0 0 0转
19、化浓度转化浓度/mol/L 2.0 2.0 2.0 2.0平衡浓度平衡浓度/mol/L 2.0(1-)2.0(1-)2.0 2.0（2）利用平衡常数）利用平衡常数,求平衡时反应物的转化率求平衡时反应物的转化率例题：反应例题：反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在在749K达平衡，达平衡，K=2.60,求：当求：当CO、H2O(g)的起始浓度都为的起始浓度都为 2.0 mol/L达平衡达平衡后后,CO的转化率的转化率。第二十四张，PPT共二十九页，创作于2022年6月c(CO)c(H2O)c(平平)/molL-1 0.200 x 0.200 x x x 解得:x=0.1解：解：设
20、平衡时设平衡时CO2和和H2的浓度为的浓度为x molL-1K=x2(0.200 x)(0.200 x)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)c(始始)/molL-1 0.200 0.200 0 0c(变变)/molL-1 x x x x=1.00c(CO2)c(H2)=100%=50.0%0.1000.200第二十五张，PPT共二十九页，创作于2022年6月小结利用平衡常数利用平衡常数,可以求平衡时各组分的浓度可以求平衡时各组分的浓度和反应物的转化率和反应物的转化率关键关键:(1)将起始浓度将起始浓度,变化浓度变化浓度,平衡浓度表示清楚平衡浓度表示清楚(“三步法三步法”);(2)代
21、到平衡常数表示式中代到平衡常数表示式中;(3)解方程解方程.第二十六张，PPT共二十九页，创作于2022年6月4、另外还有两点必须指出：、另外还有两点必须指出：平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。如：2SO2(g)+O2=2SO3(g)298K时Kp很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反应。平衡常数数值极小的反应，说明正反应在该条件下不可能进行，如:N2+O22NOKc=10-30(298K)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
22、较好一些。第二十七张，PPT共二十九页，创作于2022年6月练练 习习(00天津高考天津高考)在某温度下，可逆反应：在某温度下，可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常数为的平衡常数为，下列说法正确的是（，下列说法正确的是（）.越大，达到平衡时，反应进行的程度越大越大，达到平衡时，反应进行的程度越大.越小，达到平衡时，反应物的转化率越越小，达到平衡时，反应物的转化率越大大.随反应物浓度改变而改变随反应物浓度改变而改变.随温度改变而改变随温度改变而改变第二十八张，PPT共二十九页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看19.09.2022第二十九张，PPT共二十九页，创作于2022年6月