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1、关于化学平衡常数计算上课现在学习的是第1页，共29页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）现在学习的是第2页，共29页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)H2I2HI10.011970.0694400.0056170.00059360.0127020.011350.0090400.003560.001250.0155930.012010.0084030.00.004580.00097330.0
2、14864000.015200.0016960.0016960.011815000.012870.0014330.0014330.010006000.037770.0042130.0042130.02934I2(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现在学习的是第3页，共29页【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，时，为常数为常数 用用K表示表示,K=54.5；(2)
3、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，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，这个常数这个常数称为称为化学平衡常数化学平衡常数简称简称平衡常数。平
4、衡常数。现在学习的是第4页，共29页【问题探究二】【问题探究二】:以上的结论是否只适用于某一特定反应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？请用以下数据来确认。还是适用于所有的可逆反应？请用以下数据来确认。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)SO2O2SO3T110.02000.010000.01440.00780.005620.03000.020000.01960.01480.0104T210.02000.010000.01600.00800
5、.004020.08000.030000.05800.01900.0220SO32SO22O219.3919.027.817.57现在学习的是第5页，共29页【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。现在学习的是第6页，共29页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，
6、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)现在学习的是第7页，共29页【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（g）K1=N2O4（g）2NO2（g）K2=NO2（g）1/2N2O4（g）K3=（3）FeCl3(aq)+3KSCN(aq)
7、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现在学习的是第8页，共29页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变的，化学平衡关系式中只包系式中，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。括气态物质和溶液中各溶质的浓度。如如:
8、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，衡关系式中，如：如：Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)又如又如：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
9、平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应不可视为常数，必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/(cC2H5OHcCH3COOH)现在学习的是第9页，共29页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现在学习的是第10页，共29页例N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1=1.601051/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)K2=3.87102K1 K2，K1=K222)
10、2)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，但它们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。之间相互关联。现在学习的是第11页，共29页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 1/3N
11、2 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现在学习的是第12页，共29页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)，则总反应，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商商)例题例题:2NO(g)+O2(g)2NO2 2NO2(g)N2O4 2NO(g)+O2(g)N2O4(g)现在学习的是第13页，共29页Fe3O4(s)+4H2(g)高温高温3Fe(s)+4H2O(g)N2+3H2 2NH32NH
12、3 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现在学习的是第14页，共29页二、平衡常数的运用二、平衡常数的运用现在学习的是第15页，共29页结论：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？现在学习的是第16页，共29页对于反应对于反应m A(g)
13、+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，请随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化，请判断判断和和 两种情况哪种是吸热，哪种是放热？两种情况哪种是吸热，哪种是放热？温度温度平平衡衡常常数数【运用探究二】【运用探究二】结论：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现在学习的是第17页，共29页平衡常数平衡常数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。
14、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。现在学习的是第18页，共29页【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，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
15、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。现在学习的是第19页，共29页 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比较比较大小大小来判断。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。现在学习的是第20页，共29页随堂练习随堂练习2：一定温度
16、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经测定经测定该反应在该温度下的平衡常数该反应在该温度下的平衡常数K19，试判断，试判断，（1）当）当SO2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？现在学习的是第21页，共29页三、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现在学习的是第22页，共29页（1）利用平衡常数）利用平衡常数
17、,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.现在学习的是第23页，共29页K=C(CO2)C(H2)/C(CO)C(H2O)=(2.0)(2.0)/2.0(1-)2.0(1-
18、)=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,C
19、O的转化率的转化率。现在学习的是第24页，共29页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现在学习的是第25页，共29页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
20、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.现在学习的是第26页，共29页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)
21、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。现在学习的是第27页，共29页练练 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，反应进行的程度越越大，达到平衡时，反应进行的程度越大大.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现在学习的是第28页，共29页感感谢谢大大家家观观看看26.09.2022现在学习的是第29页，共29页