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1、化学平衡化学平衡常数课件第1页，本讲稿共19页我们以氢气和碘蒸气的反应为例，分析课本我们以氢气和碘蒸气的反应为例，分析课本29页表页表中的数据，然后得出结论。中的数据，然后得出结论。根据表中的数据计算出平衡时根据表中的数据计算出平衡时 的值，并的值，并分析其中规律。分析其中规律。2c (HI)c(H2)c(I2)通过分析实验数据得出：通过分析实验数据得出：(1)温度不变温度不变(保持保持457.60C)时，时，为常数为常数,用用 K表示表示,K=48.74；(2)常数常数K与反应的起始浓度大小无关；与反应的起始浓度大小无关；(3)常数常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的与正向建立
2、还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的过程无关。过程无关。2c (HI)c(H2)c(I2)第2页，本讲稿共19页1、定义：、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时平衡时，生，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是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）数（简称平衡常数）2、表达式：、表达式：四、化学平衡常数四、化学平衡常数第3页，本讲稿共19页（1）K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。率也越大。、化
3、学平衡常数的意义：、化学平衡常数的意义：定量的衡量化学反应进行的程度定量的衡量化学反应进行的程度（2）一般当）一般当K105时，该反应进行得基本完全。时，该反应进行得基本完全。3.平衡常数的单位平衡常数的单位浓度的单位为浓度的单位为molL-1 K的单位为的单位为(molL-1)n；第4页，本讲稿共19页、使用平衡常数应注意的几个问题：、使用平衡常数应注意的几个问题：(2)在平衡常数表达式中：纯液体（如水）的浓度、固体物在平衡常数表达式中：纯液体（如水）的浓度、固体物质的浓度不写质的浓度不写(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关例如：例如：N2+
4、3H2 2NH3的的K1值值 与与1/2N2+3/2H2 NH3的的K2值不一样值不一样(1)化学平衡常数的大小只与温度有关，与反应物或生成物化学平衡常数的大小只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。的浓度无关。CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)K=c(CO2)K=c(CO)/c(CO2)c(H2)K1=K22第5页，本讲稿共19页(4)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)，则总反应的平，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积衡常数等于分步平衡常数之乘积(商商)例如例如:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
5、K1 2NO2(g)N2O4(g)K2 2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K 3 K 3 =K1 K2(5)同一化学反应同一化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数正、逆反应的平衡常数互为倒数2NO2(g)2NO(g)+O2(g)K2例如例如:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K1K2 =1/K1第6页，本讲稿共19页(1)判断可逆反应是否达到平衡及反应方向判断可逆反应是否达到平衡及反应方向对于可逆反应，在一定温度的对于可逆反应，在一定温度的任意时刻任意时刻，反应物的浓度和，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：生成物的浓度有如下关系：叫该反应的浓度商叫该反应的浓度商.化学平衡常数的应用
6、化学平衡常数的应用:（1）QCK，反应向正方向进行，反应向正方向进行（2）QCK，反应处于平衡状态，反应处于平衡状态（3）QCK，反应向逆方向进行，反应向逆方向进行第7页，本讲稿共19页(2)利用可判断反应的热效应利用可判断反应的热效应若升高温度，值增大，则正反应为吸热反应若升高温度，值增大，则正反应为吸热反应若升高温度，值减小，则正反应为放热反应若升高温度，值减小，则正反应为放热反应 根据某反应的平衡常数根据某反应的平衡常数K随温度变化的情况，可随温度变化的情况，可判断该反应是放热反应还是吸热反应。判断该反应是放热反应还是吸热反应。第8页，本讲稿共19页(5)K值大小标志反应能达到的最大限度
7、值大小标志反应能达到的最大限度,K值越大，值越大，反应物的转化率越大，反应物的转化率越大，反应反应 越越完全。完全。课堂小结：课堂小结：(1)平衡是有条件的、动态的。平衡是有条件的、动态的。(2)K不随起始浓度大小而变化。不随起始浓度大小而变化。(3)K与温度有关。与温度有关。(4)K与方程式写法有关。与方程式写法有关。第9页，本讲稿共19页Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2OCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)练习：写出下列反应平衡常数的表达式练习：写出下列反应平衡常数
8、的表达式第10页，本讲稿共19页例题例题:高炉炼铁中发生的基本反应如下高炉炼铁中发生的基本反应如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)；H0其平衡常数可表达为其平衡常数可表达为:K=c(CO2)/c(CO)，已知，已知1100，K=0.263 1100时，测得高炉中时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应是否，在这种情况下该反应是否处于平衡状态处于平衡状态_(填填“是是”或或“否否”)，此时化学反应向此时化学反应向 方向进行，其原因是方向进行，其原因是 。第11页，本讲稿共19页、有关化学平衡常数的计算、有关化学平衡常数的
9、计算达到平衡后各物质的浓度变化关系：达到平衡后各物质的浓度变化关系：（2）生成物：平衡浓度）生成物：平衡浓度=初始浓度初始浓度+转化浓度转化浓度 即：即：生成物生成物D:c平平(D)=c0(D)+c(D)（3）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。的化学计量数之比。c(A):c(D)=a:d（1）反应物：平衡浓度）反应物：平衡浓度=初始浓度初始浓度-转化浓度；转化浓度；即：即：反应物反应物A:c平平(A)=c0(A)-c(A)对于反应对于反应:aA+bB cC+dD第12页，本讲稿共19页平衡转化率：平衡转化率：对于可逆
10、反应对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反应物反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：第13页，本讲稿共19页例题例题1：在某温度下，将：在某温度下，将H2(g)和和I2(g)各各0.1mol混合物充入混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得c(H2)=0.0080mol/L，求：，求：(1)反应的平衡常数反应的平衡常数(2)其它条件不变，充入的其它条件不变，充入的H2(g)和和I2(g)各各0.2mol,求达平衡时求达平衡时各物质的平衡浓度。各物质的平衡浓度。第14页，本
11、讲稿共19页 c c(CO):(CO):c c(H(H2 2O)=1:1 O)=1:1 时时时时 CO+H2O CO2 +H2 起始起始c 1 1 0 0转化转化c x x x x平衡平衡c 1-x 1-x x x 解得解得 x=0.5 (CO)=50%(H2O)=50%c c(CO):(CO):c c(H(H2 2O)=1:4 O)=1:4 时时时时 CO+H2O CO2 +H2 起始起始c 1 4 0 0转化转化c x x x x平衡平衡c 1-x 4-x x x解得解得 x=0.8 (CO)=80%(H2O)=20%例例例例3:3:已知已知CO(g g)+H+H2OO(g g)CO CO
12、2 2 (g g)+H +H2 2 (g g)800 800 K=1.0=1.0；求恒温恒容体系中，用；求恒温恒容体系中，用；求恒温恒容体系中，用；求恒温恒容体系中，用c c(CO):(CO):c(H(H2 2O)=1:1O)=1:1或或1:41:4开始，达开始，达开始，达开始，达到平衡时到平衡时到平衡时到平衡时CO和和和和HH2O(g)O(g)的转化率。的转化率。的转化率。的转化率。(1-x)(1-x)x2K=1(1-x)(4-x)x2K=1 增大一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，增大一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，而本身的转化率减小而本身的转化率减小结论：结论：第
13、15页，本讲稿共19页例例4：反应反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在一定条件下在一定条件下进行。设投入的进行。设投入的N2为为1 mol，H2为为3 mol，在一体积，在一体积恒定，温度恒定的容器中反应，测得平衡时的恒定，温度恒定的容器中反应，测得平衡时的压强是原来的压强是原来的90%，求转化率，求转化率1。然后再充入。然后再充入1 mol N2 和和3 mol H2，温度不变，计算新平衡的转，温度不变，计算新平衡的转化率化率2。第16页，本讲稿共19页解：解：N2 +3H2 2NH3 起始起始n 1 3 0转化转化n -a -3a +2a平衡平衡n 1-a 3-3a 2a (1-
14、a)+(3-3a)+2a=490%a=0.2 1=20%N2 2 +3H +3H2 2 2NH 2NH3 3 起始起始起始起始n n 2 6 02 6 0转化转化转化转化n n -b -3b +2b-b -3b +2b 平衡平衡平衡平衡n n 2-b 6-3b 2b2-b 6-3b 2b K=0.015 K=0.015 解得：解得：解得：解得：b=0.61 2=30.5%=30.5%第17页，本讲稿共19页例例5：可逆反应：可逆反应：2NO2 N2O4，温，温度不变、增加压强的情况下，平衡怎样度不变、增加压强的情况下，平衡怎样移动？气体的颜色如何变化？移动？气体的颜色如何变化？第18页，本讲稿
15、共19页1、已知一氧化碳与水蒸气的反应为：、已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO +H2O(g)CO2 +H2催化剂催化剂高温高温在在427时时的的平平衡衡常常数数是是9.4。如如果果反反应应开开始始时时，一一氧氧化化碳碳和和水水蒸蒸气气的的浓浓度度都都是是0.01mol/L，计计算算一一氧氧化碳在此反应条件下的转化率。化碳在此反应条件下的转化率。练习练习2.某温度下：某温度下：2NO2 N2O4，K=1.0 以以2 mol/L NO2为起始浓度建立平衡。求平衡时为起始浓度建立平衡。求平衡时c(NO(NO2 2);当压缩体积至原来一半时，再求当压缩体积至原来一半时，再求c(NO(NO2 2)第19页，本讲稿共19页