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1、化学平衡常数及其计算第1页，本讲稿共20页（1）CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)（2）CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)（3）Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+（4）2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O（5）N2(g)+3H2(g)2NH3(g)（6）1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)（7）NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)【问题问题1】写出下列反应的平衡常数表达式。写出下列反应的平衡常数表达式。第2页，本讲稿共20页 对于可逆反应对于可逆反应:aA+bB cC+dD 在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态在一定温度时，当一个
2、可逆反应达到平衡状态时，时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的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，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化学平衡常数常数简称简称平衡常数。平衡常数。化学平衡的特征化学平衡的特征平衡常数平衡常数第3页，本讲稿共20页（1）K的表达式、单位与什么有关？的表达式、单位与什么有关？（2）反应中）反应中固体、纯液体浓度如何处理？固体、纯液体浓度如何处理？（3）同一反应相同条件下的正逆反应的平衡常数是什么关同一反应相同条件下的正逆反应的平衡常数是什么关系？系？【问题问题1.1】通过练习，回答以下问题：通过练习，回答以下问题
3、：第4页，本讲稿共20页【练习练习1】1.已知在一定温度下：已知在一定温度下：C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数平衡常数K；C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)平衡常数平衡常数K1；CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)平衡常数平衡常数K2，则则K、K1、K2之间的关系是：之间的关系是：。K =K1K2第5页，本讲稿共20页2.将固体将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：达平衡时，达平衡时，c(H2)=0.5molL-1，c(HI)=4molL-1，则此温度下反应，则此温度下反应的平衡常数为（的平衡常数为（）A9
4、B16C20D25C第6页，本讲稿共20页【问题问题2】下列反应在下列反应在210达到平衡达到平衡:PCl5(气气)PCl3(气气)+Cl2(气气)K1=1CO(气气)+Cl2(气气)COCl2(气气)K2=5x104COCl2(气气)CO(气气)+Cl2(气气)K3（1）根据反应）根据反应的平衡常数的平衡常数K1表达式，下列等式必定成立的是表达式，下列等式必定成立的是A.c(PCl5)=c(PCl3)=c(Cl2)=1B.c(PCl5)=c(PCl3)c(Cl2)=1C.c(PCl5)=c(PCl3)c(Cl2)（2）反应）反应和反应和反应的平衡常数的平衡常数K2、K3表达式表达式(填填“相
5、同相同”或或“不同不同”)（3）降低）降低Cl2浓度，反应浓度，反应的的K3值值(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)不同不同不变不变第7页，本讲稿共20页【问题问题2.1】二氧化硫和氮的氧化物是常用化工原料，但也是大气主要污染物。二氧化硫和氮的氧化物是常用化工原料，但也是大气主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中，SO2催化催化氧化生成氧化生成SO3：2SO2(g)O2(g)SO3(g)。某温度下，。某温度下，SO2平衡转化率平衡转化率(a)与与体系总压强体系总压强(p)的关系如图所示。问
6、：的关系如图所示。问：平衡状态由平衡状态由A变到变到B时，平衡常数时，平衡常数K(A)_K(B)(填填“”、“”或或“=”)。=平衡常数的影响因素：平衡常数的影响因素：平衡常数平衡常数K只与温度只与温度有关，与浓度无关有关，与浓度无关第8页，本讲稿共20页【问题问题3】在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：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)其化学平衡常数其化学平衡常数K和温度和温度T的关系如下表：的关系如下表：该反应的化学平衡常数表达式为该反应的化学平衡常数表达式为K=。该反应为该反应为(填填“吸热吸热”或或“放热放热”)反应。反应。
7、T/70080083010001200K0.60.91.01.72.6吸热吸热第9页，本讲稿共20页（2）利用可判断反应的热效应）利用可判断反应的热效应A、若升高温度，值增大，则正反应为、若升高温度，值增大，则正反应为热反应。热反应。B、若升高温度，值减小，则正反应为、若升高温度，值减小，则正反应为热反应。热反应。吸吸放放平衡常数的意义：平衡常数的意义：（1）K值的大小定量地衡量化学反应进行的程度值的大小定量地衡量化学反应进行的程度B、一般当、一般当K105时，该反应进行得基本完全了。时，该反应进行得基本完全了。A、K值越大值越大，表示反应进行的程度越大，反应物，表示反应进行的程度越大，反应物
8、转化率也越大转化率也越大。第10页，本讲稿共20页【练习练习2】1.T时，在时，在2L密闭容器中使密闭容器中使X(g)与与Y(g)发生反应生成发生反应生成Z(g)。反应过程中。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图的物质的量变化如图3所示；若保持其他条件不变，温度分别为所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和和T2时，时，Y的体积分数与时间的关系如图的体积分数与时间的关系如图4所示。所示。该反应的平衡常数表达式为该反应的平衡常数表达式为K=，在，在T1时，该反应的平衡常数时，该反应的平衡常数为为K1，在，在T2时，该反应的平衡常数为时，该反应的平衡常数为K2，则，则K1(填填“”、“”或或“
9、=”)K2。图图3 图图4=平衡常数的意义：平衡常数的意义：第15页，本讲稿共20页【练习练习3】1.恒容密闭容器中，进行反应：恒容密闭容器中，进行反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。其平衡常。其平衡常数数K与温度与温度t的关系如下表：的关系如下表：（1）该反应为）该反应为_（“放热放热”“吸热吸热”）反应；）反应；（2）某温度下，平衡浓度符合下式：）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，试判断该温度为，试判断该温度为_；在此温度下，若该；在此温度下，若该容器中含有容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5m
10、olH2O，这状态是否，这状态是否平衡状态？若不是，反应向哪个方向进行？平衡状态？若不是，反应向哪个方向进行？t70080083010001200K0.60.91.01.72.6830不平衡，不平衡，K=0.94K吸热吸热第16页，本讲稿共20页2.（2014江苏江苏15）一定温度下，在三个体积约为一定温度下，在三个体积约为1.0L的恒容密闭容器中发的恒容密闭容器中发生反应：生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)下列说法正确的是下列说法正确的是（）A该反应的正方应为放热反应该反应的正方应为放热反应D若起始时向容器若起始时向容器I中充入中充入CH3OH0.1mol、CH3OC
11、H30.15mol和和H2O0.10mol，则反应将向正反应方向进行，则反应将向正反应方向进行容器容器编号编号温度温度（）起始物质的量（起始物质的量（mol）平衡物质的量（平衡物质的量（mol）CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)I3870.200.0800.0803870.402070.200.0900.090AD第17页，本讲稿共20页【问题问题5】在在25时，密闭容器中时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：度和平衡浓度如下表：物质物质XYZ初始浓度初始浓度/molL-10.10.20平衡浓度平衡浓度/molL-10.050.050.1下列
12、说法错误的是（下列说法错误的是（）A反应可表示为反应可表示为X+3Y2Z，其平衡常数为，其平衡常数为1600B改变温度可以改变此反应的平衡常数改变温度可以改变此反应的平衡常数C增大压强使平衡向生成增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大的方向移动，平衡常数增大D反应达到平衡时，反应达到平衡时，X的转化率为的转化率为50C第18页，本讲稿共20页对于可逆反应：对于可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转平衡转化率化率来表示反应限度。来表示反应限度。平衡转化率平衡转化率第19页，本讲稿
13、共20页【练习练习4】1.在在2L的恒容容器中充入的恒容容器中充入1molCO和和1molH2O(g)，发生反应：，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。800时反应达平衡，若时反应达平衡，若k=1。求：。求：(1)CO的平衡浓度和转化率。的平衡浓度和转化率。(2)若温度不变，上容器中充入若温度不变，上容器中充入的是的是1molCO和和2molH2O(g)，求求CO和和H2O的平衡浓度和转化率。的平衡浓度和转化率。(3)若温度不变，上容器中充入若温度不变，上容器中充入的是的是2molCO和和4molH2O(g)，求，求CO和和H2O的平衡浓度和转化率。的平衡浓度和转化率。第20页，本讲稿共20页