《人教版高中化学平衡常数及计算课件鲁科选修4.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中化学平衡常数及计算课件鲁科选修4.ppt（25页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第2节节 化学反应的限度化学反应的限度N2+3 H2 2NH3 +Q 该反应在一定条件下是不可能进行完全的，即存在该反应在一定条件下是不可能进行完全的，即存在一定的限度，而反应的限度的大小对于生产和生活实一定的限度，而反应的限度的大小对于生产和生活实际有着直接影响。因此仅研究化学反应的方向是不够际有着直接影响。因此仅研究化学反应的方向是不够的，还需要关注化学反应的限度问题。怎样定量描述的，还需要关注化学反应的限度问题。怎样定量描述化学反应的限度呢？化学反应中反应物的转化率受到化学反应的限度呢？化学反应中反应物的转化率受到哪些因素的影响？哪些因素的影响？什么叫化学平衡状态？化学平衡有哪些特点？
2、什么叫化学平衡状态？化学平衡有哪些特点？在研究了大量实验的基础上，人们发现可以用化在研究了大量实验的基础上，人们发现可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度。学平衡常数来定量描述化学反应的限度。2021/8/9 星期一1一、化学平衡常数一、化学平衡常数 平衡常数的推导平衡常数的推导序序号号起始时浓度起始时浓度mol/L698.6K平衡时浓度平衡时浓度mol/L698.6K平衡时平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)H2I2HI10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.01
3、1340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.4554.33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，并分析其中规律。的值，并分析其中规律。2021/8/9 星期一2通过分析实验数据得出：通过分析实验数据得出：(1)温度不变温度不变时，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
4、立平衡无关即与平衡建立的过程无关。过程无关。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，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，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。平衡常数。平衡常数一般有平衡常数一般有浓度平衡常数浓度平衡常数KC和和压强平衡常数压强平衡常数Kp两种。两种。2021/8/9 星期一3 在一定
5、温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积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，的比值是一个常数，这个常数称为这个常数称为浓度平衡常数，用浓度平衡常数，用KC表示。表示。1、浓度平衡常数、浓度平衡常数KC 对于反应对于反应:aA+bB cC+dD例如：合成氨反应：例如：合成氨反应：N2+3H2 2NH3 的浓度平衡的浓度平衡常数可表示常数可表示 为：为：高温高压高温高压催化剂催化剂2021/8/9 星期一4练习：练习：试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式：试写出下列反应的浓度平衡
6、常数的数学表达式：2SO2(g)+O2(g)2SO3 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)催化剂催化剂反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中！反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中！上两浓度平衡常数的单位分别是？上两浓度平衡常数的单位分别是？第第1个化学平衡常数个化学平衡常数KC的单位是：的单位是：L/mol;第第2个化学平衡常数个化学平衡常数KC的单位是：的单位是：mol/L;KC的单位与反应的化学方程式有关，由化学方程式决的单位与反应的化学方程式有关，由化学方程式决定，无固定的单位。定，无固定的单位。2021/8/9 星期一5(1)、平衡常数、平衡常数KC 的表示与可逆
7、反应的系数有关的表示与可逆反应的系数有关 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)NH3H2O(aq)NH4+(aq)+OH-(aq)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)2021/8/9 星期一6(2)平衡常数平衡常数K KC C值的大小，可推断反应进行的程度。值的大小，可推断反应进行的程度。KC 值越大，值越大，表示反应表示反应进行的程度越大，进行的程度越大，反应物的反应物的转转化率越大；化率越大；KC 值越小，值越小，表示反应表示反应进行的程度越小，进行
8、的程度越小，反反应物的应物的转化率越小。转化率越小。(1)平衡常数平衡常数K KC C与温度有关，与浓度无关与温度有关，与浓度无关，由由KC随温度随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。若正反应若正反应是吸热反应是吸热反应,升高温度升高温度,KC 增大增大;若正反应是放热反应若正反应是放热反应,升高温度升高温度,KC 减少减少;(3)反应的平衡常数与反应可能进行的程度。反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来说，一般来说，反应的平衡常数反应的平衡常数KC105，认为，认为正反应进行得较完全；正反应进行得较完全；KC 10-5则认为这个反应的则认为这个
9、反应的正反应很难进行正反应很难进行(逆反应较逆反应较完全）。见完全）。见P47 表表2-2-1（2）平衡常数）平衡常数KC的性质的性质2021/8/9 星期一7例如：例如：不同温度时，反应不同温度时，反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),的浓度的浓度平衡常数与温度平衡常数与温度的关系如下：的关系如下：温度温度623K698K763K浓度平衡常数浓度平衡常数66.954.445.9 通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上可逆反应的上可逆反应的正方向是放热反应正方向是放热反应.2021/8/9 星期一8 对于可逆反应对于可逆反应:mA(g)+
10、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，可用该时刻是否达平衡，可用该时刻产物的浓度幂的之积与反应物浓度幂之积的比即产物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QC与与KC比较大小比较大小来判断。来判断。QC kc，未达平衡，未达平衡，逆向进行逆向进行。QC=kc,达平衡，达平衡，平衡不移动平衡不移动。QC kc,未达平衡，未达平衡，正向移动。正向移动。2021/8/9 星期一9 例题例题:高炉炼铁中发生的反应有高炉炼铁中发生的反应有:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g);H,kp 未达平衡，未达平衡，逆向进行逆向进行。Q
11、P=kp 达平衡，达平衡，平衡不移动平衡不移动。QP kp 未达平衡，未达平衡，正向移动。正向移动。对于可逆反应对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)2021/8/9 星期一21N2(g)+3H2(g)2NH3(g)NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)练习：写出下列压强平衡常数练习：写出下列压强平衡常数Kp 的表示式和单位的表示式和单位Kp单位是：单位是：Pa-2Kp1的单位是：的单位是：Pa固体在表达式中不出现，固体在表达式中不出现，Kp的单位是：的单位是：1MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)Kp =P(C
12、O2)KC=CO2单位：单位：Kp为为Pa,Kc为为mol/L2021/8/9 星期一223.平衡常数的组合平衡常数的组合(多重平衡多重平衡)如如:知知(1)2H2O(g)2H2(g)+O2(g)平衡常数为平衡常数为K1 (2)2CO2(g)2CO(g)+O2 平衡常数为平衡常数为K2试求试求(3)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)K3 (4)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K4 的平衡常数的平衡常数K3和和K4由由(2)式式-(1)式式2=(3)式式,得得由由(1)式式-(2)式式2=(4)式式,得得2021/8/9 星期一23知知(1)2NiO(s)2Ni(S
13、)+O2(g)Kp1=PO2 (2)2CO(g)+O2(g)2CO2(g)求求:NiO(s)+CO(g)Ni(s)+CO2(g)的的 Kp 解解:由由(1)+(2)2得的反应得的反应 练习练习:今有下列反应在今有下列反应在1100下下:C(s)+S2(g)CS2(g)K1=0.258 Cu2S(s)+H2(g)2Cu(s)+H2S(g)K2=3.910-3 2H2S(g)2H2(g)+S2(g)K3=2.310-2 试计算试计算C(s)+2Cu2S(s)=CS2(g)+4Cu(s)反应的平衡常数反应的平衡常数.2021/8/9 星期一24Kc与与 Kp的关系的关系对于可逆反应对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)可用上关系进行换算可用上关系进行换算.若若(p+q)-(m+n)=0,有有Kp=Kc.练习练习:反应反应2NO+O2 2NO2,在在227时时,下列数下列数值为值为Kc与与Kp的比值是的比值是()A 82 B 41 C 20.5 D 1B2021/8/9 星期一25