化学平衡常数上课用全解

2.4mol/L，则氧气在反应起始时的浓度可能是:B （A）0.8~2mol/L (C) 0~0.8mol/L (B) 0~2mol/L (D) 无法确定
练一 练
在密闭容器中进行如下反应： X2（气）+Y2（气） 2Z2（气），已知X2、Y2、Z2的起始
浓度0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L在一定条件下达到
5、应用： (3)计算转化率
—— K
依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计 算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的 转化率。
例题：
反应CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g)在749K达平衡， K=2.60,求：当CO、H2O (g)的起始浓度都为 2.0 mol/L达平衡 后，CO的转化率 。 解:设CO的转化率为α，则 CO(g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) 起始浓度/ mol/L 2.0 2.0 0 0 转化浓度/ mol/L 2.0α 2.0α 2.0α 2.0α 平衡浓度/ mol/L 2.0(1-α) 2.0(1-α) 2.0α 2.0α K = C(CO2)C(H2) / C(CO)C(H2O) =[(2.0α)(2.0α)] / [2.0(1-α)×2.0(1-α)] =α2 / (1-α)2 = 2.6 ∴α= 62 %
[H 2 ] ( D) K 4 [ H 2O ]
4
2、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 K和温度t的关系如下表：
t℃ K 700 0.6 800 0.9 830 1.0 1000 1.7 1200 2.6
[CO][ H 2O] 回答下列问题： （1）该反应的化学平衡常数表达式K= [CO2 ][ H 2 ] 。 （2）该反应为 吸热 反应（选填“吸热”、“放热”）。 （3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 BC 。 A. 容器中压强不变 B. 混合气体中c(CO)不变 C. V正(H2)=V逆(H2O) D. c(CO2)=c(CO) （4）某温度下，平衡浓度符合下式： c(CO2)· c(H2) = c(CO)· c(H2O)，试判断此时的温度为 830 ℃。
⑴基本模式——“三段式” 例： m A + n B pC + 起始： a b 0 转化： mx nx px 平衡：a - mx b - nx px qD 0 qx qx
⑵基本关系 ①反应物：平衡浓度＝起始浓度－转化浓度 生成物：平衡浓度＝起始浓度＋转化浓度
化学平衡的相关计算
②转化率α
转化浓度 转化率( ) 100% 起始浓度
∴K= C(NH3)2/C(N2) (H2 ) 3 = 42/（3×93） =7.3×10-3
化学平衡常数
(4)判断平衡移动方向
—— K
对于可逆反应，在一定温度下的任意时刻，反应物的 浓度和生成物的浓度有如下关系：
叫该反应的浓度商
（1）QC＜K ，反应向正方向进行 （2）QC＝K ，反应处于平衡状态
③气体的平均分子量
m总 M n总
M Vm
化学平衡的相关计算
④ 几点定律 a、如果保持P、T不变： 则气体的体积比等于物质的量之比，即 则气体的密度比等于摩尔质量之比，即
V1 n1 V2 n2
1 M 1 2 M 2
b、如果保持V、T不变： P n1 1 则气体的压强比等于气体物质的量之比，即 P2 n2
c(H2) ·c(I2)
3808Βιβλιοθήκη 48.38 48.61 48.48
2881
4105
1.520 1.696 1.696 1.181 ×10-2 ×10-3 ×10-3 ×10-2 1.287 1.433 1.433 1.000 ×10-2 ×10-3 ×10-3 ×10-2
4870
48.71
【找规律】
（3）QC＞K ，反应向逆方向进行
化学平衡常数
—— K
自学教材 P29-31，例1、例2。
① ② ③ ④
⑤
⑥ ⑦ ⑧
化学平衡常数
—— K
① ② ③
④ ⑤
1、对于3Fe(s)+4H2O(g)
Fe3O4(s)+4H2(g)，反应
的化学平衡常数表达式为（ D ）
[ H 2O]4 (C ) K 4 [H 2 ]
c (H2)
1 2 3 4 1.197 ×10-2 1.228 ×10-2 0 0
c(I2)
6.944 ×10-3 9.964 ×10-3 0 0
c (HI)
0 0
c[H2]
c[I2]
c[HI]
5.617 5.936 1.270 ×10-3 ×10-4 ×10-2 3.841 1.524 1.687 ×10-3 ×10-3 ×10-2
3、高炉炼铁中发生的基本反应如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)―Q。其平衡常数可表 达为: K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.263 (1) 若 平 衡 向 右 进 行 ， 高 炉 内 CO2 和 CO 的 体 积 比 值 增大 增大 ________ ，平衡常数 K 值 ________( 填“增大”“减小” 或“不变”) (2)1100℃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处于平衡状 否 态_______( 填“是”或“否”)，此时化学反应速率是V正 大于 逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是 ____V
例题——极端假设法
在一定条件下，可逆反应 A2(g) + B2(g) 2C(g) 达平衡时，各物质的平衡浓 度分别为c(A2) =0.5mol/L，c(B2) = 0.1mol/L，c(C) = 1.6mol/L 。若用a、b、c分别表示A2、B2、C的起始浓 度，则： （1）a、b应满足的关系
a=b+0.4 0.4mol/L≤a≤1.3mol/L 0mol/L≤b≤0.9mol/L
化学平衡常数
—— K
5、化学平衡常数的应用： (1)判断反应进行的方向和程度
K 值越大，说明平衡体系中生成物所占比例越大，
正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全， 反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就 越小。 (2)利用K可判断反应的热效应 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；
化学平衡常数
—— K
4、化学平衡常数的书写 注意事项 （1） 如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不 应写在平衡关系式中 （2）稀溶液中进行的反应，如有液态水参加，水的浓 度不必写在平衡关系式中。水蒸气必须写 （3）同一化学反应，在同一温度下，平衡常数的具体 数值与方程式的写法相关，方程式写法不同，表达式 中的幂不同，平衡常数不同。
【联想· 质疑】
怎样才能定量地描述化学反应进 行的程度呢？
【交流· 研讨】 I2(g) + H2(g)
2HI(g)
在457.6℃时，反应体系中各物质浓度的有关数据如下：
序 号 起始时浓度mol/L 730.6K 平衡时浓度mol/L 730.6K
平衡时
c (HI) c(H2) ·c(I2)
c2 (HI)
课堂 练习：
450K时往一空容器中通入氮N2和H2，反应达平衡后， 测得C(N2)=3mol/L，C(H2)=9mol/L，C(NH3) =4 mol/L, 求K、N2和H2的起始浓度。 解: N2 + 起始浓度/mol/L 5 转化浓度/mol/L 2 平衡浓度/mol/L 3 3H2 15 6 9 2NH3 0 4 4
第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节化学平衡
化学平衡常数
【情景引入】
在一定条件下，将H2和I2各0.10mol的气态混合物充 入10L容器中充分反应，达到平衡后，测得c（H2） =0.0080mol/L，若此时往容器中通入0.10mol的H2. （1）平衡如何移动？I2的转化率有何变化？ （2）再次通入H2后I2总的转化率为多少？
当反应达到平衡时，c(H2)=0.5mol/L，c(HI)=4mol/L， 则NH3的浓度为（ ） D
A. 3.5mol/L C. 4.5mol/L B. 4mol/L D. 5mol/L
练一 练
一定条件下，在2SO2+O2 2SO3的化学平衡体
系中，各物质的浓度分别是2.0mol/L、0.8mol/L、
①温度一定时，c(H ) ·c(I ) 一定，为常数， 用K表示。 ②常数K与反应的起始浓度大小无关， 表达式中物质的浓度为平衡时的浓度。 ③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过程无关。
2 2
c 2 (HI)
化学平衡常数
—— K
1、定义： 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡 时，生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 应的化学平衡常数（简称平衡常数）
其中c为各组分的平衡浓度， 温度一定时，K为定值。
注意：K只受温度影响，而其它外界条件如： 浓度、 压强、催化剂等变化对其无影响。
化学平衡常数
—— K
3、意义：定量的衡量化学反应进行的程度 （1）K值越大，表示平衡体系中生成物所占比例越大， 反应进行的程度越大，反应物的转化率也越大。 （2）一般当K>105 时，该反应进行得基本完全， K <10-5 时则认为该反应很难进行(逆反应较完全）
（2）a、b的取值范围
c(CO2)/c(CO)＝0.25＜0.263，说明不是平衡状态， 且向正反应方向进行
。
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课堂小结： (1) 平衡是有条件的、动态的。 (2) K不随起始浓度大而变。 (3) K与温度有关。 (4) K与方程式写法有关。 (5) K值大小标志反应能达到的最大限度, K值大，反应完全。