化学平衡常数(K)全解
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
有何关系？化学计量数改变K值改变吗？
2NH3(g) N2(g)+ 3 H2(g) △Ｈ>0 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △Ｈ<0 1 3 H (g) 2 N2(g)+ 2 NH3(g) △Ｈ<0 2
在K2Cr2O7稀溶液中, Cr2O72- + H20 2CrO42- + 2H+
练:反应SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若 在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的 SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状 态时，测得容器中SO2(g)的转化率为60%，试求： 在该温度下。 （1）此反应的浓度平衡常数。 （2）若SO2(g)的初始浓度增大到3mol/L,则它们的 转化率变为多少？
[ NH 3 ] [ N 2 ] [H 2 ]
1 2 3 2
K C1
KC ( KC1 ) 或KC1 K
2NH3 (g)
KC 2 N2 (g)+ 3H2(g) 1 KC [ NH ][ OH ] KC 2 4 KC + [ NH 3 H 2O] NH3٠H2O(aq) NH4 (aq) +OH (aq)
CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
c 2 (CrO4 )c 2 ( H ) K 2 c(Cr2O7 )
2
K=c(CO2)
一 化学平衡常数
1 :表达式
mA(g)+nB(g)
⇋ pC(g)+qD(g)
p q
c (C )c ( D) K m n c ( A)c ( B)
c是反应达到平衡时各物质对应的平衡浓度， 单位为mol· L-1； 标准平衡常数不写单位
K2
K=?
练1: C (s) + H2O (g) ⇋ CO (g) + H2 (g) CO (g) +H2O (g) ⇋ CO2 (g) + H2 (g) C (s) + CO2(g) ⇋ 2CO(g)
K1
K2
K
K = K1/K2
（2008宁夏）将固体NH4I置于密闭容器中，在一 定温度下发生下列反应：
逆
达平衡，平衡不移动。
QC = k, 正
QC < k, 正 逆未达平衡，正向移动。
4
根据K,可判断外界因素对平衡的影响
对于一般的可逆反应:
mA（g）+nB（g）
pC（g）+ qD（g）
改变温度,K变吗? 平衡移动吗？
升温K值增大，平衡向 升温K值减小，平衡向
正 向移动 ， 正向是 吸
[ N 2 ][H 2 ]3 [ NH 3 ]2
FeO(s)+CO(g)
AgCl(s)
Fe(s)+CO2(g)
Ag+(aq)+Cl-(aq)
[CO2 ] KC [CO ]
KC [ Ag ][Cl ]
温习
当一个可逆反应达到化学平衡状态
时，反应物和生成物的浓度之间有 无定量关系？
练习 在同一条件下，正、逆反应的化学平衡常数
3 利用K与Q(浓度商)的关系判断是否平衡及 反应进行的方向
对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)
c (C )c ( D) QC m n c ( A)c ( B)
正 QC > k，
c p (C )c q ( D) QC m c ( A)c n ( B)
p
q
逆 未达平衡，逆向进行。
生活犹如现场直播, 错过便是永恒 ！
K的表达式,以及浓度、转化率、K之间的计算
利用三行法进行计算
练习
高炉炼铁中发生的基本反应如下： FeO(s)+CO(g) ⇋ Fe(s)+CO2(g)(正反应为吸热)， 已知1100℃ 时，该反应的化学平衡常数为0.263。 若在1100℃时，测得高炉中C(CO2)=0.025 mol/L C(CO)=0.1 mol/L，在这种情况下该反应 否 是否处于平衡状态 (填“是”或“否”)， 此时化学反应速率是 V正 大于 V逆 (填“大于” 、“小于”或“等于”)， 其原因是 .
知识 小结
一个公式
c (C )c ( D) K m n c ( A)c ( B)
p
q
几个结论
K大,程度大,转化率大 比较K与Q→反应方向 K与浓度无关,与时间无关,只与温度有关
一个字
只
练习 巩固
（08山东卷）高温下，某反应达平衡，平衡常数 K= c(CO) c(H2O) 恒容时，温度升高，H2浓度减小 c(CO2 ) c(H 2 ) 。 下列说法正确的是（A ） A. 该反应的焓变为正值 B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 C．升高温度，逆反应速率减小 D．该反应化学方程式为 CO(g)+H2O(g) ⇋ CO2(g)+H2(g)
化学平衡常数
2017 年 10 月 18 日星期三
化学平衡常数属于新课标的新
增内容。
(1)、平衡常数KC 的表示与可逆反应的系数有关
N2(g)+3H2(g) 1/2N2(g)+3/2H2(g)
2
2NH3(g) NH3(g)
1 2 C
[ NH 3 ]2 KC [ N 2 ] [ H 2 ]3
c(H2)=0.5mol· L c(HI)=4mol· L1，则此温度
下反应①的平衡常数为
A:9 B:16 C:20
( C
)
D:25
练习 如： CO(g)+H2O (g) ⇋ H2 (g) +CO2 (g) 某温度时平衡常数K=1，如反应开始时 C(H2O)=C(CO)=0.020mol· L-1求CO的转化率。 解: CO + H2O ~ H2+CO2 初始 0.02 0.02 0 0 平衡时 0.02-x 0.02-x x x K=[x/(0.02-x)]2=1 ∴x=0.010mol· L-1 转化率=(0.010/0.020)×100％=50％ 如反应开始时C(H2O)=0.030mol· L-1, C(CO)=0.020mol· L-1,求CO的转化率.
一般来说 反应的平衡常数K＞105，认为正反应进行得较 完全；K ＜10-5则认为这个反应的正反应很难进 行(逆反应较完全）。
2 有关计算
例1: 2NO (g) + O2 (g) ⇋ 2NO2 (g)
K1
2NO2 (g) ⇋ N2O4 (g)
2NO (g) +O2(g) ⇋ N2O4 (g) K = K1 K 2
练：不同温度时， 反应:H2(g)+I2(g) 的浓度平衡常数与温度的关系如下：
温度(T) 平衡常数(K) 623K 66 .9 698K 54.4
△
2HI(g),
763K 45.9
通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判 断以上可逆反应的正方向是 放 热反应.
1 根据K，可推断反应程度。
K 大，反应程度大，转化率大； K 小，反应程度小，转化率小。
逆向移动 ，
正向是
ห้องสมุดไป่ตู้
热反应； 热反应。
放
改变浓度,K变吗? 平衡移动吗?
思考
达平衡后,体积增大一倍,平衡如何移动?
针对性训练
现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类。 火法炼锌是将闪锌矿（主要含ZnS）通过浮选、焙烧使 它转化为氧化锌，再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中 加热至1373~1573K，使锌蒸馏出来。主要反应为： 焙烧炉中：2ZnS+3O2 ⇋ 2ZnO+2SO2 ① 鼓风炉中：2C+O2＝2CO ② ZnO（s）+CO（g） ⇋ Zn(g)+CO2（g） ③ 请写出反应③的K的表达式 K=C(CO2)C(Zn)/C(ZnO) ， 若在其它条件不变时，在鼓风炉中增大CO的浓度，平 衡将向 正向 移动，此时平衡常数 不变 （填“ 增大”、“减小”或“不变”）。
1)固体和纯液体不写 2)一对一
什么因素能够影响 K 的大小?
只有温度
例:二氧化硫和氮的氧化物是常用的化 工原料，但也是大气的主要污染物。 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，SO2催 化氧化生成SO3：2SO2(g)+O2(g) ⇋ 2SO3(g)。某 温度下，SO2的平衡转化率(a )与体系总压强(p)的 关系如图所示。根据图示回答下列问题：平衡状 = 态由A变到B时，平衡常数K(A)_______ K(B)(填 “＞”、“＜”或“=”)。
2NH3(g) N2(g)+ 3 H2(g) △Ｈ>0 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △Ｈ<0 1 3 H (g) 2 N2(g)+ 2 NH3(g) △Ｈ<0 2
在K2Cr2O7稀溶液中, Cr2O72- + H20 2CrO42- + 2H+
练:反应SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若 在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的 SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状 态时，测得容器中SO2(g)的转化率为60%，试求： 在该温度下。 （1）此反应的浓度平衡常数。 （2）若SO2(g)的初始浓度增大到3mol/L,则它们的 转化率变为多少？
[ NH 3 ] [ N 2 ] [H 2 ]
1 2 3 2
K C1
KC ( KC1 ) 或KC1 K
2NH3 (g)
KC 2 N2 (g)+ 3H2(g) 1 KC [ NH ][ OH ] KC 2 4 KC + [ NH 3 H 2O] NH3٠H2O(aq) NH4 (aq) +OH (aq)
CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
c 2 (CrO4 )c 2 ( H ) K 2 c(Cr2O7 )
2
K=c(CO2)
一 化学平衡常数
1 :表达式
mA(g)+nB(g)
⇋ pC(g)+qD(g)
p q
c (C )c ( D) K m n c ( A)c ( B)
c是反应达到平衡时各物质对应的平衡浓度， 单位为mol· L-1； 标准平衡常数不写单位
K2
K=?
练1: C (s) + H2O (g) ⇋ CO (g) + H2 (g) CO (g) +H2O (g) ⇋ CO2 (g) + H2 (g) C (s) + CO2(g) ⇋ 2CO(g)
K1
K2
K
K = K1/K2
（2008宁夏）将固体NH4I置于密闭容器中，在一 定温度下发生下列反应：
逆
达平衡，平衡不移动。
QC = k, 正
QC < k, 正 逆未达平衡，正向移动。
4
根据K,可判断外界因素对平衡的影响
对于一般的可逆反应:
mA（g）+nB（g）
pC（g）+ qD（g）
改变温度,K变吗? 平衡移动吗？
升温K值增大，平衡向 升温K值减小，平衡向
正 向移动 ， 正向是 吸
[ N 2 ][H 2 ]3 [ NH 3 ]2
FeO(s)+CO(g)
AgCl(s)
Fe(s)+CO2(g)
Ag+(aq)+Cl-(aq)
[CO2 ] KC [CO ]
KC [ Ag ][Cl ]
温习
当一个可逆反应达到化学平衡状态
时，反应物和生成物的浓度之间有 无定量关系？
练习 在同一条件下，正、逆反应的化学平衡常数
3 利用K与Q(浓度商)的关系判断是否平衡及 反应进行的方向
对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)
c (C )c ( D) QC m n c ( A)c ( B)
正 QC > k，
c p (C )c q ( D) QC m c ( A)c n ( B)
p
q
逆 未达平衡，逆向进行。
生活犹如现场直播, 错过便是永恒 ！
K的表达式,以及浓度、转化率、K之间的计算
利用三行法进行计算
练习
高炉炼铁中发生的基本反应如下： FeO(s)+CO(g) ⇋ Fe(s)+CO2(g)(正反应为吸热)， 已知1100℃ 时，该反应的化学平衡常数为0.263。 若在1100℃时，测得高炉中C(CO2)=0.025 mol/L C(CO)=0.1 mol/L，在这种情况下该反应 否 是否处于平衡状态 (填“是”或“否”)， 此时化学反应速率是 V正 大于 V逆 (填“大于” 、“小于”或“等于”)， 其原因是 .
知识 小结
一个公式
c (C )c ( D) K m n c ( A)c ( B)
p
q
几个结论
K大,程度大,转化率大 比较K与Q→反应方向 K与浓度无关,与时间无关,只与温度有关
一个字
只
练习 巩固
（08山东卷）高温下，某反应达平衡，平衡常数 K= c(CO) c(H2O) 恒容时，温度升高，H2浓度减小 c(CO2 ) c(H 2 ) 。 下列说法正确的是（A ） A. 该反应的焓变为正值 B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 C．升高温度，逆反应速率减小 D．该反应化学方程式为 CO(g)+H2O(g) ⇋ CO2(g)+H2(g)
化学平衡常数
2017 年 10 月 18 日星期三
化学平衡常数属于新课标的新
增内容。
(1)、平衡常数KC 的表示与可逆反应的系数有关
N2(g)+3H2(g) 1/2N2(g)+3/2H2(g)
2
2NH3(g) NH3(g)
1 2 C
[ NH 3 ]2 KC [ N 2 ] [ H 2 ]3
c(H2)=0.5mol· L c(HI)=4mol· L1，则此温度
下反应①的平衡常数为
A:9 B:16 C:20
( C
)
D:25
练习 如： CO(g)+H2O (g) ⇋ H2 (g) +CO2 (g) 某温度时平衡常数K=1，如反应开始时 C(H2O)=C(CO)=0.020mol· L-1求CO的转化率。 解: CO + H2O ~ H2+CO2 初始 0.02 0.02 0 0 平衡时 0.02-x 0.02-x x x K=[x/(0.02-x)]2=1 ∴x=0.010mol· L-1 转化率=(0.010/0.020)×100％=50％ 如反应开始时C(H2O)=0.030mol· L-1, C(CO)=0.020mol· L-1,求CO的转化率.
一般来说 反应的平衡常数K＞105，认为正反应进行得较 完全；K ＜10-5则认为这个反应的正反应很难进 行(逆反应较完全）。
2 有关计算
例1: 2NO (g) + O2 (g) ⇋ 2NO2 (g)
K1
2NO2 (g) ⇋ N2O4 (g)
2NO (g) +O2(g) ⇋ N2O4 (g) K = K1 K 2
练：不同温度时， 反应:H2(g)+I2(g) 的浓度平衡常数与温度的关系如下：
温度(T) 平衡常数(K) 623K 66 .9 698K 54.4
△
2HI(g),
763K 45.9
通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判 断以上可逆反应的正方向是 放 热反应.
1 根据K，可推断反应程度。
K 大，反应程度大，转化率大； K 小，反应程度小，转化率小。
逆向移动 ，
正向是
ห้องสมุดไป่ตู้
热反应； 热反应。
放
改变浓度,K变吗? 平衡移动吗?
思考
达平衡后,体积增大一倍,平衡如何移动?
针对性训练
现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类。 火法炼锌是将闪锌矿（主要含ZnS）通过浮选、焙烧使 它转化为氧化锌，再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中 加热至1373~1573K，使锌蒸馏出来。主要反应为： 焙烧炉中：2ZnS+3O2 ⇋ 2ZnO+2SO2 ① 鼓风炉中：2C+O2＝2CO ② ZnO（s）+CO（g） ⇋ Zn(g)+CO2（g） ③ 请写出反应③的K的表达式 K=C(CO2)C(Zn)/C(ZnO) ， 若在其它条件不变时，在鼓风炉中增大CO的浓度，平 衡将向 正向 移动，此时平衡常数 不变 （填“ 增大”、“减小”或“不变”）。
1)固体和纯液体不写 2)一对一
什么因素能够影响 K 的大小?
只有温度
例:二氧化硫和氮的氧化物是常用的化 工原料，但也是大气的主要污染物。 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，SO2催 化氧化生成SO3：2SO2(g)+O2(g) ⇋ 2SO3(g)。某 温度下，SO2的平衡转化率(a )与体系总压强(p)的 关系如图所示。根据图示回答下列问题：平衡状 = 态由A变到B时，平衡常数K(A)_______ K(B)(填 “＞”、“＜”或“=”)。