第2讲 化学平衡状态 化学平衡常数优秀课件
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《2.2.2 化学平衡(第2课时 化学平衡常数)》参考课件
始浓度/(mol·L-1 )
0.01
变化浓度/(mol·L-1 ) 0.0075
某时刻浓度/(mol·
L-1 ) 0.0025
0.0375
0.0075
0.03
0
0.0075
0.0075
0
0.0075
0.0075
该温度下，该反应的平衡常数为1，将此刻各物质的浓度，代入平衡常数的表达式计算
c(CO2) • c(H2)
对于可逆反应： m A(g) + n B(g)
p C(g) + q D(g)
任意时刻的浓度商
是否平衡或平衡移动的方向，可用该时刻浓度商Q 与K
比较大小来判断。
在同一温度下：
Q ＝ K ，处于化学平衡状态
Q ＜ K ，向正反应方向进行
Q ＞ K ，向逆反应方向进行
已知800℃时，化学反应CO(g) + H2O(g) ⇌CO2(g)+ H2(g) K = 1
反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005 mol·L-1 。
（2）在上述温度下，CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.3 mol，达到平衡时，
CO的浓度为多少？CO的转化率为多少？
【解】设达到平衡状态时CO浓度的变化量为x mol·L-1
CO(g) + H2O(g)
起始浓度/(mol·L-1 ) 0.01
2.6
(1)k的表达式为：
。
(2)该反应为 吸热 反应（“吸热”或“放热”）
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据（ BC）
Ａ.容器中压强不变 Ｂ.混合气体中ＣＯ浓度不变
Ｃ.v(H2)正=v(H2O)逆
D.c(CO2)=c(CO)
第2课时 化学平衡常数
在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是( C ) A.平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数
增大 B.平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物
的转化率减小 C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为1∶2时，反应达到 平衡 D.其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率
FeO(s)＋CO(g)，
K 1.47 2.15
吸热 填 （1）通过表格中的数值可以推断：反应是________( “吸热”或“放热”)反应．
c(CO) K= （2）反应平衡常数的表达式为___________ c(CO2) 。
人生的途程是遥远的，只要双脚不息
地前行，道路就会向远方延伸。
20
2.（双选）关于化学平衡常数的叙述正确的是（
A.温度一定，一个化学反应的平衡常数是一个常数
）
B.两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常
数不变 C.温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的 平衡常数互为倒数 D.浓度商Qc<K时，v(正）<v(逆） 【解析】选A、C。
21
3.在一定条件下，有下列分子数相同的可逆反应，
K=f(T)
p
q
1.下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是( A )
A.混合物中各组分的浓度改变 B.正、逆反应速率改变 C.混合物中各组分的含量改变 D.混合体系的压强发生改变
2.某温度下，向容积为2 L的密闭反应容器中充入0.10 mol
SO3，当反应容器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化
Байду номын сангаас1 N2(g)+CO2(g) 2
Δ H=-373.4 kJ·mol-1
化学平衡常数优秀课件
C (s) + CO2(g) ⇋ 2CO(g)
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：
c(H2)=0.5mol· L c(HI)=4mol· L1，则此温度
下反应①的平衡常数为 ( C )
A:9
B:16
C:20
D:25
练习
如： CO(g)+H2O (g) ⇋ H2 (g) +CO2 (g)
2 有关计算
例1: 2NO (g) + O2 (g) ⇋ 2NO2 (g) K1
2NO2 (g) ⇋ N2O4 (g)
K2
2NO (g) +O2(g) ⇋ N2O4 (g) K=?
K = K1 K2
练1:
C (s) + H2O (g) ⇋ CO (g) + H2 (g)
K1
CO (g) +H2O (g) ⇋ CO2 (g) + H2 (g) K2
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(gK)+=CCO2(C（O2g)）C(Zn)③/C(ZnO)
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
《化学平衡状态》课件
总结词
详细描述
反应速率受温度、浓度、压力和催化剂等 因素影响。
温度越高，反应速率越快；浓度越高，反 应速率越快；压力越大，反应速率越快； 适当使用催化剂可以加快反应速率。
化学反应的方向
总结词
反应方向决定了化学平衡的移 动方向。
详细描述
根据勒夏特列原理，如果改变 影响平衡的条件，平衡就会向 着减弱这种改变的方向移动。
在制药工业中，化学平衡状态对于药物的合成和分离过程至关重要，通过调节平衡 条件可以获得高纯度的药物。
环境保护中的应用
化学平衡状态在环境保护中也有着重 要的应用，例如在大气污染控制中， 通过化学反应原理来降低大气中的污 染物浓度。
在土壤污染修复中，通过调节土壤中 的化学平衡来降低重金属等有害物质 的活性，从而减少对生态环境的危害 。
用率。
促进环境保护
通过研究化学平衡状态，可以减少 有害物质的排放，促进环境保护。
推动科学研究
化学平衡状态是化学反应动力学和 热力学研究的重要内容，有助于深 入了解化学反应的本质和规律。
02
化学平衡状态的建立
化学反应的速率
总结词
详细描述
反应速率是化学平衡状态建立的关键因素 。
化学反应速率决定了反应进行的快慢，对 于可逆反应，正逆反应速率相等是平衡状 态的特征之一。
《化学平衡状态》ppt课件
目录
• 化学平衡状态的定义 • 化学平衡状态的建立 • 化学平衡状态的移动 • 化学平衡状态的应用 • 化学平衡状态的实验验证
01
化学平衡状态的定义
什么是化学平衡状态
01
化学平衡状态是指在一定条件下 ，可逆反应进行到正、逆反应速 率相等且不再改变的状态。
02
《化学平衡—化学平衡常数》课件(二)
《化学平衡—化学平衡常数》课件(二)一、化学平衡常数概念1. 定义：化学平衡常数（Equilibrium Constant，简称 K）是一个描述化学平衡状态的无量纲量，它是反应物浓度与生成物浓度的比值的稳定值。
2. 表达式：对于一般反应 aA + bB ⇌ cC + dD，其平衡常数表达式为：K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b其中，[A]、[B]、[C]、[D] 分别表示反应物 A、B 和生成物 C、D 的平衡浓度。
3. 特点：（1）平衡常数只与温度有关，与反应物浓度无关。
（2）平衡常数越大，表示生成物浓度相对较大，反应进行得越彻底。
二、化学平衡常数的计算1. 知识储备：（1）熟悉化学反应方程式。
（2）掌握反应物和生成物的初始浓度。
（3）了解平衡时反应物和生成物的浓度变化。
2. 计算方法：（1）利用实验数据计算平衡常数。
（2）利用标准生成焓、标准熵和标准反应焓计算平衡常数。
3. 举例：（1）对于反应：2H2(g) + O2(g) ⇌ 2H2O(g)已知：H2、O2 和 H2O 的初始浓度分别为 0.1 mol/L、0.2 mol/L 和 0 mol/L，平衡时分别为 0.05 mol/L、0.1 mol/L 和 0.1 mol/L。
计算：K = [H2O]^2 / [H2]^2 [O2] = (0.1)^2 / (0.05)^2 0.1 = 4（2）对于反应：N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)已知：N2、H2 和 NH3 的标准生成焓分别为 0、0 和 46.1 kJ/mol。
计算：K = exp[ΔH° / (R T)]，其中ΔH° 为反应的标准焓变，R 为气体常数，T 为温度。
K = exp[(2 46.1) / (8.31 298)] ≈ 6.5 × 10^4三、化学平衡常数与反应方向1. 判断反应方向：根据平衡常数 K，可以判断反应在给定条件下是向生成物方向进行还是向反应物方向进行。
化学平衡常数(课件)高二化学(沪科版2020选择性必修第一册)
一般地，K＞10-5时，认为该反应进行得较完全了。
2 当LoreKm i<ps1um0d－ol5o时r sit a，me该t, 正反应进行的程度非常小。 consectetur adipiscing elit.
注意：化学反应速率快，化学平衡常数不一定大。
一、化学平衡常数
注意：
1、化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小，并不涉及 反应时间和化学反应速率。 即：某个化学反应的平衡常数很大，可能化学反应速率却很小。
一、化学平衡常数
写出下列可逆反应的平衡常数表达式。
1N. 2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
K1 ＝
1 K2
＝
K32
2.NH3(g)
N2(g) + 3H2(g)
K1＝
c2(NH3) c(N2)•c3(H2)
K2＝
c(N2)•c3(H2) c2(NH3)
3.
1 2
N2(g)+
3 2
H2(g）
Q＝
cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B)
Q＞K：可逆反应向逆反应方向进行；
Q＝K：可逆反应处于平衡状态； Q＜K：可逆反应向正反应方向进行。
一、化学平衡常数
应用
2 判断反应的热效应
若升高温度，K 增大，则正反应为吸热反应； 若升高温度，K 减小，则正反应为放热反应。
3
相关计算
利用平衡常数可计算物质的平衡浓度、物质的量分数 和转化率等。
1 1.197 0.694 0 48.38 54.51 867
2 1.228 0.996 0 48.61 54.62 867
3 1.201 0.840 0 49.54 54.21 867
课件《化学平衡常数》优秀课件完美版_人教版1
化学平衡常数 K12＝K2＝1/K32
Q＜K时，平衡在向正反应方向移动
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应
【思考与交流】在25℃时：
H2＋I2
2HI， K＝49；
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应
一个反应的K值越大，平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物转化率也越大。
当一个可逆反应达到化学平衡状态时，反 1、定义：达到平衡,这时各种生成物浓度幂之积除以各反应物浓度幂之积所得的比值，常用K表示
答案:K=0.5625；氮气、氢气在反应开始 时的浓度分别为3.5mol/L和6.5mol/L
【问题探究】
反应：N2O4(g)
2NO2(g) K1
2N2O4(g) 4NO2(g) K2
2NO2(g)
N2O4(g) K3
它们的平衡常数是否相同？
K1＝
c(NO2)2 c(N2O4)
K3＝
c(N2O4) c(NO2)2
请结合以前的知识推测平衡常数跟反应的难易程度有何关系？
判断正在进行的可逆反应是否平 ⑶利用K可判断反应的热效应：
①由于固体、纯液体（水）浓度为一常数，
3×1033 ；
衡及不平衡时向何方进行建立平 ①由于固体、纯液体（水）浓度为一常数，
书写平衡常数应注意的几个问题：
c m(A) • c n (B)
衡： H2(g)＋I2(g)
2HI △H＜0
Байду номын сангаас
H2＋I2
2HI， K＝49；
Q＜K时，平衡在向正反应方向移动 【思考与交流】在25℃时：
【思考与交流】对于反应： 一个反应的K值越大，平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物转化率也越大。
Q＜K时，平衡在向正反应方向移动
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应
【思考与交流】在25℃时：
H2＋I2
2HI， K＝49；
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应
一个反应的K值越大，平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物转化率也越大。
当一个可逆反应达到化学平衡状态时，反 1、定义：达到平衡,这时各种生成物浓度幂之积除以各反应物浓度幂之积所得的比值，常用K表示
答案:K=0.5625；氮气、氢气在反应开始 时的浓度分别为3.5mol/L和6.5mol/L
【问题探究】
反应：N2O4(g)
2NO2(g) K1
2N2O4(g) 4NO2(g) K2
2NO2(g)
N2O4(g) K3
它们的平衡常数是否相同？
K1＝
c(NO2)2 c(N2O4)
K3＝
c(N2O4) c(NO2)2
请结合以前的知识推测平衡常数跟反应的难易程度有何关系？
判断正在进行的可逆反应是否平 ⑶利用K可判断反应的热效应：
①由于固体、纯液体（水）浓度为一常数，
3×1033 ；
衡及不平衡时向何方进行建立平 ①由于固体、纯液体（水）浓度为一常数，
书写平衡常数应注意的几个问题：
c m(A) • c n (B)
衡： H2(g)＋I2(g)
2HI △H＜0
Байду номын сангаас
H2＋I2
2HI， K＝49；
Q＜K时，平衡在向正反应方向移动 【思考与交流】在25℃时：
【思考与交流】对于反应： 一个反应的K值越大，平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物转化率也越大。
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N2+3H2
2NH3,某一时刻,
(1)若 n(N2)、n(H2)、n(NH3)不再随时间改变而改变,是否 达到平衡状态?
(2)若 v 正(N2)=v 逆(NH3),此时反应是否达到平衡状态? 若 3v 正(N2)=v 正(H2)呢?
答案:(1)达到了平衡状态 (2)都不是平衡状态 v 正(N2)=v 逆(NH3)时,快慢不相等,而是正反应速率大于 逆反应速率,平衡时应为 2v 正(N2)=v 逆(NH3)。 在反应的任何时段都会有 3v 正(N2)=v 正(H2),若 3v 正(N2) =v 逆(H2),才是平衡状态。
A的起始浓度
要点突破 解疑难、提知能
要点一 化行的反应:
A(s)+B(g) C(g)+D(g) 下列哪些条件可以判断其达化学平衡状态? a.密度不变; b.压强不变; c.v 正(B)=v 正(C)。 2.若将上述 A 的状态换为气态呢?
探究归纳
归纳总结
第2讲 化学平衡状 态 化学平衡常数
基础梳理
要点突破
巩固演练
基础梳理 抓主干、固双基
知识导图
交流展示
知识梳理
一、可逆反应
【练一练】 下列说法正确的是( D ) A.向含有 2 mol 的 SO2 的容器中通入过量氧气发生
2SO2+O2
2SO3,充分反应后生成 2 mol 的 SO3
B.可逆反应是既能向正反应方向进行,又能向逆反
3.意义
平衡常数表明在一定条件下反应进行的程度。K 越大,表示反 应进行的程度越大。 4.影响因素 K 只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。 (1)对于放热反应:升高温度,K 值减小;反之 K 值增大。 (2)对于吸热反应:升高温度,K 值增大;反之 K 值减小。
【想一想 2】 (1)对于给定的反应,正反应与逆反应的化学 平衡常数一样吗?有何关系?
1.通过平衡状态定义判断 (1)同一物质表达的 v(正)=v(逆)>0,则反应达平衡状态。 (2)各物质的浓度、质量保持不变,则反应达平衡状态。 2.通过与平衡相关的变量判断 当可逆反应在进行时,分析某一量是否随之变化 (1)若随之变化,说明该量可以作为平衡状态的判定依据。 (2)若不随之变化,说明该量不可以作为平衡状态的判定 依据。
应方向进行的化学反应
C.CaCO3 反应
CaO+CO2↑与 CaO+CO2
CaCO3 互为可逆
D.只要是可逆反应,均不能进行到底
二、化学平衡状态
1.概念 在一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速 率相等,反应混合物中各组分的质量或浓度保持恒定 的状态。 2.建立过程
3.特征
【想一想 1】 对于恒温、恒定条件下进行的可逆反应
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
解析:因为反应 N2O4 2NO2 的正方向是气体的物质的 量增大的方向,在恒压下建立平衡时,气体的体积应该 增大,气体的质量不变,所以其密度为变量,当密度不再 改变时说明反应达到平衡状态,①正确;N2O4 的转化率随 反应的进行是逐渐增大的,当不变时表明已建立平衡, ②正确;v 正(N2O4)、v 正(NO2)是逐渐减小的,③图像错误; 对于给定温度下的反应,ΔH 只与方程式书写有关,不会 随时间而变化,④图像错。
外界条件(如恒温恒容、恒温恒压等),抓住反应的特点(如化
学计量数、物质的状态等),然后再具体分析。
【例 1】 已知:2SO2(g)+O2(g) ΔH=-196.6 kJ/mol
2SO3(g)
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ/mol
则反应 NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)的ΔH=
kJ/mol。
一定条件下,将 NO2 与 SO2 以体积比 1∶2 置于密闭容器中发生上述反
应,下列能说明反应达到平衡状态的是
。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变 c.SO3 和 NO 的体积比保持不变 d.每消耗 1 mol SO3 的同时生成 1 mol NO2
解析:根据盖斯定律,将第二个方程式逆转过来,与第一个方程式相加 得:2NO2(g)+2SO2(g) 2SO3(g)+2NO(g) ΔH=-83.6 kJ/mol,故 NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ/mol;上述反应是反应前后气体体积不变的反应,故体 系的压强保持不变,故 a 不能说明反应已达到平衡状态;随着反应的 进行,NO2的浓度减小,颜色变浅,故 b 可以说明反应已达平衡;SO3和 NO 都是生成物,比例任何时刻都保持 1∶1,故 c 不能作为平衡状态的判 断依据;d 中所述的两个速率都是逆反应速率,不能作为平衡状态的 判断依据。 答案:-41.8 b
3.常见的判定依据分析 以 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例
见附表
特别提示 (1)在应用 v(正)=v(逆)时,一定要转化为用同
一物质表达的反应速率。
(2)平均相对分子质量是指 m总 ,平均密度是 m总 ,
n总
V 容器
而且指的是气体。
(3)判断可逆反应是否达到化学平衡时,首先要审清反应的
(2)对于反应:CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) ΔH>0。你能列 出其平衡常数表达式吗,升高温度 K 将如何变化? 答案:(1)不一样,互为倒数。 (2)K=c(CO2),升高温度 K 变大。
四、平衡转化率
对可逆反应:aA+bB cC+dD,当反应达到化学平衡状态 时,A 的平衡转化率为: α(A)= A的起始浓度 A的平衡浓度 ×100%。
三、化学平衡常数
1.概念 在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,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,用符号 K 表示。 2.表达式 对于一般的可逆反应: mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),在一定温度下达到平衡
时:K= c p C cq D 。 cm A cn B
【变式拓展】 一定温度下,在体积一定的密闭容器中进 行的可逆反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g)不能判断反应已 经达到化学平衡状态的是( A ) A.v(CO2)=v(CO) B.容器中总压强不变 C.容器中混合气体的密度不变 D.容器中 CO 的体积分数不变
【跟踪训练 1】 (2014 湖南岳阳质检)一定温度下,反应 N2O4(g) 2NO2(g)的焓变为ΔH。现将 1 mol N2O4 充入一恒 压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态 的是( A )