化学反应的方向和限度(化学平衡常数).ppt

3Fe(s) + 4H2O(g) 2CrO42- + 2H+
2 c 2 (CrO4 ) c2 (H ) K 2 c(Cr2O7 )
化学平衡常数
分析表2-8中的数据，你能得出什么结论？
化学平衡常数
2. 使用平衡常数应注意的问题
（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态
（2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的 快慢，即速率大，K值不一定大 （3）在进行K值的计算时，固体不作考虑，表达式 中不需表达
即：一定温度下，生成物浓度的系数次方的乘积 与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数。
问题：请大家阅读教科书P45页关于平衡常数的
定义，并找出其中的关键词。
化学平衡常数——K
1. K的表达式
大量实验事实表明，对下列可逆反应：
aA + bB
cC + dD
在一定温度下，无论反应物的起始浓度如何，反应 达到平衡状态后，将各物质的物质的量浓度满足下 面关系： c d
如：
高温
Fe3O4(s) + 4H2(g)
4
3Fe(s) + 4H2O(g)
c ( H 2O ) 一定温度下 K 4 c ( H2 )
化学平衡常数
2.使用平衡常数应注意的问题
（4）在进行K值的计算时，稀溶液中的H2O的浓 度可不表达
如：Cr2O72- + H2O
一定温度下
2
2CrO42- + 2H+
c (பைடு நூலகம் ) c ( D) K a b c ( A) c ( B)
其中c为各组分的平衡浓度，温度一定，K为定值。
化学平衡常数
根据平衡常数的定义，请大家写出下列可逆反应 的平衡常数表达式。 2 N2+3H2 2NH3
1 3 N + H 2 2 2 2
c ( NH 3 ) K1 c( N 2 ) c 3 ( H 2 )
通过计算同学们是否发现什么规律？其中浓度 的指数与化学方程式有何关系？ 如果反应物或生成物不止一种，情况又如何呢？ 如在一定条件下，可逆反应 H2 + I2(g) 2HI，起始以及平衡时各物质的浓度如下 表所示。他们的浓度间存在何种关系？
讨论、小结：
c 2(HI) c(H2) · c(I2) 是一个定值。
讨论、小结：
我们可以通过测出某一时刻体系中各物质的 浓度，然后假设反应已经达到平衡，计算出平衡 常数，与给定的平衡常数比较。如果相等，则假 设成立，也就是说反应已达到平衡；如果不相等， 则没有达到平衡。
平衡转化率
除了化学平衡常数外，还有没有其他方法 能用来表示化学反应进行的限度呢？ 可逆反应在一定条件下达到平衡时， 某一反应物的平衡转化率为：
2NH3 N2+ 3H2 NH3
高温
c( N 2 ) c 3 ( H 2 ) K2 c 2 ( NH3 )
c( NH 3 ) K3 1/ 2 c ( N 2 ) c3 / 2 ( H 2 )
c 4 ( H 2O ) K 4 c ( H2 )
Fe3O4(s) + 4H2(g) Cr2O72- + H2O
该反应物的起始浓度－该反应物的平衡浓度
=
×100%
该反应物的起始浓度
平衡转化率的意义：能表示在一定温度和一定 起始浓度下反应进行的限度。
平衡常数和转化率的计算
【例1】某温度下，向10L真空容器中注入 1.00 mol H2(g) 和 1.00 mol I2(g)，反应平 衡后I2(g)的浓度为0.020 0 mol· L-1。试求 该温度下 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡 常数。
（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态 （2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应 的 快慢，即速率大，K值不一定大 （3）在进行K值的计算时，固体不作考虑，表达式 中不需表达 （4）在进行K值的计算时，稀溶液中的H2O的浓度 可不表达 （5）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关
（6）利用K 值可判断某状态是否处于平衡状态
平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如
则：
K′＜ K ， K′＞K ，
c p ( C ) cq ( D ) K' m c ( A ) cn ( B )
K′＝ K ， v正＝ v逆，反应处于平衡状态
v正＞ v逆，反应向正方向进行 v正＜ v逆，反应向逆方向进行
小
结
2.使用平衡常数应注意的问题
第二单元
化学反应的方向和限度
我们知道，在一定条件下的可逆反应存 在化学平衡状态。那么，当达到化学平 衡状态是，究竟有多少反应物转化成了 生成物，平衡体系中各物质的浓度之间 是否有一定的关系？请大家完成 P44页 的问题解决。
计算一定条件下，不同起始浓度的二氧化氮或 四氧化二氮进行反应，达到平衡后各物质平衡 浓度之间的关系。
化学平衡常数
通过讨论我们知道了化学平衡常数的定义和 表达式的书写。大家是否产生疑问，提出化 学平衡常数的概念有什么意义？对我们研究 化学反应进行的程度有什么帮助呢？ 分析教科书P45页表2-7，你能找出规律吗？
化学平衡常数
2.平衡常数的意义
aA + bB cC + dD
c c (C ) c d ( D) K a c ( A) cb ( B)
c( N 2 ) c 3 ( H 2 ) K2 c 2 ( NH3 )
c( NH 3 ) K3 1/ 2 c ( N 2 ) c3 / 2 ( H 2 )
K1 = 1/K2 = K32
化学平衡常数
2.使用平衡常数应注意的问题
（6）利用K 值可判断某状态是否处于平衡状态
如某温度下，可逆反应mA(g) + nB(g) 下： pC(g) + qD(g)
2 4 2
c (CrO ) c ( H ) K 2 c(Cr2O7 )
化学平衡常数
2.使用平衡常数应注意的问题
（5）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关
例如，在某温度下： N2+3H2 2NH3
1 3 N + H 2 2 2 2
2NH3 N2+3H2 NH3
c 2 ( NH 3 ) K1 c( N 2 ) c 3 ( H 2 )
K值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡 时该反应进行的程度（反应的限度）。 （1）K值越大，表明反应进行的程度越大；反之则越 小。 （2）K值与浓度无关，随温度变化而变化
化学平衡常数
如果给出一定温度时的某个可逆反应的平衡常数， 能否通过其他一些数据的测定，判断该反应的某 状态是否处于平衡状态呢？