化学平衡常数计算

19.02
1
0.0200
0.0100
0
0.0160
0.0080
0.0040
T2
2
7.81
0.0800 0.0300 0 0.0580 0.0190 0.0220
7.57
一、化学平衡常数
• 1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应 、定义： 一定温度下 达到平衡时， 达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物 的浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数 的浓度幂之积的比值是一个常数， 就是该反应的化学平衡常数（ 就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常 ），用符号 表示。 用符号K表示 数），用符号 表示。
54.5 54.6 54.45 54.33
【继续探究】 继续探究】
结论1 结论1：
[H ] I = 常数（K） 常数（ ） [H2 ] •[I2 ]
2
结论2： 结论 ：常数和起始加入反应物的浓度无关
结论3：温度改变该常数也发生改变。 结论 ：温度改变该常数也发生改变。
【问题探究二】:以上的结论是否只适用于某一特 问题探究二】 以上的结论是否只适用于某一特 定反应还是适用于所有的可逆反应？ 定反应还是适用于所有的可逆反应？请用以下数 据来确认。 据来确认。 2SO2 （g） +O2 （g） 2SO3 （g） ） ） ）
结论2： 结论 ：常数和起始加入反应物的浓度无关
2
I2(g) + H2(g)
序 号
2HI(g)
密闭容器 698.6K
平衡时
起始时浓度mol/L 起始时浓度
c0 (H2) c0(I2) 0.01196 0.00904 0.00751 0 c0 (HI) 0 0 0 0.01069
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平衡时浓度mol/L 平衡时浓度
（2）利用平衡常数 求平衡时反应物的转化率 ）利用平衡常数,求平衡时反应物的转化率
在体积为2L密闭容器中 例2.在体积为 密闭容器中 将2.0mol 在体积为 密闭容器中,将 CO和10mol H2O混合加热到 混合加热到800ºC达到 和 混合加热到 达到 下列平衡: 下列平衡 K=1.0 的转化率. 求CO的转化率 的转化率
随堂练习1 已知在800K时 反应： 随堂练习1：已知在800K时，反应： 800K CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g) 若起始浓度c(CO) 若起始浓度c(CO) = 2mol•L-1，c(H2O) 则反应达平衡时，CO转化 = 3mol•L-1，则反应达平衡时，CO转化 的转化率为60% 如果将H 60%， 成CO2的转化率为60%，如果将H2O的起 始浓度加大为6 试求此时CO 始浓度加大为6 mol•L-1，试求此时CO 的转化率。 的转化率。
结论：在一定温度的密闭容器中，对于可逆反应， 结论：在一定温度的密闭容器中，对于可逆反应， 增加一种反应物的量（或浓度）， ），该反应物转化率 增加一种反应物的量（或浓度），该反应物转化率 下降，另外一种反应物转化率升高。 下降，另外一种反应物转化率升高。
三、平衡常数的运用
【运用探究一】 运用探究一】
对于可逆反应，在一定温度的任意时刻， 对于可逆反应，在一定温度的任意时刻，反应 任意时刻 物的浓度和生成物的浓度有如下关系： 物的浓度和生成物的浓度有如下关系：
m A(g) + n B(g)
p C(g) + q D(g)
叫该反应的浓度商
（1）QC＜K:反应向正 方向进行 ） 反应向正 （2）QC＝K:平衡不移动 ） 平衡不移动 （3）QC＞K:反应向逆方向进行 ） 反应向逆方向进行
48.38 48.61 48.54 48.48 48.71 48.81
根据数据通过计算分析出平衡时数据中的规律。 根据数据通过计算分析出平衡时数据中的规律。 平衡时数据中的规律
【问题探究一】分析上表，你得出什么结论？ 问题探究一】分析上表，你得出什么结论？
[H ] I = 常数（K） 常数（ ） 结论1 结论1： [H2 ] •[I2 ]
夏特列原理无法判断平衡移动方向时， 夏特列原理无法判断平衡移动方向时，我 们可以考虑计算Q 的相对大小。 们可以考虑计算 C和K的相对大小。 的相对大小
随堂练习2： 一定温度下的密闭容器中存在： 随堂练习 ： 一定温度下的密闭容器中存在： 2SO2+O2 2SO3 知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L经测 ， 经测 定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判 定该反应在该温度下的平衡常数 ， 断， 转化率为50％ （1）当SO2转化率为 ％时，该反应是否达 ） 到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？ 到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？ （2）达平衡状态时， SO2的转化率应为多 ）达平衡状态时， 少？
二、关于平衡常数和转化率的计算
（1）利用平衡常数 求平衡时各组分的浓度 ）利用平衡常数,求平衡时各组分的浓度 在某温度下,将 例1.在某温度下 将H2和I2各0.01mol/L的气态混 在某温度下 的气态混 合物充入10L密闭容器中 充分反应 达到平衡 密闭容器中,充分反应 合物充入 密闭容器中 充分反应,达到平衡 测得c(H2)=0.008mol/L. 后,测得 测得 (1)求反应的平衡常数 求反应的平衡常数. 求反应的平衡常数 (2)在上述温度下 将H2和I2各0.20mol的气态混合 在上述温度下,将 的气态混合 在上述温度下 物充入该密闭容器中,试求达到平衡时各物质 物充入该密闭容器中 试求达到平衡时各物质 的浓度. 的浓度
【继续探究】在一定温度的密闭容器中， 继续探究】在一定温度的密闭容器中，
对于反应CO(g)+2H2(g) 对于反应 CH3OH(g)， ， （2）保持H2的浓度不改变将容器的体积扩大 ）保持 两倍，该平衡向哪个方向移动？ 两倍，该平衡向哪个方向移动？
注意：当平衡体系中有多条件改变， 注意：当平衡体系中有多条件改变，勒
起始时浓度mol/L 密闭 起始时浓度 容器 c0 (SO2) c0(O2) c0 (SO3)
1
平衡时浓度mol/L 平衡时浓度
[SO2] [O2] [SO3]
平衡时 [SO3]2 [SO2]2 [O2]
0.0200
0.0100
0
0.0144
0.0078
0.0056
T1
2
19.39
0.0300 0.0200 0 0.0196 0.0148 0.0104
[H2] 0.001831 0.00356 0.004565 0.001141 [I2] 0.003129 0.00125 0.000738 0.001141 [HI] 0.01767 0.01559 0.01354 0.008410
[HI ]2 [H2 ]•[I2 ]
1 2 3 4
0.01067 0.01135 0.01134 0
平 衡 常 数
结论： 结论： 吸热反应， 吸热反应，随温度升高平衡常数增大 放热反应， 放热反应，随温度升高平衡常数减小
Ⅰ
Ⅱ
温度
【课后思考】在一定温度的密闭容器中， 课后思考】在一定温度的密闭容器中，
对于反应CO(g)+2H2(g) 对于反应 CH3OH(g)， ，
（1）将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪 ）将容器的体积扩大两倍， 个方向移动？ 个方向移动？ （2）保持 2的浓度不改变将容器的体积 ）保持H 扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？ 扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？
思考平衡常数的大小和转化率有什么关系？ 思考平衡常数的大小和转化率有什么关系？ 结论：表示可逆反应进行的程度： 越大 越大， 结论：表示可逆反应进行的程度：K越大， 正反应进行越完全，转化率越高， 正反应进行越完全，转化率越高，此反 应平衡时， 应平衡时，生成物浓度大
【运用探究二】 运用探究二】
对于反应m 对于反应m A(g) + n B(g)=p C(g) + q D(g) 随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化， 随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化， 请判断Ⅰ 两种情况哪种是吸热， 请判断Ⅰ和Ⅱ 两种情况哪种是吸热，哪种是 放热？ 放热？
平衡时
起始时浓度mol/L 起始时浓度
c0 (H2) c0(I2) 0.06944 0.00904 0.008403 0 0 0 c0 (HI) 0 0 0.0 0.01520 0.01287 0.03777
[HI ]2 [H2 ]•[I2 ]
1 2 3 4 5 6
0.01197 0.01135 0.01201 0 0 0
化学平衡常数计算
I2(g) + H2(g)
序 号
密闭容器730.6K 2HI(g) 密闭容器 平衡时浓度mol/L 平衡时浓度
[H2] 0.005617 0.00356 0.00458 0.001696 0.001433 0.004213 [I2] 0.0005936 0.00125 0.0009733 0.001696 0.001433 0.004213 [HI] 0.01270 0.01559 0.01486 0.01181 0.01000 0.02934
aA+bB
一定温度下
cC+dD
cc(C)cd(D) K=————— ca(A)cb(B)
• 2、平衡常数的影响因素：只有温度 、平衡常数的影响因素： 影响因素
【问题探究三】:平衡常数表达式的书写 问题探究三】 平衡常数表达式的书写 CaO(s) + CO2(g) K = （1）CaCO3(s) ） （2）2NO2（g） N2O4 （g） K1= ） ） ） N2O4 （g） 2NO2 （g） K2= ） ） NO2 （g） 1/2N2O4 （g） K3= ） ） （3）FeCl3(aq)+3KSCN(aq) ） Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq)；K= ； 注意1：纯固态和纯液态不写入 （浓度为1） 注意 ：纯固态和纯液态不写入K（浓度为 ） 注意2： 注意 ：以上三个反应的平衡常数之间的关系 注意3： 注意 ：需要用实际参加反应的离子浓度表示
谢谢大家！ 谢谢大家！
反应SO SO3(g)+NO(g) , 例3:反应 2(g)+ NO2(g) 反应 若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的 若在一定温度下，将物质的量浓度均为 的 SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡 注入一密闭容器中， 和 注入一密闭容器中 状态时，测得容器中SO 的转化率为50%，试 状态时，测得容器中 2(g)的转化率为 的转化率为 ， 在该温度下。（ 。（1） 求：在该温度下。（ ）此反应的浓度平衡常数 的初始浓度增大到3mol/L,则它们 （2）若SO2(g)的初始浓度增大到 ） 的初始浓度增大到 则 的转化率变为多少？ 的转化率变为多少？