化学平衡常数的应用

1
3
c2 (N2) ·c2 (H2)
K1、K2、K3的关系是 ：
K1 =
1 K2
=K32
3
3
平衡常数的应用
例1、在体积为1L的恒容密闭容器中，进行如下化学反应： CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),平衡常数和温度关系如下：
t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.60 0.90 1.0 1.7 2.6
2C(g)达到平衡时，A、B和
C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保
持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物
质的量做如下调整，可使平衡右移的是( )
A．均减半
B．均加倍
C．均增加1mol
D．均减少1mol
解析：假设容器的体积为V
42
K=
V 42 2
V ×V
= 0.5V
A、B Q = K 平衡不移动
4．平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关；
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
2NH3(g) N2(g)+3H2(g)
1
3
2 N2(g) + 2 H2(g)
NH3(g)
K1=
c2(NH3) c (N2) ·c3(H2)
K2=
c (N2) ·c3(H2) c2(NH3)
K3=
c (NH3)
问题探究2
某温度下：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 达到平衡时， 请大家讨论当改变下列条件之一时平衡移动的方
向？
A
B
C
D
恒容时 充入一定量
氮气
恒容时 充入一定量
氦气
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
恒压时 充入一定量
氦气
恒压时 充入一定量
氮气
分析：平衡时的化学平衡常数：K= c2(NH3) c(N2) ·c3(H2)
0.30 × 0.10 0.20×0.20
0.75 ＜0.90
Q＜ K 平衡正向移动
问题探究1
密闭真空容器中，反应2BaO2(s) 2BaO(s)+O2(g) 达到平衡，保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达
到平衡，下列说法正确的是 C D
A．平衡常数减小 C．氧气的浓度不变
B．氧气的物质的量不变 D．BaO2量增加
= 1.0
解得: x = 0.10
= 0.10 ×100%= 50% 0.20
答：达到平衡后CO(g)转化率为50%。
5
判断反应的方向
t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.60 0.90 1.0 1.7 2.6
= = c(CO2) ·c(H2)
Q = c(CO) ·c(H2O)
高三专题复习课 《化学平衡常数及其应用探索》
福州第一中学 马东 指导教师 陈熙
前情回顾
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
K=
cp(C) · cq(D) cm(A) · cn(B)
注意:
1．特定反应的平衡常数只与温度有关，与浓度无关； 2．表达式中的各物质浓度是指平衡状态时的浓度； 3．固体、纯液体（如稀溶液中的水）不写入表达式中；
计算反应物的转化率
解：设平衡时CO2和H2的浓度为x mol·L-1
CO(g) + H2O(g)
CO2(g) + H2(g)
c(始)
0.20
0.20
0
0
c(变) c(平)
x
x
0.20－x 0.20－x
x
x
x
x
= c(CO2) ·c(H2)
K = c(CO) ·c(H2O)
x2
(0.20－x)(0.20－x)
化学平衡常数只与温度有关；
3.化学平衡常数的应用
（1）判断化学反应的热效应
（2）判断化学平衡移动的方向
（3）计算反应物的转化率
4.化学平衡常数与勒夏特列原理的综合运用
13
课后作业
完成《专题练习》相关题目。
1 x·y
K
根据分析：x>1，y<1 当x·y=1时，Q=K，平衡不移动 当x·y>1时，Q<K，平衡向正反应方向移动 当x·y<1时，Q>K，平衡向逆反应方向移动
减弱而不改变？
注意：勒夏特列原理针对的是均相、密闭体系， 改变 单一变量；
继续探索
某温度下，在一容积可变的容器中，反应
2A(g)+ B(g)
52
C、 V →1.3V
1.3V
Q= 5 2 3
1.3V × 1.3V
=
1.3V 3
<K
右移
D、V →0.7V
32
Q=
0.7V
32
1
0.7V × 0.7V
= 0.7V >K 左移
课堂小结
1.化学平衡常数的定义
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) K =
2.化学平衡常数的注意事项
cp(C) · cq(D) cm (A)· cn(B)
保持压强不变，通入少量氮气，此时: c’(N2)> c(N2) 、c’(H2) < c(H2) 、c’(NH3)< c(NH3)；
解：设此时c’(N2)=xc(N2) ，c’(H2)=y c(H2)、 c’(NH3)=y c(NH3)， 则浓度商：
Q=
y2c2(NH3) = xc(N2) ·y3c3(H2)
回答下列问题： （1）该反应为__吸__热__反应（填“吸热”或“放热”）。 （2）在830 ℃下，若开始时只充入CO(g)和H2O(g)，且物质的量 均为0.20 mol，则达到平衡后CO(g)转化率为 50% 。 （3）在800 ℃下，若开始时充入CO2(g)、H2(g)、 CO(g)、H2O(g) 的物质的量分别为0.20 mol、 0.20 mol、 0.30mol、 0.10mol，则 此时v(正) ＞ v(逆)（填“＜”、“＞”或“＝”）。