高二化学平衡常数及计算

第2个化学平衡常数K的单位是：mol/L;
K的单位与反应的化学方程式有关，由化学方程式决定， 无固定的单位。
(1)、平衡常数KC
的表示与可逆反应的系数有关
K [NH3
]2
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
[N2][H2]3
1/2N2(g)+3/2H2(g)
NH13(g)
K1
[NH3]
1
3
K(K)2或 K K2
Ag+(aq)+Cl-(aq) K[Ag]C [ l]
（2）平衡常数K的性质
(1)平衡常数K与温度有关。
(2)反应的平衡常数与反应可能进行的程度。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）。见P43表2-2-1
例如：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：
(1)该反应的平衡常数表达式K=____________;
(2)已知1100℃时,K=0.263.温度升高,化学平衡移动后 达到新的平衡,平衡常数K________(增大,减少或不变).
(3) 1100℃时,测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=
0.1mol/L,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态 ________(填是或否).
第2节 化学反应的限度
N2 + 3 H2
2NH3 + Q
该反应在一定条件下是不可能进行完全的，即存
在一定的限度，而反应的限度的大小对于生产和生活
实际有着直接影响。因此仅研究化学反应的方向是不
够的，还需要关注化学反应的限度问题。怎样定量描
述化学反应的限度呢？化学反应中反应物的转化率受
到哪些因素的影响？
2HI(g),
温度
623K
浓度平衡常数 66 .9
698K 54.4
763K 45.9
通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判 断
上可逆反应的正方向是放热反应.
(3)在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻 产物的浓度幂的之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商 Q与K比较大小来判断。
对于可逆反应: mA(g)+nB (g)
4、平衡常数的计算
例：对于反应2SO3(g)
2SO2(g)+ O2(g),若在
一定温度下，将2mol的SO3(g)放入一体积为2L的密
闭容器中，当达到平衡状态时，测得O2(g)的物质的
量为0.6mol,试求
（1）此反应的平衡常数。
（2）求温度不变时SO3(g) 的平衡常数。
SO2(g)+1/2 O2(g),
pC(g)+qD(g)
cp(C)cq(D) Q cm(A)cn(B)
Q
cp(C)cq(D) cm(A)cn(B)
Q > k，正 逆未达平衡，逆向进行。
Q = k, 正 逆 达平衡，平衡不移动。
Q < k, 正 逆未达平衡，正向移动。
例题:高炉炼铁中发生的反应有:
FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g); △H < 0
[N2]2 [H2]2
2NH3 (g)
1
1
N2 (g)+ 3H2(g) K1
K2
K2
[N2][H2]3 [NH3]2
K [NH4][OH]
NH3٠H2O(aq)
NH4+(aq) +OH- (aq) [NH3 •H2O]
FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)
K [CO2 ] [CO ]
AgCl(s)
什么叫化学平衡状态？化学平衡有哪些特点？
在研究了大量实验的基础上，人们发现可以用化 学平衡常数来定量描述化学反应的限度。
一、化学平衡常数
平衡常数的推导
I2(g) + H2(g)
序
起始时浓度mol/L
号
698.6K
2HI(g)
平衡时浓度mol/L 698.6K
c0 (H2) c0(I2) c0 (HI)
[H2]
[I2]
[HI]
平衡时
[ HI ]2 [H 2]•[I2]
1 0.01067 0.01196
0
0.001831 0.00312 0.01767 9
54.5
2 0.01135 0.00904 4
0
0.00356 0.00125 0.01559
源自文库
54.6
3 0.01134 0.00751 0
0
0.004565 0.00073 0.01354 78
练习：在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1mol混合 物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测 得[H2]=0.0080mol/L，求：反应的平衡常数
对于可逆反应达到平衡后各物质的浓度变化关系， 在计算中注意。
（1）反应物：平衡浓度=初始浓度-转化浓度；
反应物A: [A]=c0(A) - △c(A) （2）生成物：平衡浓度=初始浓度+转化浓度
生成物D: [D] = c0(D) +△c(D) （3）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式 中相应的化学计量数之比。△c(A):△c(D)=a:d
练习：试写出下列反应的平衡常数的数学表达式：
催化剂
2SO2(g)+O2(g)
2SO3
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)
K
[S
[SO3]2 O2]2 •[O2]
K[CO]•[H2] [H2O]
反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中！
上述两反应平衡常数的单位分别是？
第1个化学平衡常数K的单位是：L/mol;
54.45
4
0
0
0.0106 0.001141 0.00114 0.00841
9
1
0
54.33
根据表中的数据计算出平衡时 [ HI ]2 的值，并分析其中规律。
[H 2]•[I2]
通过分析实验数据得出： (1)温度不变时， [ HI ]2 为常数 用K表示,K = 54.5；
[H 2]•[I2]
(2)常数K与反应的起始浓度大小无关；
4、平衡常数的计算
例：对于反应2SO3(g)
2SO2(g)+ O2(g),若在
一定温度下，将2mol的SO3(g)放入一体积为2L的密
闭容器中，当达到平衡状态时，测得O2(g)的物质的
量为0.6mol,试求
（1）此反应的平衡常数。
（2）求温度不变时SO3(g) 的平衡常数。
SO2(g)+1/2 O2(g),
(3)常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的 过程无关。
其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系。
对于反应: aA + bB
cC + dD
K [C]c[D]d [ A]a [B]b
在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物
平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常 数，这个常数称为化学平衡常数简称平衡常数。