化学平衡常数课件

K=
浓度的单位为mol·L-1 浓度的单位为
的单位为(mol·L-1)∆n； ∴K的单位为 的单位为
化学平衡常数
c (C ) ⋅ c ( D) K= a b c ( A) ⋅ c ( B)
c d
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二、意义
K值的大小，表示在一定温度下，反 值的大小，表示在一定温度下， 值的大小 应达到平衡时该反应进行的程度（ 应达到平衡时该反应进行的程度（反 应的限度）。 应的限度）。 1 K值越大，反应程度增大，转化率越 值越大， 值越大 反应程度增大， 反之则转化率越低。一般当K＞ 高；反之则转化率越低。一般当 ＞ 105时，该反应进行得基本完全。 该反应进行得基本完全。
化学平衡常数
三、使用平衡常数应注意的问题 温度， （1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态 ）必须指明温度 （2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示 ）平衡常数表示反应进行的程度， 反应的快慢，即速率大， 值不一定大 反应的快慢，即速率大，K值不一定大 值的计算时， （3）在进行 值的计算时，固体、液态水不 ）在进行K值的计算时 固体、液态水不 作考虑， 作考虑，表达式中不需表达 高温 如：Fe3O4(s) + 4H2(g) 3Fe(s) + 4H2O(g) 一定温度下
课堂小结： 课堂小结：
(1) K只是温度的函数，不随起始浓度大小而变化。 只是温度的函数， 只是温度的函数 不随起始浓度大小而变化。 (2) K与方程式写法有关。 有关。 与方程式写法有关 (3) K值大小标志反应能达到的最大限度 值 值大小标志反应能达到的最大限度,K值 值大小标志反应能达到的最大限度 越大，反应物的转化率越大，反应越完全。 越大，反应物的转化率越大，反应越完全。 (4)利用 值可以判断反应是否处于平衡状态 利用K值可以判断反应是否处于平衡状态 利用 值可以判断反应是否处于平衡状态, 并判断平衡的移动方向
c ( H2O ) K= 4 c ( H2 )
4
三、使用平衡常数应注意的问题 值的计算时， （4）在进行 值的计算时，稀溶液中的 2O ）在进行K值的计算时 稀溶液中的H 的浓度可不表达 如：Cr2O72- + H2O 一定温度下
2
2CrO42- + 2H+
2− 4 2 +
c ( CrO )⋅ c ( H ) K= 2− c( Cr2O7 )
K 与 K1 、 K2是什么关系？ 是什么关系？ K = K1 × K2
C (s) + CO2(g) C (s) + H2O (g) CO (g) +H2O (g)
2CO(g) CO (g) + H2 (g) CO2 (g) + H2 (g)
K K1 K2
K = K1/K2
（7）、可利用平衡常数的值做标准，判断正在 可利用平衡常数的值做标准， 可利用平衡常数的值做标准
温度一定时，对于一个化学反应， 注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数虽然 一定，但不同的反应物的平衡转化率可能不同。 一定，但不同的反应物的平衡转化率可能不同。不能 脱离具体的反应物谈平衡转化率。 脱离具体的反应物谈平衡转化率。
四 平衡转化率
用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观， 用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用 平衡转化率α来表示反应限度。 平衡转化率 来表示反应限度。 对于可逆反应: 对于可逆反应 mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)
进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方 向进行建立平衡。 可逆反应mA+nB 向进行建立平衡。如：可逆反应 pC+qD
{c(C)}p{c(D)}q QC= QC叫做该反应的浓度商 m{c(B)} n {c(A)} QC<K, 反应向正反应方向进行 QC=K, 反应处于平衡状态 QC>K，反应向逆反应方向进行 ，
NH3 K3 =
K1 = 1/K2 = K32
（6）多重平衡规则：若干方程式相加(减)，则 ）多重平衡规则：若干方程式相加(
总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积 (商 ) 2NO2 K1 例2: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g) 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) N2O4 (g) K2 K
(2002上海高考）（丛书 上海高考）（丛书P32）在一定体积密闭容器中， 上海高考）（丛书 ）在一定体积密闭容器中， 进行如下反应： CO(g) +H2O(g), 进行如下反应： CO2(g)+H2(g) 其平衡常数Ｋ和温度t的关系如下 的关系如下： 其平衡常数Ｋ和温度 的关系如下：
t/ºC k 700 0.6 800 0.9 830 1.0 1000 1.7 1200 2.6
评析：一般思路 先列出化学反应中各物质的“ 评析：一般思路——先列出化学反应中各物质的“起始量、转化量、平衡 先列出化学反应中各物质的 起始量、转化量、 三段式)， 量”(三段式 ，求出各物质的平衡浓度，再代入平衡常数公式求解。 三段式 求出各物质的平衡浓度，再代入平衡常数公式求解。
① ② ③ ④
例题 现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应： 现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应： 2SO2+O2 2SO3 知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L经测定该 ， 经测定该 反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断， 反应在该温度下的平衡常数 ，试判断， 当SO2转化率为 ％时，该反应是否达到平衡状 转化率为50％ 若未达到，哪个方向进行？ 态，若未达到，哪个方向进行？ K’ ﹤19，未达到平衡，向正方向进行。 ，未达到平衡，向正方向进行。
(1)k的表达式为： 的表达式为： 的表达式为 (2)该反应为 吸热 反应（“吸热”或“放热”） 该反应为 反应（ 吸热” 放热” (3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据（ BC） 能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据（ 能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据 混合气体中ＣＯ Ａ.容器中压强不变 容器中压强不变 Ｂ.混合气体中ＣＯ浓度不变 混合气体中ＣＯ浓度不变 D.c(CO2)=c(CO) Ｃ.v(H2)正=v(H2O)逆 ℃ (4)若c(CO2) .c(H2)=c(CO) .c(H2O),此时温度为 830℃ . 若 此时温度为
反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示： 反应物 的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示： 的平衡转化率
A的初始浓度 − A的平衡浓度 α ( A)% = ×100% A的初始浓度 c0 ( A) − c平 ( A) = ×100% c0 ( A) A初始的物质的量 − A的平衡物质的量 ×100% α ( A)% = A初始的物质的量 n始 − n平 = ×100% n始
(3)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数 已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数
【巩固练习1】反应 巩固练习 】反应SO2(g)+ NO2(g)
SO3(g)+NO(g) , 若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g) 若在一定温度下，将物质的量浓度均为 的 注入一密闭容器中， 和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得 注入一密闭容器中 当达到平衡状态时， 容器中SO 的转化率为60%，试求：在该温度下。 容器中 2(g)的转化率为 的转化率为 ，试求：在该温度下。 （1）此反应的浓度平衡常数。 ）此反应的浓度平衡常数。
2反之对于 值很小的反应说明正反应在该条件下 反之对于K 反之对于 不可能进行， 不可能进行，如: N2+O2 2NO Kc=10-30(298K)所以常温下用此反应固定氮气 所以常温下用此反应固定氮气 是不可能的。因此没有必要在该条件下进行实验， 是不可能的。因此没有必要在该条件下进行实验， 以免浪费人力物力。 以免浪费人力物力。或者改变条件使反应在新的 条件下进行比较好一些。 条件下进行比较好一些。
(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数 已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数
【例1】在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.10mol混合 】在某温度下， 和 各 混合 物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测 的密闭容器中， 物充入 的密闭容器中 充分反应达到平衡时， 得c(H2)=0.0080mol/L，求： ， (1)反应的平衡常数 反应的平衡常数 (2)其它条件不变，充入的H2(g)和I2(g)各0.20mol,求 其它条件不变，充入的 其它条件不变 和 各 求 达平衡时各物质的平衡浓度。 达平衡时各物质的平衡浓度。
化学平衡常数
1.结论：一定温度下，生 结论：一定温度 温度下 结论 成物浓度的系数次方的乘 成物浓度的系数次方的乘 积与反应物浓度 反应物浓度系数次方 积与反应物浓度系数次方 的乘积之比为一常数此常 数为平衡常数。 表示。 数为平衡常数。用K表示。 表示
：
二、平衡常数的数学表达式及单位： 平衡常数的数学表达式及单位： 数学表达式及单位 对于一般的可逆反应mA+nB 对于一般的可逆反应 {c(C)}p{c(D)}q {c(A)} m{c(B)} n pC+qD
3、平衡常数数值的大小，只能大致告诉 、平衡常数数值的大小， 我们一个可逆反应的正向反应所进行的 最大程度，并不能预示反应达到平衡所 最大程度， 需要的时间。 需要的时间。如： 2SO2(g)+O2===2SO3(g) 298K时K很大，但由于速度太慢， 时 很大，但由于速度太慢， 很大 常温时，几乎不发生反应。 常温时，几乎不发生反应。
⑤ ⑥
⑦ ⑧
（2）以知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。 ）以知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。
① ②
③
④
⑤
例题： 例题：
一氧化碳变换反应 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在773K时,平 在 时平 衡常数Kc=9，如反应开始时 衡常数 ，如反应开始时CO和H2O的浓度都 和 的浓度都 是0.020 mol·L，计算在这条件下，CO的转化率 ，计算在这条件下， 的转化率 最大是多少？ 最大是多少？
4、K只受温度的影响，与反应物或生成物 只受温度的影响， 只受温度的影响
的浓度变化无关，对于吸热反应来说， 的浓度变化无关，对于吸热反应来说，温度 越高，K值越大；对于放热反应来说，温度 越高， 值越大；对于放热反应来说， 值越大 越高， 值越小 所以我们可以利用K值判 值越小。 越高，K值越小。所以我们可以利用 值判 断反应的热效应。 断反应的热效应。
0.015 转化率 = —— ×100 = 75 % 0.020
丛书P31)高炉炼铁中发生的基本反应如下 高炉炼铁中发生的基本反应如下: 例(丛书 丛书 高炉炼铁中发生的基本反应如下 FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)―Q。其平衡常数可 。 表达为: 表达为 K=c(CO2)/c(CO)，已知 ，已知1100℃，K=0.263 ℃ (1)若平衡向右进行， 高炉内 若平衡向右进行，高炉内CO2和 CO的体积比值 若平衡向右进行 的体积比值 增大 ， 平衡常数K值 增大 填 增大”“ ________， 平衡常数 值 ________(填 “ 增大 ”“ 减 ”“减 不变” 小”或“不变”) (2)1100℃时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L， ℃ 测得高炉中 ， 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”)，此时化学反应 衡状态 否 填 ， 大于 速率是V 小于” 速率是 正____V逆(填“大于”、“小于”或“等 填 大于” c(CO其原因 ＝ ＜ ，说明不是平衡状态， 于”)，2)/c(CO)＝0.25＜0.263，说明不是平衡状态， ， 是 且向正反应方向进行 。
的浓度为x 解：设平衡时CO2和H2的浓度为 mol·L-1 设平衡时 CO(g) + H2O(g)
起始浓度
CO2(g) + H2(g)
: 0.020 0.020 0 0 转化浓度： x x x 转化浓度： x x x 平衡浓度 : 0.020-x 0.020-x x2 K = ———— = 9 解得 解得:x=0.015 (mol·L-1 ) (0.020-x)2
三、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有关 ） 某温度下 c2 ( NH3 ) N2+3H2 2NH3 K1 = c( N )⋅ c3( H )
2 2
2NH3 1/2N2+3/2H2
N2+3H2
c( N2 )⋅ c3( H2 ) K2 = c2( NH3 )
c( NH3 ) c1/ 2 ( N2 )⋅ c3/ 2( H2 )