化学平衡常数及相关计算
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对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)
p{c(D)}q {c(C)} K= {c(A)} m{c(B)} n
pC(g)+qD(g)
其中c为各组分的平衡浓度
浓度的单位为mol· L-1
K的单位为(mol· L-1)n；
化学平衡常数只与温度有关，而与反应物或生成物的浓度无关。
1、化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。 反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度是固定不变的， K=c(CO2) 例：CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) 2、同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个 化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。 例： 2NO2(g)
Q＜K ，V正＞V逆，反应向正方向进行 Q＞K ，V正＜V逆，反应向逆方向进行
（4）利用温度改变时K值的变化可判断反应的热效应
若升高温度，K增大，则正反应为吸热反应；
若升高温度，K减小，则正反应为放热反应。
平衡常数表达式与方程式的关系 ⑴纯液体（如水）和固体不出现在K表达式中 (2)K表达式与化学方程式书写形式有关 (3)同一化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数
已知反应如下: FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)
△H>0
2 其 平 衡 常 数 为 ： _______________ 。 已 知 1100℃ ， K=0.263 。
K=c(CO )/c(CO)
1100℃ 时，测得 c(CO2)=0.025mol/L ， c(CO)=0.1mol/L ，在这种
你能得出什么结论？
I2(g) + H2(g)
平衡时浓度mol/L H2
0.005617 0.00356 0.00458
2HI(g)
HI c2(HI) c(H2) · c(I2)
序 号
1 2 3
起始时浓度mol/L H2 I2 HI
0 0 0.0 0.01197 0.06944 0.01135 0.00904 0.01201 0.00840 3
提示：设反应消耗xmolN2 △n（始） 100 300 0 △n x 3x 2x n（平） 100-x 300-3x 2x（mol） x=40mol n（N2）平=100mol-xmol=100mol-40mol =60mol n（H2）平=300mol-3xmol=180mol n（NH3）平= 2x=80mol a=40／100×100％=40％
情况下该反应_______( 否 填“是”或“否”) 处于平衡状态。
利用K可判断反应是否建立平衡状态 ① QC＜K ，反应向正方向进行 Qc=c(CO2)/c(CO) ② QC＝K ，反应处于平衡状态 ③QC＞K ，反应向逆方向进行
转化率
在一定条件下，可逆反应达化学平衡状 态时，某一反应物消耗量占该反应物起始量 的质量分数，叫该反应物的转化率。 公式：a=△c／c始×100％
2NO(g)
K=1×10-30 (298K)
298K时，N2和O2基本上没有进行反应，反之平衡时NO几乎全部 分解为N2和O2。
（2）平衡常数数值大小，只能大致反映一个可逆反应的正向 反应进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。 例如：2SO2(g)+O2 2SO3(g) 298K时K很大，但由于速度 太慢，常温时，几乎不发生反应。
化学平衡的有关计算
例1: 445℃时，将0.1mol I2与0.02mol H2通入2L密闭容器中，达平衡后有 0.03molHI生成。求：各物质的起始浓度与平 衡浓度 。
提示： c始(mol/L) 0.01 0.05 c变(mol/L) x x c平(mol/L) 0.015 0+2x=0.015 mol/L x=0.0075mol/L
K1=
N2O4(g)、N2O4(g)
2NO2(g)
c ( N 2O4 ) c 2 ( NO2 )
3、多重平衡规则 若干方程式相加(减)，总反应的平衡常数等于分步平衡常数之积(商) 例：2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 K2
0 2x
平衡浓度： c（I2）平=C（I2）始-△C（I2） =0.05 mol/L -0.0075 mol/L =0.0425mol/L
c（H2）平=0.01-0.0075=0.0025mol/L c（HI）平=c（HI）始+△c（HI） ＝0.015mol/L
例2：一定条件下，在密闭容器内将N2和 H2以体积比为1∶3混合，当反应达平衡时， 混合气中氨占25％（体积比），若混合前有 100mol N2，求平衡后N2、H2、NH3的物质的 量及N2的转化率。
I2
0.000593 0.01270 6 0.00125 0.01559
48.38 48.61 49.54
0.000973 0.01486 3
4
5 6
0
0 0
0
0 0
0.01520 0.001696
0.01287 0.001433 0.03777 0.004213
0.001696 0.01181
0.001433 0.01000 0.004213 0.02934
48.48
48.71 48.81
通过分析实验数据得出： K 平均值为48.74；
c2(HI) (1)温度不变时， 为常数，用 K表示， c(H2) · c(I2)
化学平衡常数只与温度有关
(2)常数K与反应物的起始浓度大小无关；
(3)常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关。
化学平衡常数： 1、定义： 一定温度下，对于已达平衡的反应体系中，生成物以 它的化学计量数为乘幂的浓度之积除以反应物以它的 化学计量数为乘幂的浓度之积是个常数。 2、平衡常数的数学表达式及单位：
K1 K2 ， K1 =反应进行的程度，估计反应 的可能性。 K值越大，正向反应进行的程度越大。 一般： K ＞105，认为正反应进行得较完全 K ＜10-5 认为 正反应很难进行（逆反应较完全） 10-5 ≤K ≤ 105 认为是可逆反应
例如：N2(g)+O2(g)
（3）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) pC(g) + qD(g) 平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：
则：
c p (C ) c q ( D) Q m n c ( A) c ( B)
Q＝K ，V正＝V逆，反应处于平衡状态
p{c(D)}q {c(C)} K= {c(A)} m{c(B)} n
pC(g)+qD(g)
其中c为各组分的平衡浓度
浓度的单位为mol· L-1
K的单位为(mol· L-1)n；
化学平衡常数只与温度有关，而与反应物或生成物的浓度无关。
1、化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。 反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度是固定不变的， K=c(CO2) 例：CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) 2、同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个 化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。 例： 2NO2(g)
Q＜K ，V正＞V逆，反应向正方向进行 Q＞K ，V正＜V逆，反应向逆方向进行
（4）利用温度改变时K值的变化可判断反应的热效应
若升高温度，K增大，则正反应为吸热反应；
若升高温度，K减小，则正反应为放热反应。
平衡常数表达式与方程式的关系 ⑴纯液体（如水）和固体不出现在K表达式中 (2)K表达式与化学方程式书写形式有关 (3)同一化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数
已知反应如下: FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)
△H>0
2 其 平 衡 常 数 为 ： _______________ 。 已 知 1100℃ ， K=0.263 。
K=c(CO )/c(CO)
1100℃ 时，测得 c(CO2)=0.025mol/L ， c(CO)=0.1mol/L ，在这种
你能得出什么结论？
I2(g) + H2(g)
平衡时浓度mol/L H2
0.005617 0.00356 0.00458
2HI(g)
HI c2(HI) c(H2) · c(I2)
序 号
1 2 3
起始时浓度mol/L H2 I2 HI
0 0 0.0 0.01197 0.06944 0.01135 0.00904 0.01201 0.00840 3
提示：设反应消耗xmolN2 △n（始） 100 300 0 △n x 3x 2x n（平） 100-x 300-3x 2x（mol） x=40mol n（N2）平=100mol-xmol=100mol-40mol =60mol n（H2）平=300mol-3xmol=180mol n（NH3）平= 2x=80mol a=40／100×100％=40％
情况下该反应_______( 否 填“是”或“否”) 处于平衡状态。
利用K可判断反应是否建立平衡状态 ① QC＜K ，反应向正方向进行 Qc=c(CO2)/c(CO) ② QC＝K ，反应处于平衡状态 ③QC＞K ，反应向逆方向进行
转化率
在一定条件下，可逆反应达化学平衡状 态时，某一反应物消耗量占该反应物起始量 的质量分数，叫该反应物的转化率。 公式：a=△c／c始×100％
2NO(g)
K=1×10-30 (298K)
298K时，N2和O2基本上没有进行反应，反之平衡时NO几乎全部 分解为N2和O2。
（2）平衡常数数值大小，只能大致反映一个可逆反应的正向 反应进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。 例如：2SO2(g)+O2 2SO3(g) 298K时K很大，但由于速度 太慢，常温时，几乎不发生反应。
化学平衡的有关计算
例1: 445℃时，将0.1mol I2与0.02mol H2通入2L密闭容器中，达平衡后有 0.03molHI生成。求：各物质的起始浓度与平 衡浓度 。
提示： c始(mol/L) 0.01 0.05 c变(mol/L) x x c平(mol/L) 0.015 0+2x=0.015 mol/L x=0.0075mol/L
K1=
N2O4(g)、N2O4(g)
2NO2(g)
c ( N 2O4 ) c 2 ( NO2 )
3、多重平衡规则 若干方程式相加(减)，总反应的平衡常数等于分步平衡常数之积(商) 例：2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 K2
0 2x
平衡浓度： c（I2）平=C（I2）始-△C（I2） =0.05 mol/L -0.0075 mol/L =0.0425mol/L
c（H2）平=0.01-0.0075=0.0025mol/L c（HI）平=c（HI）始+△c（HI） ＝0.015mol/L
例2：一定条件下，在密闭容器内将N2和 H2以体积比为1∶3混合，当反应达平衡时， 混合气中氨占25％（体积比），若混合前有 100mol N2，求平衡后N2、H2、NH3的物质的 量及N2的转化率。
I2
0.000593 0.01270 6 0.00125 0.01559
48.38 48.61 49.54
0.000973 0.01486 3
4
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0
0 0
0
0 0
0.01520 0.001696
0.01287 0.001433 0.03777 0.004213
0.001696 0.01181
0.001433 0.01000 0.004213 0.02934
48.48
48.71 48.81
通过分析实验数据得出： K 平均值为48.74；
c2(HI) (1)温度不变时， 为常数，用 K表示， c(H2) · c(I2)
化学平衡常数只与温度有关
(2)常数K与反应物的起始浓度大小无关；
(3)常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关。
化学平衡常数： 1、定义： 一定温度下，对于已达平衡的反应体系中，生成物以 它的化学计量数为乘幂的浓度之积除以反应物以它的 化学计量数为乘幂的浓度之积是个常数。 2、平衡常数的数学表达式及单位：
K1 K2 ， K1 =反应进行的程度，估计反应 的可能性。 K值越大，正向反应进行的程度越大。 一般： K ＞105，认为正反应进行得较完全 K ＜10-5 认为 正反应很难进行（逆反应较完全） 10-5 ≤K ≤ 105 认为是可逆反应
例如：N2(g)+O2(g)
（3）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) pC(g) + qD(g) 平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：
则：
c p (C ) c q ( D) Q m n c ( A) c ( B)
Q＝K ，V正＝V逆，反应处于平衡状态