平衡常数ppt
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《2.2.2 化学平衡(第2课时 化学平衡常数)》参考课件
始浓度/(mol·L-1 )
0.01
变化浓度/(mol·L-1 ) 0.0075
某时刻浓度/(mol·
L-1 ) 0.0025
0.0375
0.0075
0.03
0
0.0075
0.0075
0
0.0075
0.0075
该温度下，该反应的平衡常数为1，将此刻各物质的浓度，代入平衡常数的表达式计算
c(CO2) • c(H2)
对于可逆反应： m A(g) + n B(g)
p C(g) + q D(g)
任意时刻的浓度商
是否平衡或平衡移动的方向，可用该时刻浓度商Q 与K
比较大小来判断。
在同一温度下：
Q ＝ K ，处于化学平衡状态
Q ＜ K ，向正反应方向进行
Q ＞ K ，向逆反应方向进行
已知800℃时，化学反应CO(g) + H2O(g) ⇌CO2(g)+ H2(g) K = 1
反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005 mol·L-1 。
（2）在上述温度下，CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.3 mol，达到平衡时，
CO的浓度为多少？CO的转化率为多少？
【解】设达到平衡状态时CO浓度的变化量为x mol·L-1
CO(g) + H2O(g)
起始浓度/(mol·L-1 ) 0.01
2.6
(1)k的表达式为：
。
(2)该反应为 吸热 反应（“吸热”或“放热”）
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据（ BC）
Ａ.容器中压强不变 Ｂ.混合气体中ＣＯ浓度不变
Ｃ.v(H2)正=v(H2O)逆
D.c(CO2)=c(CO)
化学反应标准平衡常数PPT课件
沉淀溶解平衡常数的意义
溶度积Ksp的大小反映了难溶电解质的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时， Ksp越大，其溶解度越大。
平衡常数的表示方法
沉淀溶解平衡常数（Ksp）
表达式即为等于沉淀溶解平衡时，各离子浓度幂的乘积，例如 Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]。
沉淀溶解平衡常数的意义
任意温度下的沉淀溶解平衡常数
01
根据公式 ΔG°=-RTlnKsp，可以计算出任意温度下的
Ksp。
非标准状态下的平衡常数计算
02
需要考虑离子强度、活度系数等因素对平衡常数的影响。
注意事项
03
在计算过程中，要注意将离子浓度换算为标准浓度，且
要考虑离子间的相互作用对平衡常数的影响。
平衡常数的单位与换算
沉淀溶解平衡常数的单位
一般为 mol/L 或者 mol^2/L^2 等，具体取决于化学方程式的形 式。
换算方法
可以通过公式进行换算，例如将 mol/L 换算为 mol/kg 时，需要 用到密度和摩尔质量等参数。
注意事项
在换算过程中，要注意单位的统一和换算公式的正确性。同时，也 要注意不同温度下平衡常数的换算方法可能有所不同。
生成和溶解这两个相反的过程它们相互斗争的结果，一方面要通过改变条件使 Qc 向 Ksp 转化；另一方面根据转化的结果判断沉淀是生成还是溶解：若 Qc<Ksp，则不会
有沉淀生成；若 Qc>Ksp，则会有沉淀析出；若 Qc=Ksp，则处于平衡状态。
02
标准平衡常数的计算
标准状态下平衡常数的计算
沉淀溶解平衡常数（Ksp）
溶度积Ksp的大小反映了难溶电解质的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp越大， 其溶解度越大。
溶度积Ksp的大小反映了难溶电解质的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时， Ksp越大，其溶解度越大。
平衡常数的表示方法
沉淀溶解平衡常数（Ksp）
表达式即为等于沉淀溶解平衡时，各离子浓度幂的乘积，例如 Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]。
沉淀溶解平衡常数的意义
任意温度下的沉淀溶解平衡常数
01
根据公式 ΔG°=-RTlnKsp，可以计算出任意温度下的
Ksp。
非标准状态下的平衡常数计算
02
需要考虑离子强度、活度系数等因素对平衡常数的影响。
注意事项
03
在计算过程中，要注意将离子浓度换算为标准浓度，且
要考虑离子间的相互作用对平衡常数的影响。
平衡常数的单位与换算
沉淀溶解平衡常数的单位
一般为 mol/L 或者 mol^2/L^2 等，具体取决于化学方程式的形 式。
换算方法
可以通过公式进行换算，例如将 mol/L 换算为 mol/kg 时，需要 用到密度和摩尔质量等参数。
注意事项
在换算过程中，要注意单位的统一和换算公式的正确性。同时，也 要注意不同温度下平衡常数的换算方法可能有所不同。
生成和溶解这两个相反的过程它们相互斗争的结果，一方面要通过改变条件使 Qc 向 Ksp 转化；另一方面根据转化的结果判断沉淀是生成还是溶解：若 Qc<Ksp，则不会
有沉淀生成；若 Qc>Ksp，则会有沉淀析出；若 Qc=Ksp，则处于平衡状态。
02
标准平衡常数的计算
标准状态下平衡常数的计算
沉淀溶解平衡常数（Ksp）
溶度积Ksp的大小反映了难溶电解质的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp越大， 其溶解度越大。
平衡常数及应用课件
）计算得到。
反应物和产物浓度的幂次方应对 应于反应方程式中的化学计量系
数。
K值的含义：K值越大，生成物 浓度越大，反应物浓度越小，反 应进行的方向越有利于生成物。
化学平衡常数的计算方法
根据实验数据计算
对于一些不能直接进行理论计算的反 应，可通过实验方法测定各物质浓度 的变化值，并计算平衡常数。
通过热力学数据计算
平衡常数的符号与单位
平衡常数的符号为K或K'，单位与反 应方程式中各物质的计量系数有关。
根据反应方程式的计量系数，平衡常 数可以有不同的形式，但它们都代表 同一可逆反应在相同温度下的平衡常 数。
平衡常数的意义与作用
01
02
03
04
平衡常数可以表示反应进行的 程度和反应能力，是判断化学
平衡状态的重要依据。
了解不同配离子的稳定性，可以指导配合物 的合成和分离提纯。
预测配合物的性质
配位常数可以用来预测配合物的溶解度、颜 色、还原性等性质。
研究生物分子间的相互作用
配位常数可以用来研究生物分子间的相互作 用，如金属离子对酶活性的影响等。
THANKS
感谢观看
溶度积常数只与沉淀物的本性和温度 有关，而与沉淀物浓度无关。
溶度积常数用Ksp表示，它的大小反 映了难溶电解质在水溶液中的溶解能 力。
沉淀溶解平衡常数的计算方法
溶度积常数的计算方法是根据实验测定的溶解度数据计算，或通过已知物质的相关 性质进行计算。
对于同一类型的难溶电解质，可以根据其化学式或离子系数计算其溶度积常数。
平衡常数及应用课件
• 平衡常数概述 • 化学平衡常数的计算 • 平衡常数的应用 • 酸碱平衡常数 • 沉淀溶解平衡常数 • 配位化合物平衡常数
反应物和产物浓度的幂次方应对 应于反应方程式中的化学计量系
数。
K值的含义：K值越大，生成物 浓度越大，反应物浓度越小，反 应进行的方向越有利于生成物。
化学平衡常数的计算方法
根据实验数据计算
对于一些不能直接进行理论计算的反 应，可通过实验方法测定各物质浓度 的变化值，并计算平衡常数。
通过热力学数据计算
平衡常数的符号与单位
平衡常数的符号为K或K'，单位与反 应方程式中各物质的计量系数有关。
根据反应方程式的计量系数，平衡常 数可以有不同的形式，但它们都代表 同一可逆反应在相同温度下的平衡常 数。
平衡常数的意义与作用
01
02
03
04
平衡常数可以表示反应进行的 程度和反应能力，是判断化学
平衡状态的重要依据。
了解不同配离子的稳定性，可以指导配合物 的合成和分离提纯。
预测配合物的性质
配位常数可以用来预测配合物的溶解度、颜 色、还原性等性质。
研究生物分子间的相互作用
配位常数可以用来研究生物分子间的相互作 用，如金属离子对酶活性的影响等。
THANKS
感谢观看
溶度积常数只与沉淀物的本性和温度 有关，而与沉淀物浓度无关。
溶度积常数用Ksp表示，它的大小反 映了难溶电解质在水溶液中的溶解能 力。
沉淀溶解平衡常数的计算方法
溶度积常数的计算方法是根据实验测定的溶解度数据计算，或通过已知物质的相关 性质进行计算。
对于同一类型的难溶电解质，可以根据其化学式或离子系数计算其溶度积常数。
平衡常数及应用课件
• 平衡常数概述 • 化学平衡常数的计算 • 平衡常数的应用 • 酸碱平衡常数 • 沉淀溶解平衡常数 • 配位化合物平衡常数
平衡常数复习课件
1
中的溶解度(以物质的量浓度表示)为 c，根据物料守恒可知，c= c(Cl2) + 2 c(HClO)+
1
2 c(Cl-) ， 由 于 HCl 是 强 电 解 质 ， 若 忽 略 水 的 电 离 和 次 氯 酸 的 电 离 ， 则
c(H+ ) c(Cl- ) c(HClO)
1
c(H+)=c(Cl-)=c(HClO) ，由 K2=
和 I- 混合溶液，通过电位滴定法获得 lgc Ag+ 与V AgNO3 的关系曲线如图所示(忽略沉淀
对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于1.0105 mol L-1 时，认为该离子沉淀完全。 Ksp (AgCl)=1.81010 ， Ksp (AgBr) 5.41013 ， Ksp (AgI) 8.51017 )。下列说法正确的是
平衡总压强 P 总= 1.3mol 0.2mPa =0.26mPa 1mol
Kp=
P（CO）• P(H P (H2O)
2)
=
0.1mol 1.3mol
0.26m P 0.5mol 1.3mol
0.5mol 0.26m P
0.26m
P
=0.02mP
1.3mol
多平衡体系Kp计算方法
• 1.用“三段式法”计算平衡体系物质组成 • 2.计算平衡体系中各组分物质的量分数，
注意不要漏算不参加反应的气体 • 3.计算各组分分压，如果不是恒压则需计
算平衡体系总压强 • 4.代入平衡常数表达式计算结果
练一练1
（2021·全国）已知相同温度下， Ksp BaSO4 <Ksp BaCO3 。某温度下，饱和溶液中
-lg c SO24- 、-lg c CO32- 、与-lg c Ba2+ 的关系如图所示。
化学平衡常数课件
c2 (SO2 ) c(O2)
6.（7分）（2010·中山高二检测）在一定体积的密闭 容器中，进行如下化学反应： CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）， 其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
回答下列问题： （1）该反应的化学平衡常数表达式K=_____。 （2）该反应为反应_____（填“吸热”或“放热”）。 （3）某温度下，平衡浓度符合下式： c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 _____℃。
【解析】选A、C。K是温度的函数。平衡常数的表达式
与化学方程式的书写方式有关，同一个化学反应，化
学方程式书写方式不同，平衡常数不同。正、逆反应
的平衡常数互为倒数。如：H2（g）+I2（g）
2HI（g），K正=c
(
c H
2 2
()H cI()I，2 ) K逆=
c(H 2，) 所c(I以2 )
c2 (HI)
3.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下 列反应：
①NH4I（s） NH3（g）+HI（g）；②2HI（g） H2（g）+I2（g）达到平衡时，c（H2）=0.5 mol·L-1, c(HI)=4 mol·L-1,则此温度下反应①的平衡常数为
()
A.9
B.16
C.20
D.25
【解析】选C。根据反应②：2HI(g) H2(g)+I2(g) 消耗的c(HI)=2c(H2)=1 mol·L-1,再结合反应 ①:NH4I(s) NH3(g)+HI(g)知：c(NH3)=c(HI)= 1 mol·L-1+4 mol·L-1=5 mol·L-1，因此该温度下， 反应①的平衡常数：K=c(NH3)·c(HI)=5 mol·L-1× 4 mol·L-1=20 mol2·L-2。
6.（7分）（2010·中山高二检测）在一定体积的密闭 容器中，进行如下化学反应： CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）， 其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
回答下列问题： （1）该反应的化学平衡常数表达式K=_____。 （2）该反应为反应_____（填“吸热”或“放热”）。 （3）某温度下，平衡浓度符合下式： c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 _____℃。
【解析】选A、C。K是温度的函数。平衡常数的表达式
与化学方程式的书写方式有关，同一个化学反应，化
学方程式书写方式不同，平衡常数不同。正、逆反应
的平衡常数互为倒数。如：H2（g）+I2（g）
2HI（g），K正=c
(
c H
2 2
()H cI()I，2 ) K逆=
c(H 2，) 所c(I以2 )
c2 (HI)
3.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下 列反应：
①NH4I（s） NH3（g）+HI（g）；②2HI（g） H2（g）+I2（g）达到平衡时，c（H2）=0.5 mol·L-1, c(HI)=4 mol·L-1,则此温度下反应①的平衡常数为
()
A.9
B.16
C.20
D.25
【解析】选C。根据反应②：2HI(g) H2(g)+I2(g) 消耗的c(HI)=2c(H2)=1 mol·L-1,再结合反应 ①:NH4I(s) NH3(g)+HI(g)知：c(NH3)=c(HI)= 1 mol·L-1+4 mol·L-1=5 mol·L-1，因此该温度下， 反应①的平衡常数：K=c(NH3)·c(HI)=5 mol·L-1× 4 mol·L-1=20 mol2·L-2。
化学平衡常数及计算-PPT
(2) Kc=[NO2]2/[N2O4]
(3)
Kc= [CO2]
13
4、平衡常数只表现反应进行的程度，即 可能性问题，而不表现到达平衡所需的 时间，即现实性问题.
5、平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度 的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。 若正反应 是吸热反应,升高温度,K 增大;若正反应是放热反应,升 高温度,K 减少;
3
二、数学表达式： 对于一般的可逆反应mA+nB pC+qD
{c(C)}p{c(D)}q
K = {c(A)} m{c(B)} n
三、平衡常数的单位 浓度的单位为mol·L-1
∴K的单位为(mol·L-1)n； 4
练习：试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式：
2SO2(g)+O2(g) 催化剂 2SO3
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
20
例度1平:合衡成是氨:[N的2]反=3应mNol2·+L3-1H,[H22]2=N9mH3o在l·L某-1,温[N度H3下] =各4m物o质l·L的-1浓求 该反应的平衡常数和N2、H2的初始浓度。
3、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KC≥105，认为正反应进行得较完 全；KC ≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反 应较完全）。
17
例如：不同温度时，反应:H2(g)+I2(g) △ 的平衡常数与温度的关系如下：
有关平衡常数计算PPT课件
意义。
05
平衡常数的应用
平衡常数在化学工程中的应用
反应工艺优化
化工过程模拟与控制
平衡常数可用于评估反应在不同条件 下的可能产物，从而优化反应工艺， 提高目标产物的产量。
平衡常数是化工过程模拟的重要参数， 有助于预测和控制化工过程的运行状 态。
反应器设计
通过平衡常数，可以计算反应在不同 温度和压力下的平衡状态，为反应器 设计提供依据。
详细描述
通过化学反应等温方程式，可以预测在不同温度和压力条件下化学可以用于研究化学反应机理和动力学，以及评估化学物质的环境影响。
平衡常数与化学反应等温方程式的关系
总结词
平衡常数是化学反应等温方程式的一个重要参数，它反映了反应达到平衡时各组分的浓 度关系。
平衡常数在化学反应中的作用
总结词
平衡常数是判断化学反应是否达到平衡状态的重要依据，也是反应进行程度的 度量。
详细描述
平衡常数是化学反应达到平衡状态时的特征之一，通过平衡常数可以判断一个 化学反应是否达到平衡状态。同时，平衡常数的大小决定了反应进行的程度， 平衡常数越大，反应进行越完全。
平衡常数的计算方法
有关平衡常数计算ppt课 件
• 平衡常数计算概述 • 化学反应等温方程式 • 平衡常数的计算实例 • 平衡常数与化学反应进程 • 平衡常数的应用
01
平衡常数计算概述
平衡常数的定义
总结词
平衡常数是化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度 比值。
详细描述
平衡常数是指在一定温度下，可逆反应达到平衡状态时，生 成物和反应物的浓度不再发生变化，此时生成物和反应物的 浓度比值称为平衡常数。平衡常数的大小反映了化学反应的 可能性。
04
平衡常数与化学反应进程
05
平衡常数的应用
平衡常数在化学工程中的应用
反应工艺优化
化工过程模拟与控制
平衡常数可用于评估反应在不同条件 下的可能产物，从而优化反应工艺， 提高目标产物的产量。
平衡常数是化工过程模拟的重要参数， 有助于预测和控制化工过程的运行状 态。
反应器设计
通过平衡常数，可以计算反应在不同 温度和压力下的平衡状态，为反应器 设计提供依据。
详细描述
通过化学反应等温方程式，可以预测在不同温度和压力条件下化学可以用于研究化学反应机理和动力学，以及评估化学物质的环境影响。
平衡常数与化学反应等温方程式的关系
总结词
平衡常数是化学反应等温方程式的一个重要参数，它反映了反应达到平衡时各组分的浓 度关系。
平衡常数在化学反应中的作用
总结词
平衡常数是判断化学反应是否达到平衡状态的重要依据，也是反应进行程度的 度量。
详细描述
平衡常数是化学反应达到平衡状态时的特征之一，通过平衡常数可以判断一个 化学反应是否达到平衡状态。同时，平衡常数的大小决定了反应进行的程度， 平衡常数越大，反应进行越完全。
平衡常数的计算方法
有关平衡常数计算ppt课 件
• 平衡常数计算概述 • 化学反应等温方程式 • 平衡常数的计算实例 • 平衡常数与化学反应进程 • 平衡常数的应用
01
平衡常数计算概述
平衡常数的定义
总结词
平衡常数是化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度 比值。
详细描述
平衡常数是指在一定温度下，可逆反应达到平衡状态时，生 成物和反应物的浓度不再发生变化，此时生成物和反应物的 浓度比值称为平衡常数。平衡常数的大小反映了化学反应的 可能性。
04
平衡常数与化学反应进程
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I¯: 0.100－2.22×10-3＝0.098 K＝2.22×10-3 mol· L-1／0.098 mol· L-1×3.06×10-5 mol· L-1 ＝7.4×102 L· mol-1（不写单位不扣分）
25
按要求进行计算
26
竞赛试题
Xe和F2反应生成XeF2 XeF4 XeF6反应所需条件： K(2500C) ① Xe+F2= XeF2 ② Xe+2F2= XeF4 8.80×104 1.07×108 K(4000C) 3.6×102 1.98×103
y
③ KP与Kc的关系 反应物生成物都近乎理想气体 气态方程 p = cRT 时
KP = KC(RT)
(只应用于单纯气态反应) R=8314Pa· L· mol-1· K-1 = 0 时，Kp = Kc
20
注意：适用的条件
竞赛试题
氯气能溶于水，并与水反应生成HClO 、Cl- 、H+ 。 设第一个平衡的平衡常数为K1第二个平衡的平衡常数 为K2，总反应为K3 ，写出这三个平衡常数的表达式， 已知在25 ℃ 氯气的分压为100kPa下达成平衡，总反 应的平衡常数K3=1.8×10-10mol3· L-3Pa -1,溶液里溶解 的氯的总量为6.0g · L-3 。计算溶液中HClO 、Cl- 、 H+ 、PH值、 K1、 K2的数值。
x
xG + yD
y
Kc
=
[G] [ D] m n [ A] [ B]
[A]、[B]、[G]、[D] : A、B、G、D在平衡时 的浓度； Kc为浓度平衡常数；单位： (mol· dm-3) B B = (x + y) – (m+n)
B
B = 0 时，Kc无量纲， B 0 时，Kc有量纲， 2． 气相反应 mA + nB xG + yD
9
解：
2GeO (g) + W2O6 (g)
100.0 98.0 2
2 GeWO4 (g)
0 98.0
开始pB/kPa 100.0 变化pB/kPa -98.0
98.0 平衡pB/kPa 100.0-98.0 100.02
98.0
p(GeO)=100.0 kPa - 98.0 kPa =2.0kPa
① 压力平衡常数
Kp =
pG p D m n p A pB
18
x
y
pG、pD、pA、pB ：气态物质A、B、G、D平 衡时的分压
KP量纲： (Pa)
(kPa)
(atm)
= 0 时，KP无量纲，
0 时，KP有量纲，
19
② 浓度平衡常数
[G] [ D] KC = [ A]m [ B]n
x
例题：已知反应CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) 在定温定容条件下进行,373K时K =1.5108。 反应开始时c0(CO)=0.0350mol· L-1， c0(Cl2)=0.0270mol· L-1， c0(COCl2)=0。计算 373K反应达到平衡时各物种的分压和CO的 平衡转化率。 解：pV = nRT 因为T 、V 不变 p ( B ) c ( B ) RT R=8314Pa· L· mol-1· K-1 p0(CO)=(0.0350×8.314×373)kPa=108.5 kPa p0(Cl2)=(0.0270×8.314×373)kPa=83.7 kPa
83.7 100 1.5 108 24.8x
x 2.3 106
CO
p0 CO 108 .5 24.8 100 % 108 .5 77 .1%
p0 CO peq CO
15
实验平衡常数
16
实验平衡常数 1． 溶液中的反应 mA + nB
23
竞赛试题
第5题 （6分）配制KI(0.100mol· L-1)–I2的水溶液， 用0.100mol· L-1 Na2S2O3标准溶液测得c(I2)＝ 4.85×10-3 mol· L-1。量取50.0mL KI-I2溶液和50.0mL CCl4置于分液漏斗中振荡达平衡，分液后测知CCl4相 中c(I2)＝2.60×10-3 mol· L-1。已知实验温度下CCl4 从水溶液中萃取I2的分配比为85 : 1。求水溶液中I2 ＋I¯＝I¯3的平衡常数。
13
解：
开始cB/(mol· L-1)
CO(g)+Cl2 (g)
0.0350 0.0270
COCl 2(g)
0
开始pB/kPa
假设Cl2全部转化 又设COCl 2转化x 平衡pB/kPa
108.5
108.5-83.7 x 24.8+x
83.7
0 x x
0
83.7 -x 83.7-x
p(COCl 2 ) / p K pCO / p p(Cl2 ) / p
pX / p x cY / c y pA / p a cB / c b
K 是量纲为1。
K 是温度的函数，与浓度、分压无关。
* 标准平衡常数表达式必须与化学反应计 量式相对应。
6
H2 (g) I 2 (g)
2HI(g)
K1
[ p(HI) / p ]2 K1 [ p(H 2 ) / p ][ p(I 2 ) / p ]
化 学 平 衡 常 数
全国高中学生化学竞赛基本要求
11. 化学平衡。平衡常数与转化率。弱 酸、弱碱的电离常数。溶度积。利用平衡常 数的计算。熵的概念。
2
标准平衡常数
标准平衡常数
由范特霍夫等温方程：
r G m (T ) r G m (T) RTlnJ
当反应达到平衡状态时
r G (T) RTlnJ 0 ，令 J k m 平衡
98 .0 p(W2O6)=100.0 kPa kPa=51.0 kPa 2
10
[ pGeWO4 / p ]2 K 2 [ pGeO / p ] [ pW2O6 / p ]
98.0 100 3 4.710 2 2.0 100 51.0 100
2
11
标准平衡常数的应用 (1) 判断反应的进行程度 K愈大，反应进行得愈完全 K愈小，反应进行得愈不完全 K不太大也不太小(如 10-3 < K <103), 反应物部分地转化为生成物 (2) 预测反应的进行方向 对于一般的化学反应： aA (g)+ bB(aq)+cC(s) xX(g)+yY(aq)+zZ(l) 任意状态下: θ x θ y
7
多重平衡原理 例题：已知25℃时反应
K 1 =0.45 ①2BrCl(g) Cl2(g)+Br2(g)的 ②I2(g)+Br2(g) 2IBr(g)的 K 2=0.051 计算反应 K3 ③2BrCl (g)+ I2(g) 2IBr(g)+ Cl2(g)的
解：反应① + ②得： 2BrCl (g)+ I2(g) 2IBr(g)+ Cl2(g)
。
K3 = K1 · K 2 = 0.45×0.051=0.023
8
标准平衡常数的实验测定
例题：定温定容下，GeO(g)与W2O6 (g) 反应生成GeWO4 (g) ： 2GeO (g) +W2O6 (g) 2 GeWO4 (g)
若反应开始时，GeO和W2O6 的分压均为 100.0kPa，平衡时 GeWO4 (g) 的分压为 98.0kPa。求平衡时GeO和W2O6的分压以 及反应的标准平衡常数。
竞赛试题
解（1）2×①－②得 Xe+XeF4=2XeF2 K(250 ℃)=72 K(400 ℃)=65
因为两个K值相近，表明250 ℃400 ℃均可制备XeF2 设达平衡时［XeF2］=a mol/L 则［XeF4］=0.01amol/L ［XeF2］2/ ［XeF4］［Xe］=K 求得［Xe］=1.4 a mol/L( 250 ℃) ［Xe］=1.5 a mol/L( 400 ℃)
J [ pi X / p ] [bi Y / b ]
[ pi A / p ] [bi B / b ]b
θ a θ
J 称为反应商，可作为反应进行方向的判据. J <K 反应正向进行 J = K 体系处于平衡状态 J &g 2 1 I 2 (g) 2 (g) 2
HI(g)
K2
[ p(HI) / p ] 1/2 ( ) K2 K 1 1/ 2 1/ 2 [ p(H 2 ) / p ] [ p(I 2 ) / p ]
2HI(g) H2 (g) I2 (g)
K3
[ p ( H 2 ) / p ][ p ( I 2 ) / p ] -1 K3 =( ) K 1 2 [ p ( HI ) / p ]
250 ℃ n(Xe) ： n(F2) =(1.4+1.0+0.01) ：(1.0+0.02)
400 ℃ n(Xe) ： n(F2) =(1.5+1.0+0.01) ：(1.0+0.02)
83.7 x / 100
24.8 x x 100 100
14
1.5 108
因为K 很大，x很小， 假设 83.7-x ≈ 83.7， 24.8+x ≈24.8 。
平衡时:p(CO)=24.8kPa ，p(Cl2)=2.3 10-6 kPa p(COCl2)=83.7kPa
［ Cl2（aq) ］=6.0/71－(2× 2.62×10－2 )/2=5.83 ×10－2 mol· L－1 K1= ［ Cl2（aq) ］/P Cl2= 5.83 ×10－2 /100×103=5.83 ×10－7 mol· L－1Pa －1 K2 = K3/ K1= 1.8 ×10－10/ 5.83 ×10－7 =3.09 ×10－4
25
按要求进行计算
26
竞赛试题
Xe和F2反应生成XeF2 XeF4 XeF6反应所需条件： K(2500C) ① Xe+F2= XeF2 ② Xe+2F2= XeF4 8.80×104 1.07×108 K(4000C) 3.6×102 1.98×103
y
③ KP与Kc的关系 反应物生成物都近乎理想气体 气态方程 p = cRT 时
KP = KC(RT)
(只应用于单纯气态反应) R=8314Pa· L· mol-1· K-1 = 0 时，Kp = Kc
20
注意：适用的条件
竞赛试题
氯气能溶于水，并与水反应生成HClO 、Cl- 、H+ 。 设第一个平衡的平衡常数为K1第二个平衡的平衡常数 为K2，总反应为K3 ，写出这三个平衡常数的表达式， 已知在25 ℃ 氯气的分压为100kPa下达成平衡，总反 应的平衡常数K3=1.8×10-10mol3· L-3Pa -1,溶液里溶解 的氯的总量为6.0g · L-3 。计算溶液中HClO 、Cl- 、 H+ 、PH值、 K1、 K2的数值。
x
xG + yD
y
Kc
=
[G] [ D] m n [ A] [ B]
[A]、[B]、[G]、[D] : A、B、G、D在平衡时 的浓度； Kc为浓度平衡常数；单位： (mol· dm-3) B B = (x + y) – (m+n)
B
B = 0 时，Kc无量纲， B 0 时，Kc有量纲， 2． 气相反应 mA + nB xG + yD
9
解：
2GeO (g) + W2O6 (g)
100.0 98.0 2
2 GeWO4 (g)
0 98.0
开始pB/kPa 100.0 变化pB/kPa -98.0
98.0 平衡pB/kPa 100.0-98.0 100.02
98.0
p(GeO)=100.0 kPa - 98.0 kPa =2.0kPa
① 压力平衡常数
Kp =
pG p D m n p A pB
18
x
y
pG、pD、pA、pB ：气态物质A、B、G、D平 衡时的分压
KP量纲： (Pa)
(kPa)
(atm)
= 0 时，KP无量纲，
0 时，KP有量纲，
19
② 浓度平衡常数
[G] [ D] KC = [ A]m [ B]n
x
例题：已知反应CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) 在定温定容条件下进行,373K时K =1.5108。 反应开始时c0(CO)=0.0350mol· L-1， c0(Cl2)=0.0270mol· L-1， c0(COCl2)=0。计算 373K反应达到平衡时各物种的分压和CO的 平衡转化率。 解：pV = nRT 因为T 、V 不变 p ( B ) c ( B ) RT R=8314Pa· L· mol-1· K-1 p0(CO)=(0.0350×8.314×373)kPa=108.5 kPa p0(Cl2)=(0.0270×8.314×373)kPa=83.7 kPa
83.7 100 1.5 108 24.8x
x 2.3 106
CO
p0 CO 108 .5 24.8 100 % 108 .5 77 .1%
p0 CO peq CO
15
实验平衡常数
16
实验平衡常数 1． 溶液中的反应 mA + nB
23
竞赛试题
第5题 （6分）配制KI(0.100mol· L-1)–I2的水溶液， 用0.100mol· L-1 Na2S2O3标准溶液测得c(I2)＝ 4.85×10-3 mol· L-1。量取50.0mL KI-I2溶液和50.0mL CCl4置于分液漏斗中振荡达平衡，分液后测知CCl4相 中c(I2)＝2.60×10-3 mol· L-1。已知实验温度下CCl4 从水溶液中萃取I2的分配比为85 : 1。求水溶液中I2 ＋I¯＝I¯3的平衡常数。
13
解：
开始cB/(mol· L-1)
CO(g)+Cl2 (g)
0.0350 0.0270
COCl 2(g)
0
开始pB/kPa
假设Cl2全部转化 又设COCl 2转化x 平衡pB/kPa
108.5
108.5-83.7 x 24.8+x
83.7
0 x x
0
83.7 -x 83.7-x
p(COCl 2 ) / p K pCO / p p(Cl2 ) / p
pX / p x cY / c y pA / p a cB / c b
K 是量纲为1。
K 是温度的函数，与浓度、分压无关。
* 标准平衡常数表达式必须与化学反应计 量式相对应。
6
H2 (g) I 2 (g)
2HI(g)
K1
[ p(HI) / p ]2 K1 [ p(H 2 ) / p ][ p(I 2 ) / p ]
化 学 平 衡 常 数
全国高中学生化学竞赛基本要求
11. 化学平衡。平衡常数与转化率。弱 酸、弱碱的电离常数。溶度积。利用平衡常 数的计算。熵的概念。
2
标准平衡常数
标准平衡常数
由范特霍夫等温方程：
r G m (T ) r G m (T) RTlnJ
当反应达到平衡状态时
r G (T) RTlnJ 0 ，令 J k m 平衡
98 .0 p(W2O6)=100.0 kPa kPa=51.0 kPa 2
10
[ pGeWO4 / p ]2 K 2 [ pGeO / p ] [ pW2O6 / p ]
98.0 100 3 4.710 2 2.0 100 51.0 100
2
11
标准平衡常数的应用 (1) 判断反应的进行程度 K愈大，反应进行得愈完全 K愈小，反应进行得愈不完全 K不太大也不太小(如 10-3 < K <103), 反应物部分地转化为生成物 (2) 预测反应的进行方向 对于一般的化学反应： aA (g)+ bB(aq)+cC(s) xX(g)+yY(aq)+zZ(l) 任意状态下: θ x θ y
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多重平衡原理 例题：已知25℃时反应
K 1 =0.45 ①2BrCl(g) Cl2(g)+Br2(g)的 ②I2(g)+Br2(g) 2IBr(g)的 K 2=0.051 计算反应 K3 ③2BrCl (g)+ I2(g) 2IBr(g)+ Cl2(g)的
解：反应① + ②得： 2BrCl (g)+ I2(g) 2IBr(g)+ Cl2(g)
。
K3 = K1 · K 2 = 0.45×0.051=0.023
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标准平衡常数的实验测定
例题：定温定容下，GeO(g)与W2O6 (g) 反应生成GeWO4 (g) ： 2GeO (g) +W2O6 (g) 2 GeWO4 (g)
若反应开始时，GeO和W2O6 的分压均为 100.0kPa，平衡时 GeWO4 (g) 的分压为 98.0kPa。求平衡时GeO和W2O6的分压以 及反应的标准平衡常数。
竞赛试题
解（1）2×①－②得 Xe+XeF4=2XeF2 K(250 ℃)=72 K(400 ℃)=65
因为两个K值相近，表明250 ℃400 ℃均可制备XeF2 设达平衡时［XeF2］=a mol/L 则［XeF4］=0.01amol/L ［XeF2］2/ ［XeF4］［Xe］=K 求得［Xe］=1.4 a mol/L( 250 ℃) ［Xe］=1.5 a mol/L( 400 ℃)
J [ pi X / p ] [bi Y / b ]
[ pi A / p ] [bi B / b ]b
θ a θ
J 称为反应商，可作为反应进行方向的判据. J <K 反应正向进行 J = K 体系处于平衡状态 J &g 2 1 I 2 (g) 2 (g) 2
HI(g)
K2
[ p(HI) / p ] 1/2 ( ) K2 K 1 1/ 2 1/ 2 [ p(H 2 ) / p ] [ p(I 2 ) / p ]
2HI(g) H2 (g) I2 (g)
K3
[ p ( H 2 ) / p ][ p ( I 2 ) / p ] -1 K3 =( ) K 1 2 [ p ( HI ) / p ]
250 ℃ n(Xe) ： n(F2) =(1.4+1.0+0.01) ：(1.0+0.02)
400 ℃ n(Xe) ： n(F2) =(1.5+1.0+0.01) ：(1.0+0.02)
83.7 x / 100
24.8 x x 100 100
14
1.5 108
因为K 很大，x很小， 假设 83.7-x ≈ 83.7， 24.8+x ≈24.8 。
平衡时:p(CO)=24.8kPa ，p(Cl2)=2.3 10-6 kPa p(COCl2)=83.7kPa
［ Cl2（aq) ］=6.0/71－(2× 2.62×10－2 )/2=5.83 ×10－2 mol· L－1 K1= ［ Cl2（aq) ］/P Cl2= 5.83 ×10－2 /100×103=5.83 ×10－7 mol· L－1Pa －1 K2 = K3/ K1= 1.8 ×10－10/ 5.83 ×10－7 =3.09 ×10－4