化学平衡常数 (公开课)

v逆 反应向逆方向进行， v正＜ v逆
二、化学平衡的相关计算
⑴基本模式——“三段法” 例：
(mol/L)
mA + nB
pC + qD
起始浓度：a
转化浓度：mx
(mol/L) (mol/L)
b
nx
0
px px
0
qx qx
平衡浓度：a-mx b-nx ⑵基本关系
①反应物：平衡浓度＝起始浓度－转化浓度
②生成物：平衡浓度＝起始浓度＋转化浓度
2 4 2
c ( CrO ) c ( H ) K 2 c ( Cr2 O 7 )
5、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： N2+3H2 2NH3 1/2N2+3/2H2 2N2NH3 N N2+3H2 NH3
c 2 ( NH 3 ) K1 c( N 2 ) c 3 ( H 2 ) c( N 2 ) c 3 ( H 2 ) K2 c 2 ( NH 3 ) c ( NH 3 ) K 3 1/ 2 c ( N 2 ) c3/ 2( H 2 )
第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节化学平衡
化学平衡常数
请同学们阅读课本P28—P29 表中的数据回答下列 问题。
1、一定温度下达到平衡时， 什么特点？
2、
的数值有
的结果与起始浓度的大小以及建
立平衡的途径有无关系 3、
有何关联？
表达式中的幂与计量系数之间
一、化学平衡常数——化学平衡的特征
1、 概念 在一定温度下，当一可逆反应达到平衡状态后，生 成物浓度的幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常 数，这个常数称为化学平衡常数，用K表示。 2、K的表达式 对于下列可逆反应：aA (g)+ bB 则有：
H2(g) + I2(g)
起始时各物质的浓度/mol· L-1 变化的各物质的浓度/mol· L-1 平衡时各物质的浓度/mol· L-1
2HI(g)
0
0.100 0.0800 0.0200
0.100 0.0800 0.0200
0.160
0.160
c2(HI) K= = c(H2) ·c(I2)
(0.160)2 (0.0200)2
K1 = 1/K2 = K32
5、使用平衡常数应注意的问题
（6）多重平衡规则
若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于 分步平衡常数之乘积(商)。
例1: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g) 2NO (g) +O2(g)
2NO2 (g) K1 N2O4 (g) K2 N2O4 (g) K = K K 1 2
பைடு நூலகம்
例1：某温度下，向10L真空容器中注入1.00 mol H2(g) 和 1.00 mol I2(g)，反应平衡后I2(g)的浓度为0.0200 mol· L-1试 求该温度下 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数。 解：据题意可知，起始时c(H2)=c(I2)=0.100mol· L-1
Fe3O4(s) + 4H2(g) Cr2O72- + H2O
3Fe(s) + 4H2O(g) c 4 ( H O ) 2
K c4 ( H2 )
2CrO42- + 2H+
2 c 2 (CrO4 ) c2 (H ) K 2 c(Cr2O7 )
5、使用平衡常数应注意的问题
（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态 （2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应 的快慢，即速率大，K值不一定大 （3）在进行K值的计算时，固体不作考虑，表达式中 不需表达
（1）温度升高，平衡向着吸热（正反应）的方向移动， K值增大。
（2）温度降低，平衡向着放热（逆反应）的方向移动， K值减小。
2、当∆H<0时
（1）温度升高，平衡向着放热（逆反应）的方向移动， K值减小。 （2）温度降低，平衡向着吸热（正反应）的方向移动， K值增大。
练习1：根据平衡常数的定义，请大家写出下列可逆反 应的平衡常数表达式。
CO2 (g) + H2 (g)
K2
5、使用平衡常数应注意的问题
（7）利用K 值可判断某可以反应是否处于平衡状态
c c (C ). cd( D) Qc a c ( A).cb ( B)
注意：浓度商是任意的时刻生成物浓度的幂之积 与反应物浓度幂之积的比值
Qc ＝ K ： 反应处于平衡状态， v正＝ v逆 Qc ＜ K ： 反应向正方向进行， v正＞ Qc ＞K ：
0.200
c c (C ) c d ( D) K a c ( A) cb ( B)
(g)
cC(g) + dD(g)，
其中c为各组分的平衡浓度
3、意义： 定量的衡量化学反应进行的程度 （1）K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例 越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行 的越完全，反应物的转化率越大；反之，就越不完全， 转化率就越小。 =
= 64.0
答：平衡常数为64.0。
【练习2】在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800℃
达到下列平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.00，若反应开始时CO和H2O的浓度均为0.200 mol· L-1 ，求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少？
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) /mol· L-1 0.200 0.200 0 0 c(变)/mol· L-1 x x x x c(平)/mol· L-1 0.200－x 0.200－x x x c(CO2) ·c(H2) x2 = 1.00 = K = c(CO) · (0.200－x)(0.200－x) c(H2O) 0.100 解得: x = 0.1 = ×100%= 50.0%
如：Fe3O4(s) 4H2(g)
一定温度下
高温
4
3Fe(s) + 4H2O(g)
c ( H 2O ) K 4 c ( H2 )
5、使用平衡常数应注意的问题
（4）在进行K值的计算时，纯液体参加的反应不作考 虑，表达式中不需表达
如：Cr2O72- + H2O
一定温度下：
2
2CrO42- + 2H+
该反应物的起始浓度－该反应物的平衡浓度
该反应物的起始浓度
×100%
（2）K只受温度影响，而其它外界条件如： 浓度、 压强、催化剂等变化对其无影响。 （3）一般当K>105 时，该反应进行得基本完全， K <10-5 时则认为该反应很难进行(逆反应较完全）
4、影响化学平衡常数的因素（温度）
1、当∆H>0时
5、使用平衡常数应注意的问题
（6）多重平衡规则
若干方程式相加 ( 减) ，则总反应的平衡常数等于 分步平衡常数之乘积(商)。
例2:
C (s) + CO2(g) C (s) + H2O (g) 2CO(g) CO (g) + H2 (g) K K = K1/ K2 K1
CO (g) +H2O (g)
N2+3H2 2NH3
1 3 N + H 2 2 2 2
2NH3 N2+ 3H2 NH3
高温
c 2 ( NH3 ) K1 c( N 2 ) c 3 ( H 2 )
c( N 2 ) c 3 ( H 2 ) K2 c 2 ( NH3 ) c( NH3 ) K3 1/ 2 c ( N 2 ) c3 / 2 ( H 2 )