化学平衡常数__化学反应进行的方向(公开课)
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(1)由不稳定物质向稳定物质转变。 如 2NaHCO3==△===Na2CO3＋CO2↑＋H2O，稳定性 Na2CO3>NaHCO3。 (2)离子反应总是向着使反应体系中某些离子浓度减 小的方向进行。
①溶解度大的物质向溶解度小的物质转变，如
CaSO4(微溶)＋Na2CO3===CaCO3↓＋Na2SO4。 ②由相对强酸(碱)向相对弱酸(碱)转变，如 CH3COOH
2、表达式：mA (g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
平衡常数的数学表达式 K = cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)
3.平衡常数的单位
对于反应: mA (g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
平衡常数的数学表达式 K = cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)
平衡常数的单位： 浓度的单位为mol·L-1
练习3.现有反应：CO(g)＋H2O(g) △H＞0。在850℃时，K＝1。
(1)若升高温度到950℃时，达到平衡时K “大于”“小于”或“等于”)。
CO2(g)＋H2(g);
大于 1(填
(2) 850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO，3.0 mol H2O，1.0 mol CO2和x mol H2，则：
＋ NaHCO3===CH3COONa ＋ CO2 ↑ ＋ H2O ， Na2SiO3 ＋ CO2 ＋ H2O===H2SiO3 ↓ ＋ Na2CO3 ， 所 以 酸 性 强 弱 ： CH3COOH>H2CO3>H2SiO3。
(3)由难挥发性物质向易挥发性物质转变。 如 NaCl＋H2SO4(浓)=NaHSO4＋HCl↑，所以沸点：
COA、. 要O使2的容混器合中气的体反，应以开下始说时法向中C正O确2分的解C是的( 方向进)行，起始时三种
气体的物质的量浓度应满足的关系是 [c(CO)·c(O2)]/c(CO2)<1.72×10－46
B. 达平衡后，其他条件不变时，增加容器的压强，平衡正向移 动
C. 平衡常数K随温度的升高而增大 D. 平衡常数K随压强的增大而减小
N2O4
2NO (g) +O2(g)
N2O4 (g)
K3
c( N2O4 ) c2 ( NO) • c(O2 )
c2 ( NO2 ) c2 ( NO) • c(O2 )
•
c( N2O4 ) c2 ( NO2 )
K1 • K2
5、化学平衡常数的意义及应用
(1)化学平衡常数可表示反应进行的程度。K越大，反 应进行的程度越大，反应物的转化率越大。K >105时， 可以认为该反应已经进行完全;K ≤10-5则认为这个反 应的正反应很难进行(逆反应较完全）。
在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用 该时刻的浓度商Qc（产物浓度的幂之积与反应 物浓度的幂之积的比）与K比较大小来判断。
对于可逆反应: mA(g)+nB (g)
pC(g)+qD(g)
c p (C)cq (D) QC cm(A)cn(B)
Qc< K Qc = K
Qc> K
未达平衡，正向进行 达平衡，平衡不移动 未达平衡，逆向进行
t1 ℃时，反应的平衡常数为___5_______；
(2)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依
次为 c(CH3OH)＝0.4 mol·L－1、c(H2O)＝0.6 mol·L－1、 c(CH3OCH3)＝1.2 mol·L－1，此时正、逆反应速率的大小：
﹥ v 正______v 逆(填“>”、“<”或“＝”)。
A．该反应中熵变小于0，焓变大于0 B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下
所有碳酸盐分解一定自发进行
D．判断反应能否自发进行需要根据ΔH与ΔS综合 考虑
选择=结果
汇报结束 谢谢观看！ 欢迎提出您的宝贵意见！
练习1.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)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H2(g)
＋I2(g)，平衡时c(HI)＝4 mol·L－1，c(H2)＝0.5 mol·L－1，
则此温度下反应①的平衡常数为( C )
A. 9
B. 16
C. 20
D. 25
练习2. 25℃时，反应2CO2(g) 2CO(g)＋O2(g)的平衡常数K ＝1.72×10－46。在一个体积可变的密闭容器中充入一定量CO2、
(2)熵判据
①熵：量度体系混乱程度的物理量，符号为 ，
单S位为
J·mol－1·K－1
②熵的大小：同种物质，三种状态下，熵值由 大到小的顺序为 S(g)>S(l)>S(s)。
③熵判据 体系的混乱度 增大 ，ΔS > 0， 反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程 也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向 也不全面。
c．当ΔH>0，ΔS>0或ΔH<0，ΔS<0时，反应是 否自发与 温度 有关。
反应的自发进行情况可以表示为：
一定 低温
高温 一定不能
练习 1. 下列说法不正确的是( B )
A. [2013·重庆高考]一定条件下发生反应 E(g)＋F(s)===2G(g)，该反应 ΔS>0 B. [2012·江苏高考]CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不 能自发进行，说明该反应的 ΔH<0 C. [2011·江苏高考]一定温度下，反应 MgCl2(l)===Mg(l)＋ Cl2(g)的 ΔH>0，ΔS>0 D. [2011·上海高考]同一物质：固体→液体→气体的变化是 焓增和熵增的过程
练习 4.二甲醚是一种重要的清洁燃料，
可以通过 CH3OH 分子间脱水制得：
2CH3
CH3OCH3(g)＋
H2O(g) ΔH＝－23.5 kJ·mol－1。
t1 ℃时，在恒容密闭容器中建立上
述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如右图所示。
(1)该条件下反应平衡常数表达式 K＝_c(_CH_c3_2O(_CCH_H33_O)•_Hc(_)H_2O。) 在
2. 汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染 源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上安装催化转 化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无 毒2C气O2体(g，)，其在反29应8 原K、理1是012NkPOa(下g)＋，2ΔCHO＝(g－)=1=1=3Nk2J(·gm)＋ol－1， ΔS＝－143.5 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是( )
转化率也能表示反应进行的程度，但转化率不仅与 温度有关，而且与起始条件有关。
(2)K的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起 始浓度的大小、压强大小、是否加催化剂无关。
(3)可由K随温度的变化推断反应的吸放热情况。正 反应为放热的反应，温度升高，K值减小，反之K值 增大；正反应为吸热的反应则相反。
②同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，用 不同的化学反应方程式表示时，对应的平衡常数的表达 式也不同，但它们之间相互关联,正、逆反应的平衡常 数则互为倒数。
例 N2 (g) + 3 H2 (g) K1 = 1.60 10 5
2NH3 (g)
1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g)
NH3 (g)
A．该B反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂 条件
C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加 快反应的速率
D.汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
练N习H33.(g已) 知Δ：H(＝NH＋4)724C.9Ok3(Js·)=m=o=l－N1H。4H下C列O3说(s)法＋中正 确的是 ( D)
①当x＝5.0时，上述反应向 逆反应 方向进行。
x ②的条若件要是使上0述≤反应＜开3始.0时。向正反应方向进行，则x应满足
(3)在850℃时，若设x＝5.0和x＝6.0，其他物质的投料不 变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为
a％、b％，则a 小于 b(填“大于”“小于”或“等于”)。
例：不同温度时，反应:H2(g)+I2(g) △ 2HI(g),的 浓度平衡常数与温度的关系如下：
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.
(4) 平衡常数K值的大小并不代表平衡速率的大小。
（5）利用平衡常数判断平衡移动方向
K2 = 3.87 10 2
K1 K2 ， K1 = K22
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的乘积(商)
2NO (g) + O2 (g)
2NO2
k1
c2 (NO2 ) c2 (NO) • c(O2 )
2NO2 (g)
K2
c( N2O4 ) c2 ( NO 2 )
第三节 化学平衡常数 化学反应进行的方向
高考怎么考？ 1、化学平衡常数的计算及利用化学平 衡常数进行化学平衡移动方向的判断和 反应是放热还是吸热等； 2、焓变、熵变与化学反应方向的关系
一、化学平衡常数(符号为K)
1、定义：在一定温度下，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 数称该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)， 用符号K表示。
二、化学反应进行的方向
1.自发过程 (1)含义：在一定条件下，不需要借助外力作用
就能自动进行的过程。 (2)特点 ①体系趋向于从 高能量 状态转变为 低能量
状态(体系对外部 做功 或放出热量)。 ②在密闭条件下，体系有从 有序 转变为
无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
2．化学反应进行方向的事实判据
K 的单位为(mol·L-1)n；（ n =p+q-m-n）
4、书写平衡常数关系式的规则
①纯固体和纯液体，稀溶液中的水参加反应时，
不引入平衡常数表达式，因为它们的浓度是固定
不变的.
如:CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g) K=[CO2]
再如: 稀溶液中进行的有水参加的反应，水的
浓度也不必写在平衡关系式中，
(3)复合判据——自由能变化 ①符号：ΔG ，单位： kJ·mol－1 。
②公式：ΔG＝ ΔH－。TΔS
恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据， 不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关，可 推出下列关系式：
a．当ΔH<0，ΔS>0时，ΔG 0<，反应一定自发 进行。
b．当ΔH>0，ΔS<0时，ΔG 0>，反应不可自发 进行。
H2SO4(浓)>HCl。 (4)由氧化性(还原性)强的物质向氧化性(还原性)弱的物
质转变。 如 2FeCl3 ＋ 2KI===2FeCl2 ＋ I2 ＋ 2KCl, 2FeCl2 ＋
Cl2===2FeCl3，则氧化性：Cl2>FeCl3>I2。
3．化学反应方向的判据
(1)焓判据
放热过程中体系能量 降低 ，ΔH < 0，具 有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自 发进行，故只用焓变判断反应方向不全面。
如：Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+
K=[CrO42-]2[H+]2/[Cr2O72-]
非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反
应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡
关系式中。
如酒精和醋酸的液相反应
C2H5OH+CH3COOH
CH3COOC2H5+H2O
K=[CH3COOC2H5][H2O]/([C2H5OH][CH3COOH])
①溶解度大的物质向溶解度小的物质转变，如
CaSO4(微溶)＋Na2CO3===CaCO3↓＋Na2SO4。 ②由相对强酸(碱)向相对弱酸(碱)转变，如 CH3COOH
2、表达式：mA (g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
平衡常数的数学表达式 K = cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)
3.平衡常数的单位
对于反应: mA (g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
平衡常数的数学表达式 K = cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)
平衡常数的单位： 浓度的单位为mol·L-1
练习3.现有反应：CO(g)＋H2O(g) △H＞0。在850℃时，K＝1。
(1)若升高温度到950℃时，达到平衡时K “大于”“小于”或“等于”)。
CO2(g)＋H2(g);
大于 1(填
(2) 850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO，3.0 mol H2O，1.0 mol CO2和x mol H2，则：
＋ NaHCO3===CH3COONa ＋ CO2 ↑ ＋ H2O ， Na2SiO3 ＋ CO2 ＋ H2O===H2SiO3 ↓ ＋ Na2CO3 ， 所 以 酸 性 强 弱 ： CH3COOH>H2CO3>H2SiO3。
(3)由难挥发性物质向易挥发性物质转变。 如 NaCl＋H2SO4(浓)=NaHSO4＋HCl↑，所以沸点：
COA、. 要O使2的容混器合中气的体反，应以开下始说时法向中C正O确2分的解C是的( 方向进)行，起始时三种
气体的物质的量浓度应满足的关系是 [c(CO)·c(O2)]/c(CO2)<1.72×10－46
B. 达平衡后，其他条件不变时，增加容器的压强，平衡正向移 动
C. 平衡常数K随温度的升高而增大 D. 平衡常数K随压强的增大而减小
N2O4
2NO (g) +O2(g)
N2O4 (g)
K3
c( N2O4 ) c2 ( NO) • c(O2 )
c2 ( NO2 ) c2 ( NO) • c(O2 )
•
c( N2O4 ) c2 ( NO2 )
K1 • K2
5、化学平衡常数的意义及应用
(1)化学平衡常数可表示反应进行的程度。K越大，反 应进行的程度越大，反应物的转化率越大。K >105时， 可以认为该反应已经进行完全;K ≤10-5则认为这个反 应的正反应很难进行(逆反应较完全）。
在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用 该时刻的浓度商Qc（产物浓度的幂之积与反应 物浓度的幂之积的比）与K比较大小来判断。
对于可逆反应: mA(g)+nB (g)
pC(g)+qD(g)
c p (C)cq (D) QC cm(A)cn(B)
Qc< K Qc = K
Qc> K
未达平衡，正向进行 达平衡，平衡不移动 未达平衡，逆向进行
t1 ℃时，反应的平衡常数为___5_______；
(2)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依
次为 c(CH3OH)＝0.4 mol·L－1、c(H2O)＝0.6 mol·L－1、 c(CH3OCH3)＝1.2 mol·L－1，此时正、逆反应速率的大小：
﹥ v 正______v 逆(填“>”、“<”或“＝”)。
A．该反应中熵变小于0，焓变大于0 B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下
所有碳酸盐分解一定自发进行
D．判断反应能否自发进行需要根据ΔH与ΔS综合 考虑
选择=结果
汇报结束 谢谢观看！ 欢迎提出您的宝贵意见！
练习1.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)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H2(g)
＋I2(g)，平衡时c(HI)＝4 mol·L－1，c(H2)＝0.5 mol·L－1，
则此温度下反应①的平衡常数为( C )
A. 9
B. 16
C. 20
D. 25
练习2. 25℃时，反应2CO2(g) 2CO(g)＋O2(g)的平衡常数K ＝1.72×10－46。在一个体积可变的密闭容器中充入一定量CO2、
(2)熵判据
①熵：量度体系混乱程度的物理量，符号为 ，
单S位为
J·mol－1·K－1
②熵的大小：同种物质，三种状态下，熵值由 大到小的顺序为 S(g)>S(l)>S(s)。
③熵判据 体系的混乱度 增大 ，ΔS > 0， 反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程 也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向 也不全面。
c．当ΔH>0，ΔS>0或ΔH<0，ΔS<0时，反应是 否自发与 温度 有关。
反应的自发进行情况可以表示为：
一定 低温
高温 一定不能
练习 1. 下列说法不正确的是( B )
A. [2013·重庆高考]一定条件下发生反应 E(g)＋F(s)===2G(g)，该反应 ΔS>0 B. [2012·江苏高考]CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不 能自发进行，说明该反应的 ΔH<0 C. [2011·江苏高考]一定温度下，反应 MgCl2(l)===Mg(l)＋ Cl2(g)的 ΔH>0，ΔS>0 D. [2011·上海高考]同一物质：固体→液体→气体的变化是 焓增和熵增的过程
练习 4.二甲醚是一种重要的清洁燃料，
可以通过 CH3OH 分子间脱水制得：
2CH3
CH3OCH3(g)＋
H2O(g) ΔH＝－23.5 kJ·mol－1。
t1 ℃时，在恒容密闭容器中建立上
述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如右图所示。
(1)该条件下反应平衡常数表达式 K＝_c(_CH_c3_2O(_CCH_H33_O)•_Hc(_)H_2O。) 在
2. 汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染 源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上安装催化转 化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无 毒2C气O2体(g，)，其在反29应8 原K、理1是012NkPOa(下g)＋，2ΔCHO＝(g－)=1=1=3Nk2J(·gm)＋ol－1， ΔS＝－143.5 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是( )
转化率也能表示反应进行的程度，但转化率不仅与 温度有关，而且与起始条件有关。
(2)K的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起 始浓度的大小、压强大小、是否加催化剂无关。
(3)可由K随温度的变化推断反应的吸放热情况。正 反应为放热的反应，温度升高，K值减小，反之K值 增大；正反应为吸热的反应则相反。
②同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，用 不同的化学反应方程式表示时，对应的平衡常数的表达 式也不同，但它们之间相互关联,正、逆反应的平衡常 数则互为倒数。
例 N2 (g) + 3 H2 (g) K1 = 1.60 10 5
2NH3 (g)
1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g)
NH3 (g)
A．该B反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂 条件
C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加 快反应的速率
D.汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
练N习H33.(g已) 知Δ：H(＝NH＋4)724C.9Ok3(Js·)=m=o=l－N1H。4H下C列O3说(s)法＋中正 确的是 ( D)
①当x＝5.0时，上述反应向 逆反应 方向进行。
x ②的条若件要是使上0述≤反应＜开3始.0时。向正反应方向进行，则x应满足
(3)在850℃时，若设x＝5.0和x＝6.0，其他物质的投料不 变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为
a％、b％，则a 小于 b(填“大于”“小于”或“等于”)。
例：不同温度时，反应:H2(g)+I2(g) △ 2HI(g),的 浓度平衡常数与温度的关系如下：
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.
(4) 平衡常数K值的大小并不代表平衡速率的大小。
（5）利用平衡常数判断平衡移动方向
K2 = 3.87 10 2
K1 K2 ， K1 = K22
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的乘积(商)
2NO (g) + O2 (g)
2NO2
k1
c2 (NO2 ) c2 (NO) • c(O2 )
2NO2 (g)
K2
c( N2O4 ) c2 ( NO 2 )
第三节 化学平衡常数 化学反应进行的方向
高考怎么考？ 1、化学平衡常数的计算及利用化学平 衡常数进行化学平衡移动方向的判断和 反应是放热还是吸热等； 2、焓变、熵变与化学反应方向的关系
一、化学平衡常数(符号为K)
1、定义：在一定温度下，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 数称该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)， 用符号K表示。
二、化学反应进行的方向
1.自发过程 (1)含义：在一定条件下，不需要借助外力作用
就能自动进行的过程。 (2)特点 ①体系趋向于从 高能量 状态转变为 低能量
状态(体系对外部 做功 或放出热量)。 ②在密闭条件下，体系有从 有序 转变为
无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
2．化学反应进行方向的事实判据
K 的单位为(mol·L-1)n；（ n =p+q-m-n）
4、书写平衡常数关系式的规则
①纯固体和纯液体，稀溶液中的水参加反应时，
不引入平衡常数表达式，因为它们的浓度是固定
不变的.
如:CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g) K=[CO2]
再如: 稀溶液中进行的有水参加的反应，水的
浓度也不必写在平衡关系式中，
(3)复合判据——自由能变化 ①符号：ΔG ，单位： kJ·mol－1 。
②公式：ΔG＝ ΔH－。TΔS
恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据， 不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关，可 推出下列关系式：
a．当ΔH<0，ΔS>0时，ΔG 0<，反应一定自发 进行。
b．当ΔH>0，ΔS<0时，ΔG 0>，反应不可自发 进行。
H2SO4(浓)>HCl。 (4)由氧化性(还原性)强的物质向氧化性(还原性)弱的物
质转变。 如 2FeCl3 ＋ 2KI===2FeCl2 ＋ I2 ＋ 2KCl, 2FeCl2 ＋
Cl2===2FeCl3，则氧化性：Cl2>FeCl3>I2。
3．化学反应方向的判据
(1)焓判据
放热过程中体系能量 降低 ，ΔH < 0，具 有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自 发进行，故只用焓变判断反应方向不全面。
如：Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+
K=[CrO42-]2[H+]2/[Cr2O72-]
非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反
应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡
关系式中。
如酒精和醋酸的液相反应
C2H5OH+CH3COOH
CH3COOC2H5+H2O
K=[CH3COOC2H5][H2O]/([C2H5OH][CH3COOH])