高中化学 2.3化学平衡常数课件 新人教版选修4

平衡时各物质浓度
序
(⨯10-3 mol/L )
(⨯10-3 mol/L )
号
H2
1 11.97 2 12.28 30
I2
6.944 9.964
0
HI H2的H2转 I化2的率I2转为:HI 0 化5率.61为7 : 0.5936 12.70
91% 0 533.584%1 1.524 16.87
68.7% 84%
一、化学平衡常数
1、 概念
对某一可逆反应，在一定温度下，无论反应物的起 始浓度如何，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 (g)
则有：
K
cc(C)cd(D) ca(A)cb(B)
2HCl(g) 2HBr(g)
2.57×10 33 1.91×10 19
H2(g)+I2(g)
2HI(g)ຫໍສະໝຸດ 8.67×10 2结论1： 平衡常数的大小反映了化学反应正向 进行的程度。（也叫 反应限度 ）
Ｋ值越大，反应正向进行的程度
就 越大 ，反应物的转化
率
越大 。
Ｋ值越小，反应正向进行的程度 就 越小 ，反应物的转化率 越小 。
答：平衡常数为64.0。
= 64.0
【例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
Fe3O4(s) + 4H2(g)
3Fe(s)
+
4H2O(g)
K
c4(
H2O
)
c4( H2 )
Cr2O72- + H2O
2CrO42- + 2H+
Kc2(Cc(rC4O 22rO )7c22()H)
➢ K 值与过程无关、浓度变化无关
表 1 在457.6 ℃反应H2 (g)＋I2 (g)
(g)起始时各物质浓度
15.20 1.696 1.696 11.81
2HI 平衡 常数
40 50
0 12.87 1.433 1.433 10.00 0 37.77 4.213 4.213 29.34
4.使用平衡常数的注意事项
aA + bB
cC + dD
K
cc(C)cd(D) ca(A)cb(B)
（1）K只与温度有关，和浓度压强无关。
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， 平衡时c(H2)=c(I2)=0.0200mol·L-1，生成的c(HI) =
0.160mol·L-1
H2(g) + I2(g)
2HI(g)
起始时各物质的浓度/mol·L-1 0.100
0.100
0
变化的各物质的浓度/mol·L-1 0.0800 0.0800 0.160
平衡时各物质的浓度/mol·L-1 0.0200 0.0200
0.160
K = c2(HI)
=
c(H2) ·c(I2)
(0.160)2 (0.0200)2
第三节 化学反应的方向和限度
化学平衡常数
复习:在一定温度下,下列叙述可逆反应
A(气)+3B(气)
2C(气)+2D(固)不是达到
平衡的标志的是 ( A)
①C的生成速率与C的分解速率相等
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③A、B、C的浓度不再变化
④A、B、C的分压强不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB ⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A.②⑧ B.②⑤⑧ C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑧
例： mA + nB
pC + qD
起始浓度：a b
(mol/L)
转化浓度：mx nx
(mol/L)
平衡浓度：a-mx b-nx
(mol/L)
⑵基本关系
00 px qx px qx
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
例1：某温度下，向10L真空容器中注入1.00 mol H2(g) 和
二、平衡转化率( )
1、定义：P49
2、表达式：
该反应物的起始浓度－该反应物的平衡浓度
=
×100%
该反应物的起始浓度
3、理解注意：
(1)、转化率是对反应物而言的；
(2)、在一定温度下可逆反应中，K值越大，反应物的 转化率就越高；
(3)、对于一给定可逆反应，K值只与温度有关，而a不 仅与温度有关也与反应物起始浓度有关。
CO(g) + H2O(g) c(始) /mol·L-1 0.200 0.200
（2）K值表达式中，固体、液态水不写；
（3）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关；
（4）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；
（5）利用K 值可判断某状态是否处于平衡状态
K′＝ K ： 反应处于平衡状态， v正＝ v逆 K′＜ K ： 反应向正方向进行， v正＞ v逆
K，
cc (C). cd(D) ca ( A).cb (B)
K′＞K ： 反应向逆方向进行， v正＜ v逆
思考与交流： 观察表2，你看到想到什么？
表 2 卤化氢生成反应的平衡常数
化学反应
平衡常数K (25℃时测定）
H2(g)+F2(g)
2HF(g)
6.5×10 95
H2(g)+Cl2(g) H2(g)+Br2(g)
练习2、在某温度下，可逆反应：
mA(g)+nB(g)
pC(g) + qD(g)的平衡常数为Ｋ，下列
说法正确的是
（ ＡＤ ）
Ａ.Ｋ越大，达到平衡时，反应进行的程度越大．
Ｂ.Ｋ越小，达到平衡时，反应物的转化率越大．
Ｃ.Ｋ随反应物浓度改变而改变．
Ｄ.Ｋ随温度改变而改变．
三、化学平衡的相关计算
⑴基本模式——“三部曲解法”
cC(g) + dD(g)，
其中c为各组分的平衡浓度
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。
N2+3H2
2NH3
K1 c(Nc22()N c3H(3H ) 2 )
2NH3
N2+ 3H2
1 2
N2
+
3 2
H2
NH3
高温
K2 c(Nc22()N c3H(3H ) 2 ) K3c1/2(N c(2N )c3H 3/2)(H2)