化学平衡常数化学反应进行的方向（公开课）课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,第三节 化学平衡常数 化学反应进行的,1,、定义：,一、化学平衡常数,(,符号为,K),mA (g)+nB(g) pC(g)+qD(g),2,、表达式：,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。,c,p,(C),c,q,(D),c,m,(A)c,n,(B),平衡常数的数学表达式,K,=,1、定义：一、化学平衡常数(符号为K)mA (g)+nB(g,平衡常数的单位：,浓度的单位为,molL,-1,K,的单位为,(molL,-1,),n,；（,n,=p+q-m-n,）,对于反应,:,mA (g)+nB(g) pC(g)+qD(g),c,p,(C),c,q,(D),c,m,(A)c,n,(B),平衡常数的数学表达式,K,=,3.,平衡常数的单位,平衡常数的单位： 对于反应: mA (g)+nB(g),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,:CaCO,3,(s),CaO(s)+CO,2,(g),4,、书写平衡常数关系式的规则,K,=CO,2,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，,如：,Cr,2,O,7,2-,+H,2,O,2CrO,4,2-,+2H,+,K,=CrO,4,2-,2,H,+,2,/Cr,2,O,7,2-,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,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,C,2,H,5,OH+CH,3,COOH,CH,3,COOC,2,H,5,+H,2,O,K,=CH,3,COOC,2,H,5,H,2,O/(C,2,H,5,OHCH,3,COOH),非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此,例,N,2,(g) + 3 H,2,(g) 2NH,3,(g),K,1,= 1.60,10,5,1/2N,2,(g) + 3/2 H,2,(g) NH,3,(g),K,2,= 3.87,10,2,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,。,K,1,K,2,，,K,1,= K,2,2,例 N2 (g) + 3 H2 (g) 2,2NO (g) + O,2,(g) 2NO,2,2NO,2,(g) N,2,O,4,2NO (g) +O,2,(g) N,2,O,4,(g),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),(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,10,5,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）。,(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。,5,、化学平衡常数的意义及应用,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。,(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,例：,不同温度时，反应,:,H,2,(g)+I,2,(g) 2HI(g),的浓度,平衡常数与温度,的关系如下：,温度,623K,698K,763K,浓度平衡常数,66 .9,54.4,45.9,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,热反应,.,(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。,(4),平衡常数,K,值的大小并不代表平衡速率的大小。,放,例：不同温度时，反应:H2(g)+I2(g),对于可逆反应,: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g),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,。,（,5,）利用平衡常数,判断平衡移动方向,Qc K,未达平衡，,逆向进行,Qc,= K,达平衡，,平衡不移动,Qc K,未达平衡，,正向进行,对于可逆反应: mA(g)+nB (g),练习,1.,将固体,NH,4,I,置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：,NH,4,I(s) NH,3,(g),HI(g),；,2HI(g) H,2,(g),I,2,(g),，平衡时,c,(HI),4 molL,1,，,c,(H,2,),0.5 molL,1,，则此温度下反应的平衡常数为,(,),A. 9,B. 16 C. 20 D. 25,C,练习,2. 25,时，反应,2CO,2,(g) 2CO(g),O,2,(g),的平衡常数,K,1.7210,46,。在一个体积可变的密闭容器中充入一定量,CO,2,、,CO,、,O,2,的混合气体，以下说法中正确的是,(,),A.,要使容器中的反应开始时向,CO,2,分解的方向进行，起始时三种气体的物质的量浓度应满足的关系是,c,(CO),c,(O,2,)/,c,(CO,2,)1.7210,46,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,C,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,练习,3.,现有反应：,CO(g),H,2,O(g) CO,2,(g,),H,2,(g);,H,0,。在,850,时，,K,1,。,(1),若升高温度到,950,时，达到平衡时,K,1(,填“大于”“小于”或“等于”,),。,(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 H,2,O,，,1.0 mol CO,2,和,x,mol H,2,，则：,当,x,5.0,时，上述反应向,方向进行。,若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则,x,应满足的条件是,。,(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,H,2,的体积分数分别为,a,、,b,，,则,a,b,(,填“大于”“小于”或“等于”,),。,大于,逆反应,0,x,3.0,小于,练习3.现有反应：CO(g)H2O(g),5,c(CH,3,OCH,3,),c(H,2,O),c,2,(CH,3,OH),5c(CH3OCH3)c(H2O)c2(CH3OH),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,体系趋向于从,状态转变为,状态,(,体系对外部,或,热量,),。,在密闭条件下，体系有从,转变为,的倾向性,(,无序体系更加稳定,),。,高能量,低能量,做功,放出,有序,无序,1.自发过程高能量低能量做功放出有序无序,化学平衡常数化学反应进行的方向（公开课）课件,化学平衡常数化学反应进行的方向（公开课）课件,3,化学反应方向的判据,(1),焓判据,放热过程中体系能量,，,H,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。,(2),熵判据,熵：量度体系,程度的物理量，符号为,，单位为,熵的大小：同种物质，三种状态下，熵值由大到小的顺序为,。,降低,S,(l),S,(s),Jmol,1,K,1,3化学反应方向的判据降低S(l)S(s,熵判据,体系的混乱度,，,S,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。,(3),复合判据,自由能变化,符号：,，单位：,。,公式：,G,。,增大,G,kJ,mol,1,H,T,S,熵判据增大GkJmol1HTS,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,H,0,时，,G,0,，反应一定自发进行。,b,当,H,0,，,S,0,，,S,0,或,H,0,，,S,0,时，反应是否自发与,有关。,温度,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,反应的自发进行情况可以表示为：,一定,低温,高温,一定不能,反应的自发进行情况可以表示为：一定低温高温一定不能,B,B,2.,汽车尾气,(,含烃类、,CO,、,NO,与,SO,2,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气体，其反应原理是,2NO(g),2CO(g)=N,2,(g),2CO,2,(g),，在,298 K,、,101 kPa,下，,H,113 kJ,mol,1,，,S,143.5 J,mol,1,K,1,。下列说法中错误的是,(,),A,该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,B,2. 汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污,练习,3.,已知：,(NH,4,),2,CO,3,(s)=NH,4,HCO,3,(s),NH,3,(g),H,74.9 kJ,mol,1,。下列说法中正确的是,(,),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,H,与,S,综合考虑,D,练习3. 已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3,选择=结果,汇报结束,谢谢观看,！,欢迎提出您的宝贵意见！,选择=结果汇报结束 谢谢观看！,