化学平衡常数及计算全解

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,*,第二章化学反应速率和化学平衡,第三节化学平衡,化学平衡常数,复习:在一定温度下,以下表达不是可逆反响,A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(固)到达,平衡的标志的是 ( ),C的生成速率与C的分解速率相等,单位时间内生成amolA,同时生成3amolB,A、B、C的浓度不再变化,A、B、C的分压强不再变化,混合气体的总压强不再变化,混合气体的物质的量不再变化,单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB,A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2,A. B. C. D.,A,I,2,(g) + H,2,(g) 2HI(g),密闭容器730.6K,根据数据通过计算分析出,平衡时,数据中的规律。,48.38,48.61,48.54,48.48,48.71,48.81,【问题探究一】,分析上表，你得出什么结论？,结论2：常数和起始参加反响物的浓度无关,结论1：,= 常数（K）,I,2,(g) + H,2,(g) 2HI(g),54.5,54.6,54.45,54.33,密闭容器,698.6K,【继续探究】,结论2：常数和起始参加反响物的浓度无关,结论1：,= 常数（K）,结论3：温度改变,，,该常数也发生改变。,影响因素,：温度,2、,平衡常数的,数学表达式,mA+nB,pC+qD,c,p,(C),c,q,(D),c,m,(A),c,n,(B),K,=,1、化学平衡常数定义：,在一定温度下，当一个可逆反响到达化学平衡时，生成物浓度幂之积与反响物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反响的化学平衡常数简称平衡常数，符号用“K表示。,9/29/2024,8,3、化学平衡常数的意义,化学平衡常数的大小反映化学反响可能进展的程度即反响限度。,平衡常数的数值越大说明:,1反响进展得越完全，反响物转化率越大,4、化学平衡常数的影响因素：,1内因：反响物的本身性质,2外因：反响体系的,温度,2一般当K105时，该反响进展得根本完全。,9/29/2024,9,5、利用可判断反响是否到达平衡,3QCK ，,2QCK ，,1QCK ，,反响处于平衡状态,反响向正方向移动,反响向逆方向移动,mA(g)+nB (g),pC(g)+qD(g),对于可逆反响，在一定的温度的任意时刻，反响物的浓度和,生成物的浓度有如下关系：,9/29/2024,10,6、利用可判断反响的热效应,假设升高温度，值增大，那么正反响为,假设升高温度，值减小，那么正反响为,吸热反响,放热反响,例如：不同温度时，反应,:,H,2,(g)+I,2,(g) 2HI(g),平衡常数与温度,的关系如下,：,通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上面可逆反响的正方向是放热反响.,Cr,2,O,7,2-,+ H,2,O,2CrO,4,2-,+ 2H,+,Fe,3,O,4,(s) + 4H,2,(g),高温,3Fe(s) + 4H,2,O(g),N,2,+3H,2,2NH,3,2NH,3,N,2,+ 3H,2,N,2,+ H,2,NH,3,1,2,3,2,练习1：根据平衡常数的定义，请大家写出以下可逆反响的平衡常数表达式。,注意：,(1),固体,、,液态,水,浓度为常数,1,，不写。,(2) 同一化学反响，可以用不同的化学反响式来表示，其对应K值不一样.,(3),方程式反写，,K值,互为,倒数。,(4)平衡常数的数值大小可以判断反响进展的程度，估计反响的可能性。,K105，认为正反响进展得根本完全；K 10-5那么认为这个反响的正反响很难进展(逆反响较完全。,*同一化学反响，可以用不同的化学反响式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。,例：N,2,O,4,（g） 2NO,2,（g）,K = C(NO,2,),2,/C(N,2,O,4,),1/2N,2,O,4,（g） NO,2,（g）,K = C(NO,2,)/C(N,2,O,4,),1/2,1/3N,2,O,4,（g） 2/3NO,2,（g）,K = C(NO,2,),2/3,/C(N,2,O,4,),1/3,(2)多重平衡规那么,假设干方程式相加(减)，那么总反响的平衡,常数等于分步平衡常数之乘积(商).,例1: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g) K1,2NO2 (g) N2O4 (g) K2,2NO (g) +O2(g) N2O4 (g),K = K,1, K,2,例2:,C (s) + CO,2,(g) 2CO(g),K,C (s) + H,2,O (g) CO (g) + H,2,(g),K,1,CO (g) +H,2,O (g) CO,2,(g) + H,2,(g),K,2,K =,解,(1) K=C(N,2,O,4,)/C(NO,2,),2,(2) K=C(NO,2,),2,/C(N,2,O,4,),(3) K=C (CO,2,),1.写出以下各反响的平衡常数K,(1) 2NO2g N2O4g,(2) N2O4g 2NO2g,(3) CaCO3S CaOs+CO2g,课堂反馈,450时，反响H2g)+I2g) 2HIg,的k=50，由此推测在450 时，反响,2HIg H2g)+I2g的化学平衡常数为, ,A.50 B. 0.02 C.100 D.无法确定,9/29/2024,18,课堂反馈,B,3.以下有关平衡常数的说法中不正确的选项是 ,A.温度一定时，一个给定的化学反响的平衡常数是一个常数,B.改变反响物浓度或生成物浓度会改变平衡常数,C.温度一定时，对于给定的化学反响，正、逆反响的平衡常数互为倒数。,D.浓度QcK时，反响向正反响方向进展。,9/29/2024,19,课堂反馈,B,4.(00天津高考)在某温度下，可逆反响：mA(g)+nB(g) pC(g) + qD(g)的平衡常数为，以下说法正确的选项是,.越大，到达平衡时，反响进展的程度越大,.越小，到达平衡时，反响物的转化率越大,.随反响物浓度改变而改变,.随温度改变而改变,化学平衡的相关计算,根本模式“三段式,转化浓度：mx nx px qx,平衡浓度：a-mx b-nx px qx,根本关系,生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度,反响物：平衡浓度起始浓度转化浓度,例： mA + nB pC + qD,起始浓度：a b 0 0,(mol/L),(mol/L),(mol/L),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)，反响平衡后I2(g)的浓度为0.0200 molL-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,(H,2,)=,c,(I,2,)=0.100molL-,1,，平衡时,c,(H,2,)=,c,(I,2,)=0.0200molL,-1,，生成的,c,(HI) = 0.160molL,-1,H,2,(g) + I,2,(g) 2HI(g),起始时各物质的浓度/molL,-1,0.100 0.100 0,变化的各物质的浓度/molL,-1,平衡时各物质的浓度/molL,-1,0.0800 0.0800 0.160,0.0200 0.0200 0.160,K,=,(0.160),2,(0.0200),2,= 64.0,c,2,(HI),c,(H,2,) ,c,(I,2,),=,答：平衡常数为64.0。,c,(CO) ,c,(H,2,O),【例2】,在一密闭容器中，CO与H,2,O混合加热到800达到下列平衡：CO(g)+H,2,O(g) CO,2,(g)+H,2,(g),K,=1.00，若反应开始时CO和H,2,O的浓度均,为,0.200 molL,-1,，求达到平衡时CO转化为CO,2,转化率是多少？,c,(,平,)/,molL,-1,0.200,x,0.200,x x x,解得:,x = 0.1,解：,设平衡时CO,2,和H,2,的浓度为,x,molL,-1,K,=,x,2,(,0.200,x,)(0,.200,x,),CO(g) + H,2,O(g) CO,2,(g) + H,2,(g),c,(,始,) /,molL,-1,0.200 0.200 0 0,c,(,变,)/,molL,-1,x x x x,= 1.00,c,(CO,2,) ,c,(H,2,),=,=,100%= 50.0%,0.100,0.200,课堂 练习：,450K时往一空容器中通入氮N2和H2，反响达平衡后，测得C(N2)=3mol/L，C(H2)=9mol/L，C(NH3) =4 mol/L, 求K、N2和H2的起始浓度,3 9 4,0,4,2 6,5 15,K= C(NH3)2/C(N2) (H2 ) 3 = 42/393 =7.310-3,解: N,2,+ 3H,2,2NH,3,起始浓度/mol/L,转化浓度/mol/L,平衡浓度/mol/L,练习1、在密闭容器中，将NO,2,加热到某温度时，可进行如下反应：2NO,2,2NO+O,2，,在平衡时各物质的浓度分别是：C(NO,2,)=0.06mol/L,C(NO)=0.24mol/L,C(O,2,)=0.12mol/L.试求：,（1）该温度下反应的,平衡常数。,（2）开始时NO,2,的浓度。,（3） NO,2,的转化率。,