化学反应平衡常数

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,*,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,*,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,*,化学反应平衡常数,洋泾中学 叶丽芳,1,、为什么化学反应不能进行到底？,请思考：,3,、能否应用数学工具对化学平衡进行 定量的研究？,2,、那么什么程度我们可以认为化学反应比较彻底了呢？,反应,H,2,(g)+,I,2,(g),2HI(g),在,683K,时各物质的初始浓度和平衡浓度的测量结果如下表,:,初始浓度,moL/l,平衡浓度,moL/l,H,2,转化率,HI,转化率,H,2,I,2,HI,H,2,I,2,HI,0.01,0.01,0,0.0022,0,0,0.01,0.0078,0,0.0097,0.0349,0.0114,H,2,I,2,HI,H,2,I,2,HI,2,0.0022,0.0156,22%,3223.14,50,0.0011,0.0011,0.0017,0.0315,78%,6446.28,50,9.74%,1625.4,51,1.,请根据表中的实验数据，计算平衡混合物,中各物质的平衡浓度及转化率，并计算平,衡时,HI/H,2,I,2,的比值和,HI,2,/H,2,I,2,的,比值，将计算结果填入表中,2.,请比较计算所得数据，通过分析它们的,关系， 你能发现什么规律？,【,结论,】,1,、,在一定温度下,，可逆反应无论正反应开始或是从逆反应开始，又无论反应起始时反应物浓度的大小，最后都能达到平衡,。,2,、,在一定温度下,，生成物浓度的指数幂的乘积除以反应物浓度指数幂的乘积之，得到的比值是一个常数，这个常数叫做该反应的,化学平衡常数。,一、化学平衡常数,一定温度下,K=,C,c,D,d,A,a,B,b,aA+bB,cC+dD,这个式子就称为这个反应的化学平衡常数表达式，,反 应,K,1,N,2,(g)+3H,2,(g) 2NH,3,(g),2,1/2N,2,(g)+3/2H,2,(g) NH,3,(g),3,2NH,3,(g) N,2,(g)+3H,2,(g),4,FeO(s)+CO(g,),Fe(s,)+ CO,2,(g),5,CH,3,COO,-,+H,2,O CH,3,COOH+OH,-,6,CH,3,COOH+CH,3,CH,2,OH CH,3,COOC,2,H,5,+H,2,O,二、化学平衡常数表达式的书写,4,、若是一个非水相的反应，如：有水参加的有机反应，此时水的浓度不是一个常数，应在平衡常数表达式中表示出来、,三、化学平衡常数表达式的书写注意点：,1,、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关，但 相互 间可以换算。,2,、当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体的浓度对反应速度好平衡没有影响。因此，固体的“浓度”作为常数，在平衡常数表达式中就不写固体浓度。,3,、稀溶液中的水分子浓度可以不写。因为稀溶液的密度接近于,1g/cm3,，,H2O=1000/18=55.5mol/l,。在化学变化过程中，水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度也是一个常数。此常数归并到平衡常数一起了。,化学反应,K,反应程度,2NO(g)+2CO(g) N,2,(g)+2CO,2,(g)(570K),约为,10,59,moLL,-1,正反应可接近完全,PCl,3,(g),+ Cl,2,(g) PCl,5,(g)(470K),约为,1,moLL,-1,正、逆反应相当,2HCl(g) H,2,(g)+Cl,2,(g)(300k),10,17,正反应几乎不发生,如果反应的平衡常数的数值在,10,5,左右，通常认为反应可,进行,得比较,完全,，相反，如果一个反应的平衡常数数值在,10,-5,左右，则认为这个反应,很难进行,。,四、化学平衡常数的意义,那么化学反应进行到什么程度我们可以认为比较彻底了呢？,四、化学平衡常数的意义,从平衡常数,K,值的大小可以定量地分析化学反应进行的程度，,K,值越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物的浓度比值越大，也就是反应进行得越完全。,K,值越大,化学反应进行的程度越大,反应物的转化率越大,化学反应速度越大,与温度有关，与反应物的浓度无关,五、化学平衡常数的影响因素,温度升高,K,值增大？,温度降低,K,值减小？,请思考：,正反应进行的程度越大，,K,值越大？,六、,运用用化学平衡常数解释反应进行的程 度及平衡移动的方向,例,1,：在密闭容器中进行如下反应：,2SO,2,(g)+O,2,(g) 2SO,3,(g)+Q,请按右表所示，回答：,（,1,） 表中最大的平衡常数,是,（,2,）当反应在,200,达到,平衡时 ，如果增加氧气,的量，则平衡 移动,K,1,值 （增大、减小、不变）,温度,200 300 400,平衡常数,K,1,K,2,K,3,K,1,正向,不变,例,2,：高炉炼铁中发生的基本反应如下,:,FeO(s)+CO(g,) Fe(s)+CO,2,(g)Q,。其平衡常数可表达为,:,，已知,1100,，,K=0.263,1100,时，测得高炉中,c(CO,2,)=0.025mol/L,，,c(CO,)=0.1mol/L,，在这种情况下该反应是否处于平衡状态,_(,填“是”或“否”,),，此时化学反,应速率是,V,正,_ V,逆,(,填“大于”、“小于”或“等于”,),，其原因是,否,大于,此时未达到平衡，化学反应向,正方向进行所以，,V,正,大于,V,逆,借助平衡常数，可以判别一个化学反应是否达到化学平衡状态。,aA+bB,cC+dD,c,c,(C)c,d,(D,),c,a,(A)c,b,(B,),任意状态,浓度商（,Q,）,Q,K,可逆反应,已达平衡,Q,K,可逆反应,正向进行,Q,K,可逆反应,逆向进行,练习：工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：,N,2,(g)+3H,2,(g) 2NH,3,(g)+92.44kJ,；,其部分工艺流程如下：,气体,氮气,氢气,氨,熔点（）,-210.01,-252.77,-77.74,沸点（）,-195.79,-259.23,-33.42,催化剂,高温、高压,N,2,、,H,2,氮气,氢气,混合气,产品,净化,循环气体,压缩,反应体系中各组分的部分性质见下表：,回答下列问题：,（,1,）写出该反应的化学平衡常数表达式：,K,。随着温度的升高，,K,值,（填增大、减小、不变）,。,（,2,）平衡常数,K,值越大，表明,（填序号）。,A,N,2,的转化率越高,B,NH,3,的产率越大,C,原料中,N,2,的含量越高,D,化学反应速率越快,例：工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：,N,2,(g)+3H,2,(g) 2NH,3,(g)+92.44kJ,；,其部分工艺流程如下：,气体,氮气,氢气,氨,熔点（）,-210.01,-252.77,-77.74,沸点（）,-195.79,-259.23,-33.42,催化剂,高温、高压,N,2,、,H,2,氮气,氢气,混合气,产品,净化,循环气体,压缩,反应体系中各组分的部分性质见下表：,回答下列问题：,（,3,）合成氨反应的平衡常数很小，所以在工业上采取气体循环的流程。即反应后通过把混合气体的温度降低到,使,分离出来；继续循环的气体是,。,练习：在一体积为,10L,的容器中，通人一定量的,CO,和,H,2,O,，在,850,时发生如下反应：,CO(g,),十,H,2,O(g) CO,2,(g),十,H,2,(g),十,Q(Q,0),CO,和,H,2,O,浓度变化如下图，,则,04min,的平均反应速率,v(CO,),_ mol,(,Lmin,),（,3)t(,高于,850),时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表。表中,3min4min,之间反应处于,_,状态；,C1,数值,_0.08 mol,L (,填大于、小于或等于,),。,反应在,4min5min,问，平衡向逆方向移动，可能的原因是,_(,单选,),，,表中,5min6min,之间数值发生变化，可能的原因是,_(,单选,),。,a,增加水蒸气,b,降低温度,c,使用催化剂,d,增加氢气浓度,