化学平衡常数计算

化学平衡常数计算化学平衡常数计算谷城县第二中学谷城县第二中学 万来道万来道序序号号起始时浓度起始时浓度mol/L平衡时浓度平衡时浓度mol/L平衡时平衡时c0 (H2)c0(I2)c0 (HI)H2I2HI10.011970.0694400.0056170.00059360.0127020.011350.0090400.003560.001250.0155930.012010.0084030.00.004580.00097330.014864000.015200.0016960.0016960.011815000.012870.0014330.0014330.010006000.037770.0042130.0042130.02934I2(g) + H2(g) 2HI(g)密闭容器密闭容器730.6K根据数据通过计算分析出根据数据通过计算分析出平衡时平衡时数据中的规律。数据中的规律。222IHHI48.3848.6149.5448.4848.7148.81【问题探究一【问题探究一】分析上表，你得出什么结论？分析上表，你得出什么结论？结论结论2：常数和起始加入反应物的浓度无关常数和起始加入反应物的浓度无关结论结论1 1：222IHHI= 常数（常数（K）序序号号起始时浓度起始时浓度mol/L平衡时浓度平衡时浓度mol/L平衡时平衡时c0 (H2)c0(I2)c0 (HI)H2I2HI10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.0090400.003560.001250.0155930.011340.0075100.0045650.0007380.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g) + H2(g) 2HI(g)222IHHI54.554.654.4554.33密闭容器密闭容器698.6K【继续探究【继续探究】结论结论2：常数和起始加入反应物的浓度无关常数和起始加入反应物的浓度无关结论结论1 1：)()()(222ICHCHIC= 常数（常数（K）结论结论4：温度改变该常数也发生改变。：温度改变该常数也发生改变。结论结论3：常数和正向建立还是逆向建立平衡无关常数和正向建立还是逆向建立平衡无关【问题探究二】【问题探究二】:以上的结论是否只适用于某一特以上的结论是否只适用于某一特定反应还是适用于所有的可逆反应？请用以下数定反应还是适用于所有的可逆反应？请用以下数据来确认。据来确认。 2SO2 （g） +O2 （g） 2SO3 （g） 密闭密闭容器容器起始时浓度起始时浓度mol/L平衡时浓度平衡时浓度mol/L平衡时平衡时c0 (SO2)c0(O2)c0 (SO3)SO2O2SO3T110.02000.010000.01440.00780.005620.03000.020000.01960.01480.0104T210.02000.010000.01600.00800.004020.08000.030000.05800.01900.0220SO32SO22O219.3919.027.817.57 1、定义：、定义：在在一定温度一定温度下，当一个可逆反应下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数的浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号数），用符号K表示。表示。 2、平衡常数的平衡常数的影响因素影响因素：只有温度：只有温度一、化学平衡常数一、化学平衡常数【问题探究三】【问题探究三】:平衡常数表达式的书写平衡常数表达式的书写（1）CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) K =（2）2NO2（g） N2O4 （g） K1= N2O4 （g） 2NO2 （g） K2= NO2 （g） 1/2N2O4 （g） K3=（3）FeCl3(aq)+3KSCN(aq) Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq)；K=注意注意1：纯固态和纯液态不写入：纯固态和纯液态不写入K（浓度为（浓度为1） 注意注意2：以上三个反应的平衡常数之间的关系：以上三个反应的平衡常数之间的关系注意注意3：需要用实际参加反应的离子浓度表示：需要用实际参加反应的离子浓度表示3、同一条件下正、逆反应的化学平衡常数有何关系？同一条件下正、逆反应的化学平衡常数有何关系？同一条件下同一条件下,正、逆反应的平衡常数互成倒数关系正、逆反应的平衡常数互成倒数关系4、利用可判断反应的热效应、利用可判断反应的热效应（）若升高温度，值增大，则正反应为（）若升高温度，值增大，则正反应为 热反应热反应（）若升高温度，值减小，则正反应为（）若升高温度，值减小，则正反应为 热反应热反应思考：思考：不同温度时，反应不同温度时，反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g),的浓度的浓度平衡常数与温度平衡常数与温度的关系如下：的关系如下：温度温度623K698K763K浓度平衡常数浓度平衡常数66 .954.445.9 通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断可上逆反应的可上逆反应的正方向是正方向是 热反应热反应.放吸放二、关于平衡常数和转化率的计算二、关于平衡常数和转化率的计算（1）利用平衡常数）利用平衡常数,求平衡时各组分的浓度求平衡时各组分的浓度例例1.在某温度下在某温度下,将将H2和和I2各各0.010mol/L的气态混的气态混合物充入合物充入10L密闭容器中密闭容器中,充分反应充分反应,达到平衡达到平衡后后,测得测得c(H2)=0.0080mol/L.(1)求反应的平衡常数求反应的平衡常数.(2)在上述温度下在上述温度下,将将H2和和I2各各0.20mol的气态混合的气态混合物充入该密闭容器中物充入该密闭容器中,试求达到平衡时各物质试求达到平衡时各物质的浓度的浓度.（2）利用平衡常数）利用平衡常数,求平衡时反应物的转化率求平衡时反应物的转化率例例2.在体积为在体积为2L密闭容器中密闭容器中,将将2.0mol CO和和10mol H2O混合加热到混合加热到800C达到达到下列平衡下列平衡: K=1.0求求CO的转化率的转化率.例例3:反应反应SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下，将物质的量浓度均为若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的的SO2(g)和和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为的转化率为50%，试，试求：在该温度下。（求：在该温度下。（1）此反应的浓度平衡常数）此反应的浓度平衡常数（2）若）若SO2(g)的初始浓度增大到的初始浓度增大到3mol/L,则则它们它们的转化率变为多少？的转化率变为多少？结论：在一定温度的密闭容器中，对于可逆反应，结论：在一定温度的密闭容器中，对于可逆反应，增加一种反应物的量（或浓度），该反应物转化率增加一种反应物的量（或浓度），该反应物转化率下降，另外一种反应物转化率升高。下降，另外一种反应物转化率升高。三、平衡常数的运用三、平衡常数的运用结论：结论：表示可逆反应进行的程度：表示可逆反应进行的程度：K越大，越大，正反应进行越完全，转化率越高，此反正反应进行越完全，转化率越高，此反应平衡时，生成物浓度大应平衡时，生成物浓度大【运用探究一【运用探究一】思考平衡常数的大小和转化率有什么关系？思考平衡常数的大小和转化率有什么关系？对于反应对于反应m A(g) + n B(g)=p C(g) + q D(gm A(g) + n B(g)=p C(g) + q D(g) )随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化，随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化，请判断请判断和和 两种情况哪种是吸热，哪种是两种情况哪种是吸热，哪种是放热？放热？温度温度平平衡衡常常数数【运用探究二【运用探究二】结论：结论：吸热反应，随温度升高平衡常数增大吸热反应，随温度升高平衡常数增大放热反应，随温度升高平衡常数减小放热反应，随温度升高平衡常数减小【课后思考【课后思考】在一定温度的密闭容器中，在一定温度的密闭容器中，对于反应对于反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，（1）将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪）将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？个方向移动？（2）保持）保持H2的浓度不改变将容器的体积的浓度不改变将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？本节课主要任务本节课主要任务 1、怎样书写平衡常数表达式；、怎样书写平衡常数表达式； 2、怎样利用平衡常数计算浓度和转、怎样利用平衡常数计算浓度和转化率；化率； 3、怎样运用平衡常数解决平衡移动、怎样运用平衡常数解决平衡移动中的问题。中的问题。谢谢大家！谢谢大家！结论结论: 对于可逆反应，在一定温度的对于可逆反应，在一定温度的任意时刻任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：叫该反应的浓度商叫该反应的浓度商（1）QCK:反应向正反应向正 方向进行方向进行（2）QCK:平衡不移动平衡不移动（3）QCK:反应向逆方向进行反应向逆方向进行m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(gm A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g) )【继续探究【继续探究】在一定温度的密闭容器中，在一定温度的密闭容器中，对于反应对于反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，（2）保持）保持H2的浓度不改变将容器的体积扩大的浓度不改变将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？两倍，该平衡向哪个方向移动？注意：注意：当平衡体系中有多条件改变，勒当平衡体系中有多条件改变，勒夏特列原理无法判断平衡移动方向时，我夏特列原理无法判断平衡移动方向时，我们可以考虑计算们可以考虑计算QC和和K的相对大小。的相对大小。随堂练习随堂练习2： 一定温度下的密闭容器中存在：一定温度下的密闭容器中存在：2SO2+O2 2SO3知知C(SO2)始始=0.4mol/L，C(O2)始始=1mol/L经测经测定该反应在该温度下的平衡常数定该反应在该温度下的平衡常数K19，试判，试判断，断，（1）当）当SO2转化率为转化率为50时，该反应是否达时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？（2）达平衡状态时，）达平衡状态时， SO2的转化率应为多的转化率应为多少？少？ 随堂练习随堂练习1 1：已知在已知在800K800K时，反应：时，反应： CO(gCO(g) + H) + H2 2O(g) HO(g) H2 2(g) + CO(g) + CO2 2(g)(g) 若起始浓度若起始浓度c(COc(CO) = 2molL) = 2molL-1-1，c(Hc(H2 2O) O) = 3molL= 3molL-1-1，则反应达平衡时，则反应达平衡时，COCO转化转化成成COCO2 2的转化率为的转化率为60%60%，如果将，如果将H H2 2O O的起的起始浓度加大为始浓度加大为6 molL6 molL-1-1，试求此时，试求此时COCO的转化率。的转化率。