资源描述
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 ( ) 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,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) cC(g) + dD(g)， 则有：,其中c为各组分的平衡浓度,N2+3H2 2NH3,2NH3 N2+ 3H2,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。,K 值与过程无关、浓度变化无关,表 1,H2的转化率为: 53 5 % 68.7%,I2的转化率为: 91% 84%,4.使用平衡常数的注意事项,aA + bB cC + dD,（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；,（1）K只与温度有关，和浓度压强无关。,（5）利用K 值可判断某状态是否处于平衡状态,K K ：,K K ：,KK ：,（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；,反应处于平衡状态， v正 v逆,反应向正方向进行， v正 v逆,反应向逆方向进行， v正 v逆,卤化氢生成反应的平衡常数,表 2,思考与交流： 观察表2，你看到想到什么？,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 ） 值越大，反应正向进行的程度就 ，反应物的转化率 。 值越小，反应正向进行的程度就 ，反应物的转化率 。,反应限度,越大,越大,越小,越小,二、平衡转化率( ),100%, =,该反应物的起始浓度该反应物的平衡浓度,该反应物的起始浓度,1、定义：P49,2、表达式：,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。,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，下列说法正确的是 （ ） .越大，达到平衡时，反应进行的程度越大 .越小，达到平衡时，反应物的转化率越大 .随反应物浓度改变而改变 .随温度改变而改变,三、化学平衡的相关计算,基本模式“三部曲解法”,转化浓度：mx nx px qx,平衡浓度：a-mx b-nx px qx,基本关系,生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度,反应物：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)，反应平衡后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(H2)=c(I2)=0.100molL-1，平衡时c(H2)=c(I2)=0.0200molL-1，生成的c(HI) = 0.160molL-1,H2(g) + I2(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,c2(HI),c(H2) c(I2),=,答：平衡常数为64.0。,c(CO) c(H2O),【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 molL-1 ，求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少？,c(平)/molL-1 0.200x 0.200x x x,解得: x = 0.1,解：设平衡时CO2和H2的浓度为x molL-1,K =,x2,(0.200x)(0.200x),CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),c(始) /molL-1 0.200 0.200 0 0,c(变)/molL-1 x x x x,= 1.00,c(CO2) c(H2),=,练习1、850K时，在一密闭容器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得：SO2、O2和SO3的浓度分别为6.010-3 molL-1 、8.010-3 molL-1 和 4.410-2 molL-1。 计算： （1）该温度下反应 的平衡常数。 （2）达平衡状态时 SO2的转化率。,2SO2+O2 2SO3,练习2：X、Y、Z为3种气体，把amolX和bmolY充入一密闭容器中，发生反应X+2Y 2Z，达到平衡时，若它们的物质的量满足：n（x）+n（y）=n（z），则Y的转化率为 （ ）,K=40.3,a(SO2)=88%,B,练习3：高炉炼铁中发生的基本反应如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)Q。其平衡常数可表达为: K=c(CO2)/c(CO)，已知1100，K=0.263 (1)若要使反应向右进行，高炉内CO2和CO的体积比值_，平衡常数K值_(填“增大”“减小”或“不变”) (2)1100时，测得高炉中c(CO2)=0.025molL-1，c(CO)=0.1molL-1，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 。,增大,不变,否,大于,c(CO2)/c(CO)0.250.263，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行,平衡常数和转化率的计算,练习5、在温度和压强不变时，将1体积N2O4分解：N2O4 2NO2 并达到平衡，混合气体变为1.4体积，求： N2O4的分解率。,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，反应物与生成物浓度的系数次方的比是一个常数，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 + bB cC + dD，则有：,注意：其中c为各组分的平衡浓度， K值只随温度改变。,小结：,3、化学平衡常数的意义,aA + bB cC + dD,K值的大小表示在该温度下达到平衡时，反应进行的程度。K值越大，表明反应进行的程度越大；反之则越小,4、使用平衡常数的注意事项,（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；,（1）K只与温度有关，所以使用时应注明温度；,（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 ， v正 v逆，反应向正方向进行,K K ， v正 v逆，反应处于平衡状态,KK ， v正 v逆，反应向逆方向进行,二、平衡转化率( ),100%, =,该反应物的起始浓度该反应物的平衡浓度,该反应物的起始浓度,1、定义：P49,2、表达式：,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。,三、化学平衡的相关计算,基本模式“三部曲解法”,转化浓度：mx nx px qx,平衡浓度：a-mx b-nx px qx,基本关系,生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度,反应物：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),
展开阅读全文