高中化学 第二章 第三节 化学平衡—化学平衡常数课件 新人教版选修4.ppt

化学平衡常数 在一定条件下 几乎所有的反应都具有不同程度的可逆性 但有些反应的逆反应进行程度太少而忽略 把几乎完全进行的反应叫不可逆反应 达到化学平衡状态的可逆反应 有什么特征 当改变浓度 压强 温度等条件时 会使平衡发生移动 达到新的平衡 可以勒夏特列原理定性地判断平衡的移动 如何定量地判别一个化学反应是否达到化学平衡状态 该如何计算 条件发生改变时 又可如何定量地来理解平衡的移动 这就是我们这节课要研究的内容 化学平衡常数首先 让我们以氢气和碘蒸气的反应为例 分析课本33页表中的数据 然后得出结论 回顾化学平衡状态及其移动 以氢气和碘蒸气的反应 H2 I22HI H 0 为例 分析课本33页表中的数据 然后得出结论 是一个定值 即 一定温度下 生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数 问题 请大家阅读教科书P33页关于平衡常数的定义 并找出其中的关键词 1 定义 在一定温度下 当一个可逆反应达到化学平衡时 生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数 这个常数称为该反应的化学平衡常数 符号K 一 化学平衡常数 又如H2 Br22HBr K 2 2 109 2 数学表达式 对于一般的可逆反应 mA g nB g pC g qD g 当在一定温度下达到平衡时 K Cp C Cq D Cm A Cn B 如在250C时 H2 Cl22HCl K 5 3 1016 c 各组分的平衡浓度 温度一定 K为定值 只与温度有关 1 平衡常数 K 的大小 反映了化学反应在一定温度下达到平衡时该反应进行的程度 即反应限度 分析 K值越大 说明平衡体系中生成物所占的比例越大 它的正向反应进行的程度越大 即该反应进行得越完全 反应物转化率越大 反之 就越不完全 转化率就越小 3 意义 思考与交流 K值的大小说明了什么 2 一般 K 105时 该反应进行得就基本完全了 K在10 5左右 则认为反应很难进行 3 K值只受温度影响 与反应物或生成物浓度变化无关 1 必须指明温度 反应必须达到平衡状态 对于吸热反应 升高温度 K值增大 对于放热反应 升高温度 K值减小 2 K表示反应进行的程度 不表示反应的快慢 3 在进行K值的计算时 固体 沉淀等 水溶液中H2O不作考虑 表达式中不需表达 一定温度下 4 注意 温度升高 K值不一定升高 与该正反应的热效应有关 4 平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关 N2 3H22NH3 2NH3N2 3H2 1 2N2 3 2H2NH3 K1 K22 1 K3 某温度下 例1 在某温度下 将氢气和碘蒸气各0 1mol的气态混合物充入10L的密闭容器中 充分反应 达到平衡后 测得C H2 0 008mol L 1 求该反应的平衡常数 2 在上述温度下 该容器中若通入氢气和碘蒸气各0 20mol 试求达到化学平衡时各物质的浓度 课堂练习 解 1 依题意知 以浓度计算 H2 g I2 g 2HI g 始0 0100 0100转0 0020 0020 004终0 0080 0080 004 解 2 设反应中转化 或消耗 了xmol L的氢气H2 g I2 g 2HI g 始0 0200 0200转xx2x终0 020 x0 020 x2x 例2 在密闭容器中 将2 0molCO与10molH2O混合加热到8000C 达到下列平衡CO g H2O g CO2 g H2 g 且K 1 0 求CO转化为CO2的转化率 解 设CO转化为CO2的转化的物质的量为xmol CO g H2O g CO2 g H2 g n起始2 01000n消耗xxxxn平衡2 0 x10 xxx 2 实验测得氯气溶于水后约有三分之一的Cl2发生歧化转化为盐酸和次氯酸 求该反应 Cl2 H2OH Cl HClO的平衡常数 已知 293K下氯气在水中的溶解度为0 09mol L 1 始 mol L 10 09000转 mol L 1xxxx终 mol L 10 09 xxxx x 1 3 0 09 0 03mol L 1 课堂练习 1 教材P33例1 例2 1 利用K值可判断某状态是否处于平衡状态 如某温度下 可逆反应mA g nB g pC g qD g 平衡常数为K 若某时刻时 反应物和生成物的浓度关系如下 Qc K V正 V逆 反应向正方向进行 Qc K V正 V逆 反应处于平衡状态 Qc K V正 V逆 反应向逆方向进行 则 二 化学平衡常数的应用 浓度商 对于 1 Qc 2 25 K 所以反应正好处于平衡状态 对于 2 Qc 2 09 K 所以反应正向进行 对于 3 Qc 2 25 K 所以反应正好处于平衡状态 对于 4 Qc 3 03 K 所以反应逆向进行 课堂练习 由Qc K 平衡向正反应方向移动 课堂练习 2 CO g H2O g CO2 g H2 g 始 mol L 10 00510 0150 015转 mol L 1xxxx终 mol L 10 005 x1 x0 015 x0 015 x 2 利用K值理解平衡移动原理 1 浓度对化学平衡的影响温度不变 K值不变 增大反应物浓度或减小生成物浓度 平衡向正反应方向移动 2 压强对化学平衡的影响温度不变 K值不变 增大压强 平衡向气体分子数减小的方向移动 3 温度对化学平衡的影响对于吸热反应 温度升高 K值增大 对于放热反应 温度升高 K值减小因此 升高温度 平衡向吸热反应的方向移动 4 催化剂对化学平衡的影响温度不变 K值不变 对化学平衡无影响 粉红色 Co H2O 6 2 aq 4Cl aq CoCl42 aq 6H2O l 蓝色 利用 溶度积 与平衡常数的比较解题 高考题 A 反应在t1min内的平均速率为B 保持其他条件不变 起始时向容器中充入0 60molCO和1 20molH2O 到达平衡时n CO2 0 40molC 保持其他条件不变 向平衡体系中再通入0 20molH2O 与原平衡相比 达到新平衡时CO转化率增大 H2O的体积分数增大D 温度升至800 上述反应平衡常数为0 64 则正反应为吸热反应 BC