化學(xué)平衡常數(shù)兩課時(shí)

1、第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)平衡化學(xué)平衡第二章第二章 化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率 與化學(xué)平衡與化學(xué)平衡化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計(jì)算出平衡時(shí)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計(jì)算出平衡時(shí) 的值，的值，并分析其中規(guī)律。并分析其中規(guī)律。2c (HI)c(H2) c(I2) 通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：(1)溫度不變溫度不變(保持保持457.60C)時(shí)，時(shí)， 為常數(shù)為常數(shù),用用 K表示表示,K = 48.74；(2)常數(shù)常數(shù)K與反應(yīng)的起始濃度大小無(wú)關(guān)；與反應(yīng)的起始濃度大小無(wú)關(guān)；(3)常數(shù)常數(shù)K與正向建立還是逆向建立平衡無(wú)關(guān)即與平衡與正向建立還是逆向建立平衡無(wú)關(guān)即與平衡建立的過(guò)程無(wú)關(guān)。建立的過(guò)程無(wú)關(guān)。2c

2、 (HI)c(H2) c(I2) (P29第一段第一段) 一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，平衡時(shí)，生成物濃度冪之積生成物濃度冪之積與與反應(yīng)物反應(yīng)物濃度冪之積的比值濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)。是一個(gè)常數(shù)。這個(gè)這個(gè)常數(shù)叫做該反應(yīng)的常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)一、化學(xué)平衡常數(shù)定義：一、化學(xué)平衡常數(shù)定義：對(duì)于一般的可逆反應(yīng)對(duì)于一般的可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)二、化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：二、化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：cp(C) cq(D)cm(A) cn(B) K =注意冪的位置注意冪的位置濃度濃度c應(yīng)小寫應(yīng)小寫（1）K值越大

3、，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大。轉(zhuǎn)化率也越大?；瘜W(xué)平衡常數(shù)的意義：化學(xué)平衡常數(shù)的意義：定量的衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度定量的衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度（2）一般當(dāng)）一般當(dāng)K105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。平衡常數(shù)的單位平衡常數(shù)的單位濃度的單位為濃度的單位為molL-1 K的單位為的單位為(molL-1) n；n =(p+q)-(m+n)練習(xí)練習(xí)1 1：寫出下列反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：寫出下列反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式： N2 十十 3H2 2NH3 H2O(g)C(s) CO(g)H2(g)注意問(wèn)題：注意問(wèn)題：化學(xué)平衡關(guān)系式

4、中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)化學(xué)平衡關(guān)系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的的濃度，濃度，固體固體和純液體和純液體的濃度的濃度不應(yīng)寫不應(yīng)寫在平衡關(guān)系式中。在平衡關(guān)系式中。CaCOCaCO3 3(s)(s) CaOCaO(s)(s)+CO+CO2 2(g)(g)COCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g) CO(g)+HCO(g)+H2 2OO(l)(l)COCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g) CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g)O(g) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 練習(xí)練習(xí):書寫下列方程式的平衡常數(shù)表達(dá)式書寫下列方程式的平衡常數(shù)表達(dá)式(若有若

5、有單位請(qǐng)順便寫出單位單位請(qǐng)順便寫出單位)練習(xí)練習(xí)2 2、寫出下列反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，并、寫出下列反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，并討論它們之間有何關(guān)系。討論它們之間有何關(guān)系。1、2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) K1= ；2、SO2(g) + O2(g) SO3(g) K2= ；3、2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) K3= ；32213(g)g22NHNH（ ）131KK212KK結(jié)論：結(jié)論：(重點(diǎn)掌握重點(diǎn)掌握) 化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫有化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫有關(guān)，關(guān)，正反應(yīng)正反應(yīng)與與逆反應(yīng)逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的化學(xué)平衡常數(shù)互為倒數(shù)互為倒

6、數(shù)。練習(xí)練習(xí)3、寫出下列反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，、寫出下列反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，并討論它們之間有何關(guān)系。并討論它們之間有何關(guān)系。 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1 2NO2(g) N2O4 (g) K2 2NO(g) +O2(g) N2O4 (g) K 3 K 3 = K1 K2多重平衡規(guī)則多重平衡規(guī)則：若干若干方程式相加方程式相加(減減)，則總反應(yīng)，則總反應(yīng)的的平衡常數(shù)等于平衡常數(shù)等于分步分步平衡常數(shù)之乘積平衡常數(shù)之乘積(商商)練習(xí)練習(xí)4 4： 反應(yīng)反應(yīng)H H2 2O(g)O(g)C(s) CO(g)C(s) CO(g)H H2 2(g) (g) H 0在一定條件下達(dá)

7、平衡狀態(tài)，改變下列條件，能否在一定條件下達(dá)平衡狀態(tài)，改變下列條件，能否引起平衡移動(dòng)引起平衡移動(dòng)？該反應(yīng)的平衡常數(shù)？該反應(yīng)的平衡常數(shù)K K有何變化有何變化? ? 增大水蒸氣濃度，平衡增大水蒸氣濃度，平衡 ，K K的值的值 ； 增大壓強(qiáng)，平衡增大壓強(qiáng)，平衡 ，K K的值的值 ； 升高溫度，平衡升高溫度，平衡 ，K K的值的值 。 注意：注意： 化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，和濃度無(wú)關(guān)；化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，和濃度無(wú)關(guān)； 升高溫度，值增大，則正反應(yīng)為升高溫度，值增大，則正反應(yīng)為_(kāi)； 升高溫度，值減小，則正反應(yīng)為升高溫度，值減小，則正反應(yīng)為_(kāi)。向正反應(yīng)方向移動(dòng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)向逆反應(yīng)方

8、向移動(dòng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)不變不變不變不變減小減小吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)4 4. . 在某溫度下，可逆反應(yīng)：在某溫度下，可逆反應(yīng)：mA(mA(g)g)+nB(g) pC(g) +qD(g)+nB(g) pC(g) +qD(g)的平衡常數(shù)為，下的平衡常數(shù)為，下列說(shuō)法正確的是（）列說(shuō)法正確的是（）A.A.越大，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大越大，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大B.B.越小，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大越小，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大C.C.隨反應(yīng)物濃度改變而改變隨反應(yīng)物濃度改變而改變D.D.隨溫度改變而改變隨溫度改變而改變 N2+O2 2NOK K=10

9、=10-30-30( (常溫常溫) )，所以常溫下用此反應(yīng)固定，所以常溫下用此反應(yīng)固定氮?dú)馐遣豢赡艿摹Ｒ虼藳](méi)有必要在該條件下進(jìn)氮?dú)馐遣豢赡艿?。因此沒(méi)有必要在該條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以免浪費(fèi)人力物力?；蛘吒淖儣l件使行實(shí)驗(yàn)，以免浪費(fèi)人力物力。或者改變條件使反應(yīng)在新的條件下進(jìn)行比較好一些。反應(yīng)在新的條件下進(jìn)行比較好一些?；瘜W(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用（成才之路的應(yīng)用（成才之路3838頁(yè)知識(shí)點(diǎn)頁(yè)知識(shí)點(diǎn)1 1）小結(jié)小結(jié):1、固體和純液體的濃度為常數(shù)，因此、固體和純液體的濃度為常數(shù)，因此固體和純液體的濃固體和純液體的濃度不應(yīng)寫度不應(yīng)寫在平衡常數(shù)表達(dá)式中；在平衡常數(shù)表達(dá)式中；2、K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，

10、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大也越大(但但K大不代表速率大大不代表速率大)；3、一般當(dāng)、一般當(dāng)K105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全；時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全；4、化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫有關(guān)，、化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫有關(guān)，正反應(yīng)正反應(yīng)與逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)互為倒數(shù)；與逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)互為倒數(shù)；5、化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，只受溫度影響，和和C、P、催化劑無(wú)關(guān)、催化劑無(wú)關(guān)。練習(xí)：練習(xí)冊(cè)練習(xí)：練習(xí)冊(cè)P19課后強(qiáng)化作業(yè)十課后強(qiáng)化作業(yè)十1-4、7、8例題例題 : 高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下: FeO(s

11、)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ；H0其平衡常數(shù)可表達(dá)為其平衡常數(shù)可表達(dá)為: K=c(CO2)/c(CO)，已知，已知1100，K=0.263 1100時(shí)，測(cè)得高爐中時(shí)，測(cè)得高爐中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應(yīng)是否，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)處于平衡狀態(tài)_(填填“是是”或或“否否”)，此時(shí)化學(xué)反應(yīng)向此時(shí)化學(xué)反應(yīng)向 方向進(jìn)行，其原因是方向進(jìn)行，其原因是 。1 1高溫下，某反應(yīng)達(dá)到平衡，平衡常數(shù)高溫下，某反應(yīng)達(dá)到平衡，平衡常數(shù)K K 。恒容時(shí)，溫度升高，恒容時(shí)，溫度升高，H H2 2濃度減小。下列說(shuō)法正確的是濃度減小。下列說(shuō)法

12、正確的是A A該反應(yīng)的焓變?yōu)檎翟摲磻?yīng)的焓變?yōu)檎?B B恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H H2 2濃度一定減小濃度一定減小C C升高溫度，逆反應(yīng)速率減小升高溫度，逆反應(yīng)速率減小 D D該反應(yīng)化學(xué)方程式為該反應(yīng)化學(xué)方程式為COCOH H2 2O COO CO2 2H H2 2)()()()(222HcCOcOHcCOc催化劑催化劑高溫高溫三三.有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算達(dá)到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系：達(dá)到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系：（2）生成物：平衡濃度）生成物：平衡濃度=初始濃度初始濃度+轉(zhuǎn)化濃度轉(zhuǎn)化濃度 即：即：生成物生成物D: c平平(D) = c0(D)

13、 +c(D)（3）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。c(A):c(D)=a:d（1）反應(yīng)物：平衡濃度）反應(yīng)物：平衡濃度=初始濃度初始濃度-轉(zhuǎn)化濃度；轉(zhuǎn)化濃度； 即：即：反應(yīng)物反應(yīng)物A: c平平(A)=c0(A) - c(A) 對(duì)于反應(yīng)對(duì)于反應(yīng): aA + bB cC + dD平衡轉(zhuǎn)化率：平衡轉(zhuǎn)化率：對(duì)于可逆反應(yīng)對(duì)于可逆反應(yīng): mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)反應(yīng)物反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)化率）可表示：的平衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)化率）可表示：%100)()()(%100)%(

14、00AcAcAcAAAA平的初始濃度的平衡濃度的初始濃度%100%100)%(始平始初始的物質(zhì)的量的平衡物質(zhì)的量初始的物質(zhì)的量nnnAAAA例例1：在某溫度下，將：在某溫度下，將H2(g)和和I2(g)各各0.1mol混合物充混合物充入入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得c(H2)=0.0080mol/L，求：，求：(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)反應(yīng)的平衡常數(shù)(2)其它條件不變，充入的其它條件不變，充入的H2(g)和和I2(g)各各0.2mol,求達(dá)求達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度。平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度。 CO + H2O CO2 + H2 起始起始c 1 1

15、 0 0轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化c x x x x平衡平衡c 1-x 1-x x x 解得解得 x = 0.5 (CO)= 50% (H2O)= 50% CO + H2O CO2 + H2 起始起始c 1 4 0 0轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化c x x x x平衡平衡c 1-x 4-x x x解得解得 x = 0.8 (CO)= 80% (H2O)= 20%(1-x)(1-x )x2K = =1 (1-x)(4-x )x2K = =1 增大一種反應(yīng)物的濃度，能提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化增大一種反應(yīng)物的濃度，能提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而本身的轉(zhuǎn)化率減小率，而本身的轉(zhuǎn)化率減小結(jié)論：結(jié)論：注意注意:1、題設(shè)的未知數(shù)不要帶單位、題設(shè)的未

16、知數(shù)不要帶單位 如：設(shè)平衡時(shí)如：設(shè)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為 x 2、解出的未知數(shù)有單位的應(yīng)帶上單位、解出的未知數(shù)有單位的應(yīng)帶上單位 如：解之如：解之,得得x=0.2mol解：解： N2 + 3H2 2NH3 起始起始n 1 3 0轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化n a 3a 2a平衡平衡n 1-a 3-3a 2a (1-a) + (3-3a) + 2a = 490% a = 0.2 1 = 20% 1、已知一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)為：、已知一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)為：CO + H2O(g) CO2 + H2催化劑催化劑高溫高溫在在427時(shí)的平衡常數(shù)是時(shí)的平衡常數(shù)是9.4。如果反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，。如果反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，一

17、氧化碳和水蒸氣的濃度都是一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.01mol/L，計(jì)算，計(jì)算一氧化碳在此反應(yīng)條件下的轉(zhuǎn)化率。一氧化碳在此反應(yīng)條件下的轉(zhuǎn)化率。練習(xí)練習(xí); 3. 一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng)：一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng)：2SO2+O2 2SO3已知已知C(SO2)始始=0.4mol/L，C(O2)始始=1mol/L經(jīng)測(cè)定經(jīng)測(cè)定該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K19，試判斷，試判斷，（1）當(dāng)）當(dāng)SO2轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為50時(shí)，該反應(yīng)是否達(dá)到時(shí)，該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，若未達(dá)到，向哪個(gè)方向進(jìn)行？平衡狀態(tài)，若未達(dá)到，向哪個(gè)方向進(jìn)行？（2）達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，）達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，

18、 SO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)為多少？的轉(zhuǎn)化率應(yīng)為多少？(5) K值大小標(biāo)志反應(yīng)能達(dá)到的最大限度值大小標(biāo)志反應(yīng)能達(dá)到的最大限度,K值越大，值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，反應(yīng)反應(yīng) 越完全。越完全。 課堂小結(jié)：課堂小結(jié)：(1) 平衡是有條件的、動(dòng)態(tài)的。平衡是有條件的、動(dòng)態(tài)的。(2) K不隨起始濃度大小而變化。不隨起始濃度大小而變化。(3) K與溫度有關(guān)。與溫度有關(guān)。(4) K與方程式寫法有關(guān)。與方程式寫法有關(guān)。1 1、某溫度下四個(gè)容器進(jìn)行下述反應(yīng)，各容器中炭足、某溫度下四個(gè)容器進(jìn)行下述反應(yīng)，各容器中炭足量，其他物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度（單位量，其他物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度（單位mol/L)mol/L)及

19、正及正逆反應(yīng)速率關(guān)系如下表所示逆反應(yīng)速率關(guān)系如下表所示C(s)+HC(s)+H2 2O(g) CO(g)+HO(g) CO(g)+H2 2(g)(g)容器編號(hào)容器編號(hào)c（H2O） c（CO）c(H2)正正/ V逆逆0.060.600.10正正=逆逆0.060.500.40正正 V逆逆0.120.30 a正正=逆逆(1)(1)該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值 . .(2)(2)中中正正 逆逆,a=,a= . .10.402 2. . 反應(yīng)反應(yīng)Fe(s)+COFe(s)+CO2 2(g)(g) FeO(S)+CO(g); FeO(S)+CO(g);平衡常數(shù)平衡常數(shù)K K

20、1 1反應(yīng)反應(yīng)Fe(s)+HFe(s)+H2 2O(g) FeO(s)+HO(g) FeO(s)+H2 2(g);(g);平衡常數(shù)平衡常數(shù)K K2 2973K973K時(shí)：時(shí)：K K1 1=1.47,K=1.47,K2 2=2.38=2.38; ; 1173K1173K時(shí)時(shí):K:K1 1=2.15,K=2.15,K2 2=1.67=1.67(1)(1)推導(dǎo)反應(yīng)推導(dǎo)反應(yīng)COCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g) CO(g)+H(g) CO(g)+H2 2O(g)O(g)的的K K與與K K1 1和和K K2 2的關(guān)系式的關(guān)系式 . .(2)973K(2)973K時(shí)時(shí),K=,K= ; 1173K; 1173K時(shí)時(shí), ,K=K= ; CO; CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g) (g) CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g)O(g)是是 反應(yīng)反應(yīng)( (填填 吸熱吸熱 或或 放熱放熱) )K=K1/K20.621.2