高三化學(xué)化學(xué)平衡常數(shù)

關(guān)于高三化學(xué)化學(xué)平衡常數(shù)我們知道，在一定條件下的可逆反應(yīng)存在化學(xué)平衡狀態(tài)。那么，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)是，究竟有多少反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成了生成物，平衡體系中各物質(zhì)的濃度之間是否有一定的關(guān)系？請大家完成P44頁的問題解決。第2頁,共27頁，2024年2月25日，星期天計算一定條件下，不同起始濃度的二氧化氮或四氧化二氮進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到平衡后各物質(zhì)平衡濃度之間的關(guān)系。通過計算同學(xué)們是否發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？其中濃度的指數(shù)與化學(xué)方程式有何關(guān)系？如果反應(yīng)物或生成物不止一種，情況又如何呢？如在一定條件下，可逆反應(yīng)H2+I2(g)2HI，起始以及平衡時各物質(zhì)的濃度如下表所示。他們的濃度間存在何種關(guān)系？第3頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

第4頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

討論、小結(jié)：c2(HI)c(H2)·c(I2)是一個定值。即：一定溫度下，生成物濃度的系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方的乘積之比為一常數(shù)。問題：請大家閱讀教科書P45頁關(guān)于平衡常數(shù)的定義，并找出其中的關(guān)鍵詞。第5頁,共27頁，2024年2月25日，星期天化學(xué)平衡常數(shù)——K其中c為各組分的平衡濃度，溫度一定，K為定值。1.K的表達(dá)式

大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明，對下列可逆反應(yīng)：

aA+bBcC+dD在一定溫度下，無論反應(yīng)物的起始濃度如何，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，將各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度滿足下面關(guān)系：第6頁,共27頁，2024年2月25日，星期天Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+Fe3O4(s)+4H2(g)

高溫3Fe(s)+4H2O(g)N2+3H22NH32NH3N2+3H2N2+H2NH31232根據(jù)平衡常數(shù)的定義，請大家寫出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式?；瘜W(xué)平衡常數(shù)第7頁,共27頁，2024年2月25日，星期天分析表2-8中的數(shù)據(jù)，你能得出什么結(jié)論？化學(xué)平衡常數(shù)第8頁,共27頁，2024年2月25日，星期天2.使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題化學(xué)平衡常數(shù)（1）必須指明溫度，反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài)（2）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反應(yīng)的快慢，即速率大，K值不一定大（3）在進(jìn)行K值的計算時，固體不作考慮，表達(dá)式中不需表達(dá)如：一定溫度下Fe3O4(s)+4H2(g)

高溫3Fe(s)+4H2O(g)第9頁,共27頁，2024年2月25日，星期天2.使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題（4）在進(jìn)行K值的計算時，稀溶液中的H2O的濃度可不表達(dá)一定溫度下Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+如：化學(xué)平衡常數(shù)第10頁,共27頁，2024年2月25日，星期天（5）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫方式有關(guān)K1

=1/K2

=K322.使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題例如，在某溫度下：N2+3H22NH32NH3N2+3H2N2+H2NH31232化學(xué)平衡常數(shù)第11頁,共27頁，2024年2月25日，星期天（6）利用K值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)2.使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題

K′＜

K

，

v正＞

v逆，反應(yīng)向正方向進(jìn)行K′＝

K，v正＝v逆，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)K′＞K

，v正＜v逆，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行則：如某溫度下，可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡常數(shù)為K，若某時刻時，反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系如下：化學(xué)平衡常數(shù)第12頁,共27頁，2024年2月25日，星期天（1）必須指明溫度，反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài)（2）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反應(yīng)的快慢，即速率大，K值不一定大（3）在進(jìn)行K值的計算時，固體不作考慮，表達(dá)式中不需表達(dá)（4）在進(jìn)行K值的計算時，稀溶液中的H2O的濃度可不表達(dá)（5）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫方式有關(guān)（6）利用K值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)小結(jié)2.使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題第13頁,共27頁，2024年2月25日，星期天通過討論我們知道了化學(xué)平衡常數(shù)的定義和表達(dá)式的書寫。大家是否產(chǎn)生疑問，提出化學(xué)平衡常數(shù)的概念有什么意義？對我們研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度有什么幫助呢？分析教科書P45頁表2-7，你能找出規(guī)律嗎？化學(xué)平衡常數(shù)第14頁,共27頁，2024年2月25日，星期天K值的大小，表示在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡時該反應(yīng)進(jìn)行的程度（反應(yīng)的限度）。（1）K值越大，表明反應(yīng)進(jìn)行的程度越大；反之則越小。（2）K值與濃度無關(guān)，隨溫度變化而變化2.平衡常數(shù)的意義化學(xué)平衡常數(shù)aA+bBcC+dD第15頁,共27頁，2024年2月25日，星期天如果給出一定溫度時的某個可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)，能否通過其他一些數(shù)據(jù)的測定，判斷該反應(yīng)的某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)呢？討論、小結(jié)：

我們可以通過測出某一時刻體系中各物質(zhì)的濃度，然后假設(shè)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，計算出平衡常數(shù)，與給定的平衡常數(shù)比較。如果相等，則假設(shè)成立，也就是說反應(yīng)已達(dá)到平衡；如果不相等，則沒有達(dá)到平衡?；瘜W(xué)平衡常數(shù)第16頁,共27頁，2024年2月25日，星期天平衡轉(zhuǎn)化率×100%

=該反應(yīng)物的起始濃度－該反應(yīng)物的平衡濃度該反應(yīng)物的起始濃度

可逆反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時，某一反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率為：除了化學(xué)平衡常數(shù)外，還有沒有其他方法能用來表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度呢？平衡轉(zhuǎn)化率的意義：能表示在一定溫度和一定起始濃度下反應(yīng)進(jìn)行的限度。第17頁,共27頁，2024年2月25日，星期天【例1】某溫度下，向10L真空容器中注入1.00molH2(g)和1.00molI2(g)，反應(yīng)平衡后I2(g)的濃度為0.0200mol·L-1。試求該溫度下H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)。平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計算第18頁,共27頁，2024年2月25日，星期天解：據(jù)題意可知，起始時c(H2)=c(I2)=0.100mol·L-1，平衡時c(H2)=c(I2)=0.0200mol·L-1，生成的c(HI)=0.160mol·L-1H2(g)+I2(g)2HI(g)起始時各物質(zhì)的濃度/mol·L-10.1000.1000變化的各物質(zhì)的濃度/mol·L-1平衡時各物質(zhì)的濃度/mol·L-10.08000.08000.1600.02000.02000.160K=(0.160)2(0.0200)2=64.0

c2(HI)c(H2)·c(I2)=答：平衡常數(shù)為64.0。平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計算第19頁,共27頁，2024年2月25日，星期天【例2】在一密閉容器中，CO與H2O混合加熱到800℃達(dá)到下列平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)K=1.00若反應(yīng)開始時CO和H2O的濃度分別為0.200mol·L-1和1.00mol·L-1，求達(dá)到平衡時CO轉(zhuǎn)化為CO2轉(zhuǎn)化率是多少？平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計算第20頁,共27頁，2024年2月25日，星期天c(平)/mol·L-10.200－x1.00－xxx

解得:x=0.166解：設(shè)平衡時CO2和H2的濃度為xmol·L-1K=x2(0.200－x)(1.00－x)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)c(始)/mol·L-10.2001.0000c(變)/mol·L-1

xxxx=1.00c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)=平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計算第21頁,共27頁，2024年2月25日，星期天答:平衡時CO轉(zhuǎn)化為CO2轉(zhuǎn)化率是83.0%。

=

×100%=83.0%

0.1660.200平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計算第22頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

【例3】850K時，在一密閉容器中充入一定量的SO2和O2，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后測得：SO2、O2和SO3的濃度分別為6.0×10-3mol·L-1、8.0×10-3mol·L-1和4.4×10-2mol·L-1。計算：（1）該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)。（2）達(dá)平衡狀態(tài)時，SO2的轉(zhuǎn)化率。2SO2+O22SO3平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計算第23頁,共27頁，2024年2月25日，星期天平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計算例：高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)―Q。其平衡常數(shù)可表達(dá)為:K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.263(1)若要使反應(yīng)向右進(jìn)行，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值______，平衡常數(shù)K值______(填“增大”“減小”或“不變”)(2)1100℃時，測得高爐中c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)_______(填“是”或“否”)，此時化學(xué)反應(yīng)速率是V正____V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是