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2.3 化学平衡gsl(4)


第二章 化学反应速率与化学平衡

第三节化学平衡
化学平衡常数

【学习目标】 学习目标】
1、化学平衡常数的概念 、化学平衡常数的概念 2、运用化学平衡常数对化学反应进行的 、 程度判断 3、运用化学平衡常数进行计算 、

平衡常数的推导 I2(g) + H2(g)
序 号 起始时浓度mol/L 起始时浓度 698.6K c (H2) 1 2 3 4 0.01067 c(I2) 0.01196 c (HI) 0 0 0 c[H2] 0.001831 0.00356 0.004565 平衡时浓度mol/L 平衡时浓度 698.6K c[I2] 0.003129 0.00125 0.000737 8 0.001141 c[HI] 0.01767

2HI(g)
平衡时

c 2 (HI) c(H2) · c(I2)

54.5
0.01135 0.009044 0.01134 0.007510 0 0 0.01559

54.6
0.01354

54.45
0.008410

0.01069 0.001141

54.33 根据表中的数据计算出平衡时
c 2 (HI) c(H2) · c(I2)

的值,并分析其中规律。 的值,并分析其中规律。

四、化学平衡常数
1、定义: 在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡 、定义: 在一定温度下, 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。 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(简称平衡常数) 应的化学平衡常数(简称平衡常数) 2、表达式: 、表达式:

定量的衡量化学反应进行的程度 3、化学平衡常数的意义: 、化学平衡常数的意义:

值越大, (1)K值越大,表示反应进行的程度越大,反应物 ) 值越大 表示反应进行的程度越大, 转化率也越大。 转化率也越大。 该反应进行得基本完全。 (2)一般当 >105时,该反应进行得基本完全。 )一般当K> 4、判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行 、 对于可逆反应,在一定的温度的任意时刻, 对于可逆反应,在一定的温度的任意时刻,反应物 的浓度和生成物的浓度有如下关系: 的浓度和生成物的浓度有如下关系:

叫该反应的浓度商

(1)QC<K ,反应向正方向进行 ) (2)QC=K ,反应处于平衡状态 ) (3)QC>K ,反应向逆方向进行 ) 5、利用K可判断反应的热效应 、利用K (1)若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应 若升高温度,K值增大, ,K值增大 (2)若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应 若升高温度,K值减小, ,K值减小

6、使用平衡常数应注意的几个问题: 、使用平衡常数应注意的几个问题: (1)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物 化学平衡常数只与温度有关, 化学平衡常数只与温度有关 的浓度无关。 的浓度无关。 (2)在平衡常数表达式中:水(l)的浓度、固体物质的 在平衡常数表达式中: 的浓度、 在平衡常数表达式中 的浓度 浓度不写

CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) K=c(CO2) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l) K=c(CO)/[c(CO2) ·c(H2)]
(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关 例如: 例如:N2+3H2 与1/2N2+3/2H2 2NH3的K1值 NH3的K2值不一样

K1 = K22

7、有关化学平衡常数的计算 、

对于反应: 对于反应 aA + bB

cC + dD

达到平衡后各物质的浓度变化关系: 达到平衡后各物质的浓度变化关系: 初始浓度-转化浓度 (1)反应物:平衡浓度 初始浓度 转化浓度; )反应物:平衡浓度=初始浓度 转化浓度; 反应物A: 反应物 c平(A)=c0(A) - △c(A) 初始浓度+转化浓度 (2)生成物:平衡浓度 初始浓度 转化浓度 )生成物:平衡浓度=初始浓度 生成物D: c平(D) = c0(D) +△c(D) 生成物 (3)各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式 ) 中相应的化学计量数之比。 中相应的化学计量数之比。△c(A):△c(D)=a:d

概念理解: 概念理解:平衡转化率
用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观, 用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观,常用 平衡转化率α来表示反应限度。 平衡转化率 来表示反应限度。 对于可逆反应: 对于可逆反应 mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)

反应物A的平衡转化率(该条件最大转化率)可表示: 反应物 的平衡转化率(该条件最大转化率)可表示: 的平衡转化率
A 的初始浓度 ? A 的平衡浓度 α ( A )% = × 100 % A 的初始浓度 ? A 初始的物质的量 ? A 的平衡物质的量 α ( A )% = × 100 % A 初始的物质的量 n ?n

① ② ③ ④

⑤ ⑥ ⑦ ⑧

① ② ③

④ ⑤

1、已知一氧化碳与水蒸气的反应为 、

CO + H2O(g)

催化剂 高温

CO2 +

H2

在427℃时的平衡常数是 。如果反应开始时,一氧化碳和 ℃时的平衡常数是9.4。如果反应开始时, 水蒸气的浓度都是0.01mol/L,计算一氧化碳在此反应条件 水蒸气的浓度都是 , 下的转化率。 下的转化率。 2、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应: 、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应: 2SO2+O2 2SO3 已知C(SO2) 始 =0.4mol/L, C(O2) 始 =1mol/L经测定该反应在该 已知 , 经测定该反应在该 温度下的平衡常数K≈19,试判断, 温度下的平衡常数 ,试判断, 转化率为50 该反应是否达到平衡状态, ( 1)当 SO2 转化率为 % 时 , 该反应是否达到平衡状态 , 若 ) 未达到,向哪个方向进行? 未达到,向哪个方向进行? 的转化率应为多少? (2)达平衡状态时, SO2的转化率应为多少? )达平衡状态时,

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课堂小结: 课堂小结: (1) 平衡是有条件的、动态的。 平衡是有条件的、动态的。 (2) K不随起始浓度大而变。 不随起始浓度大而变。 不随起始浓度大而变 (3) K与温度有关。 与温度有关。 与温度有关 (4) K与方程式写法有关。 与方程式写法有关。 与方程式写法有关 (5) K值大小标志反应能达到的最大限度 值大小标志反应能达到的最大限度, 值大小标志反应能达到的最大限度 K值大,反应完全。 值大,反应完全。 值大



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