化学平衡常数两课时ppt课件.ppt

第三节化学平衡第二章第二章 化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡化学平衡常数1【【学习目标学习目标】】1、理解化学平衡常数的含义、理解化学平衡常数的含义3、能运用化学平衡常数进行计算、能运用化学平衡常数进行计算2、会运用化学平衡常数判断反应进行程度、会运用化学平衡常数判断反应进行程度2【【【【联想联想联想联想· ·质疑质疑质疑质疑】】】】ØØ怎样才能定量地描述化学反应的怎样才能定量地描述化学反应的怎样才能定量地描述化学反应的怎样才能定量地描述化学反应的 限度？限度？限度？限度？ØØ化学反应中反应物的转化程度会化学反应中反应物的转化程度会化学反应中反应物的转化程度会化学反应中反应物的转化程度会 受到哪些因素的影响？受到哪些因素的影响？受到哪些因素的影响？受到哪些因素的影响？3【【【【交流交流交流交流· ·研讨研讨研讨研讨】】】】根据下表数据计算平衡时根据下表数据计算平衡时 的值并分析其中规律：的值并分析其中规律：2c (HI)c(H2) · c(I2) 序序号号起始时浓度起始时浓度mol/L698.6K平衡时浓度平衡时浓度mol/L698.6K平衡时平衡时c (H2)c(I2)c (HI)c[H2]c[I2]c[HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g) + H2(g) 2HI(g)54.554.654.4554.33c (HI)2c(H2) · c(I2) 4—— K化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数1、定义：、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，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。

这个常数就是该反应的与反应物浓度幂之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）化学平衡常数（简称平衡常数）用符号用符号 K 表示．表示．5实验测得：同一反应（如：实验测得：同一反应（如：aA+bB cC+dD））在某温度下达到的化学平衡状态，平衡常数的表达式是：在某温度下达到的化学平衡状态，平衡常数的表达式是：2、表达式：、表达式：其中其中c为各组分的平衡浓度为各组分的平衡浓度，温度一定，，温度一定，K为定值K K 的单位一般不作要求的单位一般不作要求 63、意义：、意义：（（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，反应物 转化率也越大转化率也越大定量的衡量化学反应进行的程度定量的衡量化学反应进行的程度7如：如：N2(g)+O2(g) 2NO(g) K=1×10-30 (298K)　　　　在在298K时，时，N2和和O2基本上没有进行反应，反之基本上没有进行反应，反之NO分解的逆反应在该温度下将几分解的逆反应在该温度下将几乎完全进行，平衡时乎完全进行，平衡时NO实际上全部分解为实际上全部分解为N2和和O2。

2）一般当）一般当K>105 时，该反应进行得基本完全，时，该反应进行得基本完全， K <10-5 时则认为该反应很难进行时则认为该反应很难进行(逆反应较完全）逆反应较完全）84、使用平衡常数应注意的问题、使用平衡常数应注意的问题（（1））K K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度无关，与压强、催化剂无关使用只受温度影响，与反应物或生成物的浓度无关，与压强、催化剂无关使用化学平衡常数数值时，必须注明对应的温度化学平衡常数数值时，必须注明对应的温度例例1．判断正．判断正误误(正确打正确打“√”号，号，错误错误打打“×”号号)①①、、化学平衡常数等于某一化学平衡常数等于某一时时刻生成物刻生成物浓浓度度幂幂之之积积与反与反应应物物浓浓度度幂幂之之积积的比的比值值 (　　　　)②②、、化学平衡常数与化学平衡常数与浓浓度有关，与温度无关度有关，与温度无关 (　　　　)③③、、在任何条件下，一个可逆反应的化学平衡常数都是一个恒定值在任何条件下，一个可逆反应的化学平衡常数都是一个恒定值 ( (　　　　) )④④、、K K值越大，表明可逆反应正向进行的程度越大。

值越大，表明可逆反应正向进行的程度越大 (　　　　) )答案：答案：(1)×　　(2)×　　(3) × 　　(4) √ 　　9Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+如：如：一定温度下：一定温度下：Fe3O4(s) + 4H2(g) 高温高温3Fe(s) + 4H2O(g) 如：如：一定温度下：一定温度下：（（3）在进行）在进行K值的书写时，固体和纯液体值的书写时，固体和纯液体的浓度视为的浓度视为“1”故不作考虑，表达式中不不作考虑，表达式中不需表达2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快）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，慢，即速率大，K值值不一定大不一定大10 练习练习1：： 试写出下列反应的平衡常数的数学表达式：试写出下列反应的平衡常数的数学表达式： 2SO2SO2 2( (g g) )+O+O2 2( (g g) ) 2SO 2SO3 3（（g g）） C C( (s s) )+H+H2 2O(g) COO(g) CO( (g g) )+H+H2 2( (g g) ) 2NO 2NO2 2（（g g）） N N2 2O O4 4（（g g）） CaCO CaCO3 3（（S S）） CaOCaO（（S S））+ CO+ CO2 2（（g g））催化剂催化剂11（（4）平衡常数的表达式与方程式的书写有关）平衡常数的表达式与方程式的书写有关N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H21/2N2+3/2H2 NH3K1 = 1/K2 = K32 某温度下：某温度下：12温馨提示：温馨提示： (3)(3)化学平衡发生移动，化学平衡发生移动，K K 不一定变化；化学平衡不发生移动，不一定变化；化学平衡不发生移动，K K 一定不变化；一定不变化；K K 变化，则化学平衡一定发生移动。

变化，则化学平衡一定发生移动2) (2) K K只受温度影响改变压强，对于气体反应，平衡可能会移动，只受温度影响改变压强，对于气体反应，平衡可能会移动， 但但K K不发生不发生变化；变化；使用催化剂，只能改变化学反应速率，化学平衡不发生移动，使用催化剂，只能改变化学反应速率，化学平衡不发生移动，K K不发生变不发生变化1)(1)化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的浓度，不能用任一化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的浓度，不能用任一时刻的浓度值时刻的浓度值135、应用：、应用：(1)(1)判断反应进行的程度判断反应进行的程度K K 值越大，说明平衡体系中生成物所占比例越大，值越大，说明平衡体系中生成物所占比例越大， 正向反应进行的程度越大，即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14例例1．在相同的温度下，．在相同的温度下，测测得反得反应应：：①①N2(g)＋＋O2(g) 2NO(g)的平衡常数的平衡常数K＝＝3.84×10－－31；；②②2SO2(g)＋＋O2(g) 2SO3(g)的平衡常数的平衡常数K＝＝3.10×1026。

则则在此温度下，两个化学反在此温度下，两个化学反应应的反的反应应程度之程度之间间的关系是的关系是 (　　　　)A．．①①>②②　　　　　　　　　　 B．．①①<②②C．．①①＝＝②② D．无法判断．无法判断分析：分析：K值值越大，反越大，反应进应进行的程度越大，即反行的程度越大，即反应应程度程度②②>①① 答案：答案：B15例如：不同温度时，反应例如：不同温度时，反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g),平衡常数与温度的关系如下：平衡常数与温度的关系如下：△温度温度623K698K763K平衡常数平衡常数66 .954.445.9 通过改变温度，由平衡常数大小的变化趋势可以判断上面可逆反应的正方向是通过改变温度，由平衡常数大小的变化趋势可以判断上面可逆反应的正方向是 放热反应放热反应(2)(2)利用利用K K 可判断反应的热效应可判断反应的热效应若升高温度，若升高温度，K K 值增大，则正反应为吸热反应；值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，若升高温度，K K 值减小，则正反应为放热反应值减小，则正反应为放热反应16(3)(3)计算转化率计算转化率依据起始浓度依据起始浓度(或平衡浓度或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度或起始浓度)，从而计算，从而计算反应物的转化率。

反应物的转化率17自学教材自学教材 P29-31P29-31，例，例1 1、例、例2 218练习练习1：黄铁矿：黄铁矿(主要成分为主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，其燃烧产物为是工业制取硫酸的重要原料，其燃烧产物为SO2和和Fe3O4(1)将将0.050 mol SO2(g)和和0.030 mol O2(g)放入容积为放入容积为1 L的密闭容器中，反应的密闭容器中，反应2SO2(g)＋＋O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)＝＝0.040 mol/L.该条件下反应的平衡常数该条件下反应的平衡常数K＝＝________，，SO2的平衡转化率为的平衡转化率为________．．19练习练习2:在在2L的容器中充入的容器中充入 1mol CO和和 1mol H2O(g),发生反应：发生反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃℃时反应达平衡时反应达平衡,若若k=1.求：求：（（1））CO的平衡浓度和转化率的平衡浓度和转化率2）若温度不变，向容器中充入）若温度不变，向容器中充入 的是的是1mol CO和和 2mol H2O(g)，， CO和和H2O(g)的平衡浓度和转化率是多少。

的平衡浓度和转化率是多少3）若温度不变，向容器中充入）若温度不变，向容器中充入 的是的是1mol CO和和 4mol H2O(g)，， CO和和H2O(g)的的平衡浓度和转化率是多少平衡浓度和转化率是多少4）若温度不变，要使）若温度不变，要使CO的转化率达到的转化率达到90%，在题干的条件下还要充入，在题干的条件下还要充入 H2O(g) 物质的量为多少物质的量为多少20(4)(4)判断平衡移动方向判断平衡移动方向对于可逆反应，在一定温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有对于可逆反应，在一定温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：如下关系：叫该反应的浓度商叫该反应的浓度商（（1））QC＜＜K ，反应向正方向进行，反应向正方向进行（（2））QC＝＝K ，反应处于平衡状态，反应处于平衡状态（（3））QC＞＞K ，反应向逆方向进行，反应向逆方向进行21 [例例3]　在一定体　在一定体积积的密的密闭闭容器中，容器中，进进行如下化学反行如下化学反应应：：CO2(g)＋＋H2(g) CO(g)＋＋H2O(g)，其化学平衡常数，其化学平衡常数K和温度和温度T的关系如表所示：的关系如表所示：T/℃℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6(1)(1)该反应的化学平衡常数表达式为该反应的化学平衡常数表达式为K K＝＝________。

2)(2)该反应为该反应为________反应反应(填填“吸热吸热”或或“放热放热”) (3)在在800℃时时，，发发生上述反生上述反应应，某一，某一时时刻刻测测得容器内各物得容器内各物质质 的的浓浓度分度分别为别为c(CO2)为为2 mol/L，，c(H2)为为1.5 mol/L，，c(CO)为为1 mol/L，，c(H2O)为为3 mol/L，，则则正、正、逆反逆反应应速率的比速率的比较为较为v(正正)________v(逆逆)(填填“＞＞”、、“＜＜”或或“＝＝”)[答案答案] (1)c( (CO ) )·c( (H2O) )c( (CO2) )·c( (H2) ) (2)吸热吸热 (3) <22 1、、 对于对于3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)，反应的，反应的 化学平衡常数表达式为化学平衡常数表达式为（（ ）） D232 2．判断正误．判断正误(正确打正确打“√”号，错误打号，错误打“×”号号)①①．对于一个可逆反应，升高温度，平衡常数一定增大．对于一个可逆反应，升高温度，平衡常数一定增大 （（ ) ) ②②．对于一个可逆反应，平衡正移时，平衡常数一定增大．对于一个可逆反应，平衡正移时，平衡常数一定增大 ( ( ) ) ③③．对于一个可逆反应，只要平衡常数增大，平衡一定正移．对于一个可逆反应，只要平衡常数增大，平衡一定正移( ( ) )④④. .升高温度，升高温度，K K值增大，则正反应为吸热反应。

值增大，则正反应为吸热反应 ( )( )××√√3.3.已知反应已知反应2SO2＋＋O2 2SO3达到平衡，其他条件不变，增大该反应体系达到平衡，其他条件不变，增大该反应体系的压强，平衡向正反应方向移动再次平衡后，化学平衡常数是否增大？的压强，平衡向正反应方向移动再次平衡后，化学平衡常数是否增大？温馨提示：不会化学平衡常数是温度的函数，只有温度变化，平衡常数才会温馨提示：不会化学平衡常数是温度的函数，只有温度变化，平衡常数才会改变4 4．．平衡向正反应方向移动，反应物的转化率是否一定增大？平衡向正反应方向移动，反应物的转化率是否一定增大？245、在一定温度下的密闭容器中，加入、在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和和1 mol H2O发生反应：发生反应：CO(g)＋＋H2O(g) CO2(g)＋＋H2(g)，达到平衡时测得，达到平衡时测得n(H2)为为0.5 mol，下列说法不正，下列说法不正确的是确的是( (　　　　) )A．在该温度下平衡常数．在该温度下平衡常数K＝＝1B．平衡常数与反应温度无关．平衡常数与反应温度无关C．．CO的转化率为的转化率为50%D．其他条件不变改变压强平衡不移动．其他条件不变改变压强平衡不移动考查点一　化学平衡常数及其应用考查点一　化学平衡常数及其应用25考查点二　化学平衡的计算考查点二　化学平衡的计算6、、450K时往一空容器中通入氮时往一空容器中通入氮N2和和H2，反应达平衡后，测得，反应达平衡后，测得C(N2)=3mol/L，，C(H2)=9mol/L，，C(NH3) =4 mol/L, 求求K、、N2和和H2的起始浓度。

的起始浓度267、高炉炼铁中发生的基本反应如下、高炉炼铁中发生的基本反应如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)―Q其其平平衡衡常常数数可可表表达达为为: K=c(CO2)/c(CO)，，已已知知1100℃，，K=0.263 (1)若若平平衡衡向向右右进进行行，，高高炉炉内内CO2和和CO的的体体积积比比值值________，，平平衡衡常常数数K值值________(填填“增大增大”“减小减小”或或“不变不变”) (2)1100℃时，测得高炉中时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下，在这种情况下该反应是否处于平衡状态该反应是否处于平衡状态_______(填填“是是”或或“否否”)，此时化学反应速率是，此时化学反应速率是V正正____V逆逆(填填“大于大于”、、“小于小于”或或“等于等于”)，其原因是，其原因是 增大增大增大增大否否大于大于c(CO2)/c(CO)＝＝0.25＜＜0.263，说明不是平衡状态，且向正反应方向进，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行行27(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, K值大，反应完全。

值大，反应完全 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3) K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。