化學：《化學平衡常數(shù)》：課件二十九（21張PPT）（人教版選修4）

,歡迎進入化學課堂,第三節(jié)化學平衡,第二章化學反應速率與化學平衡,(第4課時)化學平衡常數(shù),【學習目標】,1、化學平衡常數(shù)的概念,3、運用化學平衡常數(shù)進行計算,2、運用化學平衡常數(shù)對化學反應進行的程度判斷,首先，讓我們以氫氣和碘蒸氣的反應為例，分析課本29頁表中的數(shù)據(jù)，然后得出結論。,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計算出平衡時的值，并分析其中規(guī)律。,通過分析實驗數(shù)據(jù)得出：(1)溫度不變(保持457.60C)時，為常數(shù),用K表示,K=48.74；(2)常數(shù)K與反應的起始濃度大小無關；(3)常數(shù)K與正向建立還是逆向建立平衡無關即與平衡建立的過程無關。,1、定義：,在一定溫度下，當一個可逆反應達到平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)。這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)）,2、表達式：,四、化學平衡常數(shù),（1）K值越大，表示反應進行的程度越大，反應物轉化率也越大。,、化學平衡常數(shù)的意義：,定量的衡量化學反應進行的程度,（2）一般當K105時，該反應進行得基本完全。,3.平衡常數(shù)的單位濃度的單位為molL-1K的單位為(molL-1)n；,當濃度的單位為molL-1，稱標準平衡常數(shù)，標準平衡常數(shù)不寫單位。,、使用平衡常數(shù)應注意的幾個問題：,(2)在平衡常數(shù)表達式中：純液體（如水）的濃度、固體物質的濃度不寫,(3)化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫有關,例如：N2+3H22NH3的K1值與1/2N2+3/2H2NH3的K2值不一樣,(1)化學平衡常數(shù)的大小只與溫度有關，與反應物或生成物的濃度無關。,CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l),K=c(CO2),K=c(CO)/c(CO2)c(H2),K1=K22,(4)多重平衡規(guī)則：若干方程式相加(減)，則總反應的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)例如:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K12NO2(g)N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K3,K3=K1K2,(5)同一化學反應,正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù),2NO2(g)2NO(g)+O2(g)K2,例如:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K1,K2=1/K1,Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l),C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),練習：寫出下列反應平衡常數(shù)的表達式,(1)判斷可逆反應是否達到平衡及反應方向,對于可逆反應，在一定溫度的任意時刻，反應物的濃度和生成物的濃度有如下關系：,叫該反應的濃度商,.化學平衡常數(shù)的應用:,（1）QCK，反應向正方向進行,（2）QCK，反應處于平衡狀態(tài),（3）QCK，反應向逆方向進行,例題:高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)；H>0其平衡常數(shù)可表達為:K=c(CO2)/c(CO)，已知1100，K=0.2631100時，測得高爐中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應是否處于平衡狀態(tài)_(填“是”或“否”)，此時化學反應向方向進行，其原因是。,(2)利用可判斷反應的熱效應,若升高溫度，值增大，則正反應為吸熱反應,若升高溫度，值減小，則正反應為放熱反應,根據(jù)某反應的平衡常數(shù)K隨溫度變化的情況，可判斷該反應是放熱反應還是吸熱反應。,、有關化學平衡常數(shù)的計算,達到平衡后各物質的濃度變化關系：,（2）生成物：平衡濃度=初始濃度+轉化濃度即：生成物D:c平(D)=c0(D)+c(D),（3）各物質的轉化濃度之比等于它們在化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比。c(A):c(D)=a:d,（1）反應物：平衡濃度=初始濃度-轉化濃度；即：反應物A:c平(A)=c0(A)-c(A),對于反應:aA+bBcC+dD,平衡轉化率：,反應物A的平衡轉化率（該條件最大轉化率）可表示：,例題1：在某溫度下，將H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密閉容器中，充分反應達到平衡時，測得c(H2)=0.0080mol/L，求：(1)反應的平衡常數(shù)(2)其它條件不變，充入的H2(g)和I2(g)各0.2mol,求達平衡時各物質的平衡濃度。,c(CO):c(H2O)=1:1時CO+H2OCO2+H2起始c1100轉化c-x-x+x+x平衡c1-x1-xxx解得x=0.5(CO)=50%(H2O)=50%,c(CO):c(H2O)=1:4時CO+H2OCO2+H2起始c1400轉化c-x-x+x+x平衡c1-x4-xxx解得x=0.8(CO)=80%(H2O)=20%,例3:已知CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800K=1.0；求恒溫恒容體系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或1:4開始，達到平衡時CO和H2O(g)的轉化率。,增大一種反應物的濃度，能提高另一種反應物的轉化率，而本身的轉化率減小,結論：,例4：反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在一定條件下進行。設投入的N2為1mol，H2為3mol，在一體積恒定，溫度恒定的容器中反應，測得平衡時的壓強是原來的90%，求轉化率1。然后再充入1molN2和3molH2，溫度不變，計算新平衡的轉化率2。,解：N2+3H22NH3起始n130轉化n-a-3a+2a平衡n1-a3-3a2a(1-a)+(3-3a)+2a=490%a=0.21=20%,N2+3H22NH3起始n260轉化n-b-3b+2b平衡n2-b6-3b2bK=0.015解得：b=0.612=30.5%,例5：可逆反應：2NO2N2O4，溫度不變、增加壓強的情況下，平衡怎樣移動？氣體的顏色如何變化？,1、已知一氧化碳與水蒸氣的反應為：,CO+H2O(g)CO2+H2,催化劑,高溫,在427時的平衡常數(shù)是9.4。如果反應開始時，一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.01mol/L，計算一氧化碳在此反應條件下的轉化率。,練習,2.某溫度下：2NO2N2O4，K=1.0以2mol/LNO2為起始濃度建立平衡。求平衡時c(NO2);當壓縮體積至原來一半時，再求c(NO2),3.一定溫度下的密閉容器中存在如下反應：,2SO2+O22SO3,已知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L經(jīng)測定該反應在該溫度下的平衡常數(shù)K19，試判斷，（1）當SO2轉化率為50時，該反應是否達到平衡狀態(tài)，若未達到，向哪個方向進行？（2）達平衡狀態(tài)時，SO2的轉化率應為多少？,(5)K值大小標志反應能達到的最大限度,K值越大，反應物的轉化率越大，反應越完全。,課堂小結：,(1)平衡是有條件的、動態(tài)的。,(2)K不隨起始濃度大小而變化。,(3)K與溫度有關。,(4)K與方程式寫法有關。,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,