化学平衡常数及其计算

第三节化学平衡——化学平衡常数第二章化学反应速率和化学平衡通过分析数据得到：(1)温度不变时，为常数，即生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为常数。][][][222IHHI(2)常数K与反应的起始浓度大小无关(3)常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关，即与平衡建立的过程无关。一、化学平衡常数1、概念对某一可逆反应，在一定温度下，无论反应物的起始浓度如何，反应达到平衡状态后，反应物与生成物浓度系数次方的比是一个常数，称为化学平衡常数，用K表示。2、K的表达式对于下列可逆反应：aA+bBcC+dD，则有：)()()()(BcAcDcCcKbadcc为各组分的平衡浓度，K值只随温度的变化而变化。Fe3O4(s)+4H2(g)高温3Fe(s)+4H2O(g)练习：写出下列反应的平衡常数（K）)()(2424HcOHcKCr2O72-+H2O2CrO42-+2H+)()()(2722242OCrcHcCrOcK纯固体纯液体浓度固定，不能写在平衡关系式中)H(c)N(c)NH(cK232321N2+3H22NH32NH3N2+3H2)NH(c)H(c)N(cK322322N2+H2NH31232)H(c)N(c)NH(cK//22322133平衡常数与方程式书写方式有关3、使用平衡常数的注意事项（1）K只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关（2）K值表达式中，固体、液态水不写（3）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关若反应方向改变，则平衡常数改变若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小4、平衡常数的意义定量的衡量化学反应进行的程度（1）K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。（2）一般当K＞105时，该反应进行得基本完全。例1：在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应：2NO22NO+O2，在平衡时各物质的浓度分别是：c(NO2)=0.06mol/L,c(NO)=0.24mol/L,c(O2)=0.12mol/L.试求：（1）该温度下反应的平衡常数。（2）开始时NO2的浓度。（3）NO2的转化率。二、化学平衡的相关计算计算模式——“三段式法”mA+nBpC+qD起始量：ab00转化量：mxnxpxqx平衡量：a-mxb-nxpxqx对于反应物：平衡浓度＝起始浓度－转化浓度对于生成物：平衡浓度＝起始浓度＋转化浓度平衡转化率()=反应物的转化浓度反应物的起始浓度×100%=反应物的转化物质的量反应物的起始物质的量×100%注意：(1)转化率是对反应物而言的；(2)在一定温度下可逆反应中，K值越大，反应物的转化率就越高；例2：在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800℃达到下列平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K=1.00，若反应开始时CO和H2O的浓度均为0.200mol·L-1，求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少？解：设平衡时CO2和H2的浓度为xmol·L-1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)c(始)/mol·L-10.2000.20000c(变)/mol·L-1xxxxc(平)/mol·L-10.200－x0.200－xxxK=c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)=x2(0.200－x)(0.200－x)=1.00解得:x=0.1=×100%=83.0%0.1000.200