化学平衡常数(公开课)

化学平衡常数计算序号起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/L平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.011970.0694400.0056170.00059360.0127020.011350.0090400.003560.001250.0155930.012010.0084030.00.004580.00097330.014864000.015200.0016960.0016960.011815000.012870.0014330.0014330.010006000.037770.0042130.0042130.02934I2(g)+H2(g)2HI(g)密闭容器730.6K根据数据通过计算分析出平衡时数据中的规律。][][][222IHHI48.3848.6148.5448.4848.7148.81【问题探究一】分析上表，你得出什么结论？结论2：常数和起始加入反应物的浓度无关结论1：][][][222IHHI=常数（K）序号起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/L平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.0090400.003560.001250.0155930.011340.0075100.0045650.0007380.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)][][][222IHHI54.554.654.4554.33密闭容器698.6K【继续探究】结论2：常数和起始加入反应物的浓度无关结论1：][][][222IHHI=常数（K）结论3：温度改变该常数也发生改变。【问题探究二】:以上的结论是否只适用于某一特定反应还是适用于所有的可逆反应？请用以下数据来确认。2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）密闭容器起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/L平衡时c0(SO2)c0(O2)c0(SO3)[SO2][O2][SO3]T110.02000.010000.01440.00780.005620.03000.020000.01960.01480.0104T210.02000.010000.01600.00800.004020.08000.030000.05800.01900.0220[SO3]2[SO2]2[O2]19.3919.327.817.83•1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物的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），用符号K表示。•2、平衡常数的影响因素：只有温度一、化学平衡常数一定温度下aA+bBcC+dDK=—————cc(C)cd(D)ca(A)cb(B)——K化学平衡常数3、意义：（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。定量的衡量化学反应进行的程度（3）一般当K105时，该反应进行得基本完全，K10-5时则认为该反应很难进行(逆反应较完全）（2）K只受温度影响，而其它外界条件如：浓度、压强、催化剂等变化对其无影响。——K化学平衡常数4、使用平衡常数应注意的问题（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态（2）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，K值不一定大（3）在进行K值的计算时，固体不作考虑，表达式中不需表达Fe3O4(s)4H2(g)高温3Fe(s)+4H2O(g)如：)H(c)OH(cK2424一定温度下——K化学平衡常数4、使用平衡常数应注意的问题（4）在进行K值的计算时，稀溶液中的H2O的浓度可不表达Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+如：)OCr(c)H(c)CrO(cK2722242一定温度下：——K化学平衡常数4、使用平衡常数应注意的问题（5）平衡常数的表达式与方程式的书写有关N2+3H22NH32NH3N2+3H21/2N2+3/2H2NH3)H(c)N(c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH(cK//22322133K1=1/K2=K32某温度下：——K化学平衡常数4、使用平衡常数应注意的问题（6）多重平衡规则若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)。例1:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K12NO2(g)N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K1K2C(s)+CO2(g)2CO(g)KC(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2——K化学平衡常数4、使用平衡常数应注意的问题（6）多重平衡规则若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)。例2:K=K1/K2——K化学平衡常数练习：试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式：2SO2(g)+O2(g)2SO3C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)催化剂FeCl3(aq)+3KSCN(aq)Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq)注意：需要用实际参加反应的离子浓度表示利用平衡常数,求平衡时反应物的转化率例1.在体积为2L密闭容器中,将2.0molCO和10molH2O混合加热到800ºC达到下列平衡:K=1.0求CO的转化率.5、应用：例2:反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，试求：在该温度下。（1）此反应的浓度平衡常数（2）若SO2(g)的初始浓度增大到3mol/L,则它们的转化率变为多少？结论：在一定温度的密闭容器中，对于可逆反应，增加一种反应物的量（或浓度），该反应物转化率下降，另外一种反应物转化率升高。【运用探究一】结论：表示可逆反应进行的程度：K越大，正反应进行越完全，转化率越高，此反应平衡时，生成物浓度大思考平衡常数的大小和转化率有什么关系？对于反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化，请判断Ⅰ和Ⅱ两种情况哪种是吸热，哪种是放热？温度平衡常数【运用探究二】ⅠⅡ结论：吸热反应，随温度升高平衡常数增大放热反应，随温度升高平衡常数减小【课后思考】在一定温度的密闭容器中，对于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，（1）将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？（2）保持H2的浓度不改变将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？对于可逆反应，在一定温度的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：叫该反应的浓度商（1）QC＜K:反应向正方向进行（2）QC＝K:平衡不移动（3）QC＞K:反应向逆方向进行mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)【继续探究】在一定温度的密闭容器中，对于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，（2）保持H2的浓度不改变将容器的体积扩大两倍，该平衡向哪个方向移动？注意：当平衡体系中有多条件改变，勒夏特列原理无法判断平衡移动方向时，我们可以考虑计算QC和K的相对大小。随堂练习2：一定温度下的密闭容器中存在：2SO2+O22SO3知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断，（1）当SO2转化率为50％时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？（2）达平衡状态时，SO2的转化率应为多少？1、对于3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)，反应的化学平衡常数表达式为（）4242][][)(HOHKC4242][][)(OHHKDD2、在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式K=。（2）该反应为反应（选填“吸热”、“放热”）。（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是。A.容器中压强不变B.混合气体中c(CO)不变C.V正(H2)=V逆(H2O)D.c(CO2)=c(CO)（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为℃。t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6吸热BC830]][[]][[222HCOOHCO3、高炉炼铁中发生的基本反应如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)―Q。其平衡常数可表达为:K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.263(1)若平衡向右进行，高炉内CO2和CO的体积比值________，平衡常数K值________(填“增大”“减小”或“不变”)(2)1100℃时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_______(填“是”或“否”)，此时化学反应速率是V正____V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是。增大不变否大于c(CO2)/c(CO)＝0.25＜0.263，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行(5)K值大小标志反应能达到的最大限度,K值大，反应完全。返回播放课堂小结：(1)平衡是有条件的、动态的。(2)K不随起始浓度大而变。(3)K与温度有关。(4)K与方程式写法有关。将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应NH4I(s)NH3(g)+HI(g)2HI(g)H2(g)+I2(g)当反应达到平衡时，c(H2)=0.5mol/L，c(HI)=4mol/L，则NH3的浓度为（）A.3.5mol/LB.4mol/LC.4.5mol/LD.5mol/LD例题——连续平衡随堂练习1：已知在800K时，反应：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)若起始浓度c(CO)=2mol•L-1，c(H2O)=3mol•L-1，则反应达平衡时，CO转化成CO2的转化率为60%，如果将H2O的起始浓度加大为6mol•L-1，试求此时CO的转化率。