高二化学平衡常数及计算课件

第2节化学反应的限度N2+3H22NH3+Q该反应在一定条件下是不可能进行完全的，即存在一定的限度，而反应的限度的大小对于生产和生活实际有着直接影响。因此仅研究化学反应的方向是不够的，还需要关注化学反应的限度问题。怎样定量描述化学反应的限度呢？化学反应中反应物的转化率受到哪些因素的影响？什么叫化学平衡状态？化学平衡有哪些特点？在研究了大量实验的基础上，人们发现可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度。一、化学平衡常数平衡常数的推导序号起始时浓度mol/L698.6K平衡时浓度mol/L698.6K平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410][][][222IHHII2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.4554.33根据表中的数据计算出平衡时的值，并分析其中规律。][][][222IHHI通过分析实验数据得出：(1)温度不变时，为常数用K表示,K=54.5；(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。][][][222IHHI其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系。对于反应:aA+bBcC+dDbadcBADCK][][][][在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数简称平衡常数。练习：试写出下列反应的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][][][22223OSOSOK][][][22OHHCOK反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中！上述两反应平衡常数的单位分别是？第1个化学平衡常数K的单位是：L/mol;第2个化学平衡常数K的单位是：mol/L;K的单位与反应的化学方程式有关，由化学方程式决定，无固定的单位。32223][][][HNNHK(1)、平衡常数KC的表示与可逆反应的系数有关N2(g)+3H2(g)2NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)23221231][][][HNNHK21121)(KKKK或2NH3(g)N2(g)+3H2(g)233222][]][[NHHNK21KKNH3٠H2O(aq)NH4+(aq)+OH-(aq)][]][[234OHNHOHNHKFeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)][][2COCOKAgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)]][[ClAgK(1)平衡常数K与温度有关。(2)反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来说，反应的平衡常数K≥105，认为正反应进行得较完全；K≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。见P43表2-2-1（2）平衡常数K的性质例如：不同温度时，反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),的浓度平衡常数与温度的关系如下：△温度623K698K763K浓度平衡常数66.954.445.9通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上可逆反应的正方向是放热反应.对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(3)在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物的浓度幂的之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商Q与K比较大小来判断。Qk，未达平衡，逆向进行。逆正Q=k,达平衡，平衡不移动。逆正逆正Qk,未达平衡，正向移动。)()()()(BcAcDcCcQnmqp)()()()(BcAcDcCcQnmqp例题:高炉炼铁中发生的反应有:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g);△H0(1)该反应的平衡常数表达式K=____________;(2)已知1100℃时,K=0.263.温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,平衡常数K________(增大,减少或不变).(3)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).4、平衡常数的计算例：对于反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g),若在一定温度下，将2mol的SO3(g)放入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得O2(g)的物质的量为0.6mol,试求（1）此反应的平衡常数。（2）求温度不变时SO3(g)SO2(g)+1/2O2(g),的平衡常数。4、平衡常数的计算例：对于反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g),若在一定温度下，将2mol的SO3(g)放入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得O2(g)的物质的量为0.6mol,试求（1）此反应的平衡常数。（2）求温度不变时SO3(g)SO2(g)+1/2O2(g),的平衡常数。练习：在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得[H2]=0.0080mol/L，求：反应的平衡常数对于可逆反应达到平衡后各物质的浓度变化关系，在计算中注意。（2）生成物：平衡浓度=初始浓度+转化浓度生成物D:[D]=c0(D)+△c(D)（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。△c(A):△c(D)=a:d（1）反应物：平衡浓度=初始浓度-转化浓度；反应物A:[A]=c0(A)-△c(A)