化学平衡常数省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

化学平衡常数化学平衡常数第1页第2页1.结论结论：一定：一定温度温度下，下，生成生成物浓度物浓度系数次方乘积与系数次方乘积与反反应物浓度应物浓度系数次方乘积之系数次方乘积之比为一常数此常数为平衡比为一常数此常数为平衡常数。用常数。用K表示。表示。：第3页浓度单位为浓度单位为molL-1K单位为单位为(molL-1)n；二、二、平衡常数平衡常数数学表示式及单位：数学表示式及单位：对于普通可逆反应对于普通可逆反应mA+nB pC+qD c(C)pc(D)q c(A)mc(B)n K=第4页K值大小，表示在一定温度下，反应值大小，表示在一定温度下，反应到达平衡时该反应进行程度（反应程到达平衡时该反应进行程度（反应程度）。度）。1 K值越大，反应程度增大，转化率越值越大，反应程度增大，转化率越高；反之则转化率越低。高；反之则转化率越低。普通当普通当K105时，该反应进行得基本完全。时，该反应进行得基本完全。二、意义二、意义化学平衡常数化学平衡常数第5页2反之对于反之对于K值值很小反应说明正反应在该条件下不很小反应说明正反应在该条件下不可能进行，如可能进行，如:N2+O22NOKc=10-30(298K)所以常温下用此反应固定氮气所以常温下用此反应固定氮气是不可能。所以没有必要在该条件下进行试验，是不可能。所以没有必要在该条件下进行试验，以免浪费人力物力。或者改变条件使反应在新条以免浪费人力物力。或者改变条件使反应在新条件下进行比很好一些。件下进行比很好一些。第6页3、平衡常数数值大小，只能大致告诉我、平衡常数数值大小，只能大致告诉我们一个可逆反应正向反应所进行最大程们一个可逆反应正向反应所进行最大程度，并不能预示反应到达平衡所需要时度，并不能预示反应到达平衡所需要时间。如：间。如：2SO2(g)+O2=2SO3(g)298K时时K很大，但因为速度太慢，很大，但因为速度太慢，常温时，几乎不发生反应。常温时，几乎不发生反应。第7页4、K只受温度影响，与反应物或生成物只受温度影响，与反应物或生成物浓度改变无关，对于吸热反应来说，温度浓度改变无关，对于吸热反应来说，温度越高，越高，K值越大；对于放热反应来说，温度值越大；对于放热反应来说，温度越高，越高，K值越小。所以我们能够利用值越小。所以我们能够利用K值判值判断反应热效应。断反应热效应。第8页三、使用平衡常数应注意问题三、使用平衡常数应注意问题化学平衡常数化学平衡常数（1）必须指明）必须指明温度温度，反应必须到达平衡状态，反应必须到达平衡状态（2）平衡常数表示反应进行程度，）平衡常数表示反应进行程度，不表示不表示 反应快慢反应快慢，即速率大，即速率大，K值不一定大值不一定大（3）在进行）在进行K值计算时，值计算时，固体固体、液态液态水不作水不作考虑，表示式中不需表示考虑，表示式中不需表示Fe3O4(s)+4H2(g)高温高温3Fe(s)+4H2O(g)如：如：一定温度下一定温度下第9页三、使用平衡常数应注意问题三、使用平衡常数应注意问题（4）在进行）在进行K值计算时，值计算时，稀溶液中稀溶液中H2O浓度浓度可不表示可不表示Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+如：如：一定温度下一定温度下第10页（5）平衡常数表示式与方程式书写相关）平衡常数表示式与方程式书写相关N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H21/2N2+3/2H2 NH3K1=1/K2=K32三、使用平衡常数应注意问题三、使用平衡常数应注意问题某温度下某温度下第11页例例2:2NO(g)+O2(g)2NO2 K1 2NO2(g)N2O4(g)K2 2NO(g)+O2(g)N2O4(g)KK=K1 K2 K 与与 K1、K2是什么关系？是什么关系？（6）多重平衡规则：多重平衡规则：若干方程式相加若干方程式相加(减减)，则，则总反应平衡常数等于分步平衡常数之乘积总反应平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商商)第12页 C(s)+CO2(g)2CO(g)K C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2 K=K1/K2第13页（7）、可利用平衡常数值做标准，判断正在可利用平衡常数值做标准，判断正在进行可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行可逆反应是否平衡及不平衡时向何方向进行建立平衡。如：向进行建立平衡。如：可逆反应可逆反应mA+nB pC+qD c(C)pc(D)q c(A)mc(B)n QC=QC叫做该反应浓度商叫做该反应浓度商QCK，反应向逆反应方向进行，反应向逆反应方向进行第14页注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数即使注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数即使一定，一定，但不一样反应物平衡转化率可能不一样但不一样反应物平衡转化率可能不一样。不能。不能脱离详细反应物谈平衡转化率。脱离详细反应物谈平衡转化率。第15页四四 平衡转化率平衡转化率 用平衡常数来表示反应程度有时不够直观，惯用用平衡常数来表示反应程度有时不够直观，惯用平衡转化率平衡转化率来表示反应程度。来表示反应程度。对于可逆反应对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反应物反应物A平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：第16页【例【例1】在某温度下，将】在某温度下，将H2(g)和和I2(g)各各0.10mol混合混合物充入物充入10L密闭容器中，充分反应到达平衡时，测得密闭容器中，充分反应到达平衡时，测得c(H2)=0.0080mol/L，求：，求：(1)反应平衡常数反应平衡常数(2)其它条件不变，充入其它条件不变，充入H2(g)和和I2(g)各各0.20mol,求达求达平衡时各物质平衡浓度。平衡时各物质平衡浓度。(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数评析：普通思绪评析：普通思绪先列出化学反应中各物质先列出化学反应中各物质“起始量、转化量、平衡量起始量、转化量、平衡量”(三段式三段式)，求出各物质平衡浓度，再代入平衡常数公式求解。，求出各物质平衡浓度，再代入平衡常数公式求解。第17页第18页（2）以知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。）以知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。第19页第20页例题：例题：一氧化碳变换反应一氧化碳变换反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在在773K时时,平平衡常数衡常数Kc=9，如反应开始时，如反应开始时CO和和H2O浓度都是浓度都是0.020 molL，计算在这条件下，计算在这条件下，CO转化率最大转化率最大是多少？是多少？第21页起始浓度起始浓度:0.020 0.020 0 0转化浓度：转化浓度：x x x x平衡浓度平衡浓度:0.020-x 0.020-x x x 解得解得:x=0.015(molL-1)解：设平衡时解：设平衡时CO2和和H2浓度为浓度为x molL-1 K=9x2(0.020-x)2CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)转化率=100=75%0.0150.020第22页例例(丛书丛书P31)高炉炼铁中发生基本反应以下高炉炼铁中发生基本反应以下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)Q。其其平平衡衡常常数数可可表示为表示为:K=c(CO2)/c(CO)，已知，已知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体体积积比比值值_，平平衡衡常常数数K值值_(填填“增增大大”“减减小小”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，在这种情况下该反应是否处于平衡，在这种情况下该反应是否处于平衡状态状态_(填填“是是”或或“否否”)，此时化学反应速，此时化学反应速率是率是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)0.250.263，说明不是平衡状态，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行且向正反应方向进行第23页 课堂小结：课堂小结：(1)K只是只是温度温度函数，不随起始浓度大小而改变。函数，不随起始浓度大小而改变。(2)K与与方程式写法方程式写法相关。相关。(3)K值大小标志反应能到达最大程度值大小标志反应能到达最大程度,K值越值越大，反应物转化率越大，反应越完全大，反应物转化率越大，反应越完全。(4)利用利用K值能够判断反应是否处于平衡状值能够判断反应是否处于平衡状态态,并判断平衡移动方向并判断平衡移动方向第24页现有一定温度下密闭容器中存在以下反应：现有一定温度下密闭容器中存在以下反应：2SO2+O2 2SO3知知C(SO2)始始=0.4mol/L，C(O2)始始=1mol/L经测定经测定该反应在该温度下平衡常数该反应在该温度下平衡常数K19，试判断，试判断，当当SO2转化率为转化率为50时，该反应是否到达平衡状时，该反应是否到达平衡状态，若未到达，哪个方向进行？态，若未到达，哪个方向进行？例题例题K 19，未到达平衡，向正方向进行。，未到达平衡，向正方向进行。第25页(上海高考）（丛书上海高考）（丛书P32）在一定体积密闭容器中，进行以）在一定体积密闭容器中，进行以下反应：下反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其平衡常数和温度其平衡常数和温度t关系以下：关系以下：(1)k表示式为：表示式为：(2)该反应为该反应为反应（反应（“吸热吸热”或或“放热放热”）(3)能判断该反应是否到达化学平衡状态依据（）能判断该反应是否到达化学平衡状态依据（）.容器中压强不变容器中压强不变.混合气体中浓度不变混合气体中浓度不变.v(H2)正正=v(H2O)逆逆 D.c(CO2)=c(CO)(4)若若c(CO2).c(H2)=c(CO).c(H2O),此时温度为此时温度为 .t/C70080083010001200k0.60.91.01.72.6吸热吸热830BC第26页(3)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数【巩固练习【巩固练习1】反应反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),若在一定温度下，将物质量浓度均为若在一定温度下，将物质量浓度均为2mol/LSO2(g)和和NO2(g)注入一密闭容器中，当到达平衡状态时，测得容注入一密闭容器中，当到达平衡状态时，测得容器中器中SO2(g)转化率为转化率为60%，试求：在该温度下。，试求：在该温度下。（1）此反应浓度平衡常数。）此反应浓度平衡常数。（2）若）若SO2(g)初始浓度增大到初始浓度增大到3mol/L,则则SO2和和NO2转化转化率各变为多少？从中你能得出什么结论？率各变为多少？从中你能得出什么结论？(答案答案:(1)K=2.25;(2)47.7%73%)经过此题可知增加某一个反应物浓度，再次经过此题可知增加某一个反应物浓度，再次平衡后其转化率降低，但另一个反应物转化平衡后其转化率降低，但另一个反应物转化率一定升高。率一定升高。第27页练练 习习1.(天津高考）在某温度下，可逆反应：天津高考）在某温度下，可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡常平衡常数为，以下说法正确是（）数为，以下说法正确是（）.越大，到达平衡时，反应进行程度越越大，到达平衡时，反应进行程度越大大.越小，到达平衡时，反应物转化率越越小，到达平衡时，反应物转化率越大大.随反应物浓度改变而改变随反应物浓度改变而改变.随温度改变而改变随温度改变而改变第28页