高中化學(xué) 2.3化學(xué)平衡常數(shù)及計(jì)算課件 新人教版選修4.ppt

化學(xué)平衡常數(shù),化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡的特征,54.5,54.6,54.45,54.33,通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出： 1、溫度不變時(shí)， 為常數(shù) 用K表示； 2、常數(shù)K與反應(yīng)的起始濃度大小無關(guān)； 3、常數(shù)K與正向建立還是逆向建立平衡無關(guān)即與平衡建立的 途徑無關(guān)。,其它平衡體系的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，都有類似的關(guān)系。,一、化學(xué)平衡常數(shù)（K）,1、定義：,在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)。這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)）（以方程式中計(jì)量數(shù)為冪）,2、表達(dá)式：,在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)：,3、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的幾個(gè)問題：,（1）必須指明溫度，反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài),一定溫度下,（2）在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí)，固體、純液態(tài)不作考慮，表達(dá)式中不需表達(dá),思考： K有無單位？,CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l),K=c(CO2),2、同一化學(xué)反應(yīng)，可以用不同的化學(xué)反應(yīng)式來表示，每個(gè)化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)關(guān)系式及相應(yīng)的平衡常數(shù)。,3、多重平衡規(guī)則 若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡 常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商) 例1: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 K2,例2: C (s) + CO2(g) 2CO(g) K C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1 CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 K = K1/K2,4、平衡常數(shù)只表現(xiàn)反應(yīng)進(jìn)行的程度，即可能性問題，而不表現(xiàn)到達(dá)平衡所需的時(shí)間，即現(xiàn)實(shí)性問題.,5、平衡常數(shù)K與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)，由K隨溫度的變化可推斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱。 若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,K 增大; 若正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,K 減少;,(5) K值大小標(biāo)志反應(yīng)能達(dá)到的最大限度, K值大，反應(yīng)完全。,返 回,播 放,5. 小結(jié)：,(1) 平衡是有條件的、動(dòng)態(tài)的。,(2) K與起始濃度和反應(yīng)途徑無關(guān)。,(3) K只是溫度的函數(shù)（即只與溫度有關(guān)）,(4) K與方程式寫法有關(guān)。,（1）K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度 。,二 化學(xué)平衡常數(shù)的意義：,（2）當(dāng)K10 5時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度很大，反應(yīng)基本完全。 當(dāng)K105時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度很小，反應(yīng)很難進(jìn)行。 K居中，典型的可逆反應(yīng)，改變條件反應(yīng)的方向變化。,1、定量的衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度,越大,越大,（3）,思考1：1、 K與a的關(guān)系；反應(yīng)進(jìn)行的程度越大， K值 ，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也 。 2、 K與v的關(guān)系； K值大,速率 大，,越大,不一定,對(duì)于可逆反應(yīng)，在一定的溫度的任意時(shí)刻，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值叫濃度商,濃度商:,正,不移動(dòng),逆,2、判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,思考2：一定溫度下的可逆反應(yīng)，化學(xué)平衡常數(shù)K和 濃度商QC是否一定？可否為0？,3、利用的變化可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng),（）若升高溫度，值增大，則正反應(yīng)為 熱反應(yīng),（）若升高溫度，值減小，則正反應(yīng)為 熱反應(yīng),吸,放,通過改變溫度，平衡常數(shù)大小的變化趨勢可以判斷 上可逆反應(yīng)的正方向是 熱反應(yīng).,放,平衡常數(shù)的大小不隨反應(yīng)物或生成物的改變而改 變，只隨溫度的改變而改變。即，K = f（T）。,三、有關(guān)平衡常數(shù)的簡單計(jì)算：,利用平衡常數(shù),可以求平衡時(shí)各組分的濃度（含量）和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,例題1： 在773K時(shí):CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),平衡常數(shù)K=1，如反應(yīng)開始時(shí)CO和H2O的濃度都是0.020 mol/l，計(jì)算該條件下CO的轉(zhuǎn)化率最大是多少？,例題1： 在773K時(shí):CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),平衡常數(shù)K=1，如反應(yīng)開始時(shí)CO和H2O的濃度都是0.020 mol/l，計(jì)算該條件下CO的轉(zhuǎn)化率最大是多少？,起始濃度: 0.020 0.020 0 0 轉(zhuǎn)化濃度： x x x x 平衡濃度: 0.020-x 0.020-x x x,解得:x=0.010 (mol·L-1 ),解：設(shè)平衡時(shí)CO2和H2的濃度為x mol·L-1,CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),答：該條件下CO的轉(zhuǎn)化率最大為50,(mol/l),2、利用平衡常數(shù),求平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,例:反應(yīng)SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定溫度下，將物質(zhì)的量濃度均為2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密閉容器中，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測得容器中SO2(g)的轉(zhuǎn)化率為50%，試求：在該溫度下。（1）此反應(yīng)的濃度平衡常數(shù) （2）若SO2(g)的初始濃度增大到3mol/L,則它們的轉(zhuǎn)化率變?yōu)槎嗌伲?結(jié)論：在一定溫度的密閉容器中，對(duì)于可逆反應(yīng)， 增加一種反應(yīng)物的量（或濃度），該反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 下降，另外一種反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率升高。,平衡常數(shù)的運(yùn)用,結(jié)論：表示可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度：K越大， 正反應(yīng)進(jìn)行越完全，轉(zhuǎn)化率越高，此反 應(yīng)平衡時(shí)，生成物濃度大,【運(yùn)用探究一】 思考平衡常數(shù)的大小和轉(zhuǎn)化率有什么關(guān)系？,對(duì)于反應(yīng)m A(g) + n B(g)=p C(g) + q D(g) 隨溫度的升高其反應(yīng)的平衡常數(shù)有以下變化，請(qǐng)判斷和 兩種情況哪種是吸熱，哪種是放熱？,【運(yùn)用探究二】,結(jié)論： 吸熱反應(yīng)，隨溫度升高平衡常數(shù)增大 放熱反應(yīng)，隨溫度升高平衡常數(shù)減小,【課后思考】在一定溫度的密閉容器中， 對(duì)于反應(yīng)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)， （1）將容器的體積擴(kuò)大兩倍，該平衡向哪 個(gè)方向移動(dòng)？ （2）保持H2的濃度不改變將容器的體積 擴(kuò)大兩倍，該平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)？,【繼續(xù)探究】在一定溫度的密閉容器中， 對(duì)于反應(yīng)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)， （2）保持H2的濃度不改變將容器的體積擴(kuò)大 兩倍，該平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)？,注意：當(dāng)平衡體系中有多條件改變，勒 夏特列原理無法判斷平衡移動(dòng)方向時(shí)，我 們可以考慮計(jì)算QC和K的相對(duì)大小。,隨堂練習(xí)2： 一定溫度下的密閉容器中存在：,2SO2+O2 2SO3,知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L經(jīng)測定該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K19，試判斷， （1）當(dāng)SO2轉(zhuǎn)化率為50時(shí)，該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，若未達(dá)到，哪個(gè)方向進(jìn)行？ （2）達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)， SO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)為多少？,