1、化学平衡化学平衡第三课时第三课时 化学平衡常数化学平衡常数分析实验数据分析实验数据平衡常数的推导平衡常数的推导序序号号起始时浓度起始时浓度mol/L425.6K平衡时浓度平衡时浓度mol/L425.6K平衡时平衡时c (H2)c(I2)c (HI)cH2cI2cHI10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g) + H2(g) 2
2、HI(g)54.554.654.4554.33根据表中的数据计算出平衡时根据表中的数据计算出平衡时 的值，并分析其中规律。的值，并分析其中规律。c (HI)2c(H2) c(I2) 2c (HI)c(H2) c(I2) (1)某某温度温度下时，下时， 为常数为常数通过分析实验数据得出：通过分析实验数据得出：2c (HI)c(H2) c(I2) (2)(2)该常数该常数与反应的与反应的起始浓度大小起始浓度大小无关；无关；(3)该常数该常数与正向还是逆向建立平衡无关与正向还是逆向建立平衡无关,即与平衡建立的即与平衡建立的途径无关。途径无关。小结小结1.其中其中c为各组分的为各组分的平衡浓度平衡浓度
3、，温度一定，温度一定，K为定值为定值)()()()(BcAcDcCcKbadc可逆反应：可逆反应： aA + bB cC + dD理解平衡常数应注意理解平衡常数应注意 在在_，当一个可逆反应达到，当一个可逆反应达到_，_与与_的的_是是_._.一定温度下一定温度下平衡时平衡时反应物浓度幂之积反应物浓度幂之积生成物浓度幂之积生成物浓度幂之积一个常数一个常数比值比值Fe3O4(s) + 4H2(g) 高温高温3Fe(s) + 4H2O(g) Cr2O72- (aq)+ H2O(l) 2CrO42- (aq) + 2H+(aq)写出下列可逆反应的平衡常数的表达式写出下列可逆反应的平衡常数的表达式2.
4、固体或纯液体固体或纯液体浓度可视为常数浓度可视为常数“1”不代入公式不代入公式理解平衡常数应注意理解平衡常数应注意CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)H(c)N( c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH( cK/22322133K1 = 1/K2 = K32N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H2 N2 + H2 NH31232上述平衡常数表达式你能得出什么结论？上述平衡常数表达式你能得出什么结论？3.平衡常数表达式与方程式的平衡常数表达式与方程式的书写方式书写方式有关有关写出下列可逆反应的平衡常数的表达式写出下列可逆反应的平衡
5、常数的表达式理解平衡常数应注意理解平衡常数应注意单位：单位：(mol/L)-2单位：单位：(mol/L)2单位：单位：(mol/L)-1将固体将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：下列反应： 达平衡时达平衡时H2=0.5molL-1 HI=4molL-1，则此，则此温度下第一个反应的平衡常数为温度下第一个反应的平衡常数为 ( ) A9 B16 C20 D25体验高考体验高考C)()()(222gIgHgHI)()()(34gHIgNHsINH平衡常数的计算平衡常数的计算一般来说，一般来说，K 105，认为，认为正反应进行得较完全正反应进行得较完
6、全 K 10-5 认为认为 正反应很难进行正反应很难进行（逆反应较完全）逆反应较完全） 10-5 K 105 认为是认为是可逆反应可逆反应N2(g)+O2(g) 2NO(g) K =110-30(298K)判断反应进行的程度判断反应进行的程度化学平衡常数意义化学平衡常数意义K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大K值越小，表示反应进行得越不完全，反应物转化率越小值越小，表示反应进行得越不完全，反应物转化率越小若升高温度若升高温度, ,例：反应例：反应:H:H2 2(g)+I(g)+I2 2(g) 2HI(g) (g) 2HI(g) H0,
7、,起起始浓度相同，平衡常数与温度的关系如下：始浓度相同，平衡常数与温度的关系如下：温度温度623K698K763K平衡常数平衡常数66 .954.445.9K K值增大值增大; ;则则正反应是吸热反应正反应是吸热反应若升高温度若升高温度,K,K值减少。则值减少。则正反应是放热反应正反应是放热反应判断反应判断反应H 化学平衡常数意义化学平衡常数意义 在一定体积密闭容器中，进行如下反应：在一定体积密闭容器中，进行如下反应： 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的关系如下：的关系如下： (1)k的表达式为：的表达式为： (2)该反应为该反应为反应
8、（反应（“吸热吸热”或或“放热放热”）t/C70080083010001200k0.60.91.01.72.6吸热吸热(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据（）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据（）.容器中压强不变容器中压强不变.混合气体中混合气体中CO浓度不变浓度不变.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 .BC830【例题例题】A体验高考体验高考【例题例题】在某温度下，将在某温度下，将H2和和I2各各0.10mol 的气态混合物充的气态混合物充入入10L的密闭容器中，充
9、分反应，达到平衡后，的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得测得 c(H2)= 0.0080mol/L（1）求该反应的平衡常数。）求该反应的平衡常数。（2）在上述温度下，往该容器中充入一定量）在上述温度下，往该容器中充入一定量H2和和I2 ，当，当C(H2) =C (I2) = 0.017mol/L ， C(HI) = 0.0060mol/L,试判断反应是否达到平衡状态？试判断反应是否达到平衡状态？解：（解：（1）根据题意知：）根据题意知： H2(g) + I2(g) 2HI(g) 起始浓度起始浓度mol/L 0.010 0.010 0 转化浓度转化浓度mol/L 0.0020 0.0020
10、0.0040 平衡浓度平衡浓度mol/L 0.0080 0.0080 0.0040HI2 H2I2(0.0040mol/L)20.0080mol/L 0.0080mol/LK = = = 0.25Qc = = = 0.12C（HI）2 C（H2）（I2）(0.0060mol/L)20.0170mol/L 0.0170mol/L Qc K ， 未达平衡，未达平衡，逆向进行逆向进行。逆正 QC = K , 平衡状态平衡状态逆正逆正QC K , 未达平衡，未达平衡，正向进行。正向进行。)()()()(BcAcDcCcQnmqpC判断反应方向判断反应方向化学平衡常数意义化学平衡常数意义在一定温度的任意
11、时刻:叫该反应此时的浓度商叫该反应此时的浓度商 高炉炼铁中发生的反应有高炉炼铁中发生的反应有: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g); H , , =).减小减小否否例例1：在某温度下，将：在某温度下，将H2(g)和和I2(g)各各0.1mol混混合物充入合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得衡后，测得c（H2）=0.0080mol/L，求：，求：(1)该反应的平衡常数该反应的平衡常数(2)在上述温度下，若充入的在上述温度下，若充入的H2(g)和和I2(g)各各0.2mol,求达平衡时各物质的浓度。求达平衡时各物质的浓度。【例题例题】)/
12、008. 0)(/008. 0()/004. 0(2LmolLmolLmol)()()(222ICHCHIC 起始浓度（mol/L） 0.010 0.010 0转化浓度（mol/L） 0.002 0.002 0.004平衡浓度（mol/L ) 0.008 0.008 0.004解解 （1）依题意知， H2（g）+I2（g） 2HI（g）K= 0.25答：该温度下的平衡常数为答：该温度下的平衡常数为0.25.0.25.三段式 LmolxLmolxLxmol/)-02. 0(/)-02. 0()/2(2解解 （2）设反应达平衡时转化）设反应达平衡时转化Xmol/L的的H2。则有。则有 H2（g）+
13、I2（g） 2HI（g） K值只受温度影响，即此时值只受温度影响，即此时K值仍为值仍为0.25解得解得 x=0.004,所以所以） 起始浓度起始浓度（mol/Lmol/L） 转化浓度转化浓度（mol/Lmol/L） 平衡浓度平衡浓度（mol/Lmol/L） )()()(222ICHCHICK= =0.25 三段式 1molCO和和1molH2O(g)在定温定容条件在定温定容条件下反应达到平衡时，生成下反应达到平衡时，生成0.5molCO2，若在，若在上述条件下将上述条件下将H2O改为改为4mol，反应达到平衡，反应达到平衡时，生成时，生成CO2的物质的量为的物质的量为 mol0.8 【练习练习
14、】【例【例2】在一密闭容器中，】在一密闭容器中，将将2.0molCO与与10molH2O混合加热到混合加热到830达到下列平衡：达到下列平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.00求达到平衡时求达到平衡时CO转化为转化为CO2转化率是多少？转化率是多少？【例题例题】 c(平平)/molL-1 ( 2.0 x)/V (10 x)/V x /V x/V 解得: x = 0.166解：设平衡时解：设平衡时CO转化的物质的量为转化的物质的量为x molK =CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)c(始始) /molL-1 2.0/V 10/V 0 0c(变
15、变)/molL-1 x /V x/V x /V x/Vc(CO2) c(H2) c(CO) c(H2O)(x/V mol/L)2(2.0 x)/V mol/L (10 x)/V mol/L= 1.00= (CO) = 100%= 83.0% 0.166molL-10.200molL-1答:平衡时平衡时CO转化为转化为CO2转化率转化率是83.0% 。在反应在反应aA(g)+bB (g) cC (g)+ dD (g)中，计算关系为：中，计算关系为：aA(g)+ bB (g) cC (g)+ dD (g)起起变变平平n1n200 ax bxcxdxn1-ax n2-bxcxdx单位单位统一统一已知
16、条件已知条件计量系数之比计量系数之比加、减计算加、减计算、物质浓度的变化关系：、物质浓度的变化关系：、反应物：平衡浓度、反应物：平衡浓度 起始浓度变化浓度起始浓度变化浓度、生成物：平衡浓度、生成物：平衡浓度 起始浓度变化浓度起始浓度变化浓度、反应物的转化率：、反应物的转化率：反应物转化为生成物的百分率反应物转化为生成物的百分率100 反应物起始浓度反应物变化浓度反应物转化率)( 计算平衡时的浓度和转化率计算平衡时的浓度和转化率化学平衡常数意义化学平衡常数意义盖斯定律与平衡常数盖斯定律与平衡常数例，例，已知在相同的温度下已知在相同的温度下, ,CO（g）+CuO（s） CO2（g）+Cu（s）
17、K1H2（g）+CuO（s） Cu（s）+H2O（g） K2CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g） K3试求试求K1、K2和和K3的关系的关系=-K3=K1/K2=+K1=K3K2化学平衡常数意义化学平衡常数意义一定温度下的密闭容器中存在如下反应：一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2+O2 2SO3已知已知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的平衡常数该反应在该温度下的平衡常数K19，试判断，试判断，（1）当）当SO2转化率为转化率为50时，该反应是否达到时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，向哪个方向进行？平衡状态，若未达到，向哪个方向进行？（2）达平衡状态时，）达平衡状态时， SO2的转化率应为多少？的转化率应为多少？
