1、化学平衡化学平衡 在一定条件下，当可逆反应的正反应速率在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率和逆反应速率相等相等，反应物和生成物的浓度均，反应物和生成物的浓度均保持不变保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了表明该反应中物质的转化达到了“限度限度”，这，这种状态称之为化学平衡。种状态称之为化学平衡。 当达到化学平衡状态时，究竟有多少当达到化学平衡状态时，究竟有多少反应物转化成了生成物，反应物转化成了生成物，平衡体系中反应平衡体系中反应物的浓度与生成物的浓度之间物的浓度与生成物的浓度之间有什么关系有什么关系呢？呢？ 第二节 化
2、学平衡第2课时 化学平衡常数观察表观察表2-12-1（P P31-3231-32页）页）分析表中的数据，你能得出什么结论？分析表中的数据，你能得出什么结论？小结小结 c 2(HI)c(H2) c(I2)是一个是一个常数常数即：一定温度下，生成物浓度的系数次方的乘积即：一定温度下，生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数。与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数。一、化学平衡常数一、化学平衡常数K 在在一定温度一定温度下，一个可逆反应无论下，一个可逆反应无论从正反应建立平衡，还是从逆反应建立从正反应建立平衡，还是从逆反应建立平衡，平衡，生成物浓度系数次方的乘积与反生成物浓度
3、系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比应物浓度系数次方的乘积之比是一个常是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号数（简称平衡常数），用符号K K表示。表示。其中：其中：c c为各组分的为各组分的平衡浓度平衡浓度，固体、纯液体固体、纯液体的浓度视为的浓度视为1 1，不写入表达式中。不写入表达式中。1 1、K K 的表达式的表达式( )()( )( )cdabc CcDKcA cB a a A + A + b b B B c c C + C + d d D DK K 只只受温度影响。受温度影响。2 2、K K的意义的意义 K值值
4、，表明，表明正反应正反应反应进行反应进行的的 ，反应物的转化率，反应物的转化率 ；反之；反之则则 。越大越大程度越大程度越大越小越小越大越大当当K105 时时,该反应就进行得基本完全了。该反应就进行得基本完全了。3 3、K K的注意点的注意点)()()()(BcAcDcCcKbadc aA + bB cC + dD（1）K值与 无关，随 变化而变化；浓度温度（2 2）K K表示反应进行的程度，不表示反应的快慢。表示反应进行的程度，不表示反应的快慢。即即K K值大，速率不一定大；值大，速率不一定大；注意：化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小，并不涉及反应时间和化学反应速率。也就是说，某个
5、化学反应的平衡常数很大，可能化学反应速率却很小。常温下 K5108常温下限度较大，但化学反应速率很小合成氨： N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)练习：练习：（双选）在某温度下，可逆反应：（双选）在某温度下，可逆反应：mA(g)+nB(g) pC(g) + qD(g)的平衡常数的平衡常数为，下列说法正确的是（为，下列说法正确的是（ ）.越大，达到平衡时，反应进行的程度越大越大，达到平衡时，反应进行的程度越大.越小，达到平衡时，反应物的转化率越大越小，达到平衡时，反应物的转化率越大.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ADN2+3H2 2NH32
6、NH3 N2+ 3H2 N2 + H2 NH31232（4）K的表达式与方程式的书写方式有关；K K1 1 K K2 21 K K3 32 2K K3 3c c1/21/2(N(N2 2）c c3/23/2(H(H2 2) )c c( (NHNH3 3) ) c c2 2( (NHNH3 3) ) K K1 1c c(N(N2 2) )c c3 3(H(H2 2) ) K K2 2c c2 2(NH(NH3 3) )c c(N(N2 2) )c c3 3(H(H2 2) ) Cr2O72- (aq)+ H2O(l) 2CrO42-(aq) + 2H+(aq)Fe3O4(s) + 4H2(g)
7、高温高温3Fe(s) + 4H2O(g) )H(c)OH(cK2424)()()(2722242OCrcHcCrOcKK 值表达式中，固体、纯液体（液态水、乙醇等）不写入表达式中。（5）利用K 值可判断某状态是否处于平衡状态)()()()()(BcAcDcCcQnmqpc浓度商 Qc K ， v正 v逆，反应向 方向进行Qc K ， QcK ， v正 v逆，反应向逆方向进行则：则：如某温度下，可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：正v正 v逆，反应处于平衡状态 由此得出启示：由此得出启示： 我们可以通过测出我们可以
8、通过测出某一时刻某一时刻体系中体系中各物质各物质的的浓度浓度，然后，然后假设假设反应已经达到反应已经达到平衡平衡，计算出，计算出平衡常数，与平衡常数，与给定给定的的平衡常数比较平衡常数比较。如果相等，。如果相等，则假设成立，也就是说反应已达到平衡；如果则假设成立，也就是说反应已达到平衡；如果不相等，则没有达到平衡不相等，则没有达到平衡。小结小结)()()()(BcAcDcCcKbadcaA + bB cC + dD（2）K值表达式中，值表达式中，固体、固体、纯纯液液体体不写；不写；（3）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关；）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关；（1）K只与温度有关只与温
9、度有关，所以使用时应注意温度；，所以使用时应注意温度；（5）利用利用K 值可判断某状态是否处于平衡状态值可判断某状态是否处于平衡状态Qc K ：Qc K ：QcK ：（4）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢；）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢；)()()()(B.cAcD. cCcQcbadc反应处于平衡状态反应处于平衡状态， v正正 v逆逆反应向正方向进行反应向正方向进行， v正正 v逆逆反应向逆方向进行反应向逆方向进行， v正正 v逆逆练习：练习：高炉炼铁中发生的基本反应如下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
10、数可表达。其平衡常数可表达为为: K=c(CO2)/c(CO)，已知，已知1100，K=0.263 (1)1100时，测得高炉中时，测得高炉中c(CO2)=0.025molL-1，c(CO)=0.1molL-1，在这种情况下该反应是否处于平衡状，在这种情况下该反应是否处于平衡状态态_(填填“是是”或或“否否”)，此时化学反应速率是，此时化学反应速率是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 。否否大于大于c(CO2)/c(CO)0.250.263，说明不是平衡状态，且向正反应，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行方向进行 三、化学平衡的相关计算基本模
11、式基本模式“三三段段法法”转化浓度：转化浓度：mx nx px qx 平衡浓度：平衡浓度：a-mx b-nx px qx 基本关系基本关系生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度 反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度 例：例： mA + nB pC + qD 起始浓度：起始浓度：a b 0 0(mol/L)(mol/L)(mol/L)二、平衡转化率二、平衡转化率 100% =该反应物的该反应物的起始浓度起始浓度该反应物的该反应物的平衡浓度平衡浓度该反应物的起始浓度该反应物的起始浓度1、表达式：2、理解注意：(1)转化率是对反应物而言的；转化率
12、是对反应物而言的；(2)在一定温度下可逆反应中，在一定温度下可逆反应中，K值越大，反应物的转化率就越高；值越大，反应物的转化率就越高；(3) 对于一给定可逆反应，对于一给定可逆反应，K值只与温度有关值只与温度有关，而，而a不仅与温度有关也与不仅与温度有关也与反应物起始浓度有关反应物起始浓度有关。 C CO(g) + HO(g) + H2 2O(g) O(g) C CO O2 2(g) + H(g) + H2 2(g)(g)K K 1 1c c(CO(CO2 2) ) c c(H(H2 2) )c c(CO) (CO) c c(H(H2 2O)O)起始浓度起始浓度/(molL/(molL-1 -
13、1 ) ) 0.01 0.01 0 0 0.01 0.01 0 0 变化浓度变化浓度/(molL/(molL-1 -1 ) ) 0.005 0.005 0.005 0.005 0.0050.005 0.005 0.005 平衡浓度平衡浓度/(molL/(molL-1 -1 ) ) 0.005 0.005 0.005 0.005 0.0050.005 0.005 0.005 将0.1 mol CO与0.1 mol H2O气体混合充入10 L密闭容器中，加热到800 ，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005 molL-1 。 （1）求该反应的平衡常数及平衡时CO的转化率。CO的转化率为：【
14、解解】设达到平衡状态时设达到平衡状态时COCO浓度的变化浓度的变化量为量为x x molLmolL-1-1 C CO(g) + HO(g) + H2 2O(g) O(g) C CO O2 2(g) + H(g) + H2 2(g)(g)起始浓度起始浓度/(molL/(molL-1 -1 ) ) 0.01 0.030.01 0.03 0 0 0 0 变化浓度变化浓度/(molL/(molL-1 -1 ) ) x x x x x xx x平衡浓度平衡浓度/(molL/(molL-1 -1 ) ) 0.010.01x x 0.03 0.03x x x x x x 1 1 K K c c(CO(CO2
15、 2) ) c c(H(H2 2) )c c(CO) (CO) c c(H(H2 2O)O) x x2 2 ( (0.010.01x x) )(0.03(0.03x x）x x 0.00750.0075平衡时平衡时COCO的浓度为的浓度为0.00250.0025 molL molL-1-1（2）在上述温度下，CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.3 mol，达到平衡时， CO的浓度为多少？CO的转化率为多少？COCO的转化率为：的转化率为：0.00750.0075 molL molL-1 -1 0.010.01 molL molL-1 -1 100% 100% 75% 75% 平衡常数只与温
16、度有关 将0.1 mol CO与0.1 mol H2O气体混合充入10 L密闭容器中，加热到800 ，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005 molL-1 。（3）在上述温度下， CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.375 mol ，反应一段时间后测得体系中CO的浓度为0.0025 molL-1 ，此时反应是否达到平衡状态？始浓度始浓度/(molL/(molL-1 -1 ) ) 0.01 0.03750.01 0.0375 0 0 0 0变化浓度变化浓度/(molL/(molL-1 -1 ) ) 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0
17、.00750.0075某时刻浓度某时刻浓度/(molL/(molL-1 -1 ) ) 0.0025 0.03 0.0025 0.03 0.00750.0075 0.00750.0075 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)该温度下，该反应的平衡常数为1，将此刻各物质的浓度，代入平衡常数的表达式计算 c c(CO(CO2 2) ) c c(H(H2 2) ) c c(CO) (CO) c c(H(H2 2O)O) (0.0075 )(0.0075 )2 2 0.00250.0025 0.030.03 0.750.75 1 1 此时不是化学平衡状态，反应在向正反应方向进行之中平衡常数(K ) 化学平衡状态一定条件下定量表达 只受温度影响可逆反应与Q 比较判断是否达到平衡计算平衡时各物质的浓度和反应物的转化率小结
