1、第二单元第二单元 化学反应的方向和限度化学反应的方向和限度化学平衡常数化学平衡常数复习复习:在一定温度下在一定温度下,下列叙述下列叙述不是不是可逆反应可逆反应A(A(气气)+3B()+3B(气气)2C()2C(气气)+2D()+2D(固固)达到达到平衡的标志的是平衡的标志的是 ()()C C的生成速率与的生成速率与C C的分解速率相等的分解速率相等 单位时间内生成单位时间内生成amolA,amolA,同时生成同时生成3amolB 3amolB A A、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化A A、B B、C C的分压强不再变化的分压强不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的总压强不再变化
2、混合气体的物质的量不再变化混合气体的物质的量不再变化单位时间内消耗单位时间内消耗amolA,amolA,同时生成同时生成 3amolB3amolBA A、B B、C C、D D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:21:3:2:2A.A.B.B.C.C.D.D.A(1)看能否得出看能否得出v正正=v逆逆 的结论的结论 键的角度分析键的角度分析:单位时间某物质断裂与形成的化学键单位时间某物质断裂与形成的化学键的物质的量相等的物质的量相等 同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率；同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率；不同种物质：一物质的正反应速率与另一物质的逆反不同种物质：一物质的
3、正反应速率与另一物质的逆反应速率之比等于方程式中的计量数之比；应速率之比等于方程式中的计量数之比；即即 mA(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)(A)?(B逆逆)=m?n化学平衡状态的标志化学平衡状态的标志(2)看能否得出反应混合物中各组成成分的含量保持不变的结论看能否得出反应混合物中各组成成分的含量保持不变的结论 各组成成分的含量各组成成分的含量(浓度、物质的量、体积分数等浓度、物质的量、体积分数等)保持不变保持不变 容器体积一定时，有色气体的容器体积一定时，有色气体的 颜色不再变化；颜色不再变化；如如I2、Br2、NO2(3)看能否通过看能否通过P总总、n总总、M的变化情况得出结
4、论：的变化情况得出结论：若反应往正方向或逆方向进行时若反应往正方向或逆方向进行时P总总 或或 n总总 或或或或M会发生改会发生改变的，则不变时说明达到平衡变的，则不变时说明达到平衡;若始终不变的，则不能判断。若始终不变的，则不能判断。c(N2O4)c(NO2)c(N2O4)c2(NO2)1.081.381.613.89171.9171.2170.4169.9“交流与讨论交流与讨论”请大家完成请大家完成 P48页的页的“交流与讨论交流与讨论”，并根据所得，并根据所得结果总结归纳平衡时反应物、生成物浓度之间的关系。结果总结归纳平衡时反应物、生成物浓度之间的关系。结论：结论：在一定的温度下，无论反应
5、物的起始浓度，在一定的温度下，无论反应物的起始浓度，反应达到平衡状态后，反应物与生成物的系数次方反应达到平衡状态后，反应物与生成物的系数次方的比是一常数。的比是一常数。对某一可逆反应，在对某一可逆反应，在一定温度一定温度下，无论反应物的下，无论反应物的起始浓度如何，反应起始浓度如何，反应达达到到平衡状态平衡状态后，反应物与生成物后，反应物与生成物浓度系数次方的比是一个常数，称为浓度系数次方的比是一个常数，称为化学平衡常数化学平衡常数，用，用K表示。表示。)()()()(BcAcDcCcKbadc对于下列可逆反应：对于下列可逆反应：aA+bB cC+dD，则有：，则有：其中其中c为各组分的为各组
6、分的平衡浓度平衡浓度思考：思考：学习化学平衡常数有什么重要意义？对我们研究学习化学平衡常数有什么重要意义？对我们研究化学反应进行的程度有什么帮助？化学反应进行的程度有什么帮助？请大家阅读书本请大家阅读书本P48页及表页及表2-7，并得出结论。，并得出结论。)()()()(BcAcDcCcKbadcaA+bB cC+dD K值的大小，表示值的大小，表示在在该温度该温度下下达到达到平衡平衡时，反应时，反应进行的进行的程度程度（反应的（反应的限度限度），），K值值越大越大，表明反应，表明反应进行的进行的程度越大程度越大；反之则越小。；反之则越小。“交流与讨论交流与讨论”阅读分析表阅读分析表2-8和表
7、和表2-9，总结可逆反应平衡常数，总结可逆反应平衡常数的使用条件和书写平衡常数表达式的注意事项的使用条件和书写平衡常数表达式的注意事项)()()()(BcAcDcCcKbadcaA+bB cC+dD（2）K值值表达式中表达式中，固体固体、液态液态水水不写；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度有关，所以使用时应注明温度；，所以使用时应注明温度；（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K K：K K：KK：（4）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的）平衡常数表示反应进行
8、的程度，不表示反应的 快慢，即速率大，快慢，即速率大，K值不一定大；值不一定大；)()()()(B.cAcD.cCcK，badc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Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+Fe3O4(s)+4H2(g)高温高温3Fe(s)+4H2O(g)H(c)N(c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH(cK/22322133N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H2 N2+H2 NH31232练习练习1：根据平衡
9、常数的定义，请大家写出下列可逆反根据平衡常数的定义，请大家写出下列可逆反应的平衡常数表达式。应的平衡常数表达式。)H(c)OH(cK2424)()()(2722242OCrcHcCrOcK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、定义：、定义：P492、表达式：、表达式：3、理解注意：、理解注意：(1)、转化率是对反应物而言的；、转化率是对反应物而言的；(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，反应物的值越大，反应物的转化率就越高；转化率就越高；(3)、对于
10、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反应物起始浓度有关不仅与温度有关也与反应物起始浓度有关。练习练习2、在某温度下，可逆反应：在某温度下，可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常数为，下列的平衡常数为，下列说法正确的是说法正确的是 （）.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三、化学平衡的相关计算三、化学平衡的相关计算基本模式基
11、本模式“三部曲解法三部曲解法”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)例例1：某温度下，向某温度下，向10L真空容器中注入真空容器中注入1.00 mol H2(g)和和1.00 mol I2(g)，反应平衡后，反应平衡后I2(g)的浓度为的浓度为0.0200 molL-1试试求该温度下求
12、该温度下 H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数。的平衡常数。解：解：据题意可知，起始时据题意可知，起始时c(H2)=c(I2)=0.100molL-1，平衡时平衡时c(H2)=c(I2)=0.0200molL-1，生成的，生成的c(HI)=0.160molL-1H2(g)+I2(g)2HI(g)起始时各物质的浓度起始时各物质的浓度/molL-1 0.100 0.100 0变化的各物质的浓度变化的各物质的浓度/molL-1平衡时各物质的浓度平衡时各物质的浓度/molL-10.0800 0.0800 0.160 0.0200 0.0200 0.160 K=(0.160)2(0.0200)2
13、=64.0 c2(HI)c(H2)c(I2)=答：平衡常数为答：平衡常数为64.0。c(CO)c(H2O)【例【例2】在一密闭容器中，在一密闭容器中，CO与与H2O混合加热到混合加热到800达到下列平衡：达到下列平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K=1.00，若反应开始时，若反应开始时CO和和H2O的浓度均的浓度均为为0.200 molL-1 ，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？c(平平)/molL-1 0.200 x 0.200 x x x 解得:x=0.1解：解：设平衡时设平衡时CO2和和H2的浓度为的浓度为x molL-1K=
14、x2(0.200 x)(0.200 x)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)c(始始)/molL-1 0.200 0.200 0 0c(变变)/molL-1 x x x x=1.00c(CO2)c(H2)=100%=50.0%0.1000.200练习练习1、850K时，在一密闭容器中充入一定量的时，在一密闭容器中充入一定量的SO2和和O2，当反应达到平衡后测得：当反应达到平衡后测得：SO2、O2和和SO3的浓度分别为的浓度分别为6.010-3 molL-1、8.010-3 molL-1 和和 4.410-2 molL-1。计算：计算：（1）该温度下反应）该温度下反应 的平衡常数。的
15、平衡常数。（2）达平衡状态时）达平衡状态时 SO2的转化率。的转化率。2SO2+O2 2SO3练习练习2：X、Y、Z为为3种气体，把种气体，把amolX和和bmolY充入一密充入一密闭容器中，发生反应闭容器中，发生反应X+2Y 2Z，达到平衡时，若它，达到平衡时，若它们的物质的量满足：们的物质的量满足：n（x）+n（y）=n（z），则），则Y的转化的转化率为率为 （）K=40.3a(SO2)=88%B练习练习3：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。其平衡常数可表。其平衡常数可表达为达为:K=c(CO2)/c(CO)，已知
16、，已知1100，K=0.263 (1)若要使反应向右进行，高炉内若要使反应向右进行，高炉内CO2和和CO的体积比值的体积比值_，平衡常数，平衡常数K值值_(填填“增大增大”“减小减小”或或“不变不变”)(2)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 。增大增大不变不变否否大于大于c(CO2)/c(CO)0.2
17、50.263，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 平衡常数和转化率的计算平衡常数和转化率的计算练习练习5、在温度和压强不变时，将、在温度和压强不变时，将1体积体积N2O4分分解：解：N2O4 2NO2 并达到平衡，混合气体并达到平衡，混合气体变为变为1.4体积，求：体积，求：N2O4的分解率。的分解率。对某一可逆反应，在对某一可逆反应，在一定温度一定温度下，无论反应物的下，无论反应物的起始浓度如何，反应达到起始浓度如何，反应达到平衡状态平衡状态后，反应物与生成后，反应物与生成物物浓度的系数次方的比浓度的系数次方的比是一个常数，称为是一个常数，称为化学平衡
18、常化学平衡常数数，用，用K表示。表示。)()()()(BcAcDcCcKbadc对于下列可逆反应：对于下列可逆反应：aA+bB cC+dD，则有：，则有：注意：其中注意：其中c为各组分的为各组分的平衡浓度平衡浓度，K值只随值只随温度温度改变。改变。小结：小结：)()()()(BcAcDcCcKbadcaA+bB cC+dDK值的大小表示值的大小表示在该温度下在该温度下达到平衡时，反应进行的程度。达到平衡时，反应进行的程度。K值越值越大大，表明反应进行的，表明反应进行的程度越大程度越大；反之则越小；反之则越小4、使用平衡常数的注意事项、使用平衡常数的注意事项（2）K值值表达式中表达式中，固体、液
19、态水固体、液态水不写；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，所以使用时应注明温度；只与温度有关，所以使用时应注明温度；（4）平衡常数表示反应进行的）平衡常数表示反应进行的程度程度，不表示反应的，不表示反应的快慢快慢，即速率大，即速率大，K值不一定大；值不一定大；（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)()()()(B.cAcD.cCcK，badcK K，v正正 v逆逆，反应向正方向进行反应向正方向进行K K，v正正 v逆逆，反应处于平衡状态反应处于平衡状态KK，v正正 v逆逆
20、，反应向逆方向进行反应向逆方向进行二、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、定义：、定义：P492、表达式：、表达式：3、理解注意：、理解注意：(1)、转化率是对反应物而言的；、转化率是对反应物而言的；(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，反应物的值越大，反应物的转化率就越高；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反应物起始浓度有关不仅与温度有关也与反应物起始浓度有关。三、化学平衡的相关计算三、化学平衡的相关计算基本模式基本模式“三部曲解法三部曲解法”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)
