1、第三节第三节 化学平衡常数化学平衡常数 化学反应进行的方向化学反应进行的方向高考怎么考？高考怎么考？1、化学平衡常数的计算及利用化学平衡常数进行化学平衡移动方向的判断和反应是放热还是吸热等；2、焓变、熵变与化学反应方向的关系1 1、定义：、定义：一、化学平衡常数一、化学平衡常数(符号为符号为K)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)2 2、表达式：、表达式：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常这个常数称数
2、称该反应的化学平衡常数该反应的化学平衡常数(简称平衡常数简称平衡常数)，用符号用符号K表示。表示。cp(C)cq(D)cm(A)cn(B)平衡常数的数学表达式平衡常数的数学表达式 K=平衡常数的单位：浓度的单位为molL-1K 的单位为(molL-1)n；（n=p+q-m-n）对于反应对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)cp(C)cq(D)cm(A)cn(B)平衡常数的数学表达式平衡常数的数学表达式 K=3.3.平衡常数的单位平衡常数的单位纯纯固体和纯液体，稀溶液中的水参加反应时固体和纯液体，稀溶液中的水参加反应时，不引入平衡常数表达式，因为它们的浓度是固定不引入平衡常数表达
3、式，因为它们的浓度是固定不变的不变的.如如:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)4 4、书写平衡常数关系式的规则、书写平衡常数关系式的规则K=CO2 再如再如:稀溶液中进行的有水参加的反应，水的稀溶液中进行的有水参加的反应，水的浓度也不必写在平衡关系式中，浓度也不必写在平衡关系式中，如：如：Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+K=CrO42-2H+2/Cr2O72-非水溶液非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡关系式中。衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应如酒精
4、和醋酸的液相反应C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2OK=CH3COOC2H5H2O/(C2H5OHCH3COOH)例 N2(g)+3 H2(g)2NH3(g)K1=1.60 10 5 1/2N2(g)+3/2 H2(g)NH3(g)K2=3.87 10 2同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，用同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，用不同的化学反应方程式表示时，对应的平衡常数的表达不同的化学反应方程式表示时，对应的平衡常数的表达式也不同，但它们之间相互关联式也不同，但它们之间相互关联,正、逆反应的平衡常正、逆反应的平衡常数则互为倒数数则互为倒数。K1 K2，K
5、1=K22 2NO(g)+O2(g)2NO2 2NO2(g)N2O4 2NO(g)+O2(g)N2O4(g)O(c)NO(c)NO(ck22221)NO(c)ON(cK22422212242222222423KK)NO(c)ON(c)O(c)NO(c)NO(c)O(c)NO(c)ON(cK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)，总反应的平衡，总反应的平衡常数等于分步平衡常数常数等于分步平衡常数的的乘积乘积(商商)(1)化学平衡常数可表示反应进行的程度。化学平衡常数可表示反应进行的程度。K越大，反越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大应进行的程度越大，反应物的转化率
6、越大。K 105时，时，可以认为该反应已经进行完全可以认为该反应已经进行完全;K 10-5则认为这个反则认为这个反应的正反应很难进行应的正反应很难进行(逆反应较完全）。逆反应较完全）。(2)K的大小只与温度有关的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起，与反应物或生成物的起始浓度的大小、压强大小、是否加催化剂无关。始浓度的大小、压强大小、是否加催化剂无关。5、化学平衡常数的意义及应用、化学平衡常数的意义及应用 转化率也能表示反应进行的程度，但转化率不仅与转化率也能表示反应进行的程度，但转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。温度有关，而且与起始条件有关。例：例：不同温度时，反应不同温度时，反应
7、:H2(g)+I2(g)2HI(g),的的浓度浓度平衡常数与温度平衡常数与温度的关系如下：的关系如下：温度温度623K698K763K浓度平衡常数浓度平衡常数66.954.445.9 通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上可逆反应的正方向是断上可逆反应的正方向是 热反应热反应.(3)可由可由K K随温度的变化推断反应的吸放热情况。随温度的变化推断反应的吸放热情况。正反应为放热的反应，温度升高，K值减小，反之K值增大；正反应为吸热的反应则相反。(4)平衡常数平衡常数K值的大小并不代表平衡速率的大小。值的大小并不代表平衡速率的大小。放放 对于可逆反
8、应对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻的浓度商该时刻的浓度商QcQc（产物浓度的幂之积与反应物（产物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比）与浓度的幂之积的比）与K K比较大小来判断比较大小来判断。)()()()(BcAcDcCcQnmqpC（5 5）利用平衡常数）利用平衡常数判断平衡移动方向判断平衡移动方向Qc K未达平衡，未达平衡，逆向进行逆向进行Qc=K达平衡，达平衡，平衡不移动平衡不移动Qc K未达平衡，未达平衡，正向进行正向进行练习练习1.将固体将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温
9、度下发生下置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：列反应：NH4I(s)NH3(g)HI(g)；2HI(g)H2(g)I2(g)，平衡时，平衡时c(HI)4 molL1，c(H2)0.5 molL1，则此温度下反应的平衡常数为则此温度下反应的平衡常数为()A.9 B.16 C.20 D.25C练习练习2.25时，反应时，反应2CO2(g)2CO(g)O2(g)的平衡常数的平衡常数K1.721046。在一个体积可变的密闭容器中充入一定量。在一个体积可变的密闭容器中充入一定量CO2、CO、O2的混合气体，以下说法中正确的是的混合气体，以下说法中正确的是()A.要使容器中的反应开始时向要使容器中的
10、反应开始时向CO2分解的方向进行，起始时三种分解的方向进行，起始时三种气体的物质的量浓度应满足的关系是气体的物质的量浓度应满足的关系是c(CO)c(O2)/c(CO2)1.721046B.达平衡后，其他条件不变时，增加容器的压强，平衡正向移动达平衡后，其他条件不变时，增加容器的压强，平衡正向移动C.平衡常数平衡常数K随温度的升高而增大随温度的升高而增大D.平衡常数平衡常数K随压强的增大而减小随压强的增大而减小C练习练习3.现有反应：现有反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g);H0。在。在850时，时，K1。(1)若升高温度到若升高温度到950时，达到平衡时时，达到平衡时K 1(填填
11、“大于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”)。(2)850时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO，3.0 mol H2O，1.0 mol CO2和和x mol H2，则：，则：当当x5.0时，上述反应向时，上述反应向 方向进行。方向进行。若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足应满足的条件是的条件是 。(3)在在850时，若设时，若设x5.0和和x6.0，其他物质的投料不，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为的体积分数分别为a、
12、b，则则a b(填填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”)。大于大于 逆反应逆反应 0 0 x x3.03.0 小于小于 5c(CH3OCH3)c(H2O)c2(CH3OH)1.自发过程(1)含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。(2)特点体系趋向于从 状态转变为 状态(体系对外部 或 热量)。在密闭条件下，体系有从 转变为 的倾向性(无序体系更加稳定)。高能量高能量低能量低能量做功做功放出放出有序有序无序无序3化学反应方向的判据 (1)焓判据 放热过程中体系能量，H 0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应方向不全面。(2)熵判据
13、熵：量度体系 程度的物理量，符号为，单位为 熵的大小：同种物质，三种状态下，熵值由大到小的顺序为。降低降低S(l)S(s)Jmol1K1熵判据 体系的混乱度，S 0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向也不全面。(3)复合判据自由能变化符号：，单位：。公式：G。增大增大GkJmol1HTS 恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据，不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关，可推出下列关系式：a当H0时，G 0，反应一定自发进行。b当H0，S0，S0或H0，S0时，反应是否自发与 有关。温度温度反应的自发进行情况可以表示为：一定一定低温低温高温高温一定不能一定不能
14、B2.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上安装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)，在298 K、101 kPa下，H113 kJmol1，S143.5 Jmol1K1。下列说法中错误的是()A该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量B该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件C该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率D.汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒B练习3.已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1。下列说法中正确的是()A该反应中熵变小于0，焓变大于0B该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行C碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行D判断反应能否自发进行需要根据H与S综合考虑D 选择选择=结果结果汇报结束汇报结束 谢谢观看谢谢观看！欢迎提出您的宝贵意见！欢迎提出您的宝贵意见！
