1、第二章 化学反应速率和化学平衡第三节 化学平衡（第三课时）三、化学平衡常数化学平衡常数：是指在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也无论反应物起始浓度的大小,最后都能达到平衡,这时各种生成物浓度的系数次方的乘积除以各反应物浓度的系数 次方的乘积所得的比值。它是个常数，用K表示，例如：mA +nB pC +qDK=C（C）pC（D）qC（A）mC（B）n化学平衡常数同阿伏加德罗常数以及物理中的万有引力常数一样都是一个常数，只要温度不变，对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值。1.使用化学平衡常数应注意的问题：（1）化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。（
2、2）反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做常数“1”而不代入公式 （3）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会改变。2.化学平衡常数的应用。（1）化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。它能够表示出可逆反应进行的完全程度。一个反应的K值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物转化率也越大。可以说，化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。（2）可以利用平衡常数的值做标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。如：
3、对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在一定温度的任意时刻，反应物与生成物的浓度如下关系：Qc =C（C）pC（D）qC（A）mC（B）nQc,叫做该反应的溶液商。Qc K，反应向正反应方向进行Qc=K，反应处于平衡状态Qc K，反应向逆方向进行3.利用K可判断反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。四、有关化学平衡的计算：起始量、变化量、平衡量的计算关系在反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中，计算关系为：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)起变平n1n200 ax bxcxdxn1-ax n2-
4、bxcxdx单位统一已知条件计量系数之比加、减计算、物质浓度的变化关系：、反应物：平衡浓度 起始浓度变化浓度、生成物：平衡浓度 起始浓度变化浓度、各物质的变化浓度之比 反应式计量系数之比、反应物的转化率：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)(例1、将6mol A气体和5mol B气体混合放入4L密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)，经过5min达到化学平衡，此时生成C为2mol，测得D的反应速率为0.1mol/Lmin，计算：、x的值；、平衡时B的转化率；、A的平衡浓度。3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)解：起变平
5、mol650020.154133422、2:x 2:(0.154)x 2、2010051100 起变BBBnn LmolLmolnCAA75.043V、平 例2、加热N2O5时，发生下列两个分解反应：N2O5 N2O3O2，N2O3 N2OO2；在1L密闭容器中加热4mol N2O5达到化学平衡时O2的浓度为4.50 mol/L，N2O3的浓度为1.62 mol/L，求其他各物质的平衡浓度。解析：这是一个连续平衡的计算，计算思路为：第一个反应的平衡量作为第二个反应的起始量解：N2O5 N2O3O2N2O3 N2OO2起变平mol400 x x x4-x x x x 0 xyyy x-yy x+
6、y x y=1.62 x+y=4.50解得：x =3.06 mol y=1.44 mol 故：C N2O5 =(4 3.06)mol/1L=0.94 mol/L C N2O =1.44 mol/1L=1.44 mol/L 例3、在密闭容器中，用等物质的量的A和B发生下列反应：A(g)+2B(g)2C(g)反应达到平衡时，若混合气体中A 和B的物质的量之和与C的物质的量相等，求B的转化率解：A(g)+2B(g)2C(g)起变平 n n0 x 2x 2x n-x n-2x 2x由题意可知：n-x +n-2x=2 x x=0.4n%80%1008.0%100 nnnnB起变 解题的一般步骤：列出三栏
7、数据根据题意列方程求解气体反应计算时经常使用的推论：2121 nnPP：、恒温恒容时2121 nnVV：、恒温恒压时总总nmM 、总总Vm 、平衡移动与反应物的转化率间的关系思考：化学平衡是暂时的，一旦外界条件改变，原有的固定的各种数量关系皆会因平衡的移动而发生改变，平衡移动时反应物的转化率如何变化？这要根据具体反应及引起平衡移动等具体原因而定，不可一概而论。一、由于压强改变而引起平衡正向移动时，反应物的转化率必定增大。反之，平衡逆向移动时，反应物的转化率必定减小。PS：1、这里的压强改变方式指容积的变化。若为加压，平衡正向移动，则正反应是一气体体积缩小的反应；若为减压，平衡正向移动，则正反应
8、是一气体体积增大的反应。2、若TV不变条件下，向平衡体系中加入惰性气体，这时体系的总压增大，但平衡不移动，反应物转化率不变。因加入无关气体后，由于体积不变，所以平衡体系中有关物质的浓度没有变，因而不影响原平衡。平衡移动与反应物的转化率间的关系AD解析：由于体积减小一半，则体系压强为原来的两倍，若平衡不移动，则A、B、C、的的浓度应为原来的两倍，今B和C的浓度均是原来的2.2倍，故平衡应正向移动。而加压平衡向气体体积减小方向移动，所以2故答案为A、D。例1：在一密闭容器中，反应A()B()C()达平衡后，保持温度不变，将容器容积压缩到原来的一半，当达到新的平衡时，B和C的浓度均是原来的2.2倍，
9、则错误的为：（）A.平衡向逆反应方向移动了 B.物质A的转化率增加了C.物质C的质量分数增加了 D.2练习：恒温下,反应aX(g)bY(g)+cZ(g)达到平衡后,把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时,X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L,下列判断正确的是:（）A.ab+c B.ab+c C.ab+c D.ab=c A二：由于温度改变而引起平衡正向移动时，反应物的转化率必定增大。反之，平衡逆向移动时，反应物的转化率必定减小。PS：当温度升高，平衡正向移动，则正反应是一吸热的反应；若为降温，平衡正向移动，则正反应是一放热的反应；无论哪种情况，由于反应物的初始量未变，将会
10、有更多的反应物转化为生成物。例2：（99上海）可逆反应：3A(g)3B(?)+C(?)-Q，随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断正确的是 （）A、B和C可能都是固体 B、B和C一定都是气体C、若C 为固体，则B一定是气体 D、B和C可能都是气体CD解析：此题虽然没有直接问A的转化率。当温度升高，气体的相对分子质量变小，而正反应是吸热反应，所以平衡正向移动，由于没有改变A的初始量，则A的转化率必然提高。气体平均相对分子质量=m/n，若B和C都是固体，则气体只有A，其相对分子质量不变；若B和C都是气体，则m不变，而n变大，气体的相对分子质量变小；若C 为固体，则B一定是气体，这
11、时气体的n不变，而m变小，气体的相对分子质量变小，正确答案为CD。三、由于增大反应物浓度（TV不变）引起平衡移动时，有以下几种情况：1、对于反应物只有一种的可逆反应（并规定起始时只有反应物）：aA(g)bB(g)+cC(g)、若反应前后气体分子数不变，即a=b+c，增加反应物的浓度时，平衡等效。反应物转化率不变：如2HI(g)H2(g)+I2(g)，则无论增大或减小HI的浓度，相当于对体系加压或减压，平衡不移动，HI的转化率都不改变。、若反应后气体分子数减少、即ab+c，增大反应物浓度，平衡正向移动。反应物转化率变大：如2NO2（g）N2O4（g），则增大NO2的浓度，相当于对体系加压，平衡向
12、气体体积缩小的方向移动，即正向移动。NO2的转化率增大。例3：在一定温度下，向容积固定不变的密闭容器中充入a mol NO2发生如下反应2NO2（g）N2O4（g），达平衡后再向容器中充入a mol NO2，达到新平衡后，与原来的平衡比较错误的是（）A、相对平均分子质量增大 B、NO2的转化率提高C、体系的颜色变深 D、NO2的质量分数增大D解析：可将第二次的平衡的建立看作是投入2 a mol NO2在两倍大的容器中同温下进行。这时两个平衡等效，再将第二次的体积加压为与第一次一样，则平衡将正向移动。由于气体总质量不变，而气体总物质的量减少，所以相对平均分子质量增大，所以A、B均对。D不难判断是
13、错的。气体颜色取决于NO2的浓度，由于NO2的浓度的增大比移动后使其浓度减小的大得多，C项也对。故错误的是D。例4：将装有1molNH3的密闭容器加热，部分NH3分解后达到平衡，此混合气体中NH3的体积分数为x%；若在同一容器中最初充入的是2 mol NH3，密封、加热到相同温度，反应达到平衡时，设此时混合气体中NH3的体积分数为y%。则x和y的正确关系是（）、=、解析：可先将后一种看做是两倍体积的容器中于同温下建立平衡，此时两平衡等效，再将后者体积缩小为前者一样大，即加压，平衡向气体体积缩小方向移动，即逆向移动。所以后者氨的转化率变小，故答案为A。、若反应后气体分子数增大，即ab+c，增大反应物浓度，平衡逆向移动。反应物转化率变小：如2NH3 N2+3H2，则增大NH3的浓度，也相当于将原体系加压，平衡向气体体积缩小的方向移动，即逆向移动。NH3的转化率减小。A
