化学平衡常数
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课件25张PPT。化学反应原理新课标人教版选修四第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡
（化学平衡常数－第一课时）首先，让我们以氢气和碘蒸气的反应为例，分析课本29页表中的数据，然后得出结论。根据表中的数据计算出平衡时 的值，并分析其中规律。 1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，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，这个常数称为该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号K表示。一、化学平衡常数(符号为K)2.数学表达式：3.平衡常数的单位
∵浓度的单位为mol·L-1
∴K的单位为(mol·L-1)?n；当浓度的单位为 mol·L-1，称标准平衡常数，标准平衡常数不写单位。4.书写平衡常数关系式的规则1)如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
如:CaCO3(s)?CaO(s)+CO2(g)
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(l)K=c(CO2)K=c(CO)/[c(CO2) ·c(H2)] 再如: 稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必写在平衡关系式中，如：Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)又如：非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应C2H5OH+CH3COOH?CH3COOC2H5+H2O
K=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/
(c[C2H5OH]c[CH3COOH])2)同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。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
? K1 ? K2 ， K1 = K22
??3)多重平衡规则：若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)
例题: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g) K1
2NO2 (g) ? N2O4 (g) K2
2NO (g) +O2(g) ? N2O4 (g) K = K1 ? K2
?
C (s) + CO2(g) 2CO(g) K
C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1
CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2
K = K1/K2
(1)平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。 若正反应是吸热反应,升高温度,K 增大;若正反应是放热反应,升高温度,K 减小;5.引入平衡常数K的意义 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放热反应.(2)平衡常数K值的大小，可推断反应进行的程度。
K 值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K 值越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。(3)反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来说，反应的平衡常数K＞105，认为正反应进行得较完全；K ＜10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。(4)在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物的浓度幂的之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商Q与K比较大小来判断。QC > k， 未达平衡，逆向进行。 QC = k, 达平衡，平衡不移动。QC < k, 未达平衡，正向移动。（5）另外还有两点必须指出：
①平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。如：
2SO2(g)+O2===2SO3(g)
298K时K很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反应。
②平衡常数数值极小的反应，说明正反应在该条件下不可能进行，如:
N2+O2?2NO
K=10-30(298K)所以常温下用此反应固定氮气是不可能的。因此没有必要在该条件下进行实验，以免浪费人力物力。或者改变条件使反应在新的条件下进行比较好一些。
例题:高炉炼铁中发生的反应有:
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g); △H < 0
(1)该反应的浓度平衡常数表达式Kc=____________;
(2)已知1100℃时,Kc=0.263.温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,平衡常数Kc________(增大,减少或不变).
(3) 1100℃时,测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=
0.1mol/L,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态________(填是或否),此时反应速率是v正________v逆(填
>,<,=).化学反应原理新课标人教版选修四第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡
（化学平衡常数－第二课时）（2）生成物：平衡浓度=初始浓度+转化浓度
生成物D: c平(D) = c0(D) +△c(D)（3）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。△c(A):△c(D)=a:d（1）反应物：平衡浓度=初始浓度-转化浓度；
反应物A: c平(A)=c0(A) - △c(A)二、有关化学平衡常数的计算概念理解：平衡转化率 用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率α来表示反应限度。反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：例题1：在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得[H2]=0.0080mol/L，求：
(1)反应的平衡常数
(2)其它条件不变，充入的H2(g)和I2(g)各0.2mol,求达平衡时各物质的平衡浓度。(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数虽然一定，但不同的反应物的平衡转化率可能不同。不能脱离具体的反应物谈平衡转化率。①③②④⑤⑥⑦⑧例题2:在密闭容器中充入 1mol CO和 1mol H2O(g),发生反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃时反应达平衡,若k=1.求：
（1）CO的平衡浓度和转化率。
（2）知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。(3)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数
（化学平衡常数－第一课时）首先，让我们以氢气和碘蒸气的反应为例，分析课本29页表中的数据，然后得出结论。根据表中的数据计算出平衡时 的值，并分析其中规律。 1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，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，这个常数称为该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号K表示。一、化学平衡常数(符号为K)2.数学表达式：3.平衡常数的单位
∵浓度的单位为mol·L-1
∴K的单位为(mol·L-1)?n；当浓度的单位为 mol·L-1，称标准平衡常数，标准平衡常数不写单位。4.书写平衡常数关系式的规则1)如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
如:CaCO3(s)?CaO(s)+CO2(g)
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(l)K=c(CO2)K=c(CO)/[c(CO2) ·c(H2)] 再如: 稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必写在平衡关系式中，如：Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)又如：非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应C2H5OH+CH3COOH?CH3COOC2H5+H2O
K=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/
(c[C2H5OH]c[CH3COOH])2)同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。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
? K1 ? K2 ， K1 = K22
??3)多重平衡规则：若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)
例题: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g) K1
2NO2 (g) ? N2O4 (g) K2
2NO (g) +O2(g) ? N2O4 (g) K = K1 ? K2
?
C (s) + CO2(g) 2CO(g) K
C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1
CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2
K = K1/K2
(1)平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。 若正反应是吸热反应,升高温度,K 增大;若正反应是放热反应,升高温度,K 减小;5.引入平衡常数K的意义 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放热反应.(2)平衡常数K值的大小，可推断反应进行的程度。
K 值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K 值越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。(3)反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来说，反应的平衡常数K＞105，认为正反应进行得较完全；K ＜10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。(4)在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物的浓度幂的之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商Q与K比较大小来判断。QC > k， 未达平衡，逆向进行。 QC = k, 达平衡，平衡不移动。QC < k, 未达平衡，正向移动。（5）另外还有两点必须指出：
①平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。如：
2SO2(g)+O2===2SO3(g)
298K时K很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反应。
②平衡常数数值极小的反应，说明正反应在该条件下不可能进行，如:
N2+O2?2NO
K=10-30(298K)所以常温下用此反应固定氮气是不可能的。因此没有必要在该条件下进行实验，以免浪费人力物力。或者改变条件使反应在新的条件下进行比较好一些。
例题:高炉炼铁中发生的反应有:
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g); △H < 0
(1)该反应的浓度平衡常数表达式Kc=____________;
(2)已知1100℃时,Kc=0.263.温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,平衡常数Kc________(增大,减少或不变).
(3) 1100℃时,测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=
0.1mol/L,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态________(填是或否),此时反应速率是v正________v逆(填
>,<,=).化学反应原理新课标人教版选修四第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡
（化学平衡常数－第二课时）（2）生成物：平衡浓度=初始浓度+转化浓度
生成物D: c平(D) = c0(D) +△c(D)（3）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。△c(A):△c(D)=a:d（1）反应物：平衡浓度=初始浓度-转化浓度；
反应物A: c平(A)=c0(A) - △c(A)二、有关化学平衡常数的计算概念理解：平衡转化率 用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率α来表示反应限度。反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：例题1：在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得[H2]=0.0080mol/L，求：
(1)反应的平衡常数
(2)其它条件不变，充入的H2(g)和I2(g)各0.2mol,求达平衡时各物质的平衡浓度。(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数虽然一定，但不同的反应物的平衡转化率可能不同。不能脱离具体的反应物谈平衡转化率。①③②④⑤⑥⑦⑧例题2:在密闭容器中充入 1mol CO和 1mol H2O(g),发生反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃时反应达平衡,若k=1.求：
（1）CO的平衡浓度和转化率。
（2）知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。(3)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数