人教版高二化学选修4第二章第三节 化学平衡（20张PPT）

(共20张PPT)
组织建设
化学平衡
序号
起始时浓度mol/L
平衡时浓度mol/L
H2
I2
HI
H2
I2
HI
1
0.01197
0.06944
0
0.005617
0.0005936
0.01270
2
0.01135
0.00904
0
0.00356
0.00125
0.01559
3
0.01201
0.008403
0.0
0.00458
0.0009733
0.01486
4
0
0
0.01520
0.001696
0.001696
0.01181
5
0
0
0.01287
0.001433
0.001433
0.01000
6
0
0
0.03777
0.004213
0.004213
0.02934
I2(g)
+
H2(g)
2HI(g)
2
c
(HI)
c(H2)
·
c(I2)
2
c
(HI)
c(H2)
·
c(I2)
(1)温度不变时，
为常数
K
(2)常数K与起始浓度大小无关
(3)常数K与起始反应方向无关
48.38
48.61
49.54
48.48
48.71
48.81
一定温度下，当可逆反应达到化学平衡
时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积
的比值是一个常数，这个常数就是该反应的
化学平衡常数（K）。
一定温度
生成物浓度幂之积
反应物浓度幂之积
比值
化学平衡常数
(1)温度不变时，K不变
(2)常数K与起始浓度大小无关
(3)常数K与起始反应方向无关
⑷K只与温度有关
⑸K的表达式与方程式形式有关
⑹纯液体(如水)和固体不出现在K表达式中
?1.化学平衡常数K
K=
cc(C)cd(D)
ca(A)cb(B)
反应aA+bB
cC+dD
写出下列反应平衡常数的表达式
2SO2+O2
2SO3
H2+I2
2HI
CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(l)
K
=
c(CO2)
?
?
?
(1)纯液体(如水)
和固体不出现在K表达式中
?
K1
=
K22
(2)K表达式与化学方程式书写形式有关
2NO2(g)
2NO(g)
+
O2(g)
K2
2NO(g)
+
O2(g)
2NO2(g)
K1
?
(3)同一化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数
N2+3H2
2NH3
K1
2NO(g)
+
O2(g)
2NO2(g)
K1
2NO2(g)
N2O4
(g)
K2
2NO(g)
+O2(g)
N2O4
(g)
K
3
K
3
=
K1
?
K2
(4)多重平衡规则：方程式呈相加(或相减)关系，则K呈现相乘(或相除)
例1：在某温度下，将H2和I2各0.1
mol
的混合物充入10
L
的密闭容器中，充分反应，达到平衡后c(H2)=0.008
0
mol/L。
（1）求该反应的平衡常数。
（2）在上述温度下，该容器中若通入H2和I2蒸汽各0.2
mol，
试求达到平衡状态时各物质的浓度。
8
9
【解析】
（1）
H2
+
I2
2HI
起始浓度/mol·L-1
0.010
0.010
0
变化浓度/mol·L-1
0.002
0
0.002
0
0.004
0
平衡浓度/mol·L-1
0.008
0
0.008
0
0.004
0
答：平衡常数为0.25。
c2
(HI)
c(H2)
·
c(I2)
10
H2
+
I2
2HI
起始浓度/mol·L-1
0.020
0.020
0
变化浓度/mol·L-1
x
x
2x
平衡浓度/
mol·L-1
0.020-x
0.020-x
2x
答:平衡时
c(H2)=c(I2)=0.016
mol/L
c(HI)=0.008
0
mol/L
解之得
x=0.004
0
mol/L
平衡时
c(H2)=c(I2)=0.016
mol/L
c(HI)=0.008
0
mol/L
c2
(HI)
c(H2)
·
c(I2)
（2）设反应中转化（或消耗）了xmol/L的氢气
例2：在密闭容器中，将
2.0
mol
CO与10
mol
H2O混合加热
到
800
°C，达到平衡：
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
K=1.0
求CO转化为CO2的转化率。
11
【解析】
设达到平衡时CO转化为CO2的物质的量为x,容器的容积为V。
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
起始浓度：
平衡浓度：
变化浓度:
x
V
x
V
x
V
x
V
c
(CO2)
·
c(H2)
c
(CO)
·
c(H2O
)
x2=(2.0-x)(10-x)
=20-12x+x2
CO转化为CO2的转化率为：
答：CO转化为CO2的转化率为83%。
已知反应如下:
FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)
△H>0
其平衡常数为：_______________。已知1100℃，K=0.263。1100℃时，测得c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应_______(填“是”或“否”)
处于平衡状态。
否
?
■利用K可判断反应是否建立平衡状态
?
浓度商
①
QC＜K
，反应向正方向进行
②
QC＝K
，反应处于平衡状态
③QC＞K
，反应向逆方向进行
2、平衡常数的应用
在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：
CO2(g)
+
H2(g)
CO(g)
+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
回答下列问题：
该反应为
反应（选填“吸热”、“放热”）
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
吸热
■利用K与T关系判断反应的热效应
①若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应
②若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应
2、平衡常数的应用
1.下列有关平衡常数的说法中不正确的是（
）
A.温度一定时，一个给定的化学反应的平衡常数是一个常数
B.改变反应物浓度或生成物浓度会改变平衡常数
C.温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。
D.浓度商
Qc﹤K时，反应向正反应方向进行。
课堂　反馈
B
2.
密闭容器中N2与H2合成NH3的反应可以表示为：
N2+3H2
2NH3
　N2+
　H2
NH3
下列说法正确的是（　　）
Ａ．两个化学方程式表示的意义相同
Ｂ．两个化学方程式的化学平衡常数相同
Ｃ．①和②的化学平衡常数单位相同
Ｄ　①和②的化学平衡常数互为倒数
①
②
Ａ
3.高炉炼铁中发生的基本反应如下:
FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)△H<0。其平衡常数可表达为:
K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.263
(1)若反应向右进行，高炉内CO2和CO的体积比值________，平衡常数K值________(填“增大”“减小”或“不变”)
(2)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”)，此时化学反应速率是V正____V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是
。
增大
不变
否
大于
c(CO2)/c(CO)＝0.25＜0.263，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行
在749K反应CO
(g)
+
H2O
(g)
CO2
(g)
+
H2
(g)
达平衡时，K=2.60，计算当CO、H2O
(g)的起始浓度都为
2.0
mol/L时达平衡后CO的转化率
解：设CO的转化率为α，则
CO(g)
+
H2O
(g)
CO2
(g)
+
H2
(g)
2.0
2.0
0
0
2.0α
2.0α
2.0α
2.0α
2.0(1-α)
2.0(1-α)
2.0α
2.0α
起始浓度mol/L
转化浓度mol/L
平衡浓度mol/L
?
α=
62
%
?
■利用K计算反应物的转化率
?
2、平衡常数的应用
②CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)
K=
.
③Cr2O72－+H2O
2CrO42－+2H+
K=
.
1.写出下列反应的平衡常数表达式，总结书写K的表达式时应注意的事项。
①2SO2(g)
+
O2(g)
2SO3(g)
K=
.
2.①N2O4(g)
2NO2(g)
K1=
.
②2N2O4(g)
4NO2(g)
K2=
.
③2NO2(g)
N2O4(g)
K3=
.
K1、K2、K3之间的关系式：
.