资源简介

(共25张PPT)
章
二
第
化学反应速率与化学平衡
第2课时
化学平衡常数
第二节 化学平衡
根据下表数据计算平衡时
的值并分析其中规律：
2
c (HI)
c(H2) · c(I2)
I2(g) + H2(g) 2HI(g)
起始时浓度mol/L 平衡时浓度mol/L 平衡时
c (H2) c(I2) c (HI) c[H2] c[I2] c[HI]
0.01197 0.006944 0 0.005617 0.0005936 0.01270 48.37
0.01228 0.009964 0 0.003841 0.001524 0.01687 48.62
0.01201 0.008403 0 0.004580 0.0009733 0.01486 49.54
0 0 0.01520 0.001696 0.001696 0.01181 48.49
0 0 0.01287 0.001433 0.001433 0.01000 48.70
0 0 0.03777 0.004213 0.0004213 0.02934 48.50
2
c (HI)
c(H2) · c(I2)
讲授新课
通过分析实验数据得出：
1.温度不变时， 为常数用K表示；
2.常数K与反应的起始浓度大小无关；
3.常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的过程无关。
【思考】
人们对其他化学平衡体系的数据进行分析，也发现了类似的关系,平衡常数的含义是什么？
讲授新课
三、化学平衡常数
在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，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（简称平衡常数），用符号K表示。
1、定义
对于反应: mA(g)+ nB(g) pC(g) + qD(g)
但一般不写单位
　　
浓度的单位为mol·L-1 。K 的单位为(mol·L-1) n
讲授新课
请写出下表中各反应的平衡常数表达式并回答问题
反应 Kc
① 1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g)
② N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
③ 2NH3(g) N2(g)+3H2(g)
④ Fe0(s)+C0(g) Fe(s)+CO2(g)
⑤ AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
⑥ Cr2072-(aq)+H20 2Cr042-(aq)+2H+(aq)
随堂小练
（1）比较①和②，分析平衡常数表达式的书写与哪些因素有关
（2）比较②和③，分析正、逆反应的平衡常数之间的关系
（3）④⑤和⑥，分析平衡体系中固体和纯液体的浓度在平衡常数表达式中不出现的原因。
思考与交流
2.书写平衡常数关系式的规则
（1）一个化学反应的K大小只与温度有关。
（2）平衡常数的表达式及单位与方程式的书写形式有关。
（3）化学反应的正逆反应的平衡常数互为倒数。
（4）有纯固体或溶剂参加的反应，它们不列入平衡常数表达式。
强调：a.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。
b.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。
讲授新课
对于可逆反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g),在一定温度下,其平衡常数为K ,下列条件的变化中,能使K 发生变化的是 (　　)
A.将C(s)的表面积增大 B.增大体系压强
C.升高体系温度 D.使用合适的催化剂
C
随堂小练
已知450℃时，反应H2（g)+I2（g) 2HI（g）的k=50，由此推测在450 ℃时，反应2HI（g） H2（g)+I2（g）的化学平衡常数为（ ）
A.50 B. 0.02
C.100 D.无法确定
B
随堂小练
例1 在某温度下，将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中充分反应，达到平衡后，测得c（H2）=0.0080mol/L 。
（1）求反应的平衡常数。
（2）在上述温度下，该容器中通入H2和I2蒸气各0.20mol,试求达到化学平衡时各物质的浓度。
典例精析
H2 (g) + I2 (g) 2HI (g)
起始浓度/mol·L-1 0.010 0.010 0
变化浓度 /mol·L-1 0.0020 0.0020 0.0040
平衡浓度/mol·L-1 0.0080 0.0080 0.0040
典例精析
解 （1）依题意可知，平衡时c（H2）=0.0080mol/L，消耗c(H2)=0.002 0 mol/L，生成 c(HI)=0.004 0 mol/L。
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
典例精析
（2） 依 题 意 可 知， 起 始 时 c(H2 ) = 0.020 mol·L-1 ，c(I2) = 0.020 mol·L-1 。
设 H2 的变化浓度为 x mol·L-1 。则：
H2 (g) + I2 (g) 2HI (g)
解得 x=0.004 mol/L
平衡时 c(H2)=c(I2)=0.016 mol/L，c(HI)=0.008 mol/L
典例精析
K 只随温度发生变化，因此：
答：（1）该反应的平衡常数为 0.25。
（2） 达 到 化 学 平 衡 时 各 物 质 的 浓 度 分 别 为：c(H2)=
0.016 mol/L，c(I2)=0.016 mol/L，c(HI)=0.008 0 mol/L。
典例精析
例2 在容积不变的密闭容器中，将 2.0 mol CO与 10 mol H O 混合加热到 830 °C，达到下列平衡：
CO(g)+H O(g) CO (g)+H (g)
此时该反应的 K 为 1.0。求达到平衡时 CO 转化为 CO 的转化率。
典例精析
CO(g)+ H O(g) CO (g)+ H (g)
【解】 设 达 到 平 衡 时 CO 转 化 为 CO 2 的 物 质 的 量 为
x mol，容器的容积为 y L。
典例精析
CO 转化为 CO 的转化率为
答：达到平衡时 CO 转化为 CO 的转化率为 83%。
3、平衡常数K的意义
(1)、利用平衡常数判断反应的热效应。
升高温度，K 增大；则正反应是吸热反应，
升高温度，K 减小，则正反应是放热反应 。
讲授新课
在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商Qc与K比较大小来判断。
即Qc = K 体系处于化学平衡
Qc＜K 反应正向进行
Qc＞K 反应逆向进行
(2)判断反应进行的方向
讲授新课
某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）＋B（g） 2C（g）达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（ ）
A.均减半 B.均加倍
C.均增加1mol D.均减少1mol
C
随堂小练
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。
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）
(3)定量的衡量化学反应进行的程度
讲授新课
N2(g)+O2(g) 2NO(g)
K=1×10-30(298K)
这意味着298K时，N2和O2基本上没有进行反应。
讲授新课
4、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。
对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)
反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：
讲授新课
现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：
H2 (g) + I2 (g) 2HI (g)
已知c(H2)始=0.4mol/L，c(I2)始=1mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K=64，试判断，
达平衡状态时，H2的转化率应为多少？
随堂小练
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