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化学平衡常数
第2章 化学反应的方向、限度与速率
1.知道化学平衡常数的含义，能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数的简单计算；
2.能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
在工业生产中，人们会遇到各种各样的可逆反应，如合成氨的反应：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
高温、高压
催化剂
如何既快又多地合成氨呢？
(1)反应进行的快慢——化学反应速率
(2)反应进行的完全程度——化学反应的限度
一、化学平衡状态
在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和反应产物的组成(浓度、百分含量)不再随时间而变化，正反应速率和逆反应速率相等的状态。
思考与讨论
可逆反应达到平衡状态时，反应停止了吗？
当v正= v逆时，达到看似不变的“表面静止”状态，但实际反应并未停止，一直在进行中。
表中所列为测量反应I2(g) +H2(g) 2HI(g)在698.6K时各物质的初始浓度和平衡浓度所获得的数据，计算填写表中的空格。
初始浓度×10-2 mol/L 平衡浓度×10-2 mol/L
c始(H2) c始(I2) c始(HI) c平(H2) c平(I2) c平(HI) 1.067 1.196 0 0.183 0.313 1.767
1.135 0.904 0 0.356 0.125 1.559
1.134 0.751 0 0.457 0.074 1.354
0 0 1.069 0.114 0.114 0.841
0 0 0.449 0.048 0.048 0.353
c平2(HI)
c平(H2)c平(I2)
54.5
54.6
54.2
54.1
54.4
数值相同
二、化学平衡常数
在一定温度下，一个可逆反应达到化学平衡时，体系内反应产物浓度幂(以其化学计量数为幂)之积与反应物浓度幂之积的比值就是一个常数，简称平衡常数K。
对于： a A(g)＋b B(g) c C(g)＋d D(g)
c平(A) c平(B)
K＝
c
c平(C) c平(D)
d
a
b
注意：对于有纯固体或纯液体参与的反应，纯固体或纯液体不列入平衡常数的表达式中。
1.写出下列可逆反应的平衡常数表达式。
①H2(g)＋I2(g) 2HI(g)， K＝ 。
②C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)，K＝ 。
③FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)， K＝ 。
④Cl2(aq)＋H2O(l) H＋(aq)＋Cl－(aq)＋HClO(aq)，
K＝ 。
2.写出下列反应的化学平衡常数表达式及单位，并回答下列问题。
(1)①N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
K1＝ ，单位： 。
② N2(g)＋ H2(g) NH3(g)
K2＝ ，单位： 。
(mol·L－1)－2或mol－2·L2
(mol·L－1)－1或mol－1·L
　K2＝
③2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)
K3＝ ，单位： 。
(mol·L－1)2或mol2·L－2
思考：正向反应和逆向反应的平衡常数有何关系？
　互为倒数，即K1·K3＝1。
(1)K与化学计量数等倍扩大或缩小成幂指数关系。
(2)对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。
(3)若两反应的平衡常数分别为K1、K2，则：
①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。
②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝ 。
三、化学平衡常数的意义及应用
1.影响化学平衡常数的因素
温度 425.6 ℃ 457.6 ℃
K 54.5 48.7
(1)内因：反应物本身的性质，同一温度下，不同的反应化学平衡常数不同。
(2)外因：同一化学反应，平衡常数与浓度、压强无关，与温度有关，升高温度，吸热反应的平衡常数增大，反之减小。
H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＝－14.9 kJ·mol－1
2.意义及应用
K值 <10－5 10－5～105 >105
反应程度 很难进行 可逆 进行得较完全
(1)判断可逆反应进行的程度
平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度)。
K值
正反应进行的程度越大
正反应进行的程度越小
反应进行得越完全
反应进行得越不完全
越大
越小
(2)判断可逆反应是否达到化学平衡状态及反应进行的方向
对于可逆反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在一定温度下的任意状态，反应物与反应产物的浓度有如下关系：
浓度商Q＝
Q
＜K　反应向正反应方向进行；
＝K　反应处于化学平衡状态；
＞K　反应向逆反应方向进行。
1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)平衡常数表达式中,可以是物质的任一浓度。(　　)
(2)催化剂既能改变速率常数,也能改变化学平衡常数。(　　)
(3)对于同一可逆反应,升高温度,则化学平衡常数增大。(　　)
(4)增大反应物的浓度,平衡正向移动,化学平衡常数增大。(　　)
(5)可逆反应中反应物的转化率不能达到100%。(　　)
2.下列关于某一化学反应的平衡常数的说法中,正确的是 (　　)
A.与该反应的压强有关
B.与反应的温度有关,还与反应本身有关
C.与化学反应本身和温度有关,并且会受到起始浓度的影响
D.只与化学反应本身有关,与其他条件都无关
B
3.1000 K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g) ? NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.0059。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，下列说法正确的是(　　)
A．该反应已达到平衡状态
B．该反应未达到平衡状态，反应正向进行
C．该反应未达到平衡状态，反应逆向进行
D．无法确定该反应是否达到平衡状态
C
4.在0.5 L的密闭容器中进行如下反应：
X(g)＋3Y(g)? 2Z(g) ΔH＝a kJ·mol－1，其化学平衡常数K与温度的关系如下。
温度/℃ 200 300 400
K/mol－2·L2 1.0 0.86 0.5
请回答下列问题：
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式：____________，a_____(填“大于”“小于”或“等于”)0。
(2)400 ℃时，2Z(g)? X(g)＋3Y(g)的化学平衡常数为_____，测得X、Y、Z的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol时，该反应的v正(X)_____(填“大于”“小于”或“等于”)v逆(Y)。
小于
2
大于
符号表达
影响因素
温度
定量
表征
化学反应限度
意义
判断反应进行的程度
判断可逆反应是否达平衡
通过Q与K的关系预测反应进行的方向
c平(A) c平(B)
K＝
c
c平(C) c平(D)
d
a
b
化
学
平
衡
常
数

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