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化学平衡常数
第二节 化学平衡
【学习目标】
1．知道化学平衡常数的含义。
2.能书写平衡常数表达式，能进行化学平衡常数、转化率的简单计算。
3．通过化学平衡常数对化学平衡进行“定量”计算和判断化学平衡进行的程度及平衡移动方向。
你知道可逆反应达到平衡状态的标志吗？
（1）v正=v逆≠0
（2）各组分浓度保持不变
那在一定温度下，化学平衡体系中反应物浓度与生成物浓度之间有关系吗？
457.6℃时反应体系I2(g)+H2(g) 2HI(g)
【问题探究一】分析上表，你得出什么结论？
通过分析实验数据得出：
结论1： 为常数
c2(HI)
c(H2) · c(I2)
结论2：常数与反应物的起始浓度大小无关；
与正向建立还是逆向建立平衡无关。
【继续探究】对比上表与前一表的数据，你得出什么结论？
425.6℃时反应体系I2(g)+H2(g) 2HI(g)
结论3：化学平衡常数与温度有关
通过分析实验数据得出：
结论1： 为常数
c2(HI)
c(H2) · c(I2)
结论2：常数与反应物的起始浓度大小无关；
与正向建立还是逆向建立平衡无关。
【问题探究】以上的结论是否只适用于某一特定反应还是适用于所有的可逆反应？
适用于所有的可逆反应
【问题探究】以上结论适用于某一时刻还是平衡时候？
1、浓度商
对于一般的可逆反应，如mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，在任意时刻的
称为浓度商，常用Q表示。
2、平衡常数
(1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到 时， 与 的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数。用符号“K”表示。
(2)使用范围： 时的可逆反应(固体或液体纯物质一般不列入平衡常数)
(3)表示方法：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) K=
小结
生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值
平衡
生成物浓度幂之积
反应物浓度幂之积
平衡
【例】平衡常数表达式的书写：
（1）CaCO3(s) CaO(s)＋CO2(g)
（2）C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)
（3）Cr2O72－＋H2O 2CrO42－＋2H＋
（4）N2＋3H2 2NH3
（5）2NH3 N2＋3H2
（6）
N2＋ H2 NH3
1
2
3
2
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、固体或纯液体存由于其浓度可看作“1”而不代入公式。
3、平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关。
①对于给定的化学反应，正逆反应的平衡常数互为倒数。
②若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，系数变为原来的几倍，平衡常数变为原来的几次方。
【例】在某温度下，将含有H2和I2各0.10 mol 的气态混合物充入10 L 的密闭容器中，充分反应并达到平衡后，测得c(H2)＝0.0080 mol·L－1：
（1）计算该反应的平衡常数。
（2）计算上述反应达到平衡时I2的转化率。
（3）在上述温度下，若起始时向该容器中通入H2和I2(g)各0.2 mol，试求达到化学平衡时各物质的浓度。
（4）在上述温度下，某一时刻该容器内H2、I2、HI的物质的量均为0.05mol，此时反应是否达到平衡？如果没达到平衡，此时反应处于什么状态？怎么判断？
以“三段式”进行化学平衡常数的计算
mA(g) ＋ nB(g) pC(g)＋qD(g)
起始浓度(mol/L)：a b 0 0
转化浓度(mol/L)：mx nx px qx
平衡浓度(mol/L)：a-mx b-nx px qx
化学平衡常数的应用
①用于计算平衡浓度、物质的量分数、转化率等。
②判断反应进行的程度
K值越大→平衡体系中生成物所占的比例 →正向反应进行的程度 →反应进行得越 →反应物的转化率 ：反之，就越不完全，转化率就越小。当 时，该反应进行得就基本完全了。当 时，认为该反应很难进行。
③判断平衡移动方向
利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。
当Q=K时，反应处于 状态，v正 v逆；
当Q当Q>K时，反应向 方向进行，v正 v逆。
④判断反应的吸（放）热情况
越大
越大
彻底
越大
K＞105
K＜10-5
平衡
=
正反应
＞
逆反应
＜
【练习一】在容积不变的密闭容器中，将2.0 mol CO与10 mol H2O混合加热到830℃，达到下列平衡：
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，此时该反应的K为1.0。
（1）求达到平衡时CO转化为CO2的转化率。
（2）某时刻CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的浓度分别为1.0mol/L、1.0mol/L、2.0mol/L、1.5mol/L。此时反应是否处于平衡状态？如果不平衡，此时反应朝哪个方向进行？
【练习二】在2L的密闭容器中，放入0.4mol A和0.6mol B，在一定温度下，压强为p，加入催化剂（体积忽略），发生反应：2A(g)+3B(g) xC(g)+2D(g)，保持温度不变，在amin时反应达到平衡状态，容器中c(D)=0.1mol·L-1，容器内压强变为0.9p，则：
（1）物质B的转化率是 。
（2）化学反应速率v(C)是 。
（3）x为 。

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