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化学平衡常数
第二章 化学反应速率与化学平衡
1.知道化学平衡常数的含义
2.能书写化学平衡常数表达式并进行简单计算
3.能利用平衡常数和浓度商的关系判断反应是否达到平衡
在457.6℃封闭体系中时,进行反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),如何判断该反应体系达到平衡了呢？
反应体系颜色不再变化
H2、I2、HI的浓度不再改变
混合气体密度不再变化
气体压强不再变化
v反应(H2)=v生成(I2)
在 457.6℃ 时，实验测得溶液中的反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g),在反应物浓度不同
时的检测数据如下表。试找出化学平衡体系中反应物和生成物浓度之间的关系。
(2)该常数与反应的起始浓度大小无关；
(3)该常数与正向还是逆向建立平衡无关，
——即与平衡建立的途径无关。
常用K表示。
(1)某温度下时， 为常数，
通过分析实验数据得出：
c(H2)·c(I2)
c2(HI)
一、化学平衡常数
在一定温度下，当一个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(简称平衡常数)，用符号K表示。
c平c(C) c平d(D)
c平a(A) c平b(B)
K＝
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。
例：a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g)
代入平衡时各气体物质的浓度
表达式
一、化学平衡常数
在一定温度下，当一个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(简称平衡常数)，用符号K表示。
cc(C) cd(D)
ca(A) cb(B)
Q＝
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。
例：a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g)
代入任意时刻各气体物质的浓度
浓度商
化学方程式 平衡常数表达式
2NO2 N2O4
NO2 N2O4
2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋
Br2＋H2O H＋＋Br－＋HBrO
K＝
写出下表中各反应的平衡常数表达式
一、化学平衡常数
化学平衡常数的书写及注意事项
(3)固体和纯液体不记入化学平衡常数表达式中：
K = c2 (CrO42-) ·c2 (H+) / c(Cr2O72-)
CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+
K = c(CO2)
(1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度和压强无关。
(2)计算时代入公式的浓度是指平衡时各物质的浓度。
一、化学平衡常数
化学平衡常数的书写及注意事项
N2＋3H2 2NH3 K1
1/2N2＋3/2H2 NH3 K2
K1＝K22
（4）K表达式与化学方程式书写形式有关，方程式不同，平衡常数不同。
2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g) K2
2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) K1
K2 ＝1/K1
（5）同一化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数
一、化学平衡常数
化学平衡常数的书写及注意事项
(6)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)
2NO(g) + O2(g) 2NO2 K1
2NO2(g) N2O4 K2
2NO(g) + O2(g) N2O4(g) K
= K1 K2
例1：分别写出下列平衡数的表达式，找出关系
(7)平衡常数没有固定单位，可写可不写，具体按计算时代入单位运算得出
二、化学平衡常数的意义及计算
意义
当K<10－5时，该正反应很难发生。
K值越大，表示反应进行得越完全
当K>105时，该正反应进行完全。
K值越小，表示反应进行得越不完全
注意事项
化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小，并不涉及反应时间和化学反应速率。
二、化学平衡常数的意义及计算
平衡浓度的求算
在某温度下，将含有H2和I2 各0.10 mol的气态混合物充入容积为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）在上述温度下，若起始时向该容器中通入 H2和 I2(g)各0.20 mol，试求达到化学平衡时各物质的浓度。
解:(1)
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
起始浓度(mol/L)
变化浓度(mol/L)
平衡浓度(mol/L)
0.01
0.01
0
0.008
0.002
0.002
0.004
0.008
0.004
k=
二、化学平衡常数的意义及计算
平衡浓度的求算
在某温度下，将含有H2和I2 各0.10 mol的气态混合物充入容积为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。
（2）在上述温度下，若起始时向该容器中通入 H2和 I2(g)各0.20 mol，试求达到化学平衡时各物质的浓度。
解:(2)
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
起始浓度(mol/L)
变化浓度(mol/L)
平衡浓度(mol/L)
0.02
0.02
0
0.02-x
x
x
2x
0.02-x
2x
k=
x=0.004
平衡浓度的求算
①设反应物转化的量为 x；
②用含 x 的式子表示出各物质的平衡浓度；
③通过平衡常数表达式列出方程式；
④求解所列方程式。
二、化学平衡常数的意义及计算
转化率
达到化学平衡时，反应达到该条件下物质转化的最大“限度”，即反应物的转化率(α)最大。
平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。
mA + nB pC+qD
α(A)=
化学反应 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 是硫酸制造工业的基本反应。将 0.050 mol
SO2(g) 和 0.030 mol O2(g) 注入体积为 1.0 L 的密闭反应器，并将反应器置于 某较高温度下的恒温环境中；达到化学平衡后，测得反应器中有0.044 mol SO3(g)，求该温度下反应的平衡常数及 SO2、O2 的平衡转化率。
解:(1)
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
起始浓度(mol/L)
变化浓度(mol/L)
平衡浓度(mol/L)
0.05
0.03
0
0.006
0.044
0.022
0.044
0.008
0.044
k=
化学反应 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 是硫酸制造工业的基本反应。将 0.050 mol
SO2(g) 和 0.030 mol O2(g) 注入体积为 1.0 L 的密闭反应器，并将反应器置于 某较高温度下的恒温环境中；达到化学平衡后，测得反应器中有0.044 mol SO3(g)，求该温度下反应的平衡常数及 SO2、O2 的平衡转化率。
解:(2)
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
起始浓度(mol/L)
变化浓度(mol/L)
平衡浓度(mol/L)
0.05
0.03
0
0.006
0.044
0.022
0.044
0.008
0.044
α(SO2)=
α(O2)=
对于一个已标明化学方程式的化学反应，温度一定时只有一个平衡常数， 但不同反应物的平衡转化率却可能不同。因此，脱离具体的反应物谈化学反应的平衡转化 率是没有意义的。
c平c(C) c平d(D)
c平a(A) c平b(B)
K＝
代入平衡时各气体物质的浓度
化学平衡常数
cc(C) cd(D)
ca(A) cb(B)
Q＝
代入任意时刻各气体物质的浓度
浓度商
转化率
α(A)=
平衡常数与反应式变化的关系
反应式的改变 平衡常数的改变 新的平衡常数
逆写 为原来的倒数 =
乘以n倍 为原来的n次方倍 k’=kn
两个反应式相加 为原来两k值的乘积 k’=k1 x k2
两个反应式相减 为原来两k值相除 k’=

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