《化學(xué)平衡常數(shù)》PPT課件.ppt

第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度,化學(xué)平衡常數(shù),復(fù)習(xí):在一定溫度下,下列敘述不是可逆反應(yīng) A(氣)+3B(氣) 2C(氣)+2D(固)達(dá)到 平衡的標(biāo)志的是 ( ) C的生成速率與C的分解速率相等 單位時(shí)間內(nèi)生成amolA,同時(shí)生成3amolB A、B、C的濃度不再變化 A、B、C的分壓強(qiáng)不再變化 混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化 混合氣體的物質(zhì)的量不再變化 單位時(shí)間內(nèi)消耗amolA,同時(shí)生成 3amolB A、B、C、D的分子數(shù)之比為1:3:2:2 A. B. C. D.,A,(1) 看能否得出v正 = v逆 的結(jié)論, 鍵的角度分析:單位時(shí)間某物質(zhì)斷裂與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等, 同一種物質(zhì)：該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率；, 不同種物質(zhì)：一物質(zhì)的正反應(yīng)速率與另一物質(zhì)的逆反應(yīng)速率之比等于方程式中的計(jì)量數(shù)之比；,即 mA(g) + n B(g) p C(g) +q D(g),(A) (B逆) = m n,化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志,(2) 看能否得出反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變的結(jié)論, 各組成成分的含量(濃度、物質(zhì)的量、體積分?jǐn)?shù)等)保持不變, 容器體積一定時(shí)，有色氣體的 顏色不再變化；,如I2、Br2、NO2,(3)看能否通過(guò)P總、n總、M的變化情況得出結(jié)論：,若反應(yīng)往正方向或逆方向進(jìn)行時(shí)P總 或 n總 或或M會(huì)發(fā)生改變的，則不變時(shí)說(shuō)明達(dá)到平衡;若始終不變的，則不能判斷。,“交流與討論”,請(qǐng)大家完成 P48頁(yè)的“交流與討論”，并根據(jù)所得結(jié)果總結(jié)歸納平衡時(shí)反應(yīng)物、生成物濃度之間的關(guān)系。,結(jié)論：在一定的溫度下，無(wú)論反應(yīng)物的起始濃度，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，反應(yīng)物與生成物的系數(shù)次方的比是一常數(shù)。,一、化學(xué)平衡常數(shù),1、 概念,對(duì)某一可逆反應(yīng)，在一定溫度下，無(wú)論反應(yīng)物的起始濃度如何，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，反應(yīng)物與生成物濃度系數(shù)次方的比是一個(gè)常數(shù)，稱為化學(xué)平衡常數(shù)，用K表示。,2、K的表達(dá)式,對(duì)于下列可逆反應(yīng)：aA + bB cC + dD，則有：,其中c為各組分的平衡濃度,思考：學(xué)習(xí)化學(xué)平衡常數(shù)有什么重要意義？對(duì)我們研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度有什么幫助？ 請(qǐng)大家閱讀書本P48頁(yè)及表2-7，并得出結(jié)論。,3、化學(xué)平衡常數(shù)的意義,aA + bB cC + dD,K值的大小，表示在該溫度下達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度（反應(yīng)的限度），K值越大，表明反應(yīng)進(jìn)行的程度越大；反之則越小。,“交流與討論”,閱讀分析表2-8和表2-9，總結(jié)可逆反應(yīng)平衡常數(shù)的使用條件和書寫平衡常數(shù)表達(dá)式的注意事項(xiàng),4.使用平衡常數(shù)的注意事項(xiàng),aA + bB cC + dD,（2）K值表達(dá)式中，固體、液態(tài)水不寫；,（3）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫方式有關(guān)；,（1）K只與溫度有關(guān)，所以使用時(shí)應(yīng)注明溫度；,（5）利用K 值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài),K K ：,K K ：,KK ：,（4）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反應(yīng)的 快慢，即速率大，K值不一定大；,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)， v正 v逆,反應(yīng)向正方向進(jìn)行， v正 v逆,反應(yīng)向逆方向進(jìn)行， v正 v逆,N2+3H2 2NH3,2NH3 N2+ 3H2,練習(xí)1：根據(jù)平衡常數(shù)的定義，請(qǐng)大家寫出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式。,二、平衡轉(zhuǎn)化率( ),100%, =,該反應(yīng)物的起始濃度該反應(yīng)物的平衡濃度,該反應(yīng)物的起始濃度,1、定義：P49,2、表達(dá)式：,3、理解注意： (1)、轉(zhuǎn)化率是對(duì)反應(yīng)物而言的； (2)、在一定溫度下可逆反應(yīng)中，K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率就越高； (3)、對(duì)于一給定可逆反應(yīng)，K值只與溫度有關(guān)，而a不僅與溫度有關(guān)也與反應(yīng)物起始濃度有關(guān)。,練習(xí)2、在某溫度下，可逆反應(yīng)： mA(g)+nB(g) pC(g) + qD(g)的平衡常數(shù)為，下列說(shuō)法正確的是 （ ） .越大，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大 .越小，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大 .隨反應(yīng)物濃度改變而改變 .隨溫度改變而改變,三、化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算,基本模式“三部曲解法”,轉(zhuǎn)化濃度：mx nx px qx,平衡濃度：a-mx b-nx px qx,基本關(guān)系,生成物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度,反應(yīng)物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度,例： mA + nB pC + qD 起始濃度：a b 0 0,(mol/L),(mol/L),(mol/L),例1：某溫度下，向10L真空容器中注入1.00 mol H2(g) 和1.00 mol I2(g)，反應(yīng)平衡后I2(g)的濃度為0.0200 molL-1試求該溫度下 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù)。,解：據(jù)題意可知，起始時(shí)c(H2)=c(I2)=0.100molL-1，平衡時(shí)c(H2)=c(I2)=0.0200molL-1，生成的c(HI) = 0.160molL-1,H2(g) + I2(g) 2HI(g),起始時(shí)各物質(zhì)的濃度/molL-1,0.100 0.100 0,變化的各物質(zhì)的濃度/molL-1,平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度/molL-1,0.0800 0.0800 0.160,0.0200 0.0200 0.160,K =,(0.160)2,(0.0200)2,= 64.0,c2(HI),c(H2) c(I2),=,答：平衡常數(shù)為64.0。,c(CO) c(H2O),【例2】在一密閉容器中，CO與H2O混合加熱到800達(dá)到下列平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.00，若反應(yīng)開始時(shí)CO和H2O的濃度均為0.200 molL-1 ，求達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化為CO2轉(zhuǎn)化率是多少？,c(平)/molL-1 0.200x 0.200x x x,解得: x = 0.1,解：設(shè)平衡時(shí)CO2和H2的濃度為x molL-1,K =,x2,(0.200x)(0.200x),CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),c(始) /molL-1 0.200 0.200 0 0,c(變)/molL-1 x x x x,= 1.00,c(CO2) c(H2),=,練習(xí)1、850K時(shí)，在一密閉容器中充入一定量的SO2和O2，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后測(cè)得：SO2、O2和SO3的濃度分別為6.010-3 molL-1 、8.010-3 molL-1 和 4.410-2 molL-1。 計(jì)算： （1）該溫度下反應(yīng) 的平衡常數(shù)。 （2）達(dá)平衡狀態(tài)時(shí) SO2的轉(zhuǎn)化率。,2SO2+O2 2SO3,練習(xí)2：X、Y、Z為3種氣體，把a(bǔ)molX和bmolY充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X+2Y 2Z，達(dá)到平衡時(shí)，若它們的物質(zhì)的量滿足：n（x）+n（y）=n（z），則Y的轉(zhuǎn)化率為 （ ）,K=40.3,a(SO2)=88%,B,練習(xí)3：高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)Q。其平衡常數(shù)可表達(dá)為: K=c(CO2)/c(CO)，已知1100，K=0.263 (1)若要使反應(yīng)向右進(jìn)行，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值_，平衡常數(shù)K值_(填“增大”“減小”或“不變”) (2)1100時(shí)，測(cè)得高爐中c(CO2)=0.025molL-1，c(CO)=0.1molL-1，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)_(填“是”或“否”)，此時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率是V正_V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是 。,增大,不變,否,大于,c(CO2)/c(CO)0.250.263，說(shuō)明不是平衡狀態(tài)，且向正反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算,練習(xí)5、在溫度和壓強(qiáng)不變時(shí)，將1體積N2O4分解：N2O4 2NO2 并達(dá)到平衡，混合氣體變?yōu)?.4體積，求： N2O4的分解率。,一、化學(xué)平衡常數(shù),1、 概念,對(duì)某一可逆反應(yīng)，在一定溫度下，無(wú)論反應(yīng)物的起始濃度如何，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，反應(yīng)物與生成物濃度的系數(shù)次方的比是一個(gè)常數(shù)，稱為化學(xué)平衡常數(shù)，用K表示。,2、K的表達(dá)式,對(duì)于下列可逆反應(yīng)：aA + bB cC + dD，則有：,注意：其中c為各組分的平衡濃度， K值只隨溫度改變。,小結(jié)：,3、化學(xué)平衡常數(shù)的意義,aA + bB cC + dD,K值的大小表示在該溫度下達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度。K值越大，表明反應(yīng)進(jìn)行的程度越大；反之則越小,4、使用平衡常數(shù)的注意事項(xiàng),（2）K值表達(dá)式中，固體、液態(tài)水不寫；,（3）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫方式有關(guān)；,（1）K只與溫度有關(guān)，所以使用時(shí)應(yīng)注明溫度；,（4）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反應(yīng)的快慢，即速率大，K值不一定大；,（5）利用K 值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài),K K ， v正 v逆，反應(yīng)向正方向進(jìn)行,K K ， v正 v逆，反應(yīng)處于平衡狀態(tài),KK ， v正 v逆，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行,二、平衡轉(zhuǎn)化率( ),100%, =,該反應(yīng)物的起始濃度該反應(yīng)物的平衡濃度,該反應(yīng)物的起始濃度,1、定義：P49,2、表達(dá)式：,3、理解注意： (1)、轉(zhuǎn)化率是對(duì)反應(yīng)物而言的； (2)、在一定溫度下可逆反應(yīng)中，K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率就越高； (3)、對(duì)于一