高中化學(xué)人教版選修四第二章第三節(jié)第4課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)

1、1第4課時(shí) 化學(xué)平衡常數(shù)21.了解化學(xué)平衡常數(shù)的含義。2.能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。31.什么是化學(xué)平衡？2.化學(xué)平衡有哪些特征？3.什么是平衡移動(dòng)？ 1.化學(xué)平衡狀態(tài)，就是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。 2.逆、等、動(dòng)、定、變 3.條件改變（濃度、溫度、壓強(qiáng)）導(dǎo)致舊平衡破壞，新平衡建立的過(guò)程。H2(g) +I2(g) 2HI(g)密閉容器457.6 根據(jù)數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算分析出平衡時(shí)數(shù)據(jù)中的規(guī)律。48.3848.6148.5448.4848.7148.81下面我們以H2和I2(g)的反應(yīng)為例,研究化學(xué)平衡的性質(zhì)(1)溫度不變

2、時(shí)， 為常數(shù), 用K表示,K =48.74；(2)常數(shù)K與反應(yīng)的起始濃度大小無(wú)關(guān)；(3)常數(shù)K與正向建立還是逆向建立平衡無(wú)關(guān)即與平衡建立 的過(guò)程無(wú)關(guān)。2c (HI)c(H2) c(I2) 結(jié)論54.554.654.4554.33H2(g) +I2(g) 2HI(g)密閉容器425.6 溫度改變平衡常數(shù)也發(fā)生改變。結(jié)論c cp p( (C C) )c cq q( (D D) ) c cm m( (A A) )c cn n( (B B) )= =K 7化學(xué)平衡常數(shù)1.概念 在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)

3、。（簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)） 對(duì)于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)2.表達(dá)式閱讀總結(jié)練習(xí)：試寫(xiě)出下列反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)()()(22232OcSOcSOcK)()()(22OHcHcCOcK注意：反應(yīng)中的固體或純?nèi)軇┎涣腥肫胶獬?shù)的表達(dá)式中！催化劑93.表示意義 K值越大，說(shuō)明平衡體系中生成物的比例越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大。反之就越不完全，轉(zhuǎn)化率就越小。10(1) K只是溫度的函數(shù)，即：K=f(T)若H0, 溫度升高，K值若H

4、0, 溫度升高，K值(2)反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時(shí)，由于其濃度可看做常數(shù)而不寫(xiě)入表達(dá)式。(3)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度必須是平衡狀態(tài)下的濃度，不能用任一時(shí)刻的濃度值。注意增大。減小。例例1：在某溫度下，將：在某溫度下，將H2和和I2各各0.1mol的混合物充入的混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后c(H2)=0.0080mol/L。（1）求該反應(yīng)的平衡常數(shù)。）求該反應(yīng)的平衡常數(shù)。（2）在上述溫度下，該容器中若通入）在上述溫度下，該容器中若通入H2和和I2蒸汽各蒸汽各0.2mol，試求達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的濃度。試求達(dá)到平衡狀態(tài)

5、時(shí)各物質(zhì)的濃度。 1112【解析解析】 （1） H2 + I2 2HI 起始濃度起始濃度/molL-1 0.010 0.010 0變化濃度變化濃度/molL-1 0.0020 0.0020 0.0040平衡濃度平衡濃度/molL-1 0.0080 0.0080 0.0040答：平衡常數(shù)為答：平衡常數(shù)為0.25。13（2） H2 + I2 2HI 起始濃度起始濃度/molL-1 0.020 0.020 0變化濃度變化濃度/molL-1 x x 2x平衡濃度平衡濃度/ molL-1 0.020-x 0.020-x 2x答答:平衡時(shí)平衡時(shí)c(H2)=c(I2)=0.016mol/L c(HI)=0.

6、0080mol/L解之得解之得 x=0.0040mol/L平衡時(shí)平衡時(shí) c(H2)=c(I2)=0.016mol/L c(HI)=0.0080mol/L 例例2：在密閉容器中，將：在密閉容器中，將2.0molCO與與10molH2O混合加熱到混合加熱到800 C，達(dá)到平衡：，達(dá)到平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.0 求求CO轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率。的轉(zhuǎn)化率。 1415【解析解析】 設(shè)達(dá)到平衡時(shí)設(shè)達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CO2的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為x,容容器的容積為器的容積為V。 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 起始濃度：起始濃

7、度：平衡濃度：平衡濃度：變化濃度變化濃度: XV XV XV XV 16X2=(2.0-x)(10-x) =20-12x+x2CO轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率為：的轉(zhuǎn)化率為：答：答：CO轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為83%。1、如果反應(yīng)中有固體和純液體參加，它們的濃度不應(yīng)寫(xiě)在平衡關(guān)系式中，因?yàn)樗鼈兊臐舛仁枪潭ú蛔兊模瘜W(xué)平衡關(guān)系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。如：CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)K=c(CO2)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)關(guān)系式的規(guī)則K=c(CO)c(CO2) c(H2)2、 稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如有水參加，水的濃度也

8、不必寫(xiě)在平衡關(guān)系式中，如：Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+K=c2 (CrO42-) c2(H+)c(Cr2O72-) 3、非水溶液中的反應(yīng)，如有水生成或有水參加反應(yīng)，此時(shí)水的濃度不可視為常數(shù)，必須表示在平衡關(guān)系式中。如酒精和醋酸的液相反應(yīng)C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5) c(H2O)c(C2H5OH) c(CH3COOH)4、同一化學(xué)反應(yīng)，可以用不同的化學(xué)反應(yīng)式來(lái)表示，每個(gè)化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)關(guān)系式及相應(yīng)的平衡常數(shù)。例：N2O4（g） 2NO2（g） 1/2N2O4（g） NO2（g） 1/3N2O4（g） 2/3

9、NO2（g） K=c2(NO2)c(N2O4)K=c(NO2)c1/2(N2O4)K=c2/3(NO2)c1/3(N2O4)例1: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 K2 5、多重平衡規(guī)則 若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡 常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)例2: C (s) + CO2(g) 2CO(g) K C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 K = K 2 K 1 在一定溫

10、度的密閉容器中，對(duì)于反應(yīng) CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，（1）將容器的體積擴(kuò)大兩倍，該平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)？（2）保持H2的濃度不改變將容器的體積擴(kuò)大兩倍，該平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)？【課后思考】 對(duì)于可逆反應(yīng)，在一定溫度的任意時(shí)刻，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系：叫該反應(yīng)的濃度商（1）QCK:反應(yīng)向正方向進(jìn)行（2）QCK:平衡不移動(dòng)（3）QCK:反應(yīng)向逆方向進(jìn)行m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)在一定溫度的密閉容器中，對(duì)于反應(yīng) CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，（2）保持H2的濃度不改變將容器的體積擴(kuò)大兩倍，該平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)？當(dāng)平衡體系中

11、有多條件改變，勒夏特列原理無(wú)法判斷平衡移動(dòng)方向時(shí)，我們可以考慮計(jì)算QC和K的相對(duì)大小?！纠^續(xù)探究】注意：一定溫度下的密閉容器中存在：2SO2+O2 2SO3知c(SO2)始=0.4mol/L，c(O2)始=1mol/L經(jīng)測(cè)定該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K19，試判斷，（1）當(dāng)SO2轉(zhuǎn)化率為50時(shí)，該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，若未達(dá)到，哪個(gè)方向進(jìn)行？（2）達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)， SO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)為多少？隨堂練習(xí)1 已知在800K時(shí)，反應(yīng)： CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g) 若起始濃度c(CO) = 2molL-1，c(H2O) = 3molL-1，則反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CO轉(zhuǎn)化成CO2的轉(zhuǎn)

12、化率為60%，如果將H2O的起始濃度加大為6 molL-1，試求此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率。隨堂練習(xí)2 28化學(xué)平衡常數(shù)1.概念2.意義3.表達(dá)式4.有關(guān)計(jì)算K=f(T)291 1下列敘述中一定能判斷某化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)的是下列敘述中一定能判斷某化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)的是 ( )( )A A混合物中各組分的濃度改變混合物中各組分的濃度改變B B正、逆反應(yīng)速率改變正、逆反應(yīng)速率改變C C混合物中各組分的含量改變混合物中各組分的含量改變D D混合體系的壓強(qiáng)發(fā)生改變混合體系的壓強(qiáng)發(fā)生改變C302.某溫度下，向容積為某溫度下，向容積為2 L的密閉反應(yīng)器中充入的密閉反應(yīng)器中充入0.10 molSO3，當(dāng)反應(yīng)器中的氣體壓強(qiáng)

13、不再變化時(shí)測(cè)得，當(dāng)反應(yīng)器中的氣體壓強(qiáng)不再變化時(shí)測(cè)得SO3的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率為為20%，則該溫度下反應(yīng)，則該溫度下反應(yīng)2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)的平的平衡常數(shù)為衡常數(shù)為 ( )A3.2103B1.6103C8.0102 D4.0102A313某溫度下，在一個(gè)某溫度下，在一個(gè)2 L的密閉容器中，加入的密閉容器中，加入4 mol A和和2 mol B進(jìn)行如下反應(yīng)：進(jìn)行如下反應(yīng)：3A(g)2B(g) 4C(s)2D(g)，反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到，反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡，測(cè)得生成平衡，測(cè)得生成1.6 mol C，則下列說(shuō)法正確的是，則下列說(shuō)法正確的是 ( )A該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是KB此時(shí)，此時(shí)，B的平衡轉(zhuǎn)化率是的平衡轉(zhuǎn)化率是40%C增大該體系的壓強(qiáng)，平衡向右移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)增