高中化學(xué)化學(xué)平衡常數(shù)

單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡2021/5/91化學(xué)平衡狀態(tài)時各反應(yīng)物和生成物的濃度間的定量關(guān)系2NO2(g)N2O4(g)表2-6NO2(g)－N2O4(g)平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度（25℃）起始濃度(mol/L)平衡濃度(mol/L)平衡濃度關(guān)系c(NO2)c(N2O4)c(NO2)c(N2O4)2.00×10-206.32×10-36.84×10-33.00×10-208.00×10-31.10×10-202.00×10-29.46×10-31.52×10-200.1002.28×10-28.86×10-2c(N2O4)c(NO2)c(N2O4)c(NO2)21.081.381.72×1021.71×1021.611.70×1023.891.70×1021.填寫下表中的空格2.分析表中數(shù)據(jù)，總結(jié)歸納化學(xué)平衡狀態(tài)時各反應(yīng)物和生成物的濃度間的定量關(guān)系2021/5/922.數(shù)學(xué)表達(dá)式：化學(xué)平衡常數(shù)1.定義：在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，生成物以反應(yīng)分子數(shù)為次冪的濃度的乘積與反應(yīng)物以反應(yīng)分子數(shù)為次冪的濃度的乘積之比為一個常數(shù)，這個常數(shù)叫化學(xué)平衡常數(shù)對于一般的可逆反應(yīng)：aA+bBcC+dDK=c(C)·c(D)cdc(A)·c(B)ab2021/5/93化學(xué)平衡常數(shù)的書寫注意事項K=c(CO2)K=c(CO)·c(H2)c(H2O)②稀溶液中有水參加反應(yīng)時，不寫水的濃度

Cl2+H2OHCl+HClO③同一可逆反應(yīng)，可以用不同的化學(xué)方程式表示，例：

N2O4(g)2NO2(g)2NO2(g)N2O4(g)K=｛c(NO2)｝c(N2O4)2K’=c(N2O4)｛c(NO2)｝2K=1/K’K=c(HCl)·c(HClO)c(Cl2)①如果反應(yīng)中有固體或純液體參加時，不寫它們的濃度例如：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)2021/5/943.影響平衡常數(shù)的因素①與反應(yīng)物的濃度無關(guān)；②與壓強的大小無關(guān)；③與反應(yīng)有無催化劑無關(guān)；④只與溫度有關(guān)。注意：使用平衡常數(shù)時必須指明是在哪一溫度下進(jìn)行的可逆反應(yīng)表2-8N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)(正反應(yīng)放熱)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系T/K373473573676773K3.35×1091.00×1072.45×1051.88×1042.99×103CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)+H2(g)(正反應(yīng)吸熱)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系T/K373473573676773K1.86×10-52.2×10-43.8×10-33.27×10-20.15升高溫度，放熱反應(yīng)K減小，吸熱反應(yīng)K增大2021/5/954.平衡常數(shù)意義K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大（越完全）。當(dāng)K＞107時，可以認(rèn)為反應(yīng)完全，反應(yīng)為不可逆反應(yīng)K值越小，反應(yīng)進(jìn)行的程度越?。ㄔ讲煌耆?。當(dāng)K＜10-7時，可以認(rèn)為未發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)不能進(jìn)行表示可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度(即反應(yīng)的限度)表2-7鹵化氫生成反應(yīng)的平衡常數(shù)(25℃)8.67×102H2＋I(xiàn)2

2HI1.91×1019H2＋Br2

2HBr2.57×1033H2＋Cl2

2HCl6.5×1095H2＋F2

2HF平衡常數(shù)K化學(xué)方程式2021/5/965.反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(α)=該反應(yīng)物已轉(zhuǎn)化的量該反應(yīng)物的起始總量×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×100%反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率能表示在一定溫度、一定起始濃度下反應(yīng)進(jìn)行的限度。反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)則表示在一定溫度、各種起始濃度下反應(yīng)進(jìn)行的限度。2021/5/976.有關(guān)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的簡單計算【例1】某溫度下，向10L真空容器中注入1.00molH2和1.00molI2(g)，反應(yīng)平衡后I2(g)的濃度為0.0200mol/L。試求該溫度下反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)

2HI(g)的平衡常數(shù)。H2(g)＋I(xiàn)2(g)

2HI(g)解：各物質(zhì)的起始濃度(mol/L)0.1000.1000各物質(zhì)的平衡濃度(mol/L)0.02000.02000.160K＝c2(HI)c(H2)·c(I2)＝(0.160)2(0.0200)2＝64.0答：平衡常數(shù)為64.02021/5/98【例2】在一密閉容器中，CO和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CO和H2O的濃度分別為0.200mol/L和1.00mol/L。求反應(yīng)達(dá)到平衡時CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率。CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)+H2(g)解：各物質(zhì)的起始濃度(mol/L)0.2001.0000各物質(zhì)的平衡濃度(mol/L)1.00-x0.200-xx

x＝＝1.00答：平衡時CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率為83.0%設(shè)達(dá)到平衡時被轉(zhuǎn)化的CO的濃度為xmol/LK＝c(CO2)c(CO)·c(H2O)·c(H2)x2(0.200-x)(1.00-x)解方程得x＝0.166CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率為0.1660.200×100%＝83.0%2021/5/99有關(guān)化學(xué)平衡的計算計算常用關(guān)系式(1)反應(yīng)物的平衡濃度=起始濃度–消耗濃度(2)生成物的平衡濃度=起始濃度+生成濃度某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(α)=該反應(yīng)物已轉(zhuǎn)化的量該反應(yīng)物的起始總量×100%(3)（4）恒溫恒容下：P平P始n平n始（5）恒溫恒壓下：V平V始n平n始(6)克拉貝龍方程：

PV=nRT(7)混合氣體平衡相對分子質(zhì)量：M=m總n總2021/5/910有關(guān)化學(xué)平衡計算的解題模式●思路和方法：建立模式、確定關(guān)系、依照題意、列出方程對于可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)n起始(mol)n變化(mol)n平衡(mol)ab00mxnxpxqxa-mxb-nxpxqx①若已知A

的轉(zhuǎn)化率為α，則有：mxa×100%=α②若已知D

的體積分?jǐn)?shù)為β%，則有：qxa-mx+b-nx+px+qx×100%=β%③若已知起始和平衡時的壓強，則有：a+ba-mx+b-nx+px+qxP起P平=④若已知平衡時混合氣體的平均相對分子質(zhì)量，則有：aMA+bMBa-mx+b-nx+px+qxM=平衡三步曲2021/5/9111.在一定溫度下，將等物質(zhì)的量A和B充入一密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)+2B(g)2C(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡時，若A和B的物質(zhì)的量之和與C相等，則此時A的轉(zhuǎn)化率為()A．50%

B．60%

C．40%

D．70%2.將氣體A放入密閉容器中，在一定溫度時反應(yīng)：2A(g)B(g)+nC(g)達(dá)到平衡時，壓強增大m%，測得A的轉(zhuǎn)化率也為m%，則n的值為（）

A.1B.2C.3D.4

CC【鞏固練習(xí)】2021/5/9123.在一個固定體積的密閉容器中，放入3LX和2LY,,在一定條件下反應(yīng)：4X(氣)+3Y(氣)2Q(氣)+nR(氣)達(dá)到平衡后，容器內(nèi)溫度不變，容器內(nèi)壓強比原來增加5%,X的濃度減小1/3，則反應(yīng)方程中的n值為()A.5B.3C.6D.24.在一定體積的密閉容器中加入1molA氣體和nmolB氣體，按下式反應(yīng)生成氣體C：A(g)+nB(g)mC(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡時測得A的轉(zhuǎn)化率為50%，在同溫同壓下平衡時氣體的密度是反應(yīng)前的4/3，則n和m的數(shù)值可能是()A.n=3,m=3;B.n=2,m=3;C.n=3,m=2;D.n=1,m=1CDC2021/5/9135.在一定溫度下，向容積不變的密閉容器中通入8molSO2和4molO2后，容器中的壓強為3.03×105Pa，經(jīng)一段時間后，反應(yīng)達(dá)到平衡，測得容器中的壓強為2.22×105Pa，試計算平衡時SO2的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)化率。注意解題過程的規(guī)范性，包括嚴(yán)密、簡明、有條理和準(zhǔn)確性。1.6mol，80%2021/5/9146.

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，lmolA氣體發(fā)生如下反應(yīng)：