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化學平衡常數(shù),化學平衡常數(shù)——化學平衡的特征,,,54.5,54.6,54.45,54.33,通過分析實驗數(shù)據(jù)得出： 1、溫度不變時， 為常數(shù) 用K表示； 2、常數(shù)K與反應的起始濃度大小無關； 3、常數(shù)K與正向建立還是逆向建立平衡無關即與平衡建立的 途徑無關。,其它平衡體系的數(shù)據(jù)進行分析，都有類似的關系。,一、化學平衡常數(shù)（K）,1、定義：,在一定溫度下，當一個可逆反應達到平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)。這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)）（以方程式中計量數(shù)為冪）,2、表達式：,在一定溫度下達到化學平衡時：,3、使用平衡常數(shù)應注意的幾個問題：,（1）必須指明溫度，反應必須達到平衡狀態(tài),一定溫度下,（2）在進行K值的計算時，固體、純液態(tài)不作考慮，表達式中不需表達,思考： K有無單位？,CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l),K=c(CO2),2、同一化學反應，可以用不同的化學反應式來表示，每個化學方程式都有自己的平衡常數(shù)關系式及相應的平衡常數(shù)。,3、多重平衡規(guī)則 若干方程式相加(減)，則總反應的平衡 常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商) 例1: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 ? K2,例2: C (s) + CO2(g) 2CO(g) K C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1 CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 K = K1/K2,4、平衡常數(shù)只表現(xiàn)反應進行的程度，即可能性問題，而不表現(xiàn)到達平衡所需的時間，即現(xiàn)實性問題.,5、平衡常數(shù)K與溫度有關，與濃度無關，由K隨溫度的變化可推斷正反應是吸熱反應還是放熱。 若正反應是吸熱反應,升高溫度,K 增大; 若正反應是放熱反應,升高溫度,K 減少;,,,(5) K值大小標志反應能達到的最大限度, K值大，反應完全。,,,,返 回,,播 放,5. 小結：,(1) 平衡是有條件的、動態(tài)的。,(2) K與起始濃度和反應途徑無關。,(3) K只是溫度的函數(shù)（即只與溫度有關）,(4) K與方程式寫法有關。,（1）K值越大，表示反應進行的程度 。,二 化學平衡常數(shù)的意義：,（2）當K≥10 5時，反應進行的程度很大，反應基本完全。 當K≤10－5時，反應進行的程度很小，反應很難進行。 K居中，典型的可逆反應，改變條件反應的方向變化。,1、定量的衡量化學反應進行的程度,越大,越大,（3）,思考1：1、 K與a的關系；反應進行的程度越大， K值 ，反應物轉(zhuǎn)化率也 。 2、 K與v的關系； K值大,速率 大，,越大,不一定,對于可逆反應，在一定的溫度的任意時刻，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值叫濃度商,濃度商:,正,不移動,逆,2、判斷化學反應進行的方向,思考2：一定溫度下的可逆反應，化學平衡常數(shù)K和 濃度商QC是否一定？可否為0？,3、利用Ｋ的變化可判斷反應的熱效應,（１）若升高溫度，Ｋ值增大，則正反應為 熱反應,（２）若升高溫度，Ｋ值減小，則正反應為 熱反應,吸,放,通過改變溫度，平衡常數(shù)大小的變化趨勢可以判斷 上可逆反應的正方向是 熱反應.,放,平衡常數(shù)的大小不隨反應物或生成物的改變而改 變，只隨溫度的改變而改變。即，K = f（T）。,三、有關平衡常數(shù)的簡單計算：,利用平衡常數(shù),可以求平衡時各組分的濃度（含量）和反應物的轉(zhuǎn)化率,例題1： 在773K時:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),平衡常數(shù)K=1，如反應開始時CO和H2O的濃度都是0.020 mol/l，計算該條件下CO的轉(zhuǎn)化率最大是多少？,例題1： 在773K時:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),平衡常數(shù)K=1，如反應開始時CO和H2O的濃度都是0.020 mol/l，計算該條件下CO的轉(zhuǎn)化率最大是多少？,起始濃度: 0.020 0.020 0 0 轉(zhuǎn)化濃度： x x x x 平衡濃度: 0.020-x 0.020-x x x,解得:x=0.010 (mol·L-1 ),解：設平衡時CO2和H2的濃度為x mol·L-1,CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),答：該條件下CO的轉(zhuǎn)化率最大為50％,,,,(mol/l),2、利用平衡常數(shù),求平衡時反應物的轉(zhuǎn)化率,例:反應SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定溫度下，將物質(zhì)的量濃度均為2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密閉容器中，當達到平衡狀態(tài)時，測得容器中SO2(g)的轉(zhuǎn)化率為50%，試求：在該溫度下。（1）此反應的濃度平衡常數(shù) （2）若SO2(g)的初始濃度增大到3mol/L,則它們的轉(zhuǎn)化率變?yōu)槎嗌伲?,結論：在一定溫度的密閉容器中，對于可逆反應， 增加一種反應物的量（或濃度），該反應物轉(zhuǎn)化率 下降，另外一種反應物轉(zhuǎn)化率升高。,平衡常數(shù)的運用,結論：表示可逆反應進行的程度：K越大， 正反應進行越完全，轉(zhuǎn)化率越高，此反 應平衡時，生成物濃度大,【運用探究一】 思考平衡常數(shù)的大小和轉(zhuǎn)化率有什么關系？,對于反應m A(g) + n B(g)=p C(g) + q D(g) 隨溫度的升高其反應的平衡常數(shù)有以下變化，請判斷Ⅰ和Ⅱ 兩種情況哪種是吸熱，哪種是放熱？,【運用探究二】,Ⅰ,Ⅱ,結論： 吸熱反應，隨溫度升高平衡常數(shù)增大 放熱反應，隨溫度升高平衡常數(shù)減小,,,【課后思考】在一定溫度的密閉容器中， 對于反應CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)， （1）將容器的體積擴大兩倍，該平衡向哪 個方向移動？ （2）保持H2的濃度不改變將容器的體積 擴大兩倍，該平衡向哪個方向移動？,【繼續(xù)探究】在一定溫度的密閉容器中， 對于反應CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)， （2）保持H2的濃度不改變將容器的體積擴大 兩倍，該平衡向哪個方向移動？,注意：當平衡體系中有多條件改變，勒 夏特列原理無法判斷平衡移動方向時，我 們可以考慮計算QC和K的相對大小。,隨堂練習2： 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)測定該反應在該溫度下的平衡常數(shù)K≈19，試判斷， （1）當SO2轉(zhuǎn)化率為50％時，該反應是否達到平衡狀態(tài)，若未達到，哪個方向進行？ （2）達平衡狀態(tài)時， SO2的轉(zhuǎn)化率應為多少？,