1、第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 第2课时 化学平衡常数 在一定条件下，当一个可逆反应达到平衡状态时，即该反应达到了该条件下的 最大限度。 分析教材数据，计算平衡时 的数值。 c2(HI) c(H2) c(I2) 如何更加准确描述反应所进行的程度呢？ 请大家分析表中的实验数据，你能从中得到什么结论？请大家分析表中的实验数据，你能从中得到什么结论？ 新课导入新课导入 通过分析实验数据得出： (1)温度不变时，不管如何改变起始投料（投入反应物、投入生成物、改变各组 分的浓度）， 数值基本不变，是一个常数，常数，用K表示；化学上叫化学 平衡常数； (2)常数K与反应的起始浓度大小无关
2、； (3)常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关，即与平衡建立的过程无关； (4)常数K只与温度有关，与反应物或生成物的浓度变化无关。 c2(HI) c(H2) c(I2) 人们对其他化学平衡体系的数据进行分析人们对其他化学平衡体系的数据进行分析，也发现了类似的关系也发现了类似的关系。 平衡常数的含义是什么平衡常数的含义是什么？ 一、平衡常数的定义一、平衡常数的定义 在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反 应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数简称平衡 常数。用符号K表示。 知识梳理知识梳理 二、平衡常数二、平衡常数的数学表达式及的数学表达
3、式及单位单位 对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 浓度的单位为mol L-1 K的单位为(mol L-1)n； 其中c为各组分的平衡浓度 注：纯固体和纯液体浓度计为1，不列入平衡常数表达式 当浓度的单位为 mol L-1，称标准平衡常数，标准平衡常数不写单位。 一般标准平衡常数不写单位 K = cp(C) cq(D) cm(A) cn(B) 请写出下表中各反应的平衡常数表达式 反应 K 1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g) N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 2NH3(g)N2(g)+3H2(g) FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) A
4、gCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) (aq)+H2O2 (aq)+2H+(aq) 3 13 22 22 (NH ) (N )(H ) c cc 2 3 3 22 (NH ) (N )(H ) c cc 3 22 2 3 (N )(H ) (NH ) cc c 2 (CO ) (CO) c c +- (Ag )(Cl )cc 222+ 4 2 27 (CrO )(H ) (Cr O ) cc c 2 27 Cr O 2 4 CrO 三三、使用平衡常数应注意的问题使用平衡常数应注意的问题 1必须指明温度，反应必须达到平衡状态。 2平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢， 即速率大，K
5、值不一定大。 3在进行K值的计算时，纯固体、纯液体不作考虑，表达式中不需表达。 Fe3O4(s) + 4H2(g) 高温 3Fe(s) + 4H2O(g) 如： 4 2 4 2 (H O) (H ) c K c 一定温度下 222 4 2 27 (CrO )(H ) (Cr O ) cc K c 一定温度下 4在进行K值的计算时，稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必 写在平衡关系式中。 + H2O + 2H+ 如： 2 27 Cr O 2 4 2CrO 非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常 数，必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应 C2H5OH
6、+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O K=CH3COOC2H5H2O/(C2H5OHCH3COOH) 2 3 1 3 22 (NH ) (N )(H ) c K cc 3 22 2 2 3 (N )(H ) (NH ) cc K c 3 3 1/23/2 22 (NH ) (N )(H ) c K cc 同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个化学方程式都有自己的平 衡常数关系式及相应的平衡常数。由于反应物、生成物的系数不同，所以平衡常 数的表达式就不同。对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。 5平衡常数平衡常数的表达式与方程式的书写有关的表达式与方程式的书写有关
7、 N2+3H2 2NH3 2NH3 N2+3H2 某温度下 N2+ H2 NH3 1 2 3 2 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) 6多重平衡原则多重平衡原则 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 1对给定的反应来说，K值越大，
8、反应程度越大，转化率越高；反之则转化率 越低。 四四、平衡常数的意义平衡常数的意义 K值越大，正向反应进行的程度越大。 3一般：K105，认为正反应进行得较完全 K 10-5 认为 正反应很难进行（逆反应较完全） 10-5 K 105 认为是可逆反应 4平衡常数数值大小，只能大致反映一个可逆反应的正向反应进行的最大程度， 并不能预示反应达到平衡所需要的时间。 2K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 2判断反应进行的方向判断反应进行的方向 利用化学平衡常数可以判断一个化学反应是否达到平衡状态 利用温度改变时K值的变化可判断反应的热效应 五五、平衡常数平衡常数的应用的应用 1判断判断反
9、应的热效应反应的热效应 对给定的反应来说，K值只随温度变化，不随反应物的浓度变化。 吸热反应，升高温度，K会变大。放热反应，升高温度，K会变小。 (C)(D) (A)(B) pq mn cc Q cc QK ， v正 v逆，反应向正方向进行 QK ，v正 v逆，反应处于平衡状态 QK ， v正 v逆，反应向逆方向进行 则： 任何状态的 称浓度商（Q） 如某温度下，可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)平衡常数为K，若某时刻 时，反应物和生成物的浓度关系如下： 某温度下，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K=0.25，请判断H2、I2、HI的 浓度分别是下
10、列数值时，体系是否处于平衡状态，如不处于平衡状态，反应将向 哪方向进行？ (1)c(H2)=0.1 mol/L， c(I2)=0.1 mol/L，c (HI)=0.2 mol/L (2)c(H2)=0.16 mol/L，c(I2)=0.16 mol/L，c(HI)=0.08 mol/L 否，向逆方向进行 平衡 c2(HI) c(H2) c(I2) Q 0.22 0.1 0.1 4 K c2(HI) c(H2) c(I2) Q 0.082 0.16 0.16 0.25 K K增大产物所占的比例增大正反应进行程度增大反应进行越完全 反应物转化率增大 一般来说，当K105时，反应基本完全（不可逆反应
11、）； 当K10-5时，反应很难进行 3判断反应进行判断反应进行的程度的程度 (1) K只是温度的函数，不随起始浓度大小而变化。由K随温度的变化可推断正反 应是吸热反应还是放热。 若正反应是吸热反应，升高温度，K 增大；若正反应是 放热反应，升高温度，K 减少。 (2) K与方程式写法有关。 (3) K值大小标志反应能达到的最大限度，可推断反应进行的程度。K值越大，表示 反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；反应越完全。K值越小，表示反应进 行的程度越小，反应物的转化率越小。一般来说，反应的平衡常数K105，认为 正反应进行得较完全；K 10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。
12、 (4)利用K值可以判断反应是否处于平衡状态，并判断平衡的移动方向。 课堂小结课堂小结 (1)在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度。 ( ) (2)对于一个可逆反应，平衡正向移动时，平衡常数一定增大。( ) (3)某反应为N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，其平衡常数表达式为K 。 ( ) (4)平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关。( ) 1判断正误(正确的打“”，错误的打“”) c(N2) c(H2) c(NH3) 当堂检测当堂检测 B改变条件后，该反应的平衡常数一定不变 C如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化 D若平衡时增加A和B
13、的浓度，则平衡常数会减小 【解析】化学平衡常数只受温度影响，B、C、D三项错误。 A 2在一定条件下，对于已达平衡的可逆反应2A(g)+B(g) 2C(g)，下列说法中 正确的是 ( ) A平衡时，此反应的平衡常数与各物质的浓度有如下关系：K= c2(A) c(B) c2(C) B 【解析】平衡常数越大，可逆反应进行的程度越大，越有利于生成AB。 3对于反应AB AB，下列平衡常数中，最能说明反应有利于生成AB的 是 ( ) AK5.1105 BK3.5104 CK4.0107 DK8.2109 4对于可逆反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)，在一定温度下，其平衡常数为K，下列 条件的变化中，能使K发生变化的是 ( ) A将C(s)的表面积增大 B增大体系压强 C升高体系温度 D使用合适的催化剂 C B 5已知450时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的K=50，由此推测在450 时，反应 2HI(g) H2(g)+I2(g)的化学平衡常数为 ( ) A50 B0.02 C100 D无法确定