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1、化学平衡常数 【学习目标】: 1、化学平衡常数的概念 2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断 3、运用化学平衡常数进行计算,转化率的计算 【学习过程】: 引言当一个可逆反应达到化学平衡状态时,反应物和生成物的浓度之间有怎样的定量 关系,请完成 44 页问题解决 ,你能得出什么结论? 一、化学平衡常数 1、定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度以系数为指数的幂 的乘积与反应物浓度以系数为指数的幂的乘积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的 化学平衡常数(简称平衡常数) 2、表达式:对于一般的可逆反应,mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g) 当在一定温度下达到
2、平衡时,K=cp(C)cq(D)/cm(A)cn(B) 阅读 45 页表 2-7,你能得出什么结论? 3、平衡常数的意义: (1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的 程度 (也叫 反应的限度 ) 。 K 值越大,表示反应进行得 越完全 ,反应物转化率 越大 ; K 值越小,表示反应进行得 越不完全 ,反应物转化率 越小 。 (2)判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行: 对于可逆反应:mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g),在一定的温度下的任意时刻,反 应物的浓度和生成物的浓度有如下关系:Qc=Cp(C)Cq(D)/Cm(A)Cn(B),叫该反应的浓度商。 QcK ,反应向 正
3、反应方向 进行 QcK ,反应处于平衡状态 QcK ,反应向 逆反应方向 进行 (3)利用可判断反应的热效应 若升高温度,值增大,则正反应为 吸热 反应(填“吸热”或“放热”)。 若升高温度,值减小,则正反应为 放热 反应(填“吸热”或“放热”)。 阅读 45 页表 2-8、2-9,你能得出哪些结论? 二、使用平衡常数应注意的几个问题: 、化学平衡常数只与 有关,与反应物或生成物的浓度无关。 2、在平衡常数表达式中:水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),K=c(CO)c(H2)/c(H2O) Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g),K=c(
4、CO2)/c(CO) 3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关 例如:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为 K1,1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平 衡常数为 K2,NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为 K3; 写出 K1和 K2的关系式: K1=K22 。 写出 K2和 K3的关系式: K2K3=1 。 写出 K1和 K3的关系式: K1K32=1 。 三、某个指定反应物的转化率=100% 中中中中中中中中中 中中中中中中中中中中中中中中中中中中 或者=100% 中中中中中中中中中 中中中中中中中中中中中中中)( 或者=100% 中中中
5、中中中中中中中中 中中中中中中中中中中中中中中中中)( 转化率越大,反应越完全! 四、有关化学平衡常数的计算:阅读 46 页例 1 和例 2。完成 47 页问题解决。 【课堂练习】: 1、设在某温度时,在容积为 1L 的密闭容器内,把氮气和氢气两种气体混合,反应后生成 氨气。实验测得,当达到平衡时,氮气和氢气的浓度各为 2mol/L,生成氨气的浓度为 3mol/L,求这个反应在该温度下的平衡常数和氮气、氢气在反应开始时的浓度。 (答案:K=0.5625 氮气、氢气在反应开始时的浓度分别为 3.5mol/L 和 6.5mol/L) 2、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(
6、g)CO2(g)+H2(g),知 CO 和 H2O 的起始浓度均为 2mol/L 经测定该反应在该温度下的平衡常数 K=2.60,试判断, (1)当 CO 转化率为 50时,该反应是否达到平衡状态,若未达到,哪个方向进行? (2)达平衡状态时,CO 的转化率应为多少? (3)当 CO 的起始浓度仍为 2mol/L,H2O 的起始浓度为 6mol/L 时,CO 的转化率为多少? (答案:(1)不平衡,反应向正方向进行,(2)61.7% (3)86.5%) 3、在一定体积的密闭容器中,进行如下反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学 平衡常数 K 和温度 t 的关系如下表所示: t 70080083010001200 K0.60.91.01.72.6 回答下列问题: 该反应化学平衡常数的表达式:K= c(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2) ; 该反应为 吸热 (填“吸热”或“放热” )反应; 下列说法中能说明该反应达平衡状态的是 B A、容器中压强不变 B、混合气体中 c(CO)不变 C、混合气体的密度不变 D、c(CO) = c(CO2) E、化学平衡常数K 不变 F、单位时间内生成CO 的分子数与生成H2O 的分子数相等 某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),试判此时的温 度为 830 。