資源簡介

(共14張PPT)
第二節 化學平衡
第2課時 化學平衡常數
第二章 化學反應速率與化學平衡 　
人教版化學 選擇性必修一
判斷平衡狀態的證據：
正逆相等
變量不變
問題：可逆反應到達平衡狀態判斷的方法 ？
定性
思考：能否從定量的角度研究一個可逆反應是否達到平衡狀態呢？
——化學平衡常數
任務一 化學平衡常數
問題：分析上表的數據，你得出什么結論？
在457.6℃時，反應體系H2(g) + I2(g) 2HI(g)各物質的濃度如下表所示：
序號 起始時濃度mol/L 平衡時濃度mol/L 平衡時
c0(H2) c0(I2) c0(HI) c(H2) c(I2) c(HI) 1 1.197×10-2 6.944×10-3 0 5.617×10-3 5.936×10-4 1.270×10-2 48.37
2 1.228×10-2 9.964×10-3 0 3.841×10-3 1.524×10-3 1.687×10-2 48.62
3 1.201×10-2 8.403×10-3 0 4.580×10-3 9.733×10-4 1.486×10-2 49.54
4 0 0 1.520×10-2 1.696×10-3 1.696×10-3 1.181×10-2 48.49
5 0 0 1.287×10-2 1.433×10-3 1.433×10-3 1.000×10-2 48.70
6 0 0 3.777×10-2 4.213×10-3 4.213×10-3 2.934×10-2 48.50
平均值 48.70
有什么特點？
改變反應體系中各反應物的起始濃度
改變建立平衡的途徑
1.457.6℃達到平衡時， 是一個常數，
2. K 的數值與各反應體系中各物質的初始濃度和反應路徑無關
c2(HI)
c(H2) · c(I2)
任務一 化學平衡常數
在一定溫度下 ，當一個可逆反應達到化學平衡時，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，這個常數就是該反應的化學平衡常數（簡稱平衡常數），符號用“ K ”表示。
————
———————
——————
—————
1.定義：
2.表達式：
例 mA + nB pC + qD
K
=
生成物濃度冪之積
反應物濃度冪之積
=
cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)
其中c為各組分的
平衡時濃度;
注：固體、純液體
不列入表達式
任務一 化學平衡常數
H2(g) + I2(g) 2HI(g) ΔH<0 不同溫度下的平衡常數如下表：
序號 起始濃度 （×10－2 mol·L-1） 不同溫度下的平衡常數(K ) c(H2) c(I2) c(HI) 457.6 ℃ 425.6 ℃ 25 ℃
1 1.197 0.694 0 48.38 54.51 867
2 1.228 0.996 0 48.61 54.62 867
3 0 0 1.520 48.48 54.10 867
4 0 0 1.287 48.71 54.42 867
問題：分析上表的數據，你得出什么結論？
平衡常數不受濃度的影響，只受溫度影響
課堂練習
)
H2
(
c4
)
O
H2
(
c4
K
=
K
=
)
Cr2O72-
(
c
)
CrO42-
(
c
2
)
H+
(
c
2
c(H2O)
c(CH3COOH)c(C2H5OH)
c(CH3COOC2H5)
K=
Fe3O4(s) + 4H2(g)
3Fe(s) + 4H2O(g)
Cr2O72-(aq) +H2O(l） 2CrO42- (aq) +2H+ (aq)
C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O
濃硫酸
加熱
寫出下列各反應平衡常數的表達式？
任務二 化學平衡常數的特征
問題：寫出下列各反應平衡常數的表達式，思考平衡常數與方程式的關系。
K
1
)
H
(
c
)
N
(
c
)
NH
(
c
2
3
2
3
2
=
K
2
)
NH
(
c
)
H
(
c
)
N
(
c
3
2
2
3
2
=
K
3
)
H
(
c
)
N
(
c
)
NH
(
c
/
/
2
2
3
2
2
1
3
=
①N2+3H2 2NH3
②2NH3 N2+3H2
N2 + H2 NH3
1
2
3
2
③
結論1：正、逆反應，K互為倒數
結論2：化學計量數變為原來n倍，K變為Kn
K1 =K32
K2 =1/K1
任務二 化學平衡常數的特征
問題：寫出下列各反應平衡常數的表達式，思考平衡常數與方程式的關系。
①2NO(g) + O2 (g) 2NO2
②2NO2(g) N2O4
③2NO (g) +O2(g) N2O4 (g)
K3 =K1 K2
K1、K2、K3三者關系為:
結論3：方程式相加(減)，則K相乘(除)
c2(NO2)
K1＝
c2(NO2) c(O2)
c(N2O4)
K2＝
c2(NO2)
c(N2O4)
K3 ＝
c2(NO2) c(O2)
③=①+②
任務三 化學平衡常數的意義
意義1：根據平衡常數的大小，判斷反應進行的程度
表2: 25 ℃ 時，生成鹵化氫反應的平衡常數
化學方程式 平衡常數 ( K )
F2(g) + H2(g) 2HF(g) 6.5 ×1095
Cl2(g) + H2(g) 2HCl(g) 2.57 ×1033
Br2(g) + H2(g) 2HBr(g) 1.91 ×1019
I2(g) + H2(g) 2HI(g) 8.67 ×102
對于同類型的化學反應，K 越大，反應進行的程度越大，反應物的轉化率也越大。
一般：K ≥ 105，正反應進行得基本完全，
K ≤10-5，正反應很難進行
K=
反應物濃度冪之積
生成物濃度冪之積
任務三 化學平衡常數的意義
意義2：根據平衡常數隨溫度的變化，判斷反應的熱效應
對于同一可逆反應，化學平衡常數只與溫度有關
H2(g) + I2(g) 2HI(g) ΔH<0
思考：依據數據，分析化學平衡常數與溫度有什么關系呢？
t/ C 25 425.6 457.6
k 867 54.51 48.38
t/ C 830 1000 1200
k 1.0 1.7 2.6
歸納：
吸熱反應：升高溫度，平衡常數增大
放熱反應：升高溫度，平衡常數減小
CO2(g)+H2(g) CO(g) +H2O(g) ΔH>0
任務三 化學平衡常數的意義
濃度商QC
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
＝
平衡常數K
啊Q，你為啥和我長得一樣？
濃度商Q
你可拉倒吧，誰和你一樣，我的頭是圓的，你頭已經平了
1.78
思考：在平衡之前，Qc一直在變大，為什么？
cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)
1.78
起始
1
1min
0.8
2min
0.7
3min
0.65
1
0.8
0.65
0
0.4
0.6
0.7
0.8
A(g)+B(g) 2C(g) 時間 CA CB CC Qc
4min
0.6
5min
0.6
0.7
0.6
0.6
0.8
0
0.25
0.73
1.16
任務三 化學平衡常數的意義
意義3：根據Qc與K的關系，判斷反應進行的方向
其中c為任意時刻的濃度
其中c為平衡時的平濃度
Q
起點
Q=K
平衡狀態
向正向進行
V正>V逆
向逆向進行
V正QQ>K
多退少補，直到平衡
在同一溫度下：
Q ＜ K ，向正反應方向進行，V正＞V逆
Q ＝ K ，處于化學平衡狀態，V正 = V逆
Q ＞ K ，向逆反應方向進行， V正＜V逆
課堂練習
將6mol A氣體和5mol B氣體混合放入2L密閉容器中，發生下列反應：3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g) ，經過5min達到化學平衡，此時生成C為2mol，測得D的反應速率為0.1mol/（L·min）
計算：①.x的值；
②.平衡時B的轉化率；
③.A的平衡濃度。
列出明三段式
根據題意列方程
求解
課堂練習
將等物質的量的CH4和H2O(g)充入1 L恒容密閉反應器中,發生反應CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),某溫度下反應達到平衡,平衡常數K=27,此時測得CO的物質的量為0.10 mol,求CH4的平衡轉化率(計算結果保留兩位有效數字)。
列出暗三段式
根據題意列方程
求解

展開更多......

收起↑