化學(xué)：《化學(xué)平衡常數(shù)》：課件二十九（21張PPT）（人教版選修4）

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,歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂,第三節(jié)化學(xué)平衡,第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡,(第4課時(shí))化學(xué)平衡常數(shù),,【學(xué)習(xí)目標(biāo)】,1、化學(xué)平衡常數(shù)的概念,3、運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算,2、運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度判斷,首先，讓我們以氫氣和碘蒸氣的反應(yīng)為例，分析課本29頁(yè)表中的數(shù)據(jù)，然后得出結(jié)論。,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計(jì)算出平衡時(shí)的值，并分析其中規(guī)律。,通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：(1)溫度不變(保持457.60C)時(shí)，為常數(shù),用K表示,K=48.74；(2)常數(shù)K與反應(yīng)的起始濃度大小無(wú)關(guān)；(3)常數(shù)K與正向建立還是逆向建立平衡無(wú)關(guān)即與平衡建立的過(guò)程無(wú)關(guān)。,1、定義：,在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)。這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)）,2、表達(dá)式：,四、化學(xué)平衡常數(shù),（1）K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大。,４、化學(xué)平衡常數(shù)的意義：,定量的衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度,（2）一般當(dāng)K＞105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。,3.平衡常數(shù)的單位∵濃度的單位為molL-1∴K的單位為(molL-1)?n；,當(dāng)濃度的單位為molL-1，稱標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)不寫(xiě)單位。,５、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：,(2)在平衡常數(shù)表達(dá)式中：純液體（如水）的濃度、固體物質(zhì)的濃度不寫(xiě),(3)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)有關(guān),例如：N2+3H22NH3的K1值與1/2N2+3/2H2NH3的K2值不一樣,(1)化學(xué)平衡常數(shù)的大小只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度無(wú)關(guān)。,CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l),K=c(CO2),K=c(CO)/[c(CO2)c(H2)],K1=K22,(4)多重平衡規(guī)則：若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)例如:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K12NO2(g)N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K3,K3=K1?K2,(5)同一化學(xué)反應(yīng),正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù),2NO2(g)2NO(g)+O2(g)K2,例如:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K1,K2=1/K1,Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l),C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),［練習(xí)］：寫(xiě)出下列反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式,(1)判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡及反應(yīng)方向,對(duì)于可逆反應(yīng)，在一定溫度的任意時(shí)刻，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系：,叫該反應(yīng)的濃度商,６.化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用:,（1）QC＜K，反應(yīng)向正方向進(jìn)行,（2）QC＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài),（3）QC＞K，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行,例題:高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)；△H>0其平衡常數(shù)可表達(dá)為:K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.2631100℃時(shí)，測(cè)得高爐中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)_______(填“是”或“否”)，此時(shí)化學(xué)反應(yīng)向方向進(jìn)行，其原因是。,(2)利用Ｋ可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng),①若升高溫度，Ｋ值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),②若升高溫度，Ｋ值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),根據(jù)某反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度變化的情況，可判斷該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。,７、有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算,達(dá)到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系：,（2）生成物：平衡濃度=初始濃度+轉(zhuǎn)化濃度即：生成物D:c平(D)=c0(D)+△c(D),（3）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。△c(A):△c(D)=a:d,（1）反應(yīng)物：平衡濃度=初始濃度-轉(zhuǎn)化濃度；即：反應(yīng)物A:c平(A)=c0(A)-△c(A),對(duì)于反應(yīng):aA+bBcC+dD,平衡轉(zhuǎn)化率：,反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)化率）可表示：,例題1：在某溫度下，將H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得c(H2)=0.0080mol/L，求：(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)(2)其它條件不變，充入的H2(g)和I2(g)各0.2mol,求達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度。,c(CO):c(H2O)=1:1時(shí)CO+H2OCO2+H2起始c1100轉(zhuǎn)化c-x-x+x+x平衡c1-x1-xxx解得x=0.5α(CO)=50%α(H2O)=50%,c(CO):c(H2O)=1:4時(shí)CO+H2OCO2+H2起始c1400轉(zhuǎn)化c-x-x+x+x平衡c1-x4-xxx解得x=0.8α(CO)=80%α(H2O)=20%,例3:已知CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800℃K=1.0；求恒溫恒容體系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或1:4開(kāi)始，達(dá)到平衡時(shí)CO和H2O(g)的轉(zhuǎn)化率。,增大一種反應(yīng)物的濃度，能提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而本身的轉(zhuǎn)化率減小,結(jié)論：,例4：反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在一定條件下進(jìn)行。設(shè)投入的N2為1mol，H2為3mol，在一體積恒定，溫度恒定的容器中反應(yīng)，測(cè)得平衡時(shí)的壓強(qiáng)是原來(lái)的90%，求轉(zhuǎn)化率α1。然后再充入1molN2和3molH2，溫度不變，計(jì)算新平衡的轉(zhuǎn)化率α2。,解：N2+3H22NH3起始n130轉(zhuǎn)化n-a-3a+2a平衡n1-a3-3a2a(1-a)+(3-3a)+2a=490%a=0.2α1=20%,N2+3H22NH3起始n260轉(zhuǎn)化n-b-3b+2b平衡n2-b6-3b2bK=0.015解得：b=0.61α2=30.5%,例5：可逆反應(yīng)：2NO2N2O4，溫度不變、增加壓強(qiáng)的情況下，平衡怎樣移動(dòng)？氣體的顏色如何變化？,,,,,,,1、已知一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)為：,CO+H2O(g)CO2+H2,催化劑,高溫,在427℃時(shí)的平衡常數(shù)是9.4。如果反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.01mol/L，計(jì)算一氧化碳在此反應(yīng)條件下的轉(zhuǎn)化率。,練習(xí),2.某溫度下：2NO2N2O4，K=1.0以2mol/LNO2為起始濃度建立平衡。求平衡時(shí)c(NO2);當(dāng)壓縮體積至原來(lái)一半時(shí)，再求c(NO2),3.一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng)：,2SO2+O22SO3,已知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L經(jīng)測(cè)定該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K≈19，試判斷，（1）當(dāng)SO2轉(zhuǎn)化率為50％時(shí)，該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，若未達(dá)到，向哪個(gè)方向進(jìn)行？（2）達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)為多少？,(5)K值大小標(biāo)志反應(yīng)能達(dá)到的最大限度,K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，反應(yīng)越完全。,課堂小結(jié)：,(1)平衡是有條件的、動(dòng)態(tài)的。,(2)K不隨起始濃度大小而變化。,(3)K與溫度有關(guān)。,(4)K與方程式寫(xiě)法有關(guān)。,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,