第二单元 化学反应的方向和限度 化 学 平 衡 常 数 厦大附中 黄耿阳.

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1 第二单元 化学反应的方向和限度 化 学 平 衡 常 数 厦大附中 黄耿阳

2 1、化学平衡状态的含义 2、化学平衡状态的特征 逆 等 定 动 变
指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 ①适用范围:可逆反应 ②本质：v(正)=v(逆)≠0 ③标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变 2、化学平衡状态的特征 逆 等 定 动 变

3 请大家完成P48 问题解决 平衡浓度的关系 结论：一定温度下到达平衡时，生成物浓度的系数次方与反应物浓度系数次方之比为一常数
C（N2O4） C（NO2） C（N2O4） C2（NO2） 1.082 171.25 1.375 171.87 1.607 169.85 3.886 170.44 结论：一定温度下到达平衡时，生成物浓度的系数次方与反应物浓度系数次方之比为一常数 推出结论：一定温度下达到平衡时，生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数

4 化学平衡常数 —— K 一、表达式 实验测得，同一反应（如：aA+bB cC+dD）在一定温度下达到的化学平衡状态，平衡体系中各物质的浓度满足下面关系： K = 其中c为各组分的平衡浓度， K值与起始浓度无关、只与温度有关，温度一定，K为定值。

5 化学平衡常数 K = 二、意义 K值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡时该反应进行的程度（反应的限度）。
完全； 反之则越不完全。 请同学们比较P48 表2-7 的K值

6 三、使用平衡常数应注意的问题 如： 请同学们完成P49 交流与讨论总结平衡常数的注意事项 Fe3O4(s) + 4H2(g)
（1）同个反应温度不同、K值不同，使用时必须 注明温度，C必须是平衡状态时的浓度； （2）在进行K值的计算时，固体和纯液体不作 考虑，表达式中不需表达 Fe3O4(s) + 4H2(g) 3Fe(s) + 4H2O(g) 如： 高温 K = 一定温度下 （3）浓度的单位一般用 mol·L-1，K不用单位； （4）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反 应的快慢，即K值大，速率不一定大。

7 三、使用平衡常数应注意的问题 K1 = 1/K2 = K32 某温度下 K1 = N2+3H2 2NH3 2NH3 N2+3H2 K2=
（5）平衡常数的表达式与方程式的书写有关 某温度下 K1 = N2+3H NH3 K2= 2NH N2+3H2 1/2N2+3/2H NH3 K3 = K1 = 1/K2 = K32

8 三、使用平衡常数应注意的问题 则： Q＝ （6）利用K值可判断某状态是否处于平衡状态
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： Q＝ 则： Q＝K ，V正＝V逆，反应处于平衡状态 Q＜K ，V正＞V逆，反应向正方向进行 Q＞K ，V正＜V逆，反应向逆方向进行

9 (7)多重平衡规则 <1> H2(g) + O2 H2O(g) K1 <2> CO2(g) CO(g)+ O2 K2
某个反应可以表示为两个反应的和(或差)，则总反应的平衡常数等于各分反应平衡常数之积(或商)。这个关系称为多重平衡规则。 <1> H2(g) + O2 H2O(g) K1 <2> CO2(g) CO(g)+ O K2 <3> H2(g)+CO2(g) H2O(g)+ CO(g) K3 <3> = <1> + <2> K3 = ——— = ——— · ——— = K1K2 [H2O][CO] [H2][CO2] [H2O] [H2][O2] [O2][CO] [CO2] 同理： <1> = <3> - <2> K1 = K3 / K2 注意：在处理多重平衡关系中,所有平衡常数必须在同一个温度。 推论:反应<1>×m = 反应<2> K1m = K2 反应<1>÷m = 反应<2> K11/m = K2

10 四、计算平衡的转化率 aA+bB→cC+dD a（A）= ×100% A的起始浓度-A的平衡浓度 反应前A的浓度 转化的A的浓度 反应前A的浓度 = ×100% 转化的A的物质的量 反应前A的物质的量 = ×100% 转化率(a)与温度有关、还与起始浓度有关。

11 五、化学平衡的相关计算 基本模式——“三段式” 例： mA + nB pC + qD 起始浓度：a b 0 0
(mol/L) 转化浓度：mx nx px qx (mol/L) 平衡浓度：a-mx b-nx px qx (mol/L)

12 例1：3molSO2和1mol氧气混合后在450℃以上通过V2O5催化剂发生反应。达到平衡时SO3的物质的量为1
例1：3molSO2和1mol氧气混合后在450℃以上通过V2O5催化剂发生反应。达到平衡时SO3的物质的量为1.5mol，则SO2的物质的量及转化率为多少？

13 平衡常数的应用 复习：写出下列反应的平衡常数的表达式 1、CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
2、C(s)+CO2(g) CO(g) 3、Cr2O72-+H2O CrO42-+2H+ c(CO)·c(H2O) c(CO2)·c(H2) K= c2(CO) c(CO2) K= c2(CrO42-)·c2(H+) c(Cr2O72-) K=

14 分析：P49—P50的例题1、例题2 请同学们完成P50 的问题解决 c2(SO3) K= c2(SO2)·c(O2)
（4.4×10-2）2 （6.0×10-3）2×（ 8.0×10-3） = =6722 （2）88%

15 Qc<K，向正方向进行 Qc=K，平衡状态 Qc>K，向逆方向进行 平衡常数的应用 一、判断反应进行的方向 1：在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应： CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) 其平衡常数K与温度t的关系如下表： I、该反应的平衡常数表达式为： II、某温度下，平衡浓度符合下式： c(CO2)·c(H2)= c(CO)·c(H2O)，试判断该温度为 ，在此温度下，若该容器中含有1molCO2、 1.2molH2、 0.75molCO、 1.5molH2O，这状态是否平衡状态？若不是，反应向哪个方向进行？ t/0C 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 c(CO)·c(H2O) c(CO2)·c(H2) K= 830 不平衡， Qc=0.94<K

16 2:现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：
2SO2+O SO3 已知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L，当SO2的转化率为80%时，反应达到平衡状态。 （1）求反应的平衡常数 （2）若平衡后混合物的压强增大一倍，反应将向哪方向进行？ （3）若平衡后混合物的压强减小一倍，反应将向哪方向进行？ （4）若平衡保持体积不变，充入稀有气体Ar使压强增大为原来的3倍，反应将向哪方向进行？ 19 浓度都增大一倍！ 反应向正方向进行 反应向逆方向进行 浓度不变，平衡不移动