第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度,化學(xué)平衡常數(shù),復(fù)習(xí):在一定溫度下,下列敘述可逆反應(yīng) A(氣)+3B(氣) 2C(氣)+2D(固)不是達(dá)到 平衡的標(biāo)志的是 ( ) C的生成速率與C的分解速率相等 單位時(shí)間內(nèi)生成amolA,同時(shí)生成3amolB A、B、C的濃度不再變化 A、B、C的分壓強(qiáng)不再變化 混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化 混合氣體的物質(zhì)的量不再變化 單位時(shí)間內(nèi)消耗amolA,同時(shí)生成 3amolB A、B、C、D的分子數(shù)之比為1:3:2:2 A. B. C. D.,A,一、化學(xué)平衡常數(shù),1、 概念,對(duì)某一可逆反應(yīng)，在一定溫度下，無論反應(yīng)物的起始濃度如何，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，生成物濃度的冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù)，用K表示。,2、K的表達(dá)式,對(duì)于下列可逆反應(yīng)：aA (g)+ bB (g) cC(g) + dD(g)， 則有：,其中c為各組分的平衡濃度,N2+3H2 2NH3,2NH3 N2+ 3H2,練習(xí)1：根據(jù)平衡常數(shù)的定義，請(qǐng)大家寫出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式。,K 值與過程無關(guān)、濃度變化無關(guān),表 1,H2的轉(zhuǎn)化率為: 53 5 % 68.7%,I2的轉(zhuǎn)化率為: 91% 84%,4.使用平衡常數(shù)的注意事項(xiàng),aA + bB cC + dD,（2）K值表達(dá)式中，固體、液態(tài)水不寫；,（3）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫方式有關(guān)；,（1）K只與溫度有關(guān)，和濃度壓強(qiáng)無關(guān)。,（5）利用K 值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài),K K ：,K K ：,KK ：,（4）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反應(yīng)的 快慢，即速率大，K值不一定大；,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)， v正 v逆,反應(yīng)向正方向進(jìn)行， v正 v逆,反應(yīng)向逆方向進(jìn)行， v正 v逆,鹵化氫生成反應(yīng)的平衡常數(shù),表 2,思考與交流： 觀察表2，你看到想到什么？,結(jié)論1： 平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)正向進(jìn)行的程度。（也叫 ） 值越大，反應(yīng)正向進(jìn)行的程度就 ，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 。 值越小，反應(yīng)正向進(jìn)行的程度就 ，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 。,反應(yīng)限度,越大,越大,越小,越小,二、平衡轉(zhuǎn)化率( ),×100%, =,該反應(yīng)物的起始濃度該反應(yīng)物的平衡濃度,該反應(yīng)物的起始濃度,1、定義：P49,2、表達(dá)式：,3、理解注意： (1)、轉(zhuǎn)化率是對(duì)反應(yīng)物而言的； (2)、在一定溫度下可逆反應(yīng)中，K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率就越高； (3)、對(duì)于一給定可逆反應(yīng)，K值只與溫度有關(guān)，而a不僅與溫度有關(guān)也與反應(yīng)物起始濃度有關(guān)。,練習(xí)2、在某溫度下，可逆反應(yīng)： mA(g)+nB(g) pC(g) + qD(g)的平衡常數(shù)為，下列說法正確的是 （ ） .越大，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大 .越小，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大 .隨反應(yīng)物濃度改變而改變 .隨溫度改變而改變,三、化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算,基本模式“三部曲解法”,轉(zhuǎn)化濃度：mx nx px qx,平衡濃度：a-mx b-nx px qx,基本關(guān)系,生成物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度,反應(yīng)物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度,例： mA + nB pC + qD 起始濃度：a b 0 0,(mol/L),(mol/L),(mol/L),例1：某溫度下，向10L真空容器中注入1.00 mol H2(g) 和1.00 mol I2(g)，反應(yīng)平衡后I2(g)的濃度為0.0200 mol·L-1試求該溫度下 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù)。,解：據(jù)題意可知，起始時(shí)c(H2)=c(I2)=0.100mol·L-1，平衡時(shí)c(H2)=c(I2)=0.0200mol·L-1，生成的c(HI) = 0.160mol·L-1,H2(g) + I2(g) 2HI(g),起始時(shí)各物質(zhì)的濃度/mol·L-1,0.100 0.100 0,變化的各物質(zhì)的濃度/mol·L-1,平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度/mol·L-1,0.0800 0.0800 0.160,0.0200 0.0200 0.160,K =,(0.160)2,(0.0200)2,= 64.0,c2(HI),c(H2) · c(I2),=,答：平衡常數(shù)為64.0。,c(CO) ·c(H2O),【例2】在一密閉容器中，CO與H2O混合加熱到800達(dá)到下列平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.00，若反應(yīng)開始時(shí)CO和H2O的濃度均為0.200 mol·L-1 ，求達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化為CO2轉(zhuǎn)化率是多少？,c(平)/mol·L-1 0.200x 0.200x x x,解得: x = 0.1,解：設(shè)平衡時(shí)CO2和H2的濃度為x mol·L-1,K =,x2,(0.200x)(0.200x),CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),c(始) /mol·L-1 0.200 0.200 0 0,c(變)/mol·L-1 x x x x,= 1.00,c(CO2) · c(H2),=,練習(xí)1、850K時(shí)，在一密閉容器中充入一定量的SO2和O2，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后測得：SO2、O2和SO3的濃度分別為6.0×10-3 mol·L-1 、8.0×10-3 mol·L-1 和 4.4×10-2 mol·L-1。 計(jì)算： （1）該溫度下反應(yīng) 的平衡常數(shù)。 （2）達(dá)平衡狀態(tài)時(shí) SO2的轉(zhuǎn)化率。,2SO2+O2 2SO3,練習(xí)2：X、Y、Z為3種氣體，把a(bǔ)molX和bmolY充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X+2Y 2Z，達(dá)到平衡時(shí)，若它們的物質(zhì)的量滿足：n（x）+n（y）=n（z），則Y的轉(zhuǎn)化率為 （ ）,K=40.3,a(SO2)=88%,B,練習(xí)3：高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)Q。其平衡常數(shù)可表達(dá)為: K=c(CO2)/c(CO)，已知1100，K=0.263 (1)若要使反應(yīng)向右進(jìn)行，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值_，平衡常數(shù)K值_(填“增大”“減小”或“不變”) (2)1100時(shí)，測得高爐中c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1，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)速率是V正_V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是 。,增大,不變,否,大于,c(CO2)/c(CO)0.250.263，說明不是平衡狀態(tài)，且向正反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算,練習(xí)5、在溫度和壓強(qiáng)不變時(shí)，將1體積N2O4分解：N2O4 2NO2 并達(dá)到平衡，混合氣體變?yōu)?.4體積，求： N2O4的分解率。,一、化學(xué)平衡常數(shù),1、 概念,對(duì)某一可逆反應(yīng)，在一定溫度下，無論反應(yīng)物的起始濃度如何，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，反應(yīng)物與生成物濃度的系數(shù)次方的比是一個(gè)常數(shù)，稱為化學(xué)平衡常數(shù)，用K表示。,2、K的表達(dá)式,對(duì)于下列可逆反應(yīng)：aA + bB cC + dD，則有：,注意：其中c為各組分的平衡濃度， K值只隨溫度改變。,小結(jié)：,3、化學(xué)平衡常數(shù)的意義,aA + bB cC + dD,K值的大小表示在該溫度下達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度。K值越大，表明反應(yīng)進(jìn)行的程度越大；反之則越小,4、使用平衡常數(shù)的注意事項(xiàng),（2）K值表達(dá)式中，固體、液態(tài)水不寫；,（3）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫方式有關(guān)；,（1）K只與溫度有關(guān)，所以使用時(shí)應(yīng)注明溫度；,（4）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反應(yīng)的快慢，即速率大，K值不一定大；,（5）利用K 值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài),K K ， v正 v逆，反應(yīng)向正方向進(jìn)行,K K ， v正 v逆，反應(yīng)處于平衡狀態(tài),KK ， v正 v逆，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行,二、平衡轉(zhuǎn)化率( ),×100%, =,該反應(yīng)物的起始濃度該反應(yīng)物的平衡濃度,該反應(yīng)物的起始濃度,1、定義：P49,2、表達(dá)式：,3、理解注意： (1)、轉(zhuǎn)化率是對(duì)反應(yīng)物而言的； (2)、在一定溫度下可逆反應(yīng)中，K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率就越高； (3)、對(duì)于一給定可逆反應(yīng)，K值只與溫度有關(guān)，而a不僅與溫度有關(guān)也與反應(yīng)物起始濃度有關(guān)。,三、化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算,基本模式“三部曲解法”,轉(zhuǎn)化濃度：mx nx px qx,平衡濃度：a-mx b-nx px qx,基本關(guān)系,生成物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度,反應(yīng)物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度,例： mA + nB pC + qD 起始濃度：a b 0 0,(mol/L),(mol/L),(mol/L),