第3課時化學平衡常數(shù)學習目標1.知道化學平衡常數(shù)的含義。2.能利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算。學習過程一、化學平衡常數(shù)1.定義:在下,當一個可逆反應達到時,生成物與反應物的比值是一個常數(shù),這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù),簡稱平衡常數(shù),用符號表示。2.表達式:對于一般的可逆反應,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定溫度下,K=。該式中(1)c(A)、c(B)、c(C)、c(D)是各物質處于時的濃度;(2)標準平衡常數(shù)的單位為一。3.書寫平衡常數(shù)關系式的原則:請寫出下表中各反應的平衡常數(shù)表達式并總結規(guī)律:反應K11/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)2N2(g)+3H2(g)2NH3(g)32NH3(g)N2(g)+3H2(g)續(xù)表反應K4FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)5AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)6Cr2O72-(aq)+H2OCrO42-(aq)+2H+(aq)規(guī)律:(1)同一化學反應,可以用不同的化學反應方程式來表示,每個化學方程式都有自己的平衡常數(shù)關系式及相應的平衡常數(shù)。(2)對于同一可逆反應,正反應的平衡常數(shù)等于逆反應的平衡常數(shù)的倒數(shù),即。(3)化學平衡關系式中只包括物質和中各溶質的濃度。4.特點:K只受影響,與反應物或生成物的無關。二、平衡常數(shù)K的應用1.判斷反應的熱效應:若正反應是吸熱反應,升高溫度,K;若正反應是放熱反應,升高溫度,K。2.判斷某時刻反應進行的方向:可用該時刻產(chǎn)物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比即濃度商Q與K比較大小來判斷。即Qc=K體系處于;Qc<K反應進行;Qc>K反應進行。3.判斷反應進行的程度:K值越大,說明平衡體系中生成物所占的比例,它的正向反應進行的程度,即該反應進行得越,反應物轉化率;反之,就越,轉化率就。一般地說,時,該反應進行得就基本完全了。隨堂檢測1.對于3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),反應的化學平衡常數(shù)的表達式為()A.K=c(Fe3O4)c(H2)c(Fe)c(H2O)B.K=c(Fe3O4)c4(H2)c(Fe)c4(H2O)C.K=c4(H2O)c4(H2)D.K=c4(H2)c4(H2O)2.二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學當前的重要研究內(nèi)容之一。硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)某溫度下,SO2的平衡轉化率()與體系總壓強(p)的關系如圖所示。根據(jù)圖示回答下列問題:(1)將2.0molSO2和1.0molO2置于10L的密閉容器中,反應達到平衡后,體系總壓強為0.10MPa。該反應的平衡常數(shù)等于。(2)平衡狀態(tài)由A變到B時,平衡常數(shù)K(A)K(B)(填“>”“<”或“=”)。3.一定條件下,下列反應呈平衡狀態(tài)時的平衡常數(shù):3H2(g)+N2(g)2NH3(g)K12NH3(g)3H2(g)+N2(g)K2則K1與K2的關系為()A.K1=K2B.K2=1/K1C.K1/2=K2D.無法確定4.放熱反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在溫度t1時達到平衡,c(CO)1=c(H2O)1=1.0molL-1,其平衡常數(shù)為K1。其他條件不變,升高反應體系的溫度至t2時,反應物的平衡濃度分別為c(CO)2和c(H2O)2,平衡常數(shù)為K2,則()A.若增大CO濃度,K2和K1都增大B.K2>K1C.c(CO)2=c(H2O)2D.c(CO)1>c(CO)25.在一密閉容器中,CO和H2O混合加熱到800達到下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),K=1.0,若反應開始時CO和H2O的濃度分別為0.20molL-1和1.00molL-1,則CO轉化為CO2的轉化率為()A.80%B.83%C.75%D.91%6.在容積為1L的密閉容器中,加入5molA物質,在一定條件下同時發(fā)生下列兩個反應:(1)2A(g)2B(g)+C(g);(2)A(g)C(g)+D(g)。當達到平衡時,測得c(A)=2.5molL-1,c(C)=2.0molL-1。則下列說法中正確的是()A.達到平衡時A的總轉化率為40%B.達到平衡時c(B)為1.0molL-1C.達到平衡時c(B)=2c(D)D.達到平衡時c(D)=2c(B)7.在常壓和500時把O2和SO2按12體積比混合,如果混合前O2為10mol,平衡混合氣體中SO3占總體積的91%。求:(1)平衡時有多少摩爾O2?(2)混合氣體中SO2占總體積的體積分數(shù)是多少?(3)SO2的轉化率是多少?參考答案學習過程一、1.一定溫度化學平衡濃度冪之積濃度冪之積K2.cp(C)cq(D)cm(A)cn(B)平衡狀態(tài)3.反應K1c(NH3)c12(N2)c32(H2)2c2(NH3)c(N2)c3(H2)3c(N2)c3(H2)c2(NH3)4c(CO2)c(CO)5c(Ag+)c(Cl-)6c(CrO42-)c2(H+)c(Cr2O72-)(2)K正=1/K逆(3)氣態(tài)溶液4.溫度濃度變化二、1.增大減小2.化學平衡正向進行逆向進行3.越大越大完全越大不完全越小K>105隨堂檢測1.D解析:平衡常數(shù)是生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值,但固體濃度視為1,不寫入常數(shù)計算式中。2.(1)800(2)=解析:(1)從圖示可知,當p=0.10時,=0.8。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始濃度/(molL-1)0.20.10平衡濃度/(molL-1)0.040.020.16K=c2(SO3)c2(SO2)c(O2)=0.1620.0420.02=800。(2)平衡狀態(tài)由A變到B時,溫度不變,平衡常數(shù)不變K(A)=K(B)。3.B4.C5.B解析:設轉化的CO的濃度為x,則有CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)初始濃度/(molL-1)0.201.0000轉化濃度/(molL-1)xxxx平衡濃度/(molL-1)0.20-x1.00-xxxK=c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)=x2(0.20-x)(1.00-x)=1,解之得:x=16molL-1(CO)=16molL-10.2molL-1100%=83%。6.B解析:設反應(1)有物質的量為a的A發(fā)生轉化,反應(2)中有物質的量為b的A發(fā)生轉化,有2A(g)2B(g)+C(g)轉化aaa2A(g)C(g)+D(g)轉化bbb則由題意可知,5mol-(a+b)=2.5molL-11L,即a+b=2.5mol;a2+b=2.0molL-11L,即a2+b=2.0mol,聯(lián)立兩式解得a=1.0mol,b=1.5mol。達平衡時A的總轉化率=2.55100%=50%,故A不正確;c(B)=1.0mol1L=1.0molL-1,故B選項正確;c(B)=1.0molL-1,c(D)=1.5mol1L=1.5molL-1,故C、D選項均不正確。7.(1)0.62mol(2)6.0%(3)93.8%解析:設有物質的量為x的O2轉化2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始20mol10mol0轉化2xx2x平衡20mol-2x10mol-x2x則2x20mol-2x+10mol-x+2x100%=91%解得x=9.38mol(1)n(O2)平=10mol-9.38mol=0.62mol(2)20mol-2x20mol-2x+10mol-x+2x100%=6.0%(3)(SO2)=2x20mol100%=93.8%。