1、1第 3 课时 化学平衡常数学习目标1.知道化学平衡常数的含义。2.能利用化学平衡常数进行简单的计算。学习过程一、化学平衡常数1.定义:在 下,当一个可逆反应达到 时,生成物 与反应物 的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数,简称平衡常数,用符号 表示。 2.表达式:对于一般的可逆反应, mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),在一定温度下, K= 。该式中(1) c(A)、 c(B)、 c(C)、 c(D)是各物质处于 时的浓度;(2)标准平衡常数的单位为一。 3.书写平衡常数关系式的原则:请写出下表中各反应的平衡常数表达式并总结规律:反应 K1 1/2N2(g)+3/2
2、H2(g) NH3(g)2 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)3 2NH3(g) N2(g)+3H2(g)续表反应 K4 FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)5 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)6Cr2 (aq)+H2O Cr (aq)+2H+(aO2-7 O2-4q)规律:(1)同一化学反应,可以用不同的化学反应方程式来表示,每个化学方程式都有自2己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。(2)对于同一可逆反应,正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数,即 。 (3)化学平衡关系式中只包括 物质和 中各溶质的浓度。 4.特点: K 只受 影响,与反应物或生成物的
3、 无关。 二、平衡常数 K 的应用1.判断反应的热效应:若正反应是吸热反应,升高温度, K ; 若正反应是放热反应,升高温度, K 。 2.判断某时刻反应进行的方向:可用该时刻产物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商 Q 与 K 比较大小来判断。即 Qc=K 体系处于 ; QcK 反应 进行。 3.判断反应进行的程度:K 值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例 ,它的正向反应进行的程度 ,即该反应进行得越 ,反应物转化率 ;反之,就越 ,转化率就 。一般地说, 时,该反应进行得就基本完全了。 随堂检测1.对于 3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g),反应的化学平衡常数
4、的表达式为( )A.K= B.K=c(Fe3O4)c(H2)c(Fe)c(H2O) c(Fe3O4)c4(H2)c(Fe)c4(H2O)C.K= D.K=c4(H2O)c4(H2) c4(H2)c4(H2O)2.二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污3染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中,SO 2催化氧化生成 SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)某温度下,SO 2的平衡转化率( )与体系总压强( p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题:(1)将 2.0molSO2和 1.0molO2置于 10L 的密闭容器中,反应达到平衡后,体系总压
5、强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于 。 (2)平衡状态由 A 变到 B 时,平衡常数 K(A) K(B)(填“” “K1C.c(CO)2=c(H2O)2 D.c(CO)1c(CO)25.在一密闭容器中,CO 和 H2O 混合加热到 800达到下列平衡:CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g),K=1.0,若反应开始时 CO 和 H2O 的浓度分别为 0.20molL-1和 1.00molL-1,则 CO转化为 CO2的转化率为( )A.80% B.83% C.75% D.91%6.在容积为 1L 的密闭容器中,加入 5molA 物质,在一定条件下同时发生下列两个反应:(1)2
6、A(g) 2B(g)+C(g);(2)A(g) C(g)+D(g)。当达到平衡时,测得 c(A)=2.5molL-1,c(C)=2.0molL-1。则下列说法中正确的是( )A.达到平衡时 A 的总转化率为 40%B.达到平衡时 c(B)为 1.0molL-1C.达到平衡时 c(B)=2c(D)D.达到平衡时 c(D)=2c(B)47.在常压和 500时把 O2和 SO2按 12 体积比混合,如果混合前 O2为 10mol,平衡混合气体中 SO3占总体积的 91%。求:(1)平衡时有多少摩尔 O2?(2)混合气体中 SO2占总体积的体积分数是多少?(3)SO2的转化率是多少?参考答案学习过程一
7、、1.一定温度 化学平衡 浓度幂之积 浓度幂之积 K2. 平衡状态cp(C)cq(D)cm(A)cn(B)3.反应 K1c(NH3)c12(N2)c32(H2)2c2(NH3)c(N2)c3(H2)3c(N2)c3(H2)c2(NH3)54c(CO2)c(CO)5 c(Ag+)c(Cl-)6c(CrO2-4)c2(H+)c(Cr2O2-7)(2) K 正 =1/K 逆 (3)气态 溶液4.温度 浓度变化二、1.增大 减小2.化学平衡 正向进行 逆向进行3.越大 越大 完全 越大 不完全 越小 K105随堂检测1.D 解析:平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,但固体浓度视为1,不
8、写入常数计算式中。2.(1)800 (2)=解析:(1)从图示可知,当 p=0.10 时,=0.8。2SO 2(g)+O2(g) 2SO3(g)起始浓度/(molL -1) 0.2 0.1 0平衡浓度/(molL -1) 0.04 0.02 0.16K= =c2(SO3)c2(SO2)c(O2) 0.1620.0420.02=800。(2)平衡状态由 A 变到 B 时,温度不变,平衡常数不变 K(A)=K(B)。3.B4.C5.B 解析:设转化的 CO 的浓度为 x,则有CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g)初始浓度/(molL -1) 0.20 1.00 0 0转化浓度/(mo
9、lL -1) x x x x平衡浓度/(molL -1) 0.20-x 1.00-x x x6K= = =1,c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O) x2(0.20-x)(1.00-x)解之得: x= molL-116 (CO)= 100%=83%。16molL-10.2molL-16.B 解析:设反应(1)有物质的量为 a 的 A 发生转化,反应(2)中有物质的量为 b 的 A 发生转化,有2A(g) 2B(g)+C(g)转化 a aa2A(g) C(g)+D(g)转化 b b b则由题意可知,5mol-( a+b)=2.5molL-11L,即 a+b=2.5mol; +b=2.0mo
10、lL-11L,即a2+b=2.0mol,联立两式解得 a=1.0mol,b=1.5mol。达平衡时 A 的总转化率= 100%=50%,故a2 2.55A 不正确; c(B)= =1.0molL-1,故 B 选项正确; c(B)=1.0molL-1,c(D)1.0mol1L= =1.5molL-1,故 C、D 选项均不正确。1.5mol1L7.(1)0.62mol (2)6.0% (3)93.8%解析:设有物质的量为 x 的 O2转化2SO 2(g) + O 2(g) 2SO 3(g)起始 20mol 10mol 0转化 2x x 2x平衡 20mol-2x 10mol-x 2x则 100%=91%2x20mol-2x+10mol-x+2x解得 x=9.38mol(1)n(O2)平 =10mol-9.38mol=0.62mol(2) 100%=6.0%20mol-2x20mol-2x+10mol-x+2x(3) (SO2)= 100%=93.8%。2x20mol7
