1、化學平衡常數 該反應在一定條件下是不可能進行完全的，即存在一定的限度，而反應的限度的大小對于生產和生活實際有著直接影響。因此僅研究化學反應的方向是不夠的，還需要關注化學反應的限度問題。怎樣定量描述化學反應的限度呢？化學反應中反應物的轉化率受到哪些因素的影響？ 什么叫化學平衡狀態？化學平衡有哪些特點？ 在研究了大量實驗的基礎上，人們發現可以用化學平衡常數來定量描述化學反應的限度。 N2 (g)+ 3 H2 (g) 2NH3 (g) ; H=-92kj.mol-11化學平衡特點1. 只有在恒溫條件下，封閉體系中進行的可逆反應，才能建立化學平衡，這是建立化學平衡的前提。2. 正逆反應速度相等是化學平

2、衡建立的條件。3.平衡狀態是封閉體系中可逆反應進行的最大限度，各物質濃度都不再隨時間改變，這是建立平衡的標志。4化學平衡是有條件的平衡。當外界因素改變時，正、逆反應速度發生變化，原有平衡將受到破壞，直到建立新的動態平衡。2一、化學平衡常數 平衡常數的推導序號起始時濃度mol/L698.6K平衡時濃度mol/L698.6K平衡時c0 (H2)c0(I2)c0 (HI)H2I2HI10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.000737

3、80.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g) + H2(g) 2HI(g)54.554.654.4554.33根據表中的數據計算出平衡時 的值，并分析其中規律。3通過分析實驗數據得出：(1)溫度不變時， 為常數 用K表示,K = 54.5；(2)常數K與反應的起始濃度大小無關；(3)常數K與正向建立還是逆向建立平衡無關即與平衡建立的過程無關。其它平衡體系的數據進行分析，都有類似的關系。 對于反應: aA + bB cC + dD 在一定溫度時，當一個可逆反應達到平衡狀態時，生成物平衡濃度的冪之積與反應物平衡濃度的冪之積的比值是一個常數，這個常數

4、稱為化學平衡常數簡稱平衡常數。4Kc = = = 7.3210-3 NH32N2H23 42393由平衡定律求平衡常數根據物料平衡求初時濃度答:該溫度時合成氨反應的化學平衡常數是7.3210-3 ,N2和H2的初時濃度分別為5 molL-1和15 molL-1 解： N2+3H2 2NH3 例1.(P51)合成氨反應N2+3H2 2NH3 在某溫度下達平衡時，各物質的濃度是：N2=3molL-1，H2=9 molL-1，NH3=4 molL-1。求該溫度時的平衡常數和N2、H2的初時濃度C N2+1/2NH33+25 molL-1N2C H2+3/2NH39+615 molL-1H2K = E

5、e DdAa Bb5二、書寫平衡常數關系式的規則原 則各項平衡濃度項只包括濃度可以變化的項(即變量)。1.關系式中不包括固體和純液體物質濃度項(因為它們的濃度為常數)，只包括氣態物質和溶液中各溶質的濃度。2.水溶液中的反應如有水參加，水濃度為常數，不寫在平衡關系式中。但對非水溶液反應，如有水生成或有水參加，必須寫上。如醋酸和乙醇的酯化反應:K = CH3COOC2H5 H2O CH3COOHC2H5 OH C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2OK = Ee DdAa Bb63.同一化學反應，平衡常數關系式因化學方程式的寫法不同而異。N2O4(g) NO2(g)K2=

6、K1 =0.602NO2(g) N2O4(g) K3= =2.781K1N2O4(g) 2NO2 (g) K1= =0.36K = Ee DdAa Bb解：（1） Kc = CO2 H2O2CH4 O2 2（2）Kc = CO2 O2 2課堂練習寫出下列可逆反應的平衡常數K的表達式：(1) CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O(g)(2) C(s) + O2 CO27三、平衡常數的單位當濃度的單位為 molL-1，稱標準平衡常數，標準平衡常數不寫單位。K = Ee DdAa Bb8(2)平衡常數K值的大小，可推斷反應進行的程度。 K值越大，表示反應進行的程度越大，反應物的轉化率越大；K 值

7、越小，表示反應進行的程度越小，反應物的轉化率越小。(1)平衡常數K與溫度有關，與濃度無關，由K隨溫度的變化可推斷正反應是吸熱反應還是放熱。 若正反應是吸熱反應,升高溫度,K 增大;若正反應是放熱反應,升高溫度,K 減少;(3)反應的平衡常數與反應可能進行的程度。一般來說，反應的平衡常數K105，認為正反應進行得較完全；K 10-5則認為這個反應的正反應很難進行(逆反應較完全）。（2）平衡常數K的性質9例如：不同溫度時，反應:H2(g)+I2(g) 2HI(g),的濃度平衡常數與溫度的關系如下：溫度623K698K763K濃度平衡常數66 .954.445.9 通過改變溫度，平衡常數大小的變化趨

8、勢可以判斷上可逆反應的正方向是放熱反應.10 對于可逆反應: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)(3)在某溫度下，某時刻反應是否達平衡，可用該時刻產物的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。Q k， 未達平衡，逆向進行。 Q = k, 達平衡，平衡不移動。Q k, 未達平衡，正向移動。11 例題:高爐煉鐵中發生的反應有:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g); H ,=).12四 平衡轉化率平衡轉化率 = 100%平衡時已轉化了的某反應物的量轉化前該反應物的量初時濃度: 0.020 0.020 0 0平衡濃度: 0.020-x 0.20-x x

9、 x K = = 9x2(0.020-x)2解得:x=0.015 (molL-1 )轉化率 = 100 = 75 % 0.0150.020答: 該反應在所給條件下的最大轉化率是75%解：設平衡時CO2和H2的濃度為x molL CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)例3(P59) 一氧化碳變換反應CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在773K時,平衡常數Kc=9，如反應開始時CO和H2O的濃度都是0.020 molL，計算在這條件下，CO的轉化率最大是多少？13(1)已知初始濃度和平衡濃度求平衡常數和平衡轉化率 例1：對于反應2SO2(g)+ O2(g) 2S

10、O3(g) ,若在一定溫度下，將0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一體積為2L的密閉容器中，當達到平衡狀態時，測得容器中有0.088mol的SO3(g)試求在該溫度下（1）此反應的平衡常數。（2）求SO2(g)和O2(g)的平衡轉化率。注：溫度一定時，對于一個化學反應，平衡常數雖然一定，但不同的反應物的平衡轉化率可能不同。不能脫離具體的反應物談平衡轉化率。14(2)已知平衡轉化率和初始濃度求平衡常數例2:反應SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定溫度下，將物質的量濃度均為2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密閉容器中，當達到平衡狀態

11、時，測得容器中SO2(g)的轉化率為60%，試求：在該溫度下。（1）此反應的濃度平衡常數。（2）若SO2(g)的初始濃度增大到3mol/L,則它們的轉化率變為多少？15（3）知平衡常數和初始濃度求平衡濃度及轉化率。例3、在1200時測得下列反應達平衡時,kc=2.25. CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) 。若反應從CO2(g)和H2(g)開始，且CO2(g)和H2(g)的初始濃度分別為A、B、C三種情況。試計算A情況下各物質的平衡濃度及CO2(g)和H2(g)平衡轉化率。 初始濃度ABCCo(H2)mol/L0.01000.01200.0080Co(CO2)mol/L0.01000.01000.0100將根據B、C組數據計算各物質的平衡濃度和平衡轉化率(),分析結果，得出什么結論？16五 多重平衡規則某個反應可以表示為兩個反應的和(或差)，則總反應的平衡常數等于各分反應平衡常數之積(或商)。這個關系稱為多重平衡規則。同理： = - K1 = K3 / K2 = +