平衡常數計算及等效平衡第1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四2SO2+O2

2SO3

對于上述已經達到平衡的可逆反應，增大SO2或O2的濃度，減小SO3的濃度，加壓都會使平衡右移，直到建立新的平衡。

右移到何時才能平衡呢？第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四一、化學平衡常數這個常數叫做該反應的化學平衡常數，簡稱平衡常數。（一）、概念：一定溫度下，當可逆反應mA+nB

pC+qD達平衡時，有

Kc=

[C]p[D]q[A]m[B]n

1、一定溫度下，Kc為常數，只隨溫度變化而變化，與濃度和壓強無關。2、固體和純液體不出現在表達式中。第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四一、化學平衡常數3、Kc有單位，其單位隨表達式變化。濃度的單位mol·L-1∴K的單位為(mol·L-1)n4、表達式隨方程式書寫而變化。2SO2+O2

2SO3Kc1=?SO2+O2

SO3Kc2=?關系？

3H2+N2

2NH3Kc1=?關系？

2NH33H2+N2Kc2=?

CaCO3(s)

CaO(s)

+CO2(g)Kc=?第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四5、多重平衡規則若干方程式相加(減)，則總反應的平衡常數等于分步平衡常數之乘積(商)例:2NO(g)+O2(g)2NO2

K12NO2(g)N2O4

K2

2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K3=?K3=K1K2

第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四一、化學平衡常數6、任意狀態時

=Qc

cp(C)cq(D)

cm(A)cn(B)Qc稱為濃度商，可用于判斷反應方向。可逆反應的Qc總是趨向等于KcQc>Kc

反應逆向進行Qc<Kc

反應正向進行Qc=Kc

平衡Qc總是趨向等于Kc第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四

為什么增大反應物濃度、減小生成物濃度平衡會右移呢？2SO2+O2

2SO3為什么加壓平衡會右移呢？平衡右移，

反應物的轉化率一定增大？第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四一、化學平衡常數同一反應中各反應物的轉化率是否相同呢?（二）、平衡轉化率：已轉化量與初始量之比對于可逆反應mA+nB

pC+qD

α（A）=c0(A)-[A]c0(A)

×100%n0(A)–n平(A)

n0(A)

×100%=恒容任意第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四

1、平衡常數的數值大小可以判斷反應進行的程度，估計反應的可能性。因為平衡狀態是反應進行的最大限度。如：N2(g)+O2(g)

2NO(g)Kc=1×10-30(298K)這意味著298K時，N2和O2基本上沒有進行反應，反之NO分解的逆反應在該溫度下將幾乎完全進行，平衡時NO實際上全部分解為N2和O2。(三)、平衡常數的意義一、化學平衡常數第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四2、平衡常數數值的大小，只能大致告訴我們一個可逆反應的正向反應所進行的最大程度，并不能預示反應達到平衡所需要的時間。如：2SO2(g)+O22SO3(g)

298K時Kc很大，但由于速度太慢，常溫時，幾乎不發生反應。第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四3、平衡常數數值極小的反應，說明正反應在該條件下不可能進行，如:N2+O2

2NO

Kc=10-30(298K)

所以常溫下用此反應固定氮氣是不可能的。因此沒有必要在該條件下進行實驗，以免浪費人力物力。第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四一、化學平衡常數例：在一密閉容器中，恒溫時發生如下反應又知該條件下Kc=19，已知c(SO2)始=0.4mol/L,c(O2)始=1mol/L，試判斷當SO2轉化率為50%時該反應是否平衡？平衡時SO2、O2的轉化率分別為多少？是否相等？（四）、化學平衡的計算：三段式法步驟：1、寫出化學方程式

2、列出起始量、變化量、平衡量。

3、根據已知條件列方程計算。2SO2+O2

2SO3第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四起始濃度(mol/L)50%時

注意解題步驟！變化濃度(mol/L)

解析三段式法0.4100.20.20.10.20.20.92SO2+O2

2SO3<Kc

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=0.22

0.22×

0.9

=1.1右移平衡第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四起始濃度(mol/L)平衡濃度(mol/L)假設O2濃度變化x時平衡變化濃度(mol/L)

解析三段式法0.4102x2xx2x0.4-2x1-x2SO2+O2

2SO3

[SO3]2

[SO2]2[O2]

=(2x)2

(0.4-2x)2×

(1-x)

=Kc=19解得x=0.16注意解題步驟！α（SO2）=80%α（O2）=16%第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四深入思考：若將SO2的起始濃度變為2mol/L，則SO2和O2的轉化率？α（O2）=

α（SO2）=70.5%

可見有兩種或兩種以上物質參加的反應，增大一種物質的濃度，平衡右移，會使另一種物質的轉化率提高，而本身轉化率降低。

工業上常增大便宜、易得原料濃度以提高另一物質的轉化率。第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四練習1、在一密閉容器中，恒溫時發生如下反應已知c(SO2)始=0.4mol/L,c(O2)始=1mol/L，試判斷當SO2轉化率為70%時該反應達到平衡。（1）求此反應的平衡常數。（2）若將混合物壓強增加1倍，平衡如何移動？（3）若恒容充入Ar使壓強變為原來的3倍，平衡又如何移動？2SO2+O2

2SO32、恒溫時反應達平衡后把容器的體積縮小到原來的一半，X的濃度從0.1到0.19mol/L，則（）Aa>b+cBa<b+cCa=b+cDa=b=caX(g)bY(g)+cZ(g)第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四1、起始濃度(mol/L)3、起始濃度(mol/L)某溫度時下面反應的Kc=22、起始濃度(mol/L)

210120010.52SO2+O2

2SO3各條件下建立的平衡有何特點？1、起始濃度(mol/L)3、起始濃度(mol/L)某溫度時下面反應的Kc=1.332、起始濃度(mol/L)

210202410H2+I2

2HI各條件下建立的平衡有何特點？第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四二、等效平衡對于一定條件下的可逆反應

1、先加入反應物，從正反應方向開始，可以建立化學平衡。

2、若先加入生成物，從逆反應方向開始，也可以建立相同的化學平衡。

3、若同時加入反應物與生成物，從中間狀態開始，也可以建立相同的化學平衡。（一）化學平衡的建立途徑第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四可見：化學平衡的建立與途徑無關，不同的始態可以達到相同的終態～相同的平衡～等效平衡。（二）等效平衡的概念：在一定條件下（恒T、V或恒T、p）對于同一可逆反應，只是起始時加入物質的量不同，達到平衡時任何組分的分數（n%、V%）均相同，則二平衡等效。

1、條件：恒T、V

或恒T、p

2、各組分的n%

或V%

對應分別相等則二平衡等效。此時n或V不一定相同。第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四（三）分類與解法第Ⅰ類：恒T、V，△n(g)≠0

的可逆反應

推向一邊，完全相同。第

Ⅱ類：恒T、V，△n(g)=0

的可逆反應推向一邊，成比例。第Ⅲ類：恒T、p下任意

的可逆反應推向一邊，成比例。

3、解題思路：尋找等效中介，再用勒夏特列原理轉化。第20頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四例1、在一定的溫度下，把2molSO2和1molO2通入一定容積的密閉容器里，發生如下反應：2SO2+O22SO3

當此反應進行到一定的程度時，反應混合物就處于化學平衡狀態。現在該容器中，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2、和SO3的物質的量(mol)。如果a、b、c取不同的數值，它們必須滿足一定的相互關系，才能保證達到平衡時反應混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時的完全相同。請填寫下列空白：(1)若a=0、b=0，則c=

，(2)若a=0.5，則b=

，c=

，(3)a、b、c取值必須滿足一般的條件是

，

。(用兩個方程式表示，一個只含a和c，另一個只含b和c)20.251.5a+c=2b+c/2=1第21頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四[例2]在一個恒溫、恒容密閉容器中，進行以下反應：H2

(g)十

Br2(g)2HBr(g)已知加入lmolH2和2molBr2時，達到平衡后生成amolHBr(見下表已知項)在相同條件下，且保持平衡時各組分的體積分數不變，對下列編號①一③的狀態，填寫表中的空白。

(高考科研試測題)2a00.52g-4m(g-m)a第23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四[例3]在一個盛有催化劑容積可變的密閉容器中，保持恒溫、恒壓，進行以下反應：

N2+3H22NH3

。已知加入1molN2和4molH2時達到平衡后生成amolNH3

(見下表“已知”項)。在相同溫度、壓強下，保持平衡時各組分的體積分數不變。對下列編號①～③的狀態填寫表中的空白。1.5a00.52g-8m(g-3m)a第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四練習1、在一個密閉容器中，加入2molA和1molB，發生下述反應（A、B、C、D都為氣體）：

達到平衡時，C的濃度為1.2mol/L,C的體積分數為a%。若維持容器的壓強和溫度不變，按下列配比作為起始物質，達到平衡后，C的濃度仍是1.2mol/L（或C的體積分數仍是a%）的是（）A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBA

2A+B

3C+DBD第25頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四2、A、B兩容器，A容器容積固定，B容器容積可變。一定溫度下，在A中加入2molN2和3molH2，當N2(g)+3H2(g)2NH3

(g)反應達平衡時，生成的NH3的物質的量為m。同溫下，保持B的容積為A的一半，并加入1molNH3，當B中反應達平衡時要使B中各物質的質量分數與上述A容器中達到平衡時相同，則起始時應加入

molN2和

m