化学平衡与化学平衡常数优秀课件.ppt

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1、化学平衡与化学平衡常数第1页，本讲稿共24页v化学平衡化学平衡v1.化学平衡状态化学平衡状态_。v2.达到化学平衡状态的特征：达到化学平衡状态的特征：v_；v_；v_；v_。化学平衡状态是指在化学平衡状态是指在一定条件下一定条件下的的可逆反应可逆反应里，里，正反应和逆反应正反应和逆反应速率相等速率相等，反应混合物中各组分的，反应混合物中各组分的浓度保持不变浓度保持不变的状态的状态等：等：化学平衡建立时，有化学平衡建立时，有V(正正)=V(逆逆)0定：定：反应混合物中各物质的含量保持不变反应混合物中各物质的含量保持不变变：变：外界条件改变，平衡受到破坏外界条件改变，平衡受到破坏动：动：化学平衡是

2、一个动态平衡化学平衡是一个动态平衡复习回顾复习回顾第2页，本讲稿共24页友友 情情 提提 示示1 1、只有在、只有在恒温恒温条件下，条件下，封闭封闭体系中进行的可逆体系中进行的可逆反应，才能建立化学平衡，这是建立化学平衡反应，才能建立化学平衡，这是建立化学平衡的的前提。前提。2 2、正逆反应、正逆反应速度相等速度相等是化学平衡建立的是化学平衡建立的条件。条件。3 3、平衡状态是封闭体系中可逆反应进行的最大、平衡状态是封闭体系中可逆反应进行的最大限度，各物质限度，各物质浓度浓度都都不不再随时间再随时间改变改变，这是建，这是建立平衡的立平衡的标志。标志。第3页，本讲稿共24页交流交流研讨研讨v根据

3、反应根据反应vH2(g)I2(g)2HI(g)v在在698.6K时各物质的初始浓度时各物质的初始浓度和平衡浓度的测量结果，完和平衡浓度的测量结果，完成书中成书中42页的表格页的表格知识支持知识支持c（B），都可以都可以表示物质的物质的表示物质的物质的量浓度其中，量浓度其中，c（），（），表示反应体系表示反应体系中物质中物质任意状态任意状态的的浓度，用浓度，用C（）（）表示表示物质的物质的初始浓度初始浓度，用用表示物质表示物质在在化学平衡状态时的化学平衡状态时的浓度浓度54.5 54.6 54.4 54.2 54.3第4页，本讲稿共24页v反应反应H2(g)I2(g)2HI(g)v在在698.6

4、K时时 的计算结的计算结果为：果为：54.5 54.6 54.4 54.2 54.3 HI2 H2 I2 在在498K时，时，的计算结果为：的计算结果为：HI2 H2 I2 241.6 241.6 241.6第5页，本讲稿共24页温温 度度 数值数值700K约为约为48.2698.6K约为约为54500K约为约为80.3450K约为约为120思考：思考：通过这些数据，通过这些数据，你有什么发现呢？你有什么发现呢？H2(g)I2(g)2HI(g)HI2 H2 I2 第6页，本讲稿共24页实验号实验号初始浓度初始浓度平衡浓度平衡浓度 1 0.886 0.057 0.057 2 1.772 0.11

5、4 0.114 3 2.658 0.171 0.171HI:1.000H2:0.000I2:0.000HI:1.000HI:0.000H2:1.000H2:1.000I2:1.000I2:1.000241.6241.6241.6 HI2 H2 I2 在在498K时时H2(g)I2(g)2HI(g)中各物质的初始浓度和平衡浓度如下：中各物质的初始浓度和平衡浓度如下：第7页，本讲稿共24页v不管不管H2,I2和和HI的初始浓度是多大，只要保持的初始浓度是多大，只要保持反应体系的反应体系的温度不变温度不变，达到，达到化学平衡状态化学平衡状态后，后，就为常数。就为常数。HI2 H2 I2 我们通常把这

6、个常数称为我们通常把这个常数称为化学平衡常数化学平衡常数在一定温度下，某个可逆反应达到平衡时，在一定温度下，某个可逆反应达到平衡时，产物浓产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比比是一个常数。这个常数称为是一个常数。这个常数称为化学平衡常数化学平衡常数第8页，本讲稿共24页对于一般的反应对于一般的反应aA+bB cC+dD当温度一定，达到化学平衡时，试写出其平衡常数表达当温度一定，达到化学平衡时，试写出其平衡常数表达式：式：K=Cc DdAa Bb注意：注意：平衡常数表达式中平衡常数表达式中不包括固体和纯液体不包括固体和纯液体物质的物质的

7、浓度项浓度项(因为它们的浓度为常数因为它们的浓度为常数)，只，只包括气态物质和包括气态物质和溶液中各溶质的浓度溶液中各溶质的浓度。第9页，本讲稿共24页v1、对于一个反应，其平衡常数的表达式是唯一的吗？、对于一个反应，其平衡常数的表达式是唯一的吗？平衡常数的表达式与哪些因素有关？平衡常数的表达式与哪些因素有关？v2、对于一个反应，正、逆反应的平衡常数之间有何关、对于一个反应，正、逆反应的平衡常数之间有何关系？系？v3、如果浓度的单位是、如果浓度的单位是mol/L，将浓度单位代入平衡常数，将浓度单位代入平衡常数表达式，可得到表达式，可得到K的单位。请写出上表中后三个反应的的单位。请写出上表中后三

8、个反应的K的单位，并分析的单位，并分析K的单位与反应的化学方程式之间有的单位与反应的化学方程式之间有什么关系？什么关系？第10页，本讲稿共24页v平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。v1、对于同一化学反应，由于、对于同一化学反应，由于书写方式不同书写方式不同，各反应物、生，各反应物、生成物的系数不同，成物的系数不同，平衡常数的表达式就不同平衡常数的表达式就不同。v2、对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒、对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。数。v3、平衡常数的单位也与化学方程式的表示形式一一对应、平衡常数的单位也与化学方程

9、式的表示形式一一对应。第11页，本讲稿共24页在在2000K2000K时时,反应反应CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g(g）COCO2 2（g g）的的平衡常数为平衡常数为K K1,1,则相同温度下反应则相同温度下反应2CO2CO2 2（g g）2CO(g)+O2CO(g)+O2 2（g g）的平衡常数的平衡常数K K2 2为为（）A A、1/1/K1 B B、K K1 12 2 C C、1/1/K12 D D、K1-1/2C巩固练习巩固练习第12页，本讲稿共24页v请通过以下各反应平衡常数的数值，讨论反应请通过以下各反应平衡常数的数值，讨论反应可能进行的程度：可能进行的程度：

10、化化 学学 反反 应应K的数值的数值反应程度反应程度2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)（570K）约为约为101059592HCl(g)H2(g)+Cl2(g)(300K)约为约为1017PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)(470K)约为约为正反应正反应接近完全接近完全正逆反应正逆反应相当相当正反应几正反应几乎不发生乎不发生第13页，本讲稿共24页v1 1、判断反应进行的程度，、判断反应进行的程度，估计反应的可能性。估计反应的可能性。vK K值越大，反应越完全；值越大，反应越完全；vK K值越小，反应越不完全。值越小，反应越不完全。平衡常数的应用平衡常数的应用知识点击

11、知识点击化学反应化学反应任意任意时刻时刻，产物浓，产物浓度系数次方的度系数次方的乘积与反应物乘积与反应物浓度系数次方浓度系数次方的乘积之比称的乘积之比称为为浓度商浓度商，用，用符号符号Qc表示。表示。v2、判断反应进行的方向、判断反应进行的方向第14页，本讲稿共24页 对于化学反应：对于化学反应：a A +b B c C +d D的任意状态，的任意状态，Q=cc(C)c d(D)ca(A)c b(B)浓度商浓度商(对于有纯固体或溶剂参加的反应，它们的浓度不列入浓度商的表达式中）对于有纯固体或溶剂参加的反应，它们的浓度不列入浓度商的表达式中）某时刻某时刻若若Q=K，则反应处于平衡状态；若，则反应

12、处于平衡状态；若Q K，则该时刻反应没有达到平衡状态，则该时刻反应没有达到平衡状态。第15页，本讲稿共24页第16页，本讲稿共24页平衡常数的应用平衡常数的应用将浓度商将浓度商Qc与平衡常数与平衡常数Kc进行比较，进行比较，QcK，反应达平衡状态；，反应达平衡状态；QcK，反应逆向进行，反应逆向进行。第17页，本讲稿共24页巩固练习巩固练习v1、在相同的温度下，已知反应、在相同的温度下，已知反应vN2(g)+O2(g)2NO(g)平衡常数平衡常数K=3.8410-31;2SO2(g)+O2(g)2SO3平衡常数平衡常数K=3.11026v(mol/L)-1.则在该温度下，两个化学反应的反应程度

13、之则在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为（间的关系为（）vA、B、C、D、不能确定、不能确定B第18页，本讲稿共24页巩固练习巩固练习v某温度下某温度下SO3的转化反应的转化反应v的的45.89，下面三个混合体系中各物质的浓度，下面三个混合体系中各物质的浓度(mol/L)如下如下表，试判断各体系是否达到平衡状态表，试判断各体系是否达到平衡状态v体系体系SO2O2SO是否平衡是否平衡 反应方向反应方向0.060.402.000.0960.300.50否否逆向逆向否否逆向逆向第19页，本讲稿共24页可逆反应是化学反应的普遍现象，可逆反应是化学反应的普遍现象，不可逆反应只是相对的。不可逆反

14、应只是相对的。正反应速度正反应速度V1逆反应速度逆反应速度V2V1V2:反应正向进行反应正向进行V1V2:反应逆向进行反应逆向进行V1=V2:化学平衡状态化学平衡状态反应物生成物第20页，本讲稿共24页K=7.32107.3210-3-3(molL-1)-2-2NH32N2H23 42393答答:该温度时合成氨反应的化学平衡常数是该温度时合成氨反应的化学平衡常数是7.3210-3,N2和和H2的初时浓度分别为的初时浓度分别为5 molL-1和和15 molL-1 解：解：N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3 C C NN2 2+1/2NH+1/2NH3 3 3+23+25 mo

15、l5 molL L-1-1N2C C HH2 2+3/2NH+3/2NH3 3 9+69+615 mol15 molL L-1 1H2 将一定量的氮气和氢气充入一密闭容器将一定量的氮气和氢气充入一密闭容器中中,发生反应发生反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3,达平衡时，各物质的达平衡时，各物质的浓度为浓度为：NN2 2=3mol=3molL L-1-1，HH2 2=9 mol=9 molL L-1-1，NHNH3 3=4=4 molmolL L-1-1。求该温度下的平衡常数和。求该温度下的平衡常数和N N2 2、H H2 2的初始浓的初始浓度度动手试一试第21页，本讲稿共2

16、4页1.1.平衡常数表达式中平衡常数表达式中不包括固体和纯液体不包括固体和纯液体物质的浓度物质的浓度项项(因为它们的浓度为常数因为它们的浓度为常数)，只，只包括气态物质和溶包括气态物质和溶液中各溶质的浓度液中各溶质的浓度。2.2.水溶液中的反应如有水参加，水浓度为常数，不写水溶液中的反应如有水参加，水浓度为常数，不写在平衡表达式中。但对非水溶液反应，如有水生成或在平衡表达式中。但对非水溶液反应，如有水生成或有水参加，必须写上。有水参加，必须写上。如醋酸和乙醇的酯化反应如醋酸和乙醇的酯化反应:K=CH3COOC2H5 H2O CH3COOHC2H5 OH C C2 2H H5 5OH+CHOH+

17、CH3 3COOH CHCOOH CH3 3COOCCOOC2 2H H5 5+H+H2 2O O如何书写平衡常数的表达式呢？如何书写平衡常数的表达式呢？第22页，本讲稿共24页1、写出下列可逆反应的平衡常数、写出下列可逆反应的平衡常数K的表达式：的表达式：(1)CH4（g）+2O2(g)CO2（g）+2H2O(g)(2)C(s)+O2（g）CO2（g）(3)Fe2O3(s)+3H2（g）2Fe(s)+3H2O(g)解解：（1）K=CO2 H2O2CH4 O2 2（2）K =CO2 O2（3）K =H2O3H2 3v一般来说，如果一个反应的平衡常数的数值在一般来说，如果一个反应的平衡常数的数值

18、在105左右，通常认为，反应可以进行左右，通常认为，反应可以进行的比较完全；相反，如果一个反应的平衡常数的数值在的比较完全；相反，如果一个反应的平衡常数的数值在10-5左右，则认为这个反应左右，则认为这个反应很难进行很难进行第23页，本讲稿共24页研究平衡常数的意义：研究平衡常数的意义：1、由平衡常数可以预计反应的方向和限度。、由平衡常数可以预计反应的方向和限度。取值越大，反应可取值越大，反应可能进行的程度越大。能进行的程度越大。判断某个反应在实际生产中的可利用性。判断某个反应在实际生产中的可利用性。2.判别一个化学反应是否达到化学平衡状态判别一个化学反应是否达到化学平衡状态(Q 与与 K 的关系的关系)第24页，本讲稿共24页