化学选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡优质教学课件ppt

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1．知道化学平衡常数的含义，能书写化学平衡常数表达式并进行简单计算2.能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡重点:化学平衡常数的含义，能书写化学平衡常数表达式，利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡难点：有关化学平衡常数的计算
我们知道可逆反应到达平衡状态判断的方法 ：
【思考】能否从定量的角度研究一个可逆反应是否达到平衡状态呢？ 在一定温度下，化学平衡体系中反应物浓度与生成物浓度之间有什么关系呢？
密闭容器 457.6℃时各物质的浓度如图所示
H2(g)+I2(g) ⇋2HI(g)
通过分析实验数据得出：(1)温度不变时， 为常数 ；(2)此常数与反应的起始浓度大小无关；(3)此常数与正向建立还是逆向建立平衡无关，即与平衡建立的过程无关。
试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式 （1） 2SO2(g)+O2(g) 2SO3 （2）C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
1.概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，称为化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K 表示。
对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)，当该反应在一定温度下达到平衡时
(1)固体或纯液体浓度看作常数“1”，不代入表达式；H2O： 液态时，不能代入平衡常数表达式；气态时，需要代入平衡常数表达式
（2）化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。
K1 = K32 化学计量数变为原来n倍，K变为Kn。即方程式系数变为原来的2倍，则平衡常数变为K2；系数变为原来的1/2,则平衡常数变为K1/2
K1、K2、K3三者关系为K3 =
① C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) K1② CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2 (g) K2③ C(s) + CO2(g) 2CO(g) K3
K1、K2、K3三者关系为K3=
方程式相加(减)，则K相乘(除)。
只与反应本身及温度有关，与反应物或生成物浓度无关。
（1）定义：对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)，
在任意时刻的 ，称为浓度商，常用Q表示，即
注意：其中c为各组分任意时刻的浓度。
（2）Q与K的关系：当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时，表明反应达到限度，即达到化学平衡状态。
5．化学平衡常数的应用
（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度（也叫反应的限度）。
K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；K值越小，表示反应进行得越不完全 ，反应物转化率越小 。
（2）判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行。
对于可逆反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在一定的温度下的任意时刻
Qc＜K， ν正＞ν逆，反应向正反应方向进行Qc＝K， ν正＝ν逆，反应处于平衡状态Qc＞K， ν正＜ν逆，反应向逆反应方向进行
当K＞105时，该反应就进行的基本完全了; K＜10-5,很难进行。化学平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即化学反应速率快，K值不一定大。
（3）利用K可判断反应的热效应
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应
6.化学平衡常数的计算
　　　　　　　　mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)c始/ml·L－1 a b 0 0⊿ c/ml·L－1 mx nx px qxc平/ml·L－1 a－mx b－nx px qx
③平衡时A的体积分数：
④平衡时和开始时的压强之比：
例题1、在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1ml混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(H2)=0.0080ml/L，求： (1)反应的平衡常数。(2)在上述温度下，该容器中若通入H2(g)和I2(g)各0.2ml，试求达平衡时各物质的浓度。
（1）已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率
（2）已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率
例题2、在容积不变的密闭容器中，将2.0ml CO(g)与10ml H2O 加热到830℃，达到下列平衡： 此时该反应的K为1.0。 求：达平衡时CO转化为CO2的转化率。
例3、已知CO(g) +H2O(g) ⇌ CO2 (g) +H2 (g) 800℃时K =1；求恒温恒容体系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或1:4开始，达到平衡时CO和H2O(g)的转化率。
α(CO)= 50% α(H2O)= 50%
α(CO)= 80% α(H2O)= 20%
结论：增大一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，而本身的转化率减小
练习1、反应SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2ml/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为60%，试求：在该温度下。（1）此反应的浓度平衡常数。（2）若SO2(g) 、NO2(g ) 的初始浓度均增大到3ml/L，则SO2转化率变为多少？
练习2、将6ml A气体和5ml B气体混合放入4L密闭容器中，发生下列反应：3A(g) + B(g) 2C(g) + xD(g) ，经过5min达到化学平衡，此时生成C为2ml，测得D的反应速率为0.1ml/(L·min)，计算：①、x的值；②、平衡时B的转化率；③、A的平衡浓度。
3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g)
练习3．对于反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下，将初始浓度为0.4ml/L的SO2(g)和0.2ml/L的O2(g)混合注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为80%,试求在该温度下（1）此反应的平衡常数（2）求SO2(g)、O2(g)、 SO3(g)的平衡浓度。
SO2(g)、O2(g)、 SO3(g)的平衡浓度分别是
0.08ml/L、0.04ml/L、0.32ml/L
练习４、在2L的容器中充入 1ml CO和 1ml H2O(g),发生反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ，800℃时反应达平衡，若K=1，求：（1）CO的平衡浓度和转化率。（2）若温度不变，上容器中充入 的是1ml CO和 2ml H2O(g)， CO的平衡浓度和转化率是多少。（3）若温度不变，要使CO的转化率达到90%，在题干的条件下还要充入 H2O(g) 的物质的量为多少。
答案：（1）0.25ml/L；50%；（2）1/6ml/L；66.7%（3）8ml
1、表达式及书写注意事项
K越大，反应进行程度越大。只与温度有关
用浓度商Q与K比较：Q＜K，反应向正反应方向移动；Q＝K，反应处于平衡状态；Q＞K，反应向逆反应方向移动
4、“三段式”有关计算题方法
利用K可判断反应的热效应
平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度