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化学平衡常数
高二化学选修(4)人教版
复习回忆
平衡移动原理(勒夏特列原理)?
如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强、或温度)等,平衡就向能减弱这种改变的方向移动。
在一定条件下,几乎所有的反应都具有不同程度的可逆性,但有些反应的逆反应进行程度太少而忽略,把几乎完全进行的反应叫不可逆反应。
达到化学平衡状态的可逆反应,受浓度、压强、温度等影响会产生移动,再达到新的平衡。那么化学平衡有什么性质?如何判别一个化学反应是否达到化学平衡状态?有关的计算怎样?这就是我们这节课要研究的内容。
首先,让我们以氢气和碘蒸气的反应为例,分析课本29页表中的数据,然后得出结论。
回顾化学平衡状态及其移动
【交流·研讨】
根据下表数据计算平衡时
的值并分析其中规律:
c (HI)
2
c(H2) · c(I2)
起始时浓度mol/L
平衡时浓度mol/L
平衡时
c (H2)
c(I2)
c (HI)
c[H2]
c[I2]
c[HI]
0.01197
0.006944
0
0.005617
0.0005936
0.01270
48.38
0.01228
0.009964
0
0.003841
0.001524
0.01687
48.61
0.01201
0.008403
0
0.004580
0.0009733
0.01486
49.54
0
0
0.01520
0.001696
0.001696
0.01181
48.48
0
0
0.01287
0.001433
0.001433
0.01000
48.71
0
0
0.03777
0.004213
0.0004213
0.02934
48.74
通过分析实验数据得出:
1.温度不变时, 为常数 用K表示;
2.常数K与反应的起始浓度大小无关;
3.常数K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。
其它平衡体系的数据进行分析,都有类似的关系。
1.化学平衡常数的定义
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,这个常数就是该反应的平衡常数(简称平衡常数),符号用“K”表示。 幂:以其化学计量数为幂
三、化学平衡常数
2.数学表达式:
对于一般的可逆反应
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g)
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
催化剂
【课堂练习】
CaCO3( s ) CaO(s)+CO2(g)
K= c(CO2)
平衡常数使用注意事项
1、化学平衡常数只与温度有关,与
反应物或生成物的浓度变化无关;
2、在平衡常数表达式中,所用的浓度一定是各物质平衡时的浓度;
(固体物质和纯液体(如:水(l))的浓度视为“1”不带入公式)
水蒸气的浓度要列入平衡常数表达式中
平衡常数的表达式与方程式的书写有关
K1 = 1/K2 = K32
某温度下:
【知识拓展】
【例题1】
在某温度下,将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(H2)=0.0080mol/L 。
(1)求反应的平衡常数。
(2)在上述温度下,该容器中通入H2和I2蒸气各0.20mol,试求达到化学平衡时各物质的浓度。
3.意义:
(1)K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,它的正向反应进行的程度越大,即该反应进行的越完全,反应物转化率也越大。
定量的衡量化学反应进行的程度
(3)一般当K105 时,该反应进行得基本完全,
K 10-5 时则认为该反应很难进行。
(2)K只受温度影响,而其它外界条件如: 浓度、
压强、催化剂等变化对其无影响。
⑴平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度,估计反应的可能性。因为平衡状态是反应进行的最大限度。如: N2(g)+O2(g) 2NO(g)
K=1×10-30(298K)
这意味着298K时,N2和O2基本上没有进行反应。
4.平衡常数的应用
(2)利用平衡常数判断反应的热效应。
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。
(3)判断反应进行的方向;
浓度商:
Q =
Q <K,反应向正方向进行
Q
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