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第二章 化学反应速率与化学平衡 第三节 化学平衡 化学平衡常数及有关计算 人教版选修4 · 化学反应原理 1、化学平衡常数： 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化学平衡常数，符号K。 2、数学表达式： 对于一般的可逆反应， mA（g）+nB（g） pC（g）+qD（g） 当在一定温度下达到平衡时， K=[Cp（C）·Cq（D）]/[Cm（A）·Cn（B）] 如在250C时，H2+Cl2 2HCl， K= 5.3×1016 ； 3、注意： (1)对于有纯固体或溶剂参加的反应，其浓度不列入平衡常数K的表达式中。 (2)平衡常数只受温度影响，与浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 若反应方向改变，则平衡常数改变。 若方程式中各物质的系数等倍的扩大或缩小；尽管是同一反应，平衡常数也会改变。 4、平衡常数的应用∶ 判断反应进行的程度（即反应的限度）。 K值越大，表示正向反应进行的程度越大， 即该反应进行得越完全，反应物转化率越大； 反之，就越不完全，转化率就越小。一般的说，K＞105 反应进行完全； 10-5＜K＜105时，典型的可逆反应； K＜10-5时，其逆反应会进行趋于完全。 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。 5、转化率 指定反应物的转化率 =[C(始)-C(平衡)]/C(始) =[C(消耗)]/C(始) 转化率越大，反应越完全！ 6、典型例题剖析∶ 例1∶在某温度下，将氢气和碘蒸气各0.1mol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）=0.008mol/L。 （1）求该反应的平衡常数。 （2）在上述温度下，该容器中若通入氢气和碘蒸气各0.20mol。试求达到化学平衡时各物质的浓度。 审题思路∶ 要求平衡常数，先要求出平衡时各物质的浓度； 求出平衡常数后，在同温下利用公式可以求消耗浓度，再求平衡浓度。 例2∶在密闭容器中，将2.0molCO与10molH2O混合加热到8000C，达到下列平衡CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g），且K=1.0 ，求CO转化为CO2的转化率。 练习与思考 1、0.05gN2O4气体放入200mL密闭容器中并在250C保温， N2O4 2NO2，K=0.00577。求∶每一组分气体的平衡浓度。 解题思路∶现在要求各组分的平衡浓度，已知反应起始的物质的量和体积、该温度的平衡常数，则可采用列三行、填对空的方法弄清关系然后用平衡常数的表达式代入已知量进行求解。 解∶四氧化二氮的起始浓度 C（ N2O4 ） =0.05g÷92g/mol÷0.2L=2.72×10-3mol/L 设其反应中消耗的浓度为X N2O4 2NO2 起始浓度 2.72 ×10-3 0 （mol/L） 转化浓度 X 2X （mol/L） 平衡浓度 2.72 ×10-3 –X 2X （mol/L） K=C2（NO2）/C（N2O4）= （2X）2 /（2.72 ×10-3 –X）=0.00577 ， 解得X=1.39 ×10-3 mol/L ∴平衡时∶ C（NO2）= （2.72 ×10-3 –X） mol/L =（2.72-1.39） ×10-3 mol/L =1.33 ×10-3 mol/L ， C（N2O4）=2X=2×1.39 ×10-3 mol/L=2.78 ×10-3 mol/L。 答∶（略） 2、 设在某温度时，在容积为1L的密闭容器内，把氮气和氢气两种气体混合，反应后生成氨气。实验测得，当达到平衡时，氮气和氢气的浓度各为2mol/L，生成氨气的浓度为3mol/L，求这个反应在该温度下的平衡常数和氮气、氢气在反应开始时的浓度。 解题思路∶ 该题可用已知的平衡浓度代入平衡常数求算公式进行计算，然后根据起始浓度等于消耗浓度加上平衡浓度，计算出氮、氢气的起始浓度。 解∶ 起始浓度