1、第三节 化学平衡(三),正反应方向,减弱反应物浓度 增大的趋势,正反应方向,吸热反应的方向,气体分子数增大的方向,减弱生成物浓度 减小的趋势,减弱温度升高的 趋势,减弱压强降低的 趋势,复习：,1何为“勒夏特列原理”，请举例说明。,复习：,注意： 是“减弱”这种改变，不是“消除”这种改变 勒夏特列原理适用于任何动态平衡体系（如：溶解平衡、电离平衡等），未平衡状态不能用此来分析,【阅读思考】 以氢气和碘蒸气的反应为例，分析课本29页表及学评56页表，,无关,无关,无关,K,发生改变,常数,457.6时，K=48.74 ；425.6时，K=54.2,对其它平衡体系数据进行分析，都有类似的关系。,1
2、、定义： 在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数。,四、化学平衡常数(K),2.K的数学表达式：,3.平衡常数的单位当浓度的单位为molL-1，称标准平衡常数，标准平衡常数不写单位。,练习：写出学评P55学生活动8中的平衡常数表达式，小结书写原则。,4.书写平衡常数表达式的规则,K= c (CO2),稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必写在平衡关系式中，如： Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+,（2）同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系
3、式及相应的平衡常数。,K22 = K1,K1 K2 ，,=1.60 10 5=3.87 10 2,(1)平衡常数K只与温度有关，与浓度无关,由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。,5. 引入平衡常数K的意义,通过温度变化时平衡常数大小的变化趋势分析，可判断上述反应的正方向是 反应。,升温，若K增大，正反应为 热反应； 降温，若K增大，正反应为 热反应。,吸,放,放热,(2)从K值的大小，可推断反应进行的程度 K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K值越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。,(3)反应的平衡常数与反应可能进行的程度一般来说，反应的平衡常数K1
4、05，认为正反应进行得较完全；K 10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。,(4)在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比Qc(即浓度商)与K比较大小来判断。,（5）另外还有两点必须指出：平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。如： 2SO2(g)+O2 2SO3(g)298K(常温)时K很大，但速度太慢, 几乎不发生反应，实际生产是在500左右进行。平衡常数极小的反应，说明正反应在该条件下不可能进行,如常温: N2+O22NO K=10-30所以常温下用此反应固定
5、氮气是不可能的，没有必要在该条件下进行试验，以免浪费人力物力。,达到平衡后各物质的浓度变化关系：,（2）生成物：C平衡 = C初始 + C（生成） ；,（3）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中计量数之比。 如：c(A): c(B):c(C): c(D)= a:b:c:d,（1）反应物：C平衡 = C初始C（消耗）；,四、有关化学平衡常数的计算,也可以：n(A): n(B):n(C): n(D)= a:b:c:d,概念理解：平衡转化率,用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率 来表示反应限度。,反应物A的平衡转化率可表示为：,或：,某反应达到平衡时的转化率一定是该条件下最大
6、的。,【例题 1】 高炉炼铁中发生的基本反应如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) H0，已知在1100时，K= 0.263。(1)温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内 CO2和CO的体积比值 ,平衡常数K值 。 (2) 1100时，测得高炉中c(CO2)= 0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下,该反应是否处于平衡状态_(填“是”或“否”)，此时化学反应向 进行，其原因是 。,增大,增大,否,正方向,1、已知平衡浓度和K值，判断是否平衡状态,【例题2】（课本 P29例题1 ） 在某温度下, 将H2(g)和 I2(g)各0.1mol充入10
7、L的密闭容器中, 反应达到平衡时c(H2)=0.008mol/L，求：(1)该反应的平衡常数及转化率(2)其它条件不变，若充入的H2和I2(g)各0.2mol, 求达平衡时各物质的平衡浓度及转化率。,2、已知起始和平衡浓度,求K和平衡时的转化率,【解析】 （1） 起始时刻H2、I2浓度均为：0.1mol/10L=0.01mol/L,H2、I2 的转化率：,0.0020 0.0020 0.0040,（2）若 c(H2) 始= c(I2) 始= 0.2mol/10L=0.02mol/L设H2的消耗浓度x , 则:,解得：x = 0.0040 mol/L c(H2)平= c(I2)平= 0.020-
8、0.0040= 0.0160（mol/L）c(HI)平= 20.0040= 0.0080 （mol/L）,H2 + I2 2HI,c始mol/L 0.020 0.020 0c平mol/L 0.020-x 0.020 -x 2x,c mol/L x x 2x,H2、I2 的转化率：,因为 K不随浓度发生变化，所以有：,该例题的启示： 1、温度不变，浓度改变时,K值不变。 * 2、其他条件不变，对反应前后气体体积不变的反应，若反应2的浓度按反应1的倍数比例增大，各反应物转化率不变。,3、已知K和起始浓度，求平衡浓度及转化率,课本P30例2,该题的启示：在同一个反应中，若增大一种反应物R的浓度，能提
9、高另一种反应物的转化率，而R本身的转化率一般减小。,并非只有平衡才有转化率，只是平衡时转化率最大,【例4】 反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 在一定条件下进行。设投入的N2为1 mol, H2为3 mol, 在体积、温度恒定的容器中反应, 测得平衡时的压强是原来的90%, 求N2转化率1。温度不变, 再充入1 mol N2 和3 mol H2, 计算新平衡的N2转化率2。,解析： N2 + 3H2 2NH3 n始 mol 1 3 0n mol a 3a 2an平 mol 1-a 3-3a 2a(1-a) + (3-3a) + 2a = 490%a = 0.2,再充入1 mol N
10、2 和3 mol H2, 可看作起始浓度加倍,该例题的启示：其他条件不变，对反应前后气体体积有变化的反应，若反应2的浓度按反应1的倍数比例增大，各反应物转化率会改变，因为气体物质的量的变化会引起压强的改变，平衡会移动。,与前面例2对比：若等条件的反应，则同等程度增大反应物浓度，平衡不移动，转化率不变。,小结：,关于平衡常数的教学目标：知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率,化学平衡常数从定量的角度描述化学平衡状态 化学平衡常数只随温度变化、不随浓度变化 转化率是某反应进行到一定阶段，某指定反应物已转化的物质的量占该物质起始物质的量的百分数，反应一旦发生，就会有转化率，而且随着反应的进行，转化率也在变化，一定条件下，平衡时转化率达到最大 。 转化率与产率的关系,
