（457.6） 结论：一定温度下，对于已达平衡的反应体系中，生成物以 它的化学计量数为乘幂的浓度之积除以反应物以它的化学计 量数为乘幂的浓度之积是个常数 N2O4 2NO2 一、化学平衡常数 1、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，这个常数叫做该反应的化学平衡常数 （简称平衡常数）。 2、表达式及单位 单位为:(molL-1)n cp (C) c q(D) cm (A) c n(B) K = mA+nB pC+qD 注意： c 均为平衡时的浓度 该常数只与反应温度有关 c 均为平衡时的浓度 1、化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各 溶质的浓度。纯固体、纯液体浓度，一般不出现 在表达式中 CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l) K=c(CO2) K=c(CO)/(c(CO2) c(H2) Cr2O72-+H2O 2CrO4 2-+2H+ K=C2(CrO4 2-) C2(H+ )/C(Cr2O72-) 二、书写平衡常数关系式的规则 非水溶液中的反应 ，如有水生成或有 水参加反应，此时 水的浓度不可视为 常数 例： N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 = 1.60 10 5 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2 = 3.87 10 2 K1 K2 ， K1 = K22 2、同一反应，系数不同，K值不同 平衡常数的表达式与方程式的书写有关 二、书写平衡常数关系式的规则 平衡常数的表达式与方程式的书写有关 N2+3H2 2NH3 2NH3 N2+3H2 1/2N2+3/2H2 NH3 K1 = 1/K2 = K32 某温度下： 3、多重平衡规则 若干方程式相加(减)，则总反应的平衡 常数等于分步平衡常数之乘积(商) 例1: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 K2 二、书写平衡常数关系式的规则 练习: C (s) + CO2(g) 2CO(g) K C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1 CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 K = K1/K2 一般来说，K 105，认为正反应进行得较完全 K 10-5 认为 正反应很难进行（逆反应较完全） 10-5 K 105 认为是可逆反应 如：N2(g)+O2(g) 2NO(g) K =110-30(298K) 判断反应进行的程度:K值越大，表示反应进行的程度越大， 反应物转化率也越大。 三、化学平衡常数意义 这意味着298K时，N2和O2基本上没有进行反应， 反之NO分解的逆反应在该温度下将几乎完全进行， 平衡时NO实际上全部分解为N2和O2。 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。即速率大，K值不一 定大; 如： 2SO2(g)+O2=2SO3(g) 298K时K很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反应。 三、化学平衡常数意义 对于可逆反应:mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g) QC k ， 未达平衡，逆向进行。 QC = k , 达平衡，平衡不移动。 QC k , 未达平衡，正向进行。 判断可逆反应是否达到平衡及反应方向 三、化学平衡常数意义 若升高温度, 例：反应:H2(g)+I2(g） 2HI(g) H0, 起始浓度相同，平衡常数与温度的关系如下： 温度623K698K763K 平衡常数66 .954.445.9 K 值增大；则正反应是吸热反应 若升高温度,K值减少；则正反应是放热反应 判断反应的H 三、化学平衡常数意义 (5) K值大小标志反应能达到的最大限度, K值大，反应完全。 小结： (1) 平衡是有条件的、动态的。 (2) K不随起始浓度大而变。 (3) K与温度有关。 (4) K与方程式写法有关。 四、平衡常数的计算 例1:合成氨的反应N2+3H22NH3在某温度下各 物质的浓度平衡是: N2=3molL-1, H2=9molL-1, NH3 =4molL-1 求该反应的平衡常数和N2、H2的初始浓度。 已知平衡浓度求平衡常数和初始浓度 解：求平衡常数K Kc=NH32/(N2H23)=16/(393)=7.3210-3 求N2、H2的初始浓度。 N2+3H22NH3 反应1摩尔N2同时需3molH2生成2molNH3 N2 + 3H2 2NH3 平衡 3molL-1 9molL-1 4molL-1 初始 (3+2) (9+6) 0 即： 5 15 0 答:K=7.3210-3,初始N2、H2为5、15molL-1。 已知平衡浓度求平衡常数和初始浓度 ：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)求该反应的平衡常数 (2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸汽各 0.20mol.试求达到化学平衡状态时各物质的浓度. H2 + I2 2HI解(1)根据题意得: 平衡浓度mol/L: 0.0080 0.0080 0.0040 起始浓度mol/L: 0.01 0.01 0 K= C(HI)2 C(H2)C(I2) =0.25 解(2)设H2的消耗浓度为x H2 + I2 2HI 平衡浓度mol/L: 0.02-x 0.02-x 2x 起始浓度mol/L: 0.02 0.02 0 K= C(HI)2 C(H2)C(I2) =0.25= (2x)2 (0.02-x)2 X=0.0040mol/L C(H2)=c(I2)=0.016mol/L C(HI)=0.0080mol/L答:略 反应物A的平衡转化率： 对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g) (2)已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 例2:在密闭容器中,将2.0molCO与10molH2O混合加热 到800,达到下列平衡: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.0 求CO转化为CO2的转化率. 解:设达到平衡时CO转化为CO2的物质的量为x,V为容器容积 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 起始浓度: 2.0 V 10 V 0 V 0 V 2.0 V 平衡浓度: 2.0 V 10-x V x V x V 2.0-x V K= c(CO2)c(H2) C(CO)C(H2O) =1.0 X=1.66 CO转化为CO2的转化率为83%. 答:略 练习：CO+H2OH2+CO2此反应在773K时平衡常数K=9， 如反应开始时C(H2O)=C(CO)=0.020molL-1 求CO的转化率 解：设达到平衡时氢气的浓度为X CO + H2O H2+CO2 初始 0.02 0.02 0 0 平衡时 0.02-x 0.02-x x x K=x/(0.02-x)2=9 x/(0.02-x)=3 x=0.015molL-1 转化率=(0.015/0.020)100=75 知识回顾知识回顾 Knowledge Knowledge ReviewReview