第三節化學平衡4平衡常數

2022-12-26 13:12:03 字數 4263 閱讀 8760

2.3 化學平衡第4課時化學平衡常數

1定義:在下,當乙個可逆反應達到時,生成物與反應物的比值是乙個常數,這個常數就是該反應的化學平衡常數,簡稱平衡常數,用符號表示。

2表示式:

對於一般可逆反應ma(g) + nb(g) pc(g) + qd(g),平衡常數的表示式為

3.化學平衡常數的意義:定量的衡量化學反應進行的程度

(1)k值越大,說明平衡體系中生成物所佔的比例它的正向反應進行的程度 ,即該反應進行得越反應物轉化率反之,就越轉化率就 。

(2)一般當k>105時,該反應進行得基本完全。

4.注意事項:

(1)對於化學反應:aa(g)+bb(g) cc(g)+dd(g)

k=上式中c(a)、c(b)、c(c)、c(d)是各物質處於時的濃度

(2) 在平衡常數表示式中:水(液態)的濃度、固體物質的濃度不寫

c(s)+h2o(g) co(g)+h2(g),k

即:①對於在溶液中進行的反應,溶劑的濃度是乙個常數,此常數可歸併到平衡常數中去,在k的表示式中不出現溶劑的濃度項,如co+h2o hco+oh-,k

②當反應中有固體物質時,因固體的濃度可以看作常數,在k的表示式中不出現固體的濃度項,如caco3(s) cao(s)+co2(g),k

(3)化學平衡常數表示式與化學方程式的書寫有關

例如:n2(g)+3h2(g) 2nh3(g)的平衡常數為k1,

1/2n2(g)+3/2h2(g) nh3(g)的平衡常數為k2,

nh3(g) 1/2n2(g)+3/2h2(g)的平衡常數為k3;

寫出k1和k2的關係式

寫出k2和k3的關係式

【思考】對於乙個給定的可逆反應,其正反應和逆反應的平衡常數之間有什麼關係?化學平衡常數有統一的固定單位嗎?

(4)k值只受影響,與反應物或生成物的無關。

①規律:對於吸熱反應:t增大,k________;對於放熱反應:t減小,k________。

②應用:利用溫度改變時k的變化來判斷反應的熱效應:

若公升高溫度,k值增大,則正反應為________反應;(填「吸熱」或「放熱」反應)

若公升高溫度,k值減小,則正反應為________反應。

如:某一化學反應在298 k時平衡常數為32.4,在398 k 時為46.1,那麼該反應的正反應為吸熱反應。

還可以判斷可逆反應是否達到平衡及反應向何方向進行

對於可逆反應ma(g)+nb(g) pc(g)+qd(g),在一定的溫度下的任意時刻,反應物的濃度和生成物的濃度有如下關係:qc= ,叫該反應的濃度商

(1)當qc=k時,反應v正_______v逆;

(2)當qc(3)當qc>k時,反應v正_______v逆。

6.有關化學平衡常數的計算

對於反應:aa(g)+bb(g) cc(g)+dd(g) 達到平衡後各物質的濃度變化關係:

(1)反應物:平衡濃度=初始濃度-轉化濃度; 反應物a:c平(a)=c0(a) - △c(a)

(2)生成物:平衡濃度=初始濃度+轉化濃度生成物d: c平(d) = c0(d) +△c(d)

(3)各物質的轉化濃度之比等於它們在化學方程式中相應的化學計量數之比。△c(a):△c(d)=a:d

7.平衡轉化率

用平衡常數來表示反應的限度有時不夠直觀,常用平衡轉化率α來表示反應限度。

對於可逆反應ma(g) + nb(g) pc(g) + qd(g),反應物a的平衡轉化率(該條件最大轉化率)可表示:

或【注意事項】

(1)化學平衡常數與平衡轉化率都可以表示反應進行的________。

(2)平衡轉化率隨著反應物初始濃度的不同而變化,而平衡常數不受影響,只受________影響。

(3) 反應物的轉化率:某指定反應物的轉化率

【課堂練習】

1.關於平衡常數k,下列說法中正確的是(c )

a.k越大,反應速率越大

b.對任一給定的可逆反應,溫度公升高,k值增大

c.對可逆反應, k值越大,反應物的轉化率越高

d.加入催化劑或增大反應物濃度,k值將增大

2.對於反應cr2o72- + h2o2cro42- + 2h+,平衡常數可表示為k

3.已知在448 ℃時,反應h2(g)+i2(g) 2hi(g)的平衡常數k1為49,則該溫度下反應

2hi(g) h2(g)+i2(g)的平衡常數k2為_____1/49___;反應1/2h2(g)+1/2i2(g) hi(g)的平衡常數k3為__7______。

4.某溫度下h2+i2(g) 2hi的平衡常數是50,在這個溫度下使h2與i2(g)發生反應,反應開始時,碘蒸氣的濃度是1 mol/l,當達到平衡時c(hi)=0.9 mol/l,則h2的轉化率為 93.75%

5.將固體nh4i置於密閉容器中,在一定溫度下發生下列反應:

①nh4i(s) nh3(g)+hi(g);

②2hi(g) h2(g)+i2(g)

達到平衡時,c(h2)=0.5 mol·l-1,c(hi)=4 mol·l-1,則此溫度下反應①的平衡常數(單位:mol2·l-2)為 20

6.在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:其化學平衡常數k與溫度t的關係如下:co2(g)+h2(g) co(g)+h2o(g),其化學平衡常數k和溫度t的關係如下表:

請回答下列問題:

(1)該反應的化學平衡常數k

(2)該反應為吸熱反應。(填「吸熱」或「放熱」)

(3)800℃,固定容器的密閉容器中,放入混合物,起始濃度為c(co) =0.01mol/l, c(h2o) =0.03mol/l, c(co2) =0.

01mol/l, c(h2) =0.05mol/l ,則反應開始時,h2o的消耗速率比生成速率小填「大」「小」或「不能確定」)

(4)830℃,在1l的固定容器的密閉容器中放入2molco2和1molh2,平衡後co2的轉化率為 1/3h2的轉化率為 2/3

(5)下列說法中能說明該反應達平衡狀態的是 b

a、容器中壓強不變 b、混合氣體中c(co)不變

c、混合氣體的密度不變 d、c(co) = c(co2)

e、化學平衡常數k不變 f、單位時間內生成co的分子數與生成h2o的分子數相等

(6)某溫度下,各物質的平衡濃度符合下式:c(co2)×c(h2)=c(co)×c(h2o),試判此時的溫度為830

7.高爐煉鐵中發生的基本反應之一如下:

feo(s)+co(g) fe(s)+co2(g) δh >0

已知1 100℃時平衡常數k=0.263,且化學平衡常數只與溫度有關,不隨濃度和壓強的變化而變化。

(1)平衡常數的表示式為k

(2)溫度公升高,化學平衡移動後達到新的平衡,高爐內co2和co的體積比值_ 增大平衡常數k值______增大________(均填「增大」、「減小」或「不變」)。

(3)1 100℃時測得高爐中c(co2)=0.025 mol·l-1,c(co)=0.1 mol·l-1,在這種情況下,該反應是否處於化學平衡狀態________(填「是」或「否」)。

此時,化學反應速率是v正____大於______v逆(填「大於」、「小於」或「等於」),其原因是

8.一定條件下,下列反應呈平衡狀態時的平衡常數:3h2(g)+n2(g) 2nh3(g) k1

2nh3(g) 3h2(g)+n2(g) k2則k1與 k2的關係為( b )

a.k1=k2b.k2=1/k1 c.k1/2=k2 d.無法確定

9.放熱反應:co(g)+h2o(g) co2(g)+h2(g)在溫度t1時達到平衡,c(co)1=c(h2o)1=1.

0 mol·l-1,其平衡常數為k1。其他條件不變公升高反應體系的溫度至t2時,反應物的平衡濃度分別為c(co)2和c(h2o)2,平衡常數為k2,則(c  )

a.若增大co濃度,k2和k1都增大 b.k2>k1

c.c(co)2=c(h2o)2d.c(co)1>c(co)2

10.在一密閉容器中,co和h2o混合加熱到800℃達到下列平衡:co(g)+h2o(g) co2(g)+h2(g),k=1.

0,若反應開始時co和h2o的濃度分別為0.20 mol·l-1和1.00 mol·l-1,則co轉化為co2的轉化率為( b )

a.80% b.83% c.75% d.91%

11. 在容積為1 l的密閉容器中,加入5 mol a 物質,在一定條件下同時發生下列兩個反應:(1)2a(g) 2b(g)+c(g);(2)a(g) c(g)+d(g)。

當達到平衡時,測得c(a)=2.5 mol·l-1,c(c)=2.0 mol·l -1。

則下列說法中正確的是( b )

第三節化學平衡 條三課時化學平衡常數

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