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第08讲 化学平衡常数
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课前导入
在457.6℃时,反应体系H2(g) + I2(g) 2HI(g)总各物质的浓度如下表所示:
起始浓度/ mol•L-1
平衡浓度/ mol•L-1
平衡时
c(H2)
c(I2)
c(HI)
c(H2)
c(I2)
c(HI)
1.197×10-2
6.944×10-3
0
5.617×10-3
5.936×10-4
1.270×10-2
48.37
1.228×10-2
9.964×10-3
0
3.841×10-3
1.524×10-3
1.687×10-2
48.62
1.201×10-2
8.403×10-3
0
4.580×10-3
9.733×10-4
1.486×10-2
49.54
0
0
1.520×10-2
1.696×10-3
1.696×10-3
1.181×10-2
48.49
0
0
1.287×10-2
1.433×10-3
1.433×10-3
1.000×10-2
48.70
0
0
3.777×10-2
4.213×10-3
4.213×10-3
2.934×10-2
48.50
平均值
48.70
观察上表中的已知数据,思考一个问题:化学平衡体系中反应物浓度与生成物浓度之间有什么关系呢?
知识预习
一、浓度商的概念与表达式
1.浓度商的概念
在任意时刻,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,称为浓度商,常用Q表示。
2.表达式
对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 浓度商Q=_______
二、化学平衡常数的概念与表达式
1.化学平衡常数的概念
在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡时,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,该常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),用符号K表示。
2.表达式
对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g),化学平衡常数K=。
(________或________纯物质一般不列入浓度商和平衡常数)
及时小练
写出下列反应的化学平衡常数:
(1)2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) K = _________________________
(2)4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g) K = _________________________
(3)H2(g) + I2(g) 2HI(g) K = _________________________
(4)C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) K = _________________________
三、平衡常数的影响因素及意义
1.化学平衡常数的影响因素
化学平衡常数是表明化学反应限度的一个特征值,通常情况下只受________影响。
2.化学平衡常数的意义
(1)通常,K越大,说明平衡体系中________所占的比例越大,______反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,平衡时反应物的转化率越大;反之,K越小,该反应进行得越不完全,平衡时反应物的转化率越小。
(2)一般来说,当K>时,该反应就进行得基本完全了。
四、平衡常数与方程式的关系
思考与交流
分别写出下列方程式的平衡常数表达式,并思考,K1、K2、K3之间有何关系?
H2(g) + I2(g) 2HI(g) K1 = _________
2HI(g) H2(g) + I2(g) K2 = _________
2H2(g) + 2I2(g) 4HI(g) K3 = _________
1.对于同一可逆反应,正反应和逆反应的平衡常数表达式不同,两者互为倒数;
2.若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也等倍扩大或缩小;
3.若干方程式相加,则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积;若干方程式相减,则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之商。
及时巩固
已知方程式A(g) C(g) K1 和 B(g) D(g) K2 用K1、K2表示下列反应的平衡常数。
A(g) + B(g) C(g) + D(g) K3 = __________
A(g) + D(g) B(g) + C(g) K4 = __________
对点训练
题型一:平衡常数的概念、表达式与影响因素
【例1】下列关于化学平衡常数的说法中正确的是( )
A. 在任何条件下,化学平衡常数都是一个定值
B. 由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度
C. 化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关
D. 当改变反应物的浓度时,化学平衡常数一定会发生改变