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第二节 化学反应的方向与限度 课时3 化学平衡常数 第二章 化学反应速率与化学平衡 授课人: 学习目标 1.通过化学平衡状态时的浓度数据分析,认识化学平衡常数的概念,并能分析推测其相关应用。 2.构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法),理清计算的思路,灵活解答各类问题。 课程导入 回顾: 化学平衡状态及判断 当一个可逆反应达到化学平衡状态时,有多少反应物转化成了生成物? 反应物和生成物的浓度之间又有怎样的定量关系? 课程导入 化学平衡状态是在一定条件下可逆反应进行的最大限度。 一、化学平衡常数 NO2、N2O4的相互转化是一个可逆反应:2NO2(g)⇌N2O4(g)。 1.08 1.38 1.61 3.89 1.71×102 1.71×102 1.71×102 1.71×102 一定温度下,平衡时 近似相等 一、化学平衡常数 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(简称平衡常数),用符号K表示。 K = cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) 对于一般的可逆反应 m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g) 在一定温度下达到化学平衡时,各物质平衡时的浓度满足的数学关系式为: 一、化学平衡常数 化学方程式 2NO2(g) N2O4(g) 3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g) Br2+H2O H++Br-+HBrO 平衡常数表达式 K=___________________ K=_____________________ K=_______________________ 25 ℃ 时,生成卤化氢反应的平衡常数 化学方程式 F2(g) + H2(g) 2HF(g) Cl2(g) + H2(g) 2HCl(g) Br2(g) + H2(g) 2HBr(g) I2(g) + H2(g) 2HI(g) 平衡常数 ( K ) 6.5 ×1095 2.57 ×1033 1.91 ×1019 8.67 ×102 生成卤化氢的平衡常数K值从上到下依次减小,反应进行的程度也依次减小。 在上述反应中,生成氟化氢的反应进行得最为完全。 一、化学平衡常数 平衡常数的大小定量反映了化学反应进行的程度。 意义: 即:反应的限度 一、化学平衡常数 1 2 Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. K值越大,表示反应进行得越完全,反应物转化率越大; K值越小,表示反应进行得越不完全。 Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. 一般地,K>10-5时,认为该反应进行得就基本完全了。 当K<10-5时,该正反应很难发生。 一、化学平衡常数 1、化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小,并不涉及反应时间和化学反应速率。 即:某个化学反应的平衡常数很大,可能化学反应速率却很小。 注意: 2、化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度,且不出现固体、纯液体或水溶液中水的浓度。 一、化学平衡常数 25 ℃ 时,生成卤化氢反应的平衡常数 化学方程式 F2(g) + H2(g) 2HF(g) Cl2(g) + H2(g) 2HCl(g) Br2(g) + H2(g) 2HBr(g) I2(g) + H2(g) 2HI(g) 平衡常数 ( K ) 6.5 ×1095 2.57 ×1033 1.91 ×1019 8.67 ×102 化学平衡常数的影响因素 -内因:反应中物质的性质 一、化学平衡常数 H2(g) + I2(g) 2HI(g)不同条件下的平衡常数 序号 序号 1 2 3 4 5 起始浓度 (×10-2 mol·L-1) c(H2) 1.197 1.228 1.201 0 0 起始浓度 (×10-2 mol·L-1) c(I2) 0.694 0.996 0.840 0 0 起始浓度 (×10-2 mol·L-1) c(HI) 0 0 0 1.520 1.287 不同温度下的平衡常数(K ) 457.6 ℃ 48.38 48.61 49.