内容正文:
第二章 化学反应速率和化学平衡
第二节
化学平衡常数
序号 起始时浓度mol/L 平衡时浓度mol/L
c0(H2) c0(I2) c0(HI) c(H2) c(I2) c(HI)
1 0.01197 0.006944 0 0.005617 0.0005936 0.01270 48.37
2 0.01228 0.009964 0 0.003841 0.00125 0.01687 48.62
3 0.01201 0.008403 0.0 0.004580 0.0009733 0.01486 49.54
4 0 0 0.01520 0.001696 0.001696 0.01181 48.49
5 0 0 0.01287 0.001433 0.001433 0.01000 48.70
6 0 0 0.03777 0.004213 0.004213 0.02934 48.50
平均值 48.70
表1:457.6℃时反应体系H2(g) + I2(g) 2HI(g)中总各物质的浓度
序号 平衡时的浓度/( mol·L-1)
c(H2) c(N2) c(NH3)
1 1.15 0.75 0.261
2 0.51 1.00 0.087
3 1.35 1.15 0.412
4 2.43 1.85 1.27
5 1.47 0.75 0.376
6.00×10-2
5.98×10-2
5.71×10-2
5.93×10-2
6.08×10-2
表2: 在500 ℃ 时,3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)反应体系中各物质的浓度
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。
对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),
Q=
2、平衡时的浓度商称化学平衡常数
1、浓度商
为了使用简便,
浓度单位统一为mol/L、则不用考虑Q的单位!
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通过分析实验数据得出:
(1)温度不变时,常数K与反应物的起始浓度大小无关;
(2)温度不变时,常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关。
结论1:对一个具体的平衡体系, 化学平衡常数只与温度有关!
序号 起始浓度
(×10-2 mol·L-1) 不同温度下的平衡常数(K )
c(H2) c(I2) c(HI) 457.6 ℃ 425.6 ℃ 25 ℃
1 1.197 0.694 0 48.38 54.51 867
2 0 0 1.287 48.71 54.42 867
H2(g) + I2(g) 2HI(g) △H<0
结论2:放热反应:T升高K减小; 吸热反应:T升高K增大。
2SO2+O2 2SO3(g)
H2+I2 (g) 2HI
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写出下列反应平衡常数的表达式
CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)
K=c(CO2)
K=c(CO)/[c(CO2) ·c(H2)]
3、平衡常数(浓度商)表达式与方程式的关系
⑴纯液体(如水)和固体不出现在K表达式中
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写出下列反应平衡常数的表达式,看看它们之间有何关系?
N2+3H2 2NH3 K1
1/2N2+3/2H2 NH3 K2
K1 = K22
(2)K表达式与化学方程式书写形式有关
2NO2(g) 2NO(g) + O2(g) K2
2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1
K2 = 1/K1
(3)同一化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数
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写出下列反应平衡常数的表达式,看看它们之间有何关系?
2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1
2NO2(g) N2O4 (g) K2
2NO(g) +O2(g) N2O4 (g) K 3
K 3 = K1 . K2
(4)多重平衡规则:
方程式呈相加(或相减)关系,则K呈现相乘(或相除)
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(2) K 值越大,表示反应进行的程度越大,反应物转化率也越大。
4、化学平衡常数的意义
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