内容正文:
好,那这节课我们就给大家讲一下这个化学平衡常数。这个其实相比咱们之前学那些就显得比较简单了。因为基本上都是一些数字的代换,没什么难度。好,我们来看一下化学平衡常数,通常我们是用一个K来表示。我们首先需要知道这个K它代表的是什么。大家看到给出你一个可逆反应,然后问你K是多少。这里其实就很简单了,我们看到是不是有ABCD,此时我们用生成物它的浓度幂的积比上反应物的浓度密的积,这个是什么呢?你看到对我们的C来说,它的系数是P是吧?所以就是C它物质量浓度的。P次方。同样的这个是DD5物质的量浓度,Q次方比上A物质量浓度的M次方乘以B的物质量浓度的N次方。反正这里的次方其实就是前面的系数。这个我们先了解一下,大家看一下这个大小,它反映的其实是化学反应进行的一个程度。如果K大,它反应就更完全,转化率也就更大。而它大于K大于十的5次方进行已经基本完成了。反过来K越小这个反应就越不完全。如果它小于10的5次方,这个反应基本上就很难发生。我们来看一下这个化学平衡常数,如果已经给出一个固定的方程式,它其实是只受到我们温度影响的。好,那么咱们说了半天给大家练一下。首先我给出第一个,很多同学既然已经学过这个平衡常数的表达式,他就这样告诉我。他说K应该等于氧化钙它的浓度的1次方,因为系数是一,再去乘以一二氧化碳的1次方比上碳酸钙,这个对吗?好,这个陷阱就来了,我们一定要注意这个平衡常数。大家在写的时候有没有发现,由于我们的纯固体、纯液体它的浓度是固定的,我们说是个常数,所以不应该出现在这个平衡关系式中。也就是说在咱们这儿哪里错了,它和它完全就不该出现正确的,应该K就仅仅是等于二氧化碳的一个物质的量浓度,这个就是非常大的一个陷阱。好,那我再问大家,大家能告诉我它的K该如何写吗?反应物生成物,这个是生成物氨气。那么我们说它的1次方就还是它比上氮气它的几次方呢?同学们系数是2分之1,那么就是2分之1次方。好,再乘以氢气的几次方,系数是2分之3,那么就是2分之3次方。这个就是我们的正确答案,大家主要就是非常熟练就可以了,很简单的那我再来一个非常容易错的。好,大家学了之后,大多数的同学会告诉我答案应该是这样的,他。系数是一,那么一就省略再乘以,它告诉是这样的KCL,这里还是个3次方,这个对不对?我们看看他写的对不对,再比上这个再乘以硫氰化钾的3次方,那你像这样写,你完全就做错了,为什么呢?大家仔细观察一下,我们在这个反应中,初中的同学都知道有哪些真正他没参与到反应中来。比如说这里的钾离子,还有这里的氯离子,它其实。就是陪衬。真正参与到我们的反应里面来的到底是谁?大家发现没有?其实是三价铁离子和我们的。流行根。得到硫氰。化铁这个是真正。发生的反应,所以你肯定会写错。如果没注意的话,那么我们的K实际上是等于什么?硫氰化铁物质的量浓度除以3价铁的物质量浓度。这里是刘情根,注意前面系数3,它这里是3次方,这个才是我们最终的结果。好,所以大家是不是自己做上笔记,像我们的纯固体、纯液体,注意是纯固体和纯液体,是不能写在平衡关系式中的。这个时候我不知道有同学有没有这样的疑问,老师这个难道就是气体吗?当然不是,它其实是在溶液中存在,但是我们说了它不是纯固体,不是纯液体。好,接下来我们刚才提到就是说这个平衡常数,大家有没有发现,内因确实是反应物本身的性质,如果外因它只受反应体系温度的影响,只受温度的影响。注意如果化学方程式一定的情况下,有题就会说反应物生成物的浓度会不会影响?不影响压强会不会不会?催化剂会不会不会?这些都是无关的,大家一定要记住。好,现在既然谈到这个温度,我们要找到什么?就是说K它和温度之间的一个关系。好,我们先来研究一下,比如说温度升高K值会怎么变?我们分成吸放热反应来讨论。首先大家知道吸热反应的话,delta h是大于零的,放热德塔H小于0。我们之前反复和大家说过,温度dota h还有一个什么三个,只要知道两个就行了,是不是平衡移动的方向,我们温度升高是不是算看成是正的?德耳塔H大于零是正,这个是负。我们说温度德耳塔H我们就可以推出平衡移动的方向。你看正正为正,所以我们这个时候平衡是正一,当然你不用我的口径,你自己记住更好。然后我们再看正负得负,所以这个时候平衡是逆向移动。好,那K到底怎么影响大家知道吗?一定要注意。如果我们的平衡正向移动K就增大,逆移K就减小,是不是很容易理解?我们说这个K到底是表示什么?它表示的是化学反应的一个限度,所以此时这个K值越大,它的程度是不是就大,反应就更充分。反过来K值越小,我们的反应程度是不是就更不充分。好,同学们我告诉大家这个温度升高的降温,是不是你们自己试着来一下降温对这个K的影响是怎样的,这样大家都会了,还是很简单,我们也是要分成吸放热的情况。好,那么这个降温是不是相当于负的?这个是个正的,这个是个负的,负正是不是还是一个负的?所以平衡意义下面负负为正,平衡正一。我说了平衡要是逆移的话,程度是不是就更不充分了?K减小正一K增大。当然我们这里是顺着给大家捋的思路,有的题它会怎样?他只告诉你其中的两个信息,比如说降温,K增大,然后问你平衡怎么移,delta h怎样?这个就很简单了。我们只要知道K增大肯定是正一,这三个温度平衡移动方向和德塔H3个你知道两个就行,这个降就是负,这个正最后多ta序是不是还是个负的小于0,很容易理解。好,我们来看如果两个反应他们的平衡常数是K1K2的话,这两个反应相加什么?比如说我们的德耳塔H1,加德塔H?那平衡常数就相乘,如果两反应相减,平衡常数就相除。这个大家可以自己去推导一下,很简单,我给大家就推一个帮你们理解一下。好,我们。来看。一下这个一二,如果此时我的一二相加会怎样?相加之后它俩一划掉,是不是就剩下一氧化氮和氧气反应生成四氧化二氮?很简单,也就是说我在这里一加二是等于三的。那么K到底是不是这样?我们来试一下。首先这里的K二氧化氮,它的平方比上一氧化氮也是平方乘以氧气。然后再看到第二个式子,四氧化三四氧化二氮比上二氧化氮,因为系数是2,这里是平方。再看到第三个式子,我写作K1K2和K3,N2O4比上一氧化氮的平方乘以氧气,这样就搞定了。你看一下是不是K1乘K2等于K3。我们说如果相加这里就可以相乘。你看一下这两个相乘之后得到什么?相乘的话我们来消一下。如果这两个相乘,它们两个就可以消掉。是不是就只剩下个四氧化二氮比上一氧化氮的平方乘以氧气了。所以你发现这里K一确实乘以K2等于K3,那除也是一样的,我就不多说了。两反应能够相减,那么平衡常数就能够相相除。这个大家记一下,这个是个规律。好,如果是同一个反应,它的可逆反应怎么办?对于第一个来说,我们的K一是等于氨气的平方比上氮气乘以氢气的3次方。而如果是它的逆反应,它既然倒过来,是不是我的K一的值也会倒过来?好,是不是他们两个也是互为倒数?好,你看同一可逆反应正和逆,它们的这个K值是互为倒数的。还有一个问题,仍然对于我们刚才这个反应来说,我把这个系数缩小到原来的2分之1。那么你看一下这个K是怎么变的。好,你看一下K发生了什么变化。我这里和之前相当于这个系数乘以2分之1,但是K纸你有没有发现。从这边到这边相当于乘了2分之1,那么K值是不是变成了原来的2分之1次幂?好,所以我们总结出来,如果这个方程式乘以N这个值乘以2分之1都一样的,那么这个K值就变成了原来的2分之1次。同样的那乘以N的话,K值是不是就变成了原来的N次?这里是变成2分之1,那么这里就变成了原来的2分之1次,所以才得到我这个数据的。好,咱们在学这个平衡常数的时候,我们就一定要提到一个概念叫做浓度商。它看上去好像和我们的平衡常数长得差不多。好,我们回到刚才之前这个反应这就是我们之前给大家说的这个反应。K值我们是这样来表示的,但是好像Q值也一样。那这两个到底是什么区别?不会是同一种吗?当然不一样,虽然我们看到表面表达式相同,但是Q其实就是题目它给你一些具体的数值,它是真真实实某个时刻物质的浓度。而K它相当于是一个比较理想的状态,它是物质的平衡浓度,这两个它是不一样的。好,所以我们就有作用了。因为题目它通常是给你这些C的一个具体值,又给出你一个K看看它到底是一个什么状态。相当于它是一个标杆,注意它是个标杆。如果你的Q比这个标杆还大。是不是不行?你只想。到达标杆那个位置,所以比如说你开车你就想到达一个位置,结果你开多了你是不是要退回来?所以我们的这时候可逆反应它要向逆向移动。好,那它要是刚刚到那个位置,这样刚刚好就到那个点,是吧?所以我们的可逆反义词是处于一个平衡状态。但是他要是没开到那个点,偷懒了没到,那你当然。要努力。到那个点了。所以你此时是不是要往前走,那我们的可逆反应就向正反应方向进行。好,所以我们通过这个可以看出什么,是不是就可以通过平衡常数K来判断出反应进行的方向。好,我们既然说到这个平衡常数,咱们之前也给大家介绍过一个转化率?刚才说了我们的这个K值,如果K越大,说明它反应进行的程度就更大好,你看到这儿是吧,进行程度越大,它这个阿尔法转化率就更大。相反如果K越小说明它越不完全,那么这个转化率自然就小了。好,所以这种题很简单,基本上都是带数字,要么给平衡常数,还有转化率,给出一些物质的量浓度,让你相互进行计算。我们刚才学完,我们就来热身一下,看自己会不会算了。先来看反应前说硫化氢的物质的量是多少。好,我们想起起始量或者是初始量、变化量或者说转换的颦起转频,那你把这个题目数字给它带进去,这里是十。有同学会跟我说,我K带的不是物质量浓度吗?那你要是都是带物质量,你上下是不是也可以消掉?都一样的。我们要求的是这个N这两个是0,结果平衡后一氧化碳变成了8。好,那通过这个我们能算出什么?十变到八是不是变化了2,变化量是不是和系数是一样的?所以它变化了二人家几个系数都是一样的,所以这里变化2,这里变化22,最后你就很简单了,是不是用N减2,因为是反应物在消耗,那这里生成物在增加,所以是22,那我们是不是带进去?有同学一下又分不清了,他是应该带浓度商还是带K人家这里给出的就是K你注意K指的是什么?不是任意时刻,Q才是K代的,必须是物质的平衡浓度。所以你只能找到平衡的代进去,你不能带其他的,不然你肯定要做错。好,这样的话我们这个是不知道的,这里是物质的量,不过C等于N比V即使我把V带进去也全部消掉了。这是个恒容的,所以我N就可以直接带是吧?那直接带的话,我们来看到,这里就代进去,就是2乘2比上8乘以N减,就把K带进去了,等于多少?0.1,那你K值不就求出来就好,这个N值求出来不就好了。N的最后应该是等于N7好,N等于7。你问的是什么?你不要乱写。反应前硫化氢的物质量,那就是它直接7摩尔。那它要是问你反应前气体总的物质量,他要是问你这个,如果是问总的,那么就是10加7就是十七。但这里问的就只是硫化氢,所以这样就搞定了。很简单就是带数字。一氧化碳的平衡转化率。我们说转化率就是变化量比上起始量。那么带进去变的是2,起始的是十,最后20%都是简单的代数字。好,我们再来热身一下,做一下这个题。给出了这个物质量浓度均为两摩尔的二氧化硫,二氧化氮注入密闭容器中达到平衡状态,测的转化率是50%。首先问我们这个平衡常数,我们还是要用到三段式,先把式子列出来,通过题目我们可以获取到哪些信息?这两个都是2,注意我此时带的是物物质的量浓度,他俩都是。然后开始这里是零,这里是零,其他我还能知道吗?暂时不知道了,我只知道二氧化硫的转化率是50%。好,这会儿我需要。转化率。这个才能把其他的数据求出来?那么转化率也是一样的,变化的比上其实的你此时就是想知道人家变化的?比如说我把这个二氧化硫,那我想问一下大家,我变化的是不是可以把它设为X这样的话X比上起始的2乘以100%等于50%,我一下就知道了X是多少,不就是一吗?好,我知道了X是一,所有的事情都好办了。这里的变化量是按系数来的,那么它也是一。那我求平衡常数,我就只要把这些数据求出来就好了,非常简单。二氧化硫人家在消耗,所以2减1得到1,这个也是在消耗,2减1得一,而这两个是生成的,所以是一一。全部代进去还不容易吗?那不就是它乘它的平衡的这个浓度比上它乘它,那就是一乘1比上1乘1,所以就是一,非常简单。然后我们再看到他说上述温度下,这个二氧化硫初始浓度增大到了三摩尔每升,而二氧化氮的初始浓度还是两摩每升。达到平衡状态时计算下列各物质的浓度。还有他们两个的平衡转化率好,还是这个东西。但是这些数据我就要改一下了是吧?首先我们看到这个二氧化硫它要求是变成三了,这里仍然是2,这两个它们还是零。好,有同学说现在我的数据不够了,你想一下平衡常数是不是算出来了?题目有个核心说该温度下没改变温度,这个平衡常数就是这么固定。所以我刚刚才低温的平衡常数是不是就起到了作用?平衡常数不变,因为温度不变,所以我们只要找出能表示出平衡常数的东西,那变化量我们可以设为一个Y因为按系数来,所以它们都是Y这样要方便一点。然后这里平衡是多少,它的消耗所以是三减Y别写错,写错就没分了,它也是消耗2减Y这两个是yy所以他们算出来平衡常数是不是等于一代进去?好,它们两个那么就是Y的平方了,Y乘Y比上它俩的乘积是吧?3减Y乘以2减Y等于一平衡常数没变,因为温度没变,所以Y求出来是1.2。好,我只要知道1.2,其他的数据是不是就简单了?3减1.2,1.82减1.2,0.8、1.2、1.2。他问此时什么三氧化硫,那不就是1.2吗?因为他说达到平衡状态时,然后再问二氧化硫平衡状态是1.8,然后说它的转化率,转化率是什么变化量比上起始量变化了多少?1.2起始是3乘以百分之百等于40%。这个转化率变化量除以起始量变化是1.2,起始量是2乘以百分之百,60%都是带数字,没什么难度。