第三课时化学平衡常数
【学习目标】:
1、化学平稳常数的概念
2、运用化学平稳常数对化学反应进行的程度判定
3、运用化学平稳常数进行运算,转化率的运算
【学习过程】:
[引言]当一个可逆反应达到化学平稳状态时,反应物和生成物的浓度之间有如何样的定量关系,请完成44页[咨询题解决],你能得出什么结论?
一、化学平稳常数
1、定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到平稳状态时,生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系数为指数的幂的乘积的比值是一个常数。
那个常数确实是该反应的化学平稳常数〔简称平稳常数〕
2、表达式:关于一样的可逆反应,mA〔g〕+ nB〔g〕pC〔g〕+ qD〔g〕
当在一定温度下达到平稳时,K==c p(C)·c q(D)/c m(A)·c n(B)
阅读45页表2-7,你能得出什么结论?
3、平稳常数的意义:
〔1〕平稳常数的大小反映了化学反应进行的程度〔也叫反应的限度〕。
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,反应物转化率越小。
〔2〕判定正在进行的可逆是否平稳及反应向何方向进行:
关于可逆反应:mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g),在一定的温度下的任意时刻,反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系:Q c=C p(C)·C q(D)/C m(A)·C n(B),叫该反应的浓度商。
Q c <K ,反应向 正反应方向 进行
Q c =K ,反应处于平稳状态
Q c >K ,反应向 逆反应方向 进行
〔3〕利用K可判定反应的热效应
假设升高温度,K值增大,那么正反应为 吸热 反应(填〝吸热〞或〝放热〞)。
假设升高温度,K值减小,那么正反应为 放热 反应(填〝吸热〞或〝放热〞)。
阅读45页表2-8、2-9,你能得出哪些结论?
二、使用平稳常数应注意的几个咨询题:
1、化学平稳常数只与 有关,与反应物或生成物的浓度无关。
2、在平稳常数表达式中:水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写
C(s)+H 2O(g)CO(g)+H 2(g),K=c(CO)·c(H 2)/c(H 2O)
Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO 2(g),K=c(CO 2)/c(CO)
3、化学平稳常数表达式与化学方程式的书写有关
例如:N 2(g)+3H 2(g)
2NH 3(g)的平稳常数为K 1,1/2N 2(g)+3/2H 2(g)NH 3(g)的平
稳常数为K 2,NH 3(g)1/2N 2(g)+3/2H 2(g)的平稳常数为K 3; 写出K 1和K 2的关系式: K 1=K 22 。
写出K 2和K 3的关系式: K 2·K 3=1 。
写出K 1和K 3的关系式: K 1·K 32=1 。
三、某个指定反应物的转化率=该反应物的起始浓度
该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度 ×100% 或者=该反应物的起始浓度
浓度反应该反应物反应中消耗)(×100% 或者=量
该反应物的起始物质的的物质的量反应该反应物反应中消耗)(×100%
转化率越大,反应越完全!
四、有关化学平稳常数的运算:阅读46页例1和例2。
完成47页咨询题解决。
【课堂练习】:
1、设在某温度时,在容积为1L的密闭容器内,把氮气和氢气两种气体混合,反应后生成氨气。
实验测得,当达到平稳时,氮气和氢气的浓度各为2mol/L,生成氨气的浓度为3mol/L,求那个反应在该温度下的平稳常数和氮气、氢气在反应开始时的浓度。
(答案:K=0.5625 氮气、氢气在反应开始时的浓度分不为3.5mol/L和6.5mol/L)
2、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),知CO 和H2O的起始浓度均为2mol/L经测定该反应在该温度下的平稳常数K=2.60,试判定,〔1〕当CO转化率为50%时,该反应是否达到平稳状态,假设未达到,哪个方向进行?〔2〕达平稳状态时,CO的转化率应为多少?
〔3〕当CO的起始浓度仍为2mol/L,H2O的起始浓度为6mol/L时,CO的转化率为多少?(答案:〔1〕不平稳,反应向正方向进行,〔2〕61.7% 〔3〕86.5%)
3、在一定体积的密闭容器中,进行如下反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平稳常数K和温度t的关系如下表所示:
回答以下咨询题:
⑴该反应化学平稳常数的表达式:K= c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2) ;
⑵该反应为吸热〔填〝吸热〞或〝放热〞〕反应;
⑶以下讲法中能讲明该反应达平稳状态的是 B
A、容器中压强不变
B、混合气体中c(CO)不变
C、混合气体的密度不变
D、c(CO) = c(CO2)
E、化学平稳常数K不变
F、单位时刻内生成CO的分子数与生成H2O的分子数相等
⑷某温度下,各物质的平稳浓度符合下式:c(CO2)×c(H2)=c(CO)×c(H2O),试判现在的温度为830℃。