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1、大學(xué)化學(xué)平衡課件§5-2化學(xué)平衡常數(shù)一、經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)(以質(zhì)量作用定律為基礎(chǔ)或通過實(shí)驗(yàn)測量平衡態(tài)時(shí)各組分的濃度或分壓而求得的平衡常數(shù).)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：參與反應(yīng)的物質(zhì)按一定比例組成反應(yīng)混合物。平衡時(shí)，各組分的濃度不再改變。但反應(yīng)混合物的組成不同時(shí)，平衡體系的組成并不相同?？慈缦碌姆磻?yīng)數(shù)據(jù)：化學(xué)反應(yīng)需要一個(gè)單一的參數(shù)描述一定溫度下平衡體系的狀態(tài)1473KCO2H2COH2OCO2H2COH2O1)0.010.01000.0040.0040.0060.0062.32)0.010.02000.00220.01220.00780.00782.33)0.010.010.0010
2、0.00410.00410.00690.00592.44)000.020.020.00820.00820.01180.01182.1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)起始濃度/mol·dm－3平衡濃度/mol·dm－3盡管平衡組成不同，但的值是不變的。對(duì)于化學(xué)計(jì)量數(shù)不全是1的反應(yīng)，如2HI(g)——H2(g)+I2(g)T平衡時(shí)，的值保持一定。T對(duì)于一般可逆反應(yīng)aA+bB——gG+hH平衡時(shí)，，K是平衡常數(shù)。K稱為經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)（或?qū)嶒?yàn)平衡常數(shù)）。從經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)K的表達(dá)式中可以看出，K的單位是：[mol·dm-3](g+h)－(a+b)即為濃度的某
3、次冪。當(dāng)(g+h)=(a+b)時(shí)，K無單位。T氣相反應(yīng)，aA(g)+bB(g)——gG(g)+hH(g)平衡時(shí)，對(duì)于氣相反應(yīng)，既有Kc，也有Kp，表達(dá)的是同一平衡態(tài)，但數(shù)值可以不同。Kc和Kp之間可以相互換算，相關(guān)的式子有：pV=nRTp=(n/V)RTp=cRTc為濃度得：Kp=Kc(RT)?n?n是反應(yīng)式中生成物和反應(yīng)物的計(jì)量系數(shù)之差。當(dāng)分壓單位為KPa，濃度單位為mol.dm-3時(shí)，R的取值為8.314KPadm3mol.-1K-1，除?n=0以外，KP和KC都是有量綱的，由?n決定。在書寫Kc或Kp表達(dá)式時(shí)，只寫濃度或分壓可變的溶液相和氣相，純固態(tài)和純
4、液態(tài)物質(zhì)，不寫入。Cr2O72－(aq)+H2O(l)2CrO42－(aq)+2H+(aq)H2O為液相，不寫入。1、平衡常數(shù)之間的關(guān)系：（要熟練掌握）N2+3H22NH31/2N2+3/2H2NH3如CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)Kp=固相不寫入。正反應(yīng)aAbB逆反應(yīng)bBaA互逆反應(yīng)，其平衡常數(shù)互為倒數(shù)。2NO+O22NO2(1)2NO2N2O4(2)2NO+O2N2O4(3)反應(yīng)方程式相加(減)，平衡常數(shù)相乘(除)。(1)+(2)得（3），而K3=K1·K2。Kc=(Kc)2，計(jì)量數(shù)擴(kuò)大2倍，K乘2次方?！洹洹?、平衡常數(shù)的物理意義①平衡常數(shù)是
5、溫度的函數(shù),與起始濃度無關(guān)，與反應(yīng)歷程無關(guān)。在一定溫度下每一個(gè)反應(yīng)都有它的特征平衡常數(shù)，改變條件，達(dá)到新平衡時(shí)，T不變，K不變。②KP或KC的表達(dá)式只適合已達(dá)平衡的體系(濃度或分壓一定是平衡時(shí)的)K值的大小是反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志，K值越大，正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大(或進(jìn)行得越徹底)，K值越小，正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越小。(典型的可逆反應(yīng)10-7?K?107)注意：K值的大小不表示反應(yīng)的快慢，不能預(yù)示時(shí)間；由K判斷不能進(jìn)行的反應(yīng)，并不是該反應(yīng)不能發(fā)生，改變條件時(shí)可能進(jìn)行完全。3、平衡常數(shù)的求得①實(shí)驗(yàn)測定②由?rG?計(jì)算例反應(yīng)CO(g)+H2O(g)——H2(g)+CO2
6、(g)某溫度時(shí)，Kc=9。CO和H2O的起始濃度皆為0.02mol·dm－3時(shí)，求CO的平衡轉(zhuǎn)化率。解:CO(g)+H2O(g)——H2(g)+CO2(g)t00.020.0200t平0.02－x0.02－xxx二、平衡常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)的程度若改變溫度，使Kc=1，求轉(zhuǎn)化率。在其余條件相同的前提下，K值越大，轉(zhuǎn)化率越高，反應(yīng)進(jìn)行程度越高。求得轉(zhuǎn)化率為50%。已轉(zhuǎn)化掉的[CO]為0.015mol·dm－3，所以，轉(zhuǎn)化率以平衡時(shí)的反應(yīng)物及生成物的相對(duì)壓力，相對(duì)濃度的數(shù)值應(yīng)用到質(zhì)量作用定律中，得到唯一的無量綱純數(shù)，稱為該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù))例：濃度
7、[A]=5mol·dm－3相對(duì)濃度為故相對(duì)濃度和相對(duì)分壓都是沒有單位的量。平衡時(shí)，相對(duì)濃度和相對(duì)分壓當(dāng)然也將保持不變。分壓pA=10?1.013?105Pa相對(duì)分壓為三、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)對(duì)溶液反應(yīng)aA(aq)+bB(aq)——gG(aq)+hH(aq)平衡時(shí)對(duì)氣相反應(yīng)aA(g)+bB(g)——gG(g)+hH(g)平衡時(shí)對(duì)于復(fù)相反應(yīng)，如CaCO3(s)——CaO(s)+CO2(g)K?稱為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)如：Zn(S)+2H+(aq)=H2(g)+Zn2+(aq)K?=(pH2)/p?)·([Zn2+]/C?)/([H+]/C?)2對(duì)于不含氣相物質(zhì)的反應(yīng)，K?和經(jīng)驗(yàn)平
8、衡常數(shù)K在數(shù)值上相等，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)態(tài)的值為
