化学平衡常数及计算

3、常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的 过程无关。
其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系。
对于反应: aA + bB
cC + dD
K
?
cc (C)cd (D) ca ( A) cb (B)
一、定义： 一定温度下，对于已达平衡的反应体
系中，生成物以它的化学计量数为乘幂的 浓度之积除以反应物以它的化学计量数为 乘幂的浓度之积是个常数，这个常数叫做 该反应的化学平衡常数
Cr2O72-+H2O? 2CrO42-+2H+
Kc=[CrO
]2- 2 [H
4
+]2/[Cr
2O72-]
非水溶液中的反应，如有水生成或有水 参加反应，此时水的浓度不可视为常数， 必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸 的液相反应
C2H5OH+CH3COOH? CH3COOC2H5+H2O
K=[CH
(4) K 与方程式写法有关。 (5) K 值大小标志反应能达到的最大限度 ,
K值大，反应完全。
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三、平衡常数的意义
1.平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度， 估计反应的可能性。因为平衡状态是反应进行的最大 限度。如： N2(g)+O2(g)? 2NO(g)
Kc=1×10-30(298K) 这意味着 298K 时，N2和O2基本上没有进行反应，反 之NO分解的逆反应在该温度下将几乎完全进行，平衡 时NO实际上全部分解为 N2和O2。
2SO 2(g)+O 2===2SO 3(g) 298K时Kp很大，但由于速度太慢，常温时，几 乎不发生反应。
②平衡常数数值极小的反应，说明正反应在该条 件下不可能进行，如 :
N2+O2? 2NO Kc=10 -30(298K) 所以常温下用此反应固定氮气是 不可能的。因此没有必要在该条件下进行实验，以 免浪费人力物力。或者改变条件使反应在新的条件 下进行比较好一些。
二、数学表达式： 对于一般的可逆反应mA+nB ? pC+qD
{c(C)}p{c(D)}q
K = {c(A)}m{c(B)}n
三、平衡常数的单位 浓度的单位为mol·L-1
∴K的单位为(mol·L-1)? n；
练习：试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式：
2SO2(g)+O 2(g) 催化剂 2SO 3
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1.写出下列各反应的平衡常数 K
(1) 2NO2（g） N2O4（g） (2) N2O4（g） 2NO2（g） (3) CaCO3（g） CaO（s）+CO2（g）
解(1)
Kc=[N 2O4]/[NO 2]2
(2)
Kc=[NO
2]2/[N 2O4]
(3)
Kc= [CO
2]
4、平衡常数只表现反应进行的程度，即 可能性问题，而不表现到达平衡所需的 时间，即现实性问题.
△
例如：不同温度时，反应 :H2(g)+I 2(g)
2HI(g),
的平衡常数与温度的关系如下：
通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断 上面可逆反应的正方向是放热反应 .
4、另外还有两点必须指出：
①平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个 可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预 示反应达到平衡所需要的时间。如：
COOC H ][H
3
25
O]/([C
2
2H5OH][CH
3COOH])
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
2、同一化学反应，可以用不同的化学反 应式来表示，每个化学方程式都有自己 的平衡常数关系式及相应的平衡常数。
例：N2O4（g） 2NO2（g）
Kc = [N2]O2/[N2O4]
2、平衡常数 K值的大小，可推断反应进行的程度。
K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转 化率越大； K值越小，表示反应进行的程度越小，反 应物的转化率越小。
3、反应的平衡常数与反应可能进行的程度。 一般来 说，反应的平衡常数 KC≥105，认为正反应进行得较完 全；KC ≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行 (逆反 应较完全）。
5、平衡常数 K与温度有关，与浓度无关 ，由K随温度 的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。 若正反应 是吸热反应 ,升高温度,K 增大;若正反应是放热反应 ,升 高温度,K 减少;
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5. 小结：
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(1) 平衡是有条件的、动态的。 (2) K 不随起始浓度大而变。 (3) K 与温度有关。
三、化学平衡常数——化学平衡的特征
I2(g) + H 2(g)
2HI(g)
[ HI ]2 [ H2]?[ I2]
54.5 54.6
54.45 54.33 根据表中的数据计算出平衡时 [ HI ]2 的值，并分析其中规律。
[ H2 (HI )
1、温度不变时，c(H2 ) ? c(I2 ) 为常数 用K表示； 2、常数K与反应的起始浓度大小无关；
C(s)+H 2O(g)
CO(g)+H 2(g)
K
?
c2 (SO3) c2 (SO2 ) ? c(O2 )
注意：
K ? c (CO ) ? c ( H 2 ) c(H 2O)
反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中！
四、书写平衡常数关系式的规则
1、如果反应中有固体和纯液体参加，它
们的浓度不应写在平衡关系式中，因为
它们的浓度是固定不变的，化学平衡关
系式中只包括气态物质和溶液中各溶质
的浓度。如：
CaCO3(s)? CaO(s)+CO2(g)
Kc=[CO
2]
CO2(g)+H2(g)? CO(g)+H2O(l)
Kc=[CO]/([CO
][H
2
2])
稀溶液中进行的反应，如有水参
加，水的浓度也不必写在平衡关系 式中，如：
2NO2 (g)
N2O4
K2
2NO (g) +O2(g)
N2O4 (g) K = K1 ? K2
例2:
C (s) + CO2(g)
2CO(g)
K
C (s) + H2O (g)
CO (g) + H2 (g) K1
CO (g) +H2O (g)
CO2 (g) + H2 (g) K2
K = K1/K2
课堂 练习：
1/2N2O4（g） NO2（g）
Kc = [N2]O/[N2O4]1/2
1/3N2O4（g） 2/3NO2（g）
Kc = [NO/[N 2]2/3 2O4]1/3
3、多重平衡规则
若干方程式相加(减)，则总反应的平衡
常数等于分步平衡常数之乘积(商)
例1: 2NO (g) + O2 (g)
2NO2
K1