化学反应的限度 化学平衡常数 青岛第一中学 杜春玲

N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2NH 3 (g) 利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个 较难的课题，从第一次实验室研制到工业化投产，约 经历了 150 年的时间。 哈伯的合成氨的设想经历了四年几千次的实验在 1913 年得以实现，在 1.75×10 7 Pa 、 550 ℃、锇作催化剂 的条件下制得 8% 的氨，一个日产 30 吨的合成氨工厂 建成并投产。 联 想 质 疑联 想 质 疑 经过研究人员的努力， 几十年后建造了日产氨 1000 吨的大型装置

化学平衡状态，就是在一定条件下的 可逆反应里，当正反应速率与逆反应速 率相等时，反应混合物中各组成成分的 百分含量保持不变的状态。 化学平衡状态，是一定条件下的 可逆反应进行的最大限度

活动探究 : 已知反应 H 2 (g) ＋ I 2 (g) 2HI (g) ，△Ｈ < 0 。 现在 698.6K 和 798.6K 时分别用不同起始浓度的 H 2 、 I 2 (g) 、 HI 进行反应，平衡后得到以下实验数据。 温度 ( K ） 序号 序号 初始浓度（ mol/L ）平衡浓度（ mol/L ） c 0 (H 2 )c 0 (I 2 )c 0 (HI) [H2][H2][I2][I2][HI] ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ [HI] 2 [H 2 ][I 2 ] [HI] [H 2 ][I 2 ] c (B) 表示反应体系中物质 B 任意状态时的浓度； c 0 (B) 表示物质 B 的初始浓度； [B] 表示物质 B 在化学平衡时的浓度

活动探究 : 已知反应 H 2 (g) ＋ I 2 (g) 2HI (g) ，△Ｈ < 0 。 现在 698.6K 和 798.6K 时分别用不同起始浓度的 H 2 、 I 2 (g) 、 HI 进行反应，平衡后得到以下实验数据。 温度 ( K ） 序号 序号 初始浓度（ mol/L ）平衡浓度（ mol/L ） c 0 (H 2 )c 0 (I 2 )c 0 (HI) [H2][H2][I2][I2][HI] ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ [HI] 2 [H 2 ][I 2 ] [HI] [H 2 ][I 2 ]

1 、写出反应： 2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) 的化学平衡常数表达式，并判断 K 的单位。 2 、对于任意可逆反应： aA （ g ） +bB （ g ） cC （ g ） + dD （ g ）， 试写出其化学平衡常数的表达式

化学平衡常数： 在一定温度下，对于任何可逆反应： aA （ g ） +bB （ g ） cC （ g ） + dD （ g ）， 无论起始浓度如何改变，反应达到平衡状态后 各生成物物质的量浓度的系数次方的乘积与各 反应物物质的量浓度的系数次方的乘积的比值 是一个常数： 这个常数 K 称作该反应的化学平衡常数 [C] c [D] d K= [A] a.[B] b

298K 时，某密闭容器中反应 N 2 (g) + O 2 (g) 2NO(g) 达到平衡。 ①写出该反应的平衡常数表达式 ； ②若 298K 时， K=1× ，测得平衡时 N 2 与 O 2 的 浓度均为 1mol/L ，试求 NO 的平衡浓度； ③保持温度不变，测得某一时刻， N 2 、 O 2 、 NO 浓 度分别为 10mol/L 、 10mol/L 、 1×10 -5 mol/L ，此时 该反应是否达到平衡状态？若要达到平衡，反应 应向 方向进行，为什么？ 由②的计算结果， 你推测该反应进行 的程度如何？ 假设此温度下 K=1×10 30, 则 NO 的平衡浓度为多大？此 时反应进行的程度又如何 ？

298K 时，某密闭容器中反应 N 2 (g) + O 2 (g) 2NO(g) 达到平衡。 ②若 298K 时， K=1× ， … ； ③保持温度不变，测得某一时刻， N 2 、 O 2 、 NO 浓 度分别为 10mol/L 、 10mol/L 、 1×10 -5 mol/L ，此时 该反应是否达到平衡状态？若要达到平衡，反应 应向 方向进行，为什么？ 逆

问题探究：如何利用 Q 和 K 的相对大小判断反 应是否达到平衡或反应进行的方向 [C] c [D] d K= [A] a.[B] b c c (C) c d (D) Q= c a (A) c b (B) 向正向进行 向逆向进行

K 的意义 1 、据 K 的大小判断反应进行的程度； 2 、判断反应是否达到平衡或反应进行的 方向 Q = K 处于平衡状态 V 正 = V 逆 Q > K 反应向逆向进行 V 正 ＜ V 逆 Q < K 反应向正向进行 V 正 ＞ V 逆

已知： N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) △Ｈ > 0 无色 红棕色 探究： 取两只充有等浓度 N 2 O 4 、 NO 2 平衡混合气 的密闭容器，将其中一只容器放入盛有热水的 烧杯中，持续一段时间直到颜色不再发生变化 为止，对比观察现象。 —— 化学平衡常数的影响因素

为探究化学平衡常数的影响因素，科学家设计 并进行了严密的实验。下表中的数据分别是在 298K 、 333K 时测得的。 温度 (K) 初始浓度 (mol/L 平衡浓度 (mol/L) c 0 (N 2 O 4 ) c 0 (NO 2 ) [N 2 O 4 ] [NO 2 ] ①请计算相应温度下的平衡常数； ②分析表中数据，判断 K 值随温度的变化关系？ K

温度 ( K ） 序号 序号 初始浓度（ mol/L ）平衡浓度（ mol/L ） c 0 (H 2 )c 0 (I 2 )c 0 (HI) [H2][H2][I2][I2][HI] ① ④ [HI] 2 [H 2 ][I 2 ] H 2 (g) ＋ I 2 (g) 2HI (g) ，△Ｈ < 0 。

H 2 (g) ＋ I 2 (g) 2HI (g) ，△Ｈ < 0 N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) ， △Ｈ > 0 结论： K 仅随温度而改变 正向吸热反应，升高温度， K 值增大； 正向放热反应，升高温度， K 值减小

反应 K N 2 (g)+ H 2 (g) NH 3 (g) N 2 (g)+ 3 H 2 (g) 2NH 3 (g) 2NH 3 (g) N 2 (g)+ 3 H 2 (g) FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO 2 (g) Br 2 (aq) +H 2 O H + (aq) +Br - (aq) +HBrO (aq) 1 2 AgCl(s) Ag + (aq) + Cl - (aq)

书写化学平衡常数表达式应注意的问题 化学平衡常数表达式的书写形式和数值 决定于化学方程式的书写形式 纯固体、水溶液反应中的水不列入平衡 常数的表达式中

恒温下，在容积为 2L 的恒容密闭容器 A 中通入 1mol N 2 与 1mol H 2 的混合气体，发生如下反应： N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2NH 3 (g) ，△Ｈ＜ 0 ，一段时间后，达 到平衡，若平衡时氨气的物质的量为 0.4mol 。 （ 1 ）计算此温度时该反应的 K 值为 ， （ 2 ）若在此温度下，向另一容积为 1 L 的恒容容器 B 中 按物质的量分别为 2 mol 、 1 mol 、 1 mol 充入 N 2 、 H 2 、 NH 3 ，此时, 该反应是否处于平衡状态 ______( 填是或否 ) ，此时，反应向 方向进行。 （ 3 ）其他条件不变，若降低 A 容器的温度，该反应 K 值 （填增大、减小或不变）

恒温下，在容积为 2L 的恒容密闭容器 A 中通入 1mol N 2 与 1mol H 2 的混合气体，发生如下反应： N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2NH 3 (g) ，△Ｈ＜ 0 ，一段时间后，达 到平衡，若平衡时氨气的物质的量为 0.4mol 。 （ 1 ）计算此温度时该反应的 K 值为 ， （ 2 ）若在此温度下，向另一容积为 1 L 的恒容容器 B 中 按物质的量分别为 2 mol 、 1 mol 、 1 mol 充入 N 2 、 H 2 、 NH 3 ，此时, 该反应是否处于平衡状态 ______( 填是或否 ) ，此时，反应向 方向进行。 （ 3 ）若降低 A 容器的温度，该反应 K 值 （填增大、减 小或不变） 12.5 否 正 增大