第6章化学平衡常数-2004

南开大学本科课程教学大纲课程名称：化学概论2-1英文名称：General Chemistry 2-1课号：1040012081所属院：化学学院日期：2011 年05月09日填表说明1、“预备知识”一栏要求写明课程学习需要先修的课程和知识要求。

2、“课程在教学计划中的地位作用”一栏要求写明课程开设的必要性以及课程在教学计划中对培养人才起的作用。

3、“课程内容及学时分配”主要填写：（1）列出主要章节的标题（2）在每个标题下写出主要内容的细目（3）各章节分配的教学时数（4）各教学环节（习题、实验、课堂讨论、写作、社会调查、测验、考试）的内容和时数。

（5）实验课程要详细列出每个实验的名称、内容、学时数、实验性质（验证性、综合性、设计性）、实验类别（选做、必做）和实验的分组情况等。

（6）实践教学课程要写出相应的时间、地点、方式、教学内容等。

4、“补充说明”一栏写明需要说明的问题以及执行时应注意的事项和建议。

南开大学本科课程教学大纲课程名称：化学概论2-2英文名称：General Chemistry 2-2课号：1040012082所属院：化学学院日期：2011 年05月09日填表说明4、“预备知识”一栏要求写明课程学习需要先修的课程和知识要求。

5、“课程在教学计划中的地位作用”一栏要求写明课程开设的必要性以及课程在教学计划中对培养人才起的作用。

6、“课程内容及学时分配”主要填写：（7）列出主要章节的标题（8）在每个标题下写出主要内容的细目（9）各章节分配的教学时数（10）各教学环节（习题、实验、课堂讨论、写作、社会调查、测验、考试）的内容和时数。

（11）实验课程要详细列出每个实验的名称、内容、学时数、实验性质（验证性、综合性、设计性）、实验类别（选做、必做）和实验的分组情况等。

（12）实践教学课程要写出相应的时间、地点、方式、教学内容等。

4、“补充说明”一栏写明需要说明的问题以及执行时应注意的事项和建议。

第25讲化学平衡常数及其计算【考纲要求】1.了解化学平衡常数(K)的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。

2．了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

考点1 化学平衡常数及其应用[知识整合]1．化学平衡常数(1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到时，生成物与反应物的比值是一个常数，用符号表示。

(2)表达式：对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，K＝c p(C)·c q(D)c m(A)·c n(B)。

(3)意义：化学平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度。

K 正反应进行的程度平衡时生成物浓度平衡时反应物浓度反应物转化率越大越小一般地说，当K>105时，就认为反应基本进行完全了，当K<10－5时，认为反应很难进行。

2．平衡常数的影响因素对于确定的化学反应，平衡常数K只与有关，与浓度、压强无关。

(1)对于吸热反应，升高温度，K值。

(2)对于放热反应，升高温度，K值。

[应用体验]1.书写下列化学平衡的平衡常数表达式。

①Cl2＋H2O HClO＋Cl－＋H＋②C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)③CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O④CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－⑤CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)⑥4NH3＋5O24NO＋6H2O(g)2.(1)对于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1 2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K2NH3(g)12N2(g)＋32H2(g)K3则K1与K2的关系为________，K2与K3的关系为________，K3与K1的关系为________。

(2)已知A＋B2C K1，C＋D E K2，则A＋B＋2D2E的K3＝________(用K1、K2表示)[多维探究]角度1化学平衡常数的含义及影响因素1．在某温度下，可逆反应m A＋n B p C＋q D的平衡常数为K，下列说法正确的是() A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大C．K随反应物浓度的改变而改变D．K随温度和压强的改变而改变2．已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g),K1,2.5,0.15②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g),K2,1.0,2.50③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g),K3,(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)。

无机化学练习题（含答案）第1章原子结构与元素周期系1-1 试讨论，为什么有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字的位数多达9位，而有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字却少至3~4位分子分解为Br原子需要的最低解离能为190kJ/mol，求引起溴分子解离1-2 Br2需要吸收的最低能量子的波长与频率。

1-3 氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波长为103nm，问：它相应于氢原子核外电子的哪一个跃迁1-4 周期系中哪一个元素的电负性最大哪一个元素的电负性最小周期系从左到右和从上到下元素的电负性变化呈现什么规律为什么1-5 什么叫惰性电子对效应它对元素的性质有何影响1-6 当氢原子的一个电子从第二能级层跃迁至第一能级层时发射出光子的波长是；当电子从第三能级层跃迁至第二能级层时，发射出光子的波长是。

问哪一个光子的能量大1-7 有A,B,C,D四种元素。

其中A为第四周期元素，与D可形成1:1和1:2原子比的化合物。

B为第四周期d区元素，最高氧化数为7。

C和B是同周期元素，具有相同的最高氧化数。

D为所有元素中电负性第二大元素。

给出四种元素的元素符号，并按电负性由大到小排列之。

1-8有A,B,C,D,E,F元素，试按下列条件推断各元素在周期表中的位置、元素符号，给出各元系的价电子构型。

（1）A,B,C为同一周期活泼金属元素，原子半径满足A>B>C，已知C有3个电子层。

（2）D,E为非金属元素，与氢结合生成HD和HE。

室温下D的单质为液体，E的单质为固体。

（3）F为金属元素，它有4个电子层并且有6个单电子。

第2章分子结构2-1 ~ 键可由s-s、s-p和p-p原子轨道“头碰头”重叠构建而成，试讨论LiH（气态分子）、HCl、Cl2分子里的~ 键分别属于哪一种2-2 NF3和NH3的偶极矩相差很大，试从它们的组成和结构的差异分析原因。

2-3 一氧化碳分子与酮的羰基（>C=O）相比，键能较小，键长较小，偶极矩则小得多，且方向相反，试从结构角度作出解释。

第一篇物质结构基础第一章原子结构和元素周期系第二章分子结构第三章晶体结构第四章配合物第二篇化学热力学与化学动力学基础第五章化学热力学基础第六章化学平衡常数第三篇水溶液化学原理第九章酸碱平衡第十章沉淀平衡第十一章电化学基础第十二章配位平衡第四篇元素化学（一）非金属第十三章氢和稀有气体第十四章卤素第十五章氧族元素第十六章氮磷砷第十七章碳硅硼第十八章非金属元素小结第五篇元素化学（二）金属第二十一章p区金属第二十二章ds 区金属第二十三章 d 区金属（一）第四周期d区金属要求绪论教学基本要求：理解化学研究的对象、内容、目的和方法。

了解化学发展的现状。

掌握学习化学的正确方法。

第一篇物质结构基础第1章原子结构与元素周期系教学基本要求：初步了解原子能级、波粒二象性、原子轨道（波函数）和电子云等原子核外电子运动的近代概念。

熟悉四个量子数对核外电子运动状态的描述。

熟悉s、p、d原子轨道的形状和伸展方向。

掌握原子核外电子排布的一般规律和各区元素原子层结构的特征。

会从原子半径、电子层构型和有效核电荷来了解元素的性质。

熟悉电离能、电子亲合能、电负性及主要氧化值的周期性变化。

1．本章第1、2、3节讨论原子、元素、核素、同位素、同位素丰度、相对原子质量等基本概念。

其中相对原子质量（原子量）是最重要的，其余都是阅读材料。

2．本张第4节讨论氢原子的玻尔行星模型，基本要求是建立定态、激发态、量子数和电子跃迁4个概念，其他内容不作为教学要求。

3．第5节是本章第1个重点。

基本要求是初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法；初步理解核外电子的运动状态；掌握核外电子可能状态的推算。

本节小字部分为阅读材料。

4．第6节是本章第2个重点。

基本要求是掌握确定基态原子电子组态的构造原理，在给定原子序数时能写出基态原子的电子组态；掌握多电子原子核外电子状态的基本规律，特别是能量最低原理。

本节小字内容不作教学要求。

5．第7、8节是本章最后1个重点。

第6章化学平衡常数6.1 复习笔记一、化学平衡状态1．化学平衡（1）化学平衡的定义化学平衡是指系统内发生的化学反应既没有向正向进行的自发性（或“推动力”）又没有向逆向进行的自发性（或“推动力”）时的一种状态。

（2）化学平衡的特性①化学平衡是一种动态平衡；②化学平衡中相互转化着的是物质——反应物与产物，达到平衡时，它们的量不再改变；③化学平衡状态只有在封闭系统里才能够达成，反应物与产物双方不断地相互转换着，当各自的量及总量都不变时，才达成平衡态。

2．勒沙特列原理（1）定义勒沙特列原理是指一旦改变维持化学平衡的条件，平衡就会向着减弱这种改变的方向移动。

（2）应用时需要注意的几点①并不是改变任何条件，化学平衡都会移动，而只有改变维持平衡的条件，平衡才会移动；②勒沙特列原理说平衡向着减弱引起平衡破坏的因素的方向移动，却没有说移动的结果可以完全抵消这种引起平衡破坏的因素，而使平衡恢复到原来的状态。

（3）勒沙特列原理的缺点勒沙特列原理并不能实际判定某一系统是否达到平衡，而只是预言了平衡态的破坏将导致系统自发地向新的平衡移动的方向。

而且它是不能进行定量计算的方程。

二、平衡常数1．标准平衡常数（1）标准平衡常数KΘ在平衡状态下，定义J KΘ：≡平衡以上三个方程分别适用于气相平衡、气体与溶液同时存在的平衡以及溶液中的平衡。

（2）标准平衡常数的物理意义①在一定温度下，当气相系统达到化学平衡时，参与反应的各气体的分压与热力学标压之比以方程式中的计量系数为幂的连乘积是一个常数；②当溶液系统达到化学平衡时，参与反应的各溶质的浓度与热力学标态浓度之比以方程式中的计量系数为幂的连乘积是一个常数。

（3）平衡常数的特性①平衡常数是温度的函数。

温度不变，平衡常数不变；②对于一个特定气相系统，在一定温度下，无论化学平衡是如何达成的，达到平衡时每一气体的分压具体数值可大可小，但是总起来看，所有气体分压之间的关系，必须遵从平衡常数的制约；③同一反应，在同一温度下，平衡常数的具体数值是与方程式的写法相关的，方程式写法不同，表达式中的指数不同，平衡常数不同；④平衡常数表达式中没有固体、溶剂等浓度不发生变化的物质。

第4课时 化学平衡常数【目标要求】1.知道化学平衡常数的含义。

2.能运用化学平衡常数对化学反应进行的程度做出判断。

3.能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。

【重、难点】化学平衡常数与化学平衡计算 基础落实：1．含义在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号“K ”表示。

2．表达式对于一般的可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，当在一定温度下达到化学平衡状态时，平衡常数的表达式为：K ＝c p C ·c q Dc m A ·c n B 。

3．意义(1)K 值越大，说明正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；反之进行的程度就越小，转化率就越小。

(2)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

4．反应物的转化率某指定反应物的转化率α＝Δn n 始×100%＝Δcc 始×100%。

【对点训练】：知识点一 化学平衡常数的概念 1．对于3Fe ＋4H 2O(g)Fe 3O 4＋4H 2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为( )A ．K ＝c Fe 3O 4·c H 2c Fe ·c H 2OB ．K ＝c Fe 3O 4·c 4H 2c Fe ·c 4H 2OC ．K ＝c 4H 2O c 4H 2D ．K ＝c 4H 2c 4H 2O2．关于化学平衡常数的叙述，正确的是( )A ．只与化学反应方程式本身和温度有关B ．与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响C ．只与反应的温度有关D ．只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数 知识点二 平衡常数的应用 3．1 000 K 时反应C(s)＋2H 2(g )CH 4(g)的K ＝8.28×107，当各气体物质的量浓度分别为H 20.7mol·L－1、CH 40.2mol·L－1时，上述反应高温( )A ．正向移动B ．逆向移动C ．达到平衡D ．不一定 4．放热反应CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g)在温度t 1时达到平衡，c 1(CO)＝c 1(H 2O)＝1.0mol·L －1，其平衡常数为K 1。

第6章 化学平衡热力学6．1 重要概念和方法1．化字平衡的概念在一定温度和压力下，若化学反应系统不伴随混合过程，化学反应开始后会一直进行直至反应物完全转化成产物。

如果反应过程中存在物质的混合过程，由于混合熵∆mix S 的存在，使得反应不能进行到底，而最终获得平衡混合物。

对于等温等压下的化学反应 ∑=Bν0B B 此式表明：①在等温等压条件下，Gibbs 函数据与化学势判据没有区别；②在一定温度及压力下，G ＝G(ξ)，即反应过程中系统的G 随变当达化学平衡时G 具有最小值；②在一定温度及压力下，∆r G m ＝f(ξ)，表明在反应过中∆r G m 具有即时性，当达平衡位置时∆r G m ＝0。

p T B B B m r G G ,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂==∆∑ξµν 2．化学反应方向和限度的判断化学反应等温式表明，∆r G m 的正负取决于J 与K Θ的相对大小，即⎪⎩⎪⎨⎧=><ΘΘΘ化学平衡反应逆向进行反应正向进行K K K J 3．化学反应的J 和K Θ参与反应的各种物质的活度积J 与反应系统的温度、压力及组成有关，即在等温等压下着反应进行J 值不断变化；平衡常数K Θ用于描述平衡位置，它只是温度的函数，即在反应过程中及K Θ不随组成而变化。

当达化学平衡时 此式表明，K Θ值等于平衡时的活度积这便是平衡常数的物理意义。

用此式可由平衡组成求取平衡常数。

反之，也可由K Θ值计算平衡组成。

B ()B eq B eq a J K ν∏==Θ 4．K Θ的具体形式在热力学中，不同的物质常选择不同的标准状态。

对于同一种物质，也常用不同习惯选择标准状态。

因此，在不同情况下活度a B 具有不同的意义，因而K Θ也就具有不同的表达形式：(1) 对气相反应 B B eq B p f K ν∏⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=ΘΘ若气体可近似视为理想气体，则上式为 B B eq B p p K ν∏⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=ΘΘ (2) 对理想溶液反应()B Beq B x K ν∏=Θ(3) 对理想稀薄溶液反应()B B eq B x K ν∏=ΘB B eq B b b K ν∏⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=ΘΘ或或 B B eq B c c K ν∏⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=ΘΘ(4)对复相反应，若气相是理想气体而液相和固相均是纯物质，则 B B eq B p p K ν∏⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=ΘΘ5．化学反应的∆r G m 和∆r G m Θ∆r G m 与反应系统的温度、压力及组成有关，在等温等压下∆r G m 随反应进行而变化。

第6章化学平衡常数[教学要求]1、掌握化学平衡的概念，理解平衡常数的物理意义。

2、掌握化学平衡移动原理。

3、掌握有关转化率、化学平衡及平衡移动的计算。

[教学重点]1．标准平衡常数和吉布斯能变的关系：Van't Hoff等温式、反应商、标准平衡常数及其有关计算、利用反应商和标准平衡常数判断反应进行的方向。

2．浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响及其相关计算。

[教学难点]Van't Hoff等温式、标准平衡常数及其有关计算[教学时数] 5学时[教学内容]6.1 化学平衡状态一、化学反应的可逆性和可逆反应绝大多数化学反应都有一定可逆性CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) (水煤气)N2(g) + 3 H2(g) = 2 NH3(g)可逆性显著Ag+(aq) + Cl-(aq) = AgCl (s)可逆程度小只有极少数反应是“不可逆的”（单向反应）2 KClO3 (s) = 2 KCl(s) + 3 O2(g)可逆反应：在同一条件（温度、压力、浓度等）下，能同时向两个相反方向进行的反应注意：无机化学“可逆反应”≠热力学“可逆过程”（无机化学“可逆反应”多数为热力学“不可逆过程”）。

二、化学平衡的概念及特征1、定义：可逆反应在一定条件下，正反应速率等于逆反应速率时，反应体系所处的状态，称为“化学平衡”。

化学平衡状态是一个热力学概念。

达平衡时，△G=0化学平衡：反应物和产物的自由能不在随时间变化的这种状态，叫做此反应的化学平衡。

或化学平衡是反应向正逆两个方向进行的“推动力”都等于零的状态。

△rG=0 时达到平衡2、化学平衡特征:⑴、化学平衡建立的前提：封闭体系、等温条件，可逆反应⑵、达到平衡条件：△rG=0（正逆反应速度相等）⑶、平衡标志：平衡状态是封闭系统中可逆反应进行的最大限度。

产物和反应物浓度不再随时间变化(保持定值)时达到平衡.⑷、平衡的实质：化学平衡是有条件的动态平衡三、勒夏特列原理内容：如果改变平衡系统的条件之一（浓度、压力和温度），平衡就向能减弱这种改变的方向移动.6-2 平衡常数1. 定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，产物浓度的方程式计量系数次方的乘积与反应物计量系数次方的乘积之比为一常数，称为“平衡常数”。

第三节 化学平衡 第4课时 化学平衡常数学习目标1．理解化学平衡常数的概念。

(重点)2．理解化学平衡常数对化学反应进行的程度判断。

(重难点) 3．掌握有关化学平衡常数的计算。

(难点)知识点一 化 学 平 衡 常 数基础知识梳理 1．定义在一定 下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物 与 的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数，通常用符号 表示。

2．表达式对于一般的可逆反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，平衡常数的表达式为K ＝(C)(D)(A)(B)⋅⋅P q m nc c c c 。

3．特点K 值只受 影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

4．意义K 值越大→平衡体系中生成物所占的比例 →正向反应进行的程度 →反应进行得越 →反应物的转化率 ；反之，就越 ，转化率就越小。

当 时，该反应进行得就基本完全了。

课堂互动探究 [思考探究]在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO 2(g)＋H 2(g)CO(g)＋H 2O(g)，其化学平衡常数(K )和温度(t )的关系如下表所示：t /℃ 700 800 830 1 000 1 200 K0.60.91.01.72.6问题思考：(1)该反应的化学平衡常数K 的表示式是什么？(2)该反应ΔH >0还是ΔH <0?(3)700 ℃，CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g)的平衡常数K 是多少？(4)在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c (CO 2)为2 mol· L －1，c (H 2)为1.5 mol·L －1，c (CO)为1 mol·L －1，c (H 2O)为3 mol·L －1，则下一时刻，反应向哪个方向进行？ 归纳总结1．使用化学平衡常数应注意的问题(1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。