化学平衡常数 教学课件

化学平衡常数探索化学反应的平衡世界什么是化学平衡？化学平衡是指在可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，系统达到动态平衡状态虽然反应仍在进行，但宏观上反应物和产物的浓度保持不变，表现为外观上没有变化平衡常数（）量化平衡状态K平衡常数K是描述化学反应在特定温度下达到平衡时，产物与反应物浓度比例的数值它反映了反应方向的偏好和进行程度K1时，正向反应占优势，生成物较多；K1时，逆反应占优势，反应物较多，反应不易完全进行影响平衡的因素勒夏特列原理勒夏特列原理指出，当化学平衡系统受到浓度、压力、温度的外界扰动时，平衡将朝着抵消该扰动的方向移动以重新达到平衡平衡常数基于浓度KcKc适用于液相溶液及气相反应，定义为各平衡时产物浓度的乘积除以各反应物浓度的乘积，各浓度均以摩尔每升计，且根据反应方程式中对应系数作指数平衡常数基于分压KpKp专用于气态反应，基于各气体组分在平衡时的分压计算方式类似于Kc，分压用单位大气压表示，指数同样取决于化学方程式中的系数与的关系Kc Kp平衡常数Kp和Kc之间有数学关系其中，R是理想气体常数（

0.0821L·atm/mol·K），T为绝对温度（开尔文），Δn为气体产物总的摩尔数减去反应物总摩尔数示例计算平衡常数Kc₂₂₃反应N g+3H g⇌2NH g₂₂₃设平衡时浓度为[N]=

0.1mol/L，[H]=

0.3mol/L，[NH]=

0.2mol/L逐步计算Kc代入数值Kc=

0.2²/

0.1×

0.3³=

0.04/

0.1×

0.027=

0.04/

0.0027≈

14.8示例计算平衡常数Kp₂₂₃反应2SO g+O g⇌2SO g₂₂₃平衡时分压为PSO=

0.2atm，PO=

0.1atm，PSO=

0.4atm逐步计算Kp代入数值Kp=

0.4²/

0.2²×

0.1=

0.16/

0.04×

0.1=

0.16/

0.004=40勒夏特列原理浓度影响当增加反应物浓度时，平衡向生成产物方向移动以消除浓度变化，产物浓度增加勒夏特列原理压力影响对包含气体的反应，增加压力会使平衡向气体分子数较少的一侧移动，降低总体压力勒夏特列原理温度影响反应为吸热过程时，升高温度会使平衡向生成产物方向移动，提高产物浓度反之，放热反应温度升高使平衡向反应物方向移动，降低产物生成率实际应用工业合成氨₂₂₃Haber-Bosch工艺将氮气和氢气合成氨气，反应为N+3H⇌2NH，是重要的氮肥生产方法通过控制低温、高压及催化剂使用，有效提升氨产率，同时保证生产效率和经济性实际应用酸碱滴定中的电离平衡弱酸弱碱的电离反应达到化学平衡，电离常数K_a/K_b用于描述其解离程度实际应用溶解平衡中的溶度积常数Ksp沉淀的溶解达到平衡时，溶度积常数定义为溶解产物离子浓度的乘积，对判断沉淀生成和溶解过程至关重要。