苏州大学《无机化学》第二章 化学平衡常数

无机化学中标准平衡常数的计算及形式
化学平衡常数计算公式：k=（c）^c（d）^d/（a）^a（b）^b。

化学平衡常数是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不考虑反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值是个常数，用k表示。

k值的大小，表示在该温度下达到平衡时，反应进行的程度（反应的限度），k值越大，表明反应进行的程度越大；反之则越小。

对称化学反应达至均衡时，每个产物浓度系数次幂的连乘积与每个反应物浓度系数次幂的连乘积成正比，这个比值叫作平衡常数。

反应展开得越全然，平衡常数就越大。

当一个可逆反应到达平衡时，生成物浓度之幂或分压力的乘积与反应物浓度的幂（幂指数为对应物质的化学计量数）或分压力的乘积之间的比值。

用浓度计算的平衡常数以kc 表示。

用分压力计算的平衡常数以kp表示。

在压力（或各物质的浓度）并不大时，平衡常数在温度一定的情况下维持维持不变。

从平衡常数的大小，可以确认在该温度下可逆反应中的也已反应可能将达至的程度。

平衡常数不仅在分析化学和物理化学中有重要的理论意义，而且在化学工艺中一项重要的数据，可用以通过计算来确定生产条件。

化学化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数是描述化学反应进行到平衡时化学计量物质浓度之比的一个重要指标，它在化学平衡方程中起到非常关键的作用。

本文将探讨化学平衡常数的定义、计算方法以及对化学反应的影响等方面的内容。

一、化学平衡常数的定义化学平衡常数是指在一定温度下，当化学反应达到平衡时，平衡体系中各组分摩尔浓度的乘积与反应物摩尔浓度的乘积之比的值。

根据平衡体系，平衡常数可以表示为Keq。

对于一般的反应方程式：aA + bB ⇌ cC + dD其中a、b、c、d分别表示反应物和生成物的系数，Keq就可以用下面的表达式来表示：Keq = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b其中，[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的摩尔浓度。

二、化学平衡常数的计算方法在实际计算中，通常需要考虑化学反应的浓度单位。

当浓度单位为摩尔/升时，化学平衡常数表示为乘积浓度（C）除以活度单位（a）。

如果浓度单位为摩尔/升，化学平衡常数表示为浓度（C）的次方。

化学平衡常数可以通过实验测量来确定。

当已知某一反应体系在特定温度下达到平衡时，可以测量各组分的浓度，然后根据平衡常数的定义进行计算。

在计算过程中，需要注意测量误差的影响，尽可能提高实验数据的准确性。

三、化学平衡常数对化学反应的影响化学平衡常数是描述反应物与生成物在平衡态中浓度比例的指标，它对化学反应的进行有很大的影响。

1. 影响反应的方向：根据化学平衡常数的大小，可以判断反应是向正向进行还是向逆向进行。

当Keq大于1时，反应偏向生成物的方向；当Keq小于1时，反应偏向反应物的方向；当Keq等于1时，反应达到平衡。

2. 影响反应速率：在反应物浓度给定的情况下，化学平衡常数与反应速率息息相关。

反应速率快的反应通常具有较大的化学平衡常数，而反应速率慢的反应则具有较小的化学平衡常数。

3. 影响化学平衡位置：当改变反应体系中的某一参数，如温度、压力或浓度等，均会对化学平衡常数产生影响。

大学化学易考知识点无机化学反应的平衡常数无机化学反应的平衡常数是大学化学中的重要知识点之一。

平衡常数描述了反应在达到化学平衡时生成物和反应物的摩尔浓度之间的关系。

在本文中，我们将探讨无机化学反应的平衡常数的概念、计算方法以及对化学反应平衡性的影响。

一、概念介绍无机化学反应的平衡常数（表示为K）是反应速率达到平衡时生成物和反应物浓度之比的乘积，每个物质的摩尔浓度用方括号表示。

比如对于一般的化学反应：aA + bB ⇌ cC + dD平衡常数K的表达式为：K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中，[C]、[D]、[A]、[B]分别表示平衡时C、D、A、B的浓度。

二、计算平衡常数计算平衡常数需要知道平衡时各物质的浓度。

在实验室中，浓度可以通过实验和分析方法得到。

对于一般的平衡反应，浓度可以用摩尔浓度表示，即物质所含摩尔数与反应溶液的体积的比值。

例如，在考虑碱度导致水解反应的酸碱反应中，我们可以通过酸碱分析方法得到溶液中各物质的摩尔浓度，从而计算平衡常数。

平衡常数的计算需要考虑所有物质的浓度，包括溶质和溶剂。

三、平衡常数的意义平衡常数的大小可以描述反应的平衡位置。

当平衡常数K大于1时，生成物浓度高于反应物浓度，反应向生成物一侧倾斜，属于正向反应偏向。

相反，当K小于1时，反应向反应物一侧倾斜，属于逆向反应偏向。

如果K等于1，则生成物和反应物的浓度相等，达到了平衡状态。

平衡常数还可以用于预测化学反应的进行方向。

如果一个反应的平衡常数很大，表示生成物浓度较高，反应几乎完全进行到生成物的一侧。

相反，如果平衡常数很小，表示反应需要更高浓度的反应物来达到平衡。

四、影响平衡常数的因素平衡常数受到温度的影响。

根据热力学原理，温度升高会增加反应的平衡常数。

这是因为温度升高会增加分子的平均动能，使反应物分子更容易克服活化能，促进反应进行。

除了温度，压力对于气相反应的平衡常数也有影响。

根据Le Chatelier原理，当压力增加时，反应会朝向压力减小的方向移动。

有关化学平衡常数表达式计算的解题要领有关化学平衡表达式的计算，是无机化学及普通化学教学中的一个重要内容。

可能是由于这类题多数并不很难，加之题目类型又多，所以有关化学平衡表达式计算问题的讨论很少能见到。

但作为教学中的一个重点内容，教师还是有必要对其加以认真研究，并归纳出一些解题规律和方法的。

一、有关化学平衡表达式计算的基本解题模式对一个可逆反应来说，由于反应进行的不完全，要全面描述一个体系中诸物种的变化过程和最终状态，是需要很多数据的。

也就是说，有关化学平衡表达式的计算通常都要涉及相当多的量。

所以，讨论这类问题时，首先要清楚可能会遇到哪些数据。

（一）数据的分类对在某温度下达平衡、有两种反应物和两种生成物的可逆反应（如aA +bB = dD + eE,），来进行有关化学平衡表达式的计算时，不算平衡常数，其可能用到的数据也有16个之多。

所以，为分析和讨论问题方便，首先就应将其进行分类。

按反应的时序和数据功用的不同，可分为四类。

一类是化学平衡未移动前（化学反应未发生时）各物种的量（简称起始量）。

对如上4物种，可分别设为Q A、Q B、Q D、Q E；一类是反应中各物种变化的量（简称变化量）。

可用H来表示（同样有4个）；一类是达化学平衡时各物种的量（简称平衡量）。

可用P来表示；另一类是可以直接代入化学平衡常数表达式的各物种的量（简称代入量）。

用R来表示。

（二）记录及处理数据的表格法按数据生成的时序和使用的习惯，一般情况下应以一个表格的形式（不用真的画出横竖线）来对其加以归类、记述及使用。

表格的做法为：第一步为制表。

先写出有关的化学反应方程式。

在预留出6-12个字符的空白位置后，写出配平的与平衡常数相关反应方程式。

因为平衡常数表达式与化学方程式相关；平衡常数的数值和单位也都与化学反应方程式相关；同时与中学化学相同，在进行某些计算时也要用到反应方程式；所以化学方程式是必不可少的。

化学反应方程式作为表格的一部分，其中各物种的化学式实际还是一个纵列的“列表头”，该列的所有数据都与这一化学式所代表的物种有关。

大专无机化学教案——化学平衡一、教学目标1.理解化学平衡的概念，掌握化学平衡的表示方法。

2.学会判断化学反应是否达到平衡状态，掌握化学平衡的判定条件。

3.了解化学平衡常数与平衡浓度的关系，学会计算化学平衡常数。

4.掌握化学平衡移动的影响因素，学会分析化学平衡移动的方向。

5.了解实际应用中化学平衡的调控方法，培养学生解决实际问题的能力。

二、教学内容1.化学平衡的概念及表示方法（1）化学平衡的定义：化学反应在一定条件下，正反应速率相等，反应物与物的浓度不再发生变化的状态。

（2）化学平衡的表示方法：可逆反应的平衡状态用箭头表示，如：N2+3H2⇌2NH3。

2.化学平衡的判定条件（1）正反应速率相等：v正=v逆。

（2）反应物与物的浓度不再发生变化。

3.化学平衡常数（1）化学平衡常数的定义：在一定温度下，化学反应达到平衡时，物浓度的化学计量数次幂的乘积与反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值。

（2）化学平衡常数的表达式：Kc=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b，其中，a、b、c、d分别为反应物A、B与物C、D的化学计量数。

（3）化学平衡常数的计算与应用：根据平衡浓度计算Kc，分析化学反应的进行程度。

4.化学平衡移动的影响因素（1）浓度：增加反应物浓度或减少物浓度，平衡向正反应方向移动；反之，平衡向逆反应方向移动。

（2）压力：对于气体参与的反应，增加压力，平衡向气体体积减小的方向移动；反之，平衡向气体体积增大的方向移动。

（3）温度：升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。

5.化学平衡在实际应用中的调控方法（1）调整反应物浓度：通过添加或移除反应物，调控化学平衡。

（2）调整压力：对于气体反应，通过改变压力，调控化学平衡。

（3）调整温度：通过加热或冷却，调控化学平衡。

三、教学方法1.讲授法：讲解化学平衡的基本概念、判定条件、化学平衡常数及平衡移动的影响因素。

2.案例分析法：分析实际应用中化学平衡的调控方法，培养学生解决实际问题的能力。

《无机化学》课程教学大纲课程代码：PHAR1129课程性质：公共基础课程新大类基础课程授课对象：中药学、药学(普通方向)、生物制药等专业开课学期：第一学期总学时：54学时学分：3学分讲课学时：54学时主讲教师：刘玮指定教材：周为群、朱琴玉主编,《无机及分析化学》（第二版）, 苏州大学出版社, 2016年参考书目1、南京大学无机及分析化学编写组,《无机及分析化学》（第4版）, 高等教育出版社2、张天蓝、姜凤超主编，《无机化学》（第7版），人民卫生出版社3、刘君，张爱平主编，《无机化学》，中国医药科技出版社4、大连理工大学无机化学教研室，无机化学（第5版），高等教育出版社5、武汉大学吉林大学等校编宋天佑等修订，《无机化学》（第三版），高等教育出版社6、张祖德主编，《无机化学》（第2版），中国科学技术大学出版社7、北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室，《无机化学》（第四版），高等教育出版社8、Petrucci R.H.，Harwood W. S.，and Herring F.G.，General Chemistry Principles and ModernApplications，8th Edition9、Housecroft C. E. & A. G. Sharpe, Inorganic Chemistry, 2nd Edition10、Cox P. A.，Inorganic Chemistry, 2nd Edition教学目的：无机化学是药学各专业必修的基础课程之一。

与药剂学、药理学、有机化学、分析化学和药物化学等学科关系密切。

主要介绍基础化学和无机化学的基本概念和基本原理，包括溶液与胶体、化学热力学基础、化学平衡、化学反应速率等基本化学原理，原子结构和分子结构等物质结构基础，以及电解质溶液和酸碱平衡，沉淀-溶解平衡，配位化合物和配位平衡，氧化还原反应和氧化还原平衡。

使学生在掌握基础化学理论基础上，逐步提高分析和解决实际问题的能力，从而为学生后续课程的学习及今后的科研、工作等奠定必要的基础。

第一章物质及其变化1、在30℃时，于一个10.0L的容器中，O2,N2和CO2混合气体的总压为93.3kPa。

分析结果得p(O2) =26.7kPa，CO2的含量为5.00g,试求：（1）容器中p(CO2)；（2）容器中p(N2)；（3）O2的摩尔分数。

2、0℃时将同一初压的4.00L N2和 1.00L O2压缩到一个体积为2.00L的真空容器中，混合气体的总压为255.0kPa，试求：（1）两种气体的初压；（2）混合气体中各组分气体的分压；（3）各气体的物质的量。

3、在25℃和103.9kPa下，把1.308g锌与过量稀盐酸作用，可以得到干燥氢气多少升？如果上述氢气在相同条件下于水面上收集，它的体积应为多少升（25℃时水的饱和蒸气压为3.17kPa）?4、1.34gCaC2和H2O发生如下反应：CaC2(s)+2H2O(l)⇋C2H2(g)+Ca(OH)2(s)产生的C2H2气体用排水集气法收集，体积为0.471L。

若此时温度为23℃，大气压为99.0kPa，该反应的产率为多少（已知23℃时水的饱和蒸气压为2.8kPa）？5、在27℃，将电解水所得的H2,O2混合气体干燥后贮于60.0L容器中，混合气体总质量为40.0g，求H2，O2的分压。

6、甲烷（CH4）和丙烷(C3H8)的混合气体在温度T下置于体积为V 的容器内，测得压力为32.0kPa。

该气体在过量O2中燃烧，所有C都变成CO2,使生成的H2O和剩余的O2全部除去后，将CO2收集在体积为V的容器内，在相同温度T时，压力为44.8kPa。

计算在原始气体中C3H8的摩尔分数（假定所有气体均为理想气体）。

7、已知在250℃时PCl5能全部汽化，并部分解离为PCl3和Cl2。

现将2.98g PCl5置于1.00L容器中，在250℃时全部汽化后，测定其总压为113.4kPa。

其中有哪几种气体？它们的分压各是多少？8、今将压力为99.8kPa的H2 150ml，压力为46.6kPa的O2 75.0ml 和压力为33.3kPa的N2 50.0ml,压入250ml的真空瓶内。

化学平衡常数【推荐】化学平衡常数是化学反应平衡状态的一个量化指标，它反映了反应物与生成物在平衡状态下的浓度关系。

在化学、化工、环境科学等领域，化学平衡常数具有重要的理论意义和实际应用价值。

一、化学平衡常数的定义化学平衡常数（Equilibrium Constant，用符号K表示）是指在给定温度下，化学反应达到平衡状态时，反应物浓度幂之积与生成物浓度幂之积的比值。

数学表达式为：K = \(\frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b}\)其中，[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的摩尔浓度，a、b、c、d为反应物和生成物的系数。

二、化学平衡常数表达式1. 气相反应对于气相反应：aA + bB ⇌ cC + dD其平衡常数表达式为：Kp = \(\frac{p_C^c p_D^d}{p_A^a p_B^b}\)其中，p表示气体的分压。

2. 液相反应对于液相反应：aA + bB ⇌ cC + dD其平衡常数表达式为：Kc = \(\frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b}\)3. 固相反应对于固相反应，由于固体的浓度视为常数，故平衡常数表达式通常省略固体项。

三、化学平衡常数的影响因素1. 温度化学平衡常数与温度密切相关。

一般来说，随着温度的升高，化学平衡常数会增大或减小，这取决于反应的热力学性质。

根据勒夏特列原理，放热反应的平衡常数随温度升高而减小，吸热反应的平衡常数随温度升高而增大。

2. 压力对于气相反应，压力对平衡常数的影响可以通过勒夏特列原理进行解释。

当压力增加时，系统会向压力减小的方向移动，从而改变平衡常数。

3. 溶剂对于液相反应，溶剂的种类和性质会影响平衡常数。

例如，极性溶剂有利于离子反应的进行，从而增大平衡常数。

四、化学平衡常数的计算方法1. 实验法通过实验测定反应物和生成物的浓度，计算出平衡常数。

实验法可以直接测定平衡常数，但操作较为繁琐，且受到实验条件的限制。

大学无机化学课件化学平衡一、教学内容本节课的教学内容主要来自大学无机化学课件，章节为化学平衡。

化学平衡是指在封闭系统中，正反两个化学反应的速率相等时，系统的各组分浓度保持不变的状态。

具体内容包括：1. 平衡常数的概念及其表达式；2. 平衡常数的计算和应用；3. 影响化学平衡的因素，如温度、压力、浓度等；4. 平衡移动原理及其在实际问题中的应用。

二、教学目标1. 让学生理解化学平衡的概念，掌握平衡常数的表达式和计算方法；2. 使学生了解影响化学平衡的因素，能运用平衡移动原理解决实际问题；3. 培养学生的实验操作能力和观察能力，提高学生的科学思维能力。

三、教学难点与重点重点：平衡常数的表达式和计算方法，影响化学平衡的因素，平衡移动原理的应用。

难点：平衡常数的计算，平衡移动原理在实际问题中的运用。

四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔、实验器材。

学具：笔记本、课本、实验报告册。

五、教学过程1. 实践情景引入：以一段实际生产过程中的化学平衡问题为例，引导学生思考化学平衡的概念及其重要性。

2. 知识讲解：讲解平衡常数的定义、表达式及计算方法，通过示例让学生理解并掌握。

3. 影响因素分析：讨论温度、压力、浓度等因素对化学平衡的影响，引导学生运用所学知识分析实际问题。

4. 平衡移动原理：讲解平衡移动原理，让学生了解其在实际问题中的应用。

5. 例题讲解：选取典型例题，分析解题思路，引导学生运用平衡常数和平衡移动原理解决问题。

6. 随堂练习：让学生在课堂上完成练习题，巩固所学知识。

7. 实验操作：组织学生进行实验，观察并记录实验现象，培养学生的实验操作能力和观察能力。

六、板书设计1. 平衡常数的表达式2. 影响化学平衡的因素3. 平衡移动原理及应用七、作业设计N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)2. 分析下列实际问题：某工厂生产氨气，反应为 N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)。

在生产过程中，如何调整温度和压力以提高氨气的产量？八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课的教学效果如何？学生对平衡常数、平衡移动原理的理解和掌握程度如何？是否需要针对性地进行辅导？2. 拓展延伸：让学生查阅相关资料，了解化学平衡在实际生产中的应用，如化肥生产、合成橡胶等。