【2019最新】精選高中化學(xué)第2章第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度第1課時化學(xué)平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率學(xué)案魯科版選修4

1、【 2019 最新】精選高中化學(xué)第 2 章第 2 節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度第1 課時化學(xué)平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率學(xué)案魯科版選修4學(xué)習(xí)目標： 1. 進一步認識化學(xué)平衡狀態(tài)的特征， 能夠描述平衡的建立過程。 2. 了解化學(xué)平衡常數(shù)的定義。 3. 能正確書寫給定反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式， 并能進行相應(yīng)的簡單計算。 ( 重點 )4. 理解化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用及意義。 ( 難點 )自主預(yù)習(xí)·探新知1化學(xué)平衡常數(shù)(1) 定義：在一定溫度下， 當(dāng)一個可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，生成物濃度的系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物濃度的系數(shù)次冪之積的比值， 用符號 K 表示。(2) 表達式以化學(xué)反應(yīng) aAbBcCdD 為例： K，單位：

2、(mol ·L 1)(c d) (a b) 。(3) 意義平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)可能進行的程度；平衡常數(shù)的數(shù)值越大，說明反應(yīng)可以進行得越完全。(4) 影響因素內(nèi)因：反應(yīng)物的本身性質(zhì)。外因：反應(yīng)體系的溫度。(5) 應(yīng)用判斷反應(yīng)可能進行的程度。K 值 105105 105105歡迎下載。反應(yīng)程度很難進行反應(yīng)可逆進行完全判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。對化學(xué)反應(yīng) aAbBcCdD的任意狀態(tài)有濃度商： Q。判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。a升高溫度b降低溫度2平衡轉(zhuǎn)化率(1) 表達式 K值增大，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) K值減小，正反應(yīng)為放熱反應(yīng) K值增大，正反應(yīng)為放熱反應(yīng) K值減小，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)對于化學(xué)反應(yīng)

3、aAbBcCdD，反應(yīng)物 A 的平衡轉(zhuǎn)化率可以表示為 (A) × 100%× 100%× 100%。(2) 規(guī)律同一反應(yīng)的不同反應(yīng)物， 其轉(zhuǎn)化率可能不同； 當(dāng)按照反應(yīng)系數(shù)之比投入反應(yīng)物時，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相同。多種反應(yīng)物參加反應(yīng)時， 提高一種反應(yīng)物的濃度， 可以提高其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而該反應(yīng)物本身的轉(zhuǎn)化率會降低。 基礎(chǔ)自測 1判斷對錯 ( 對的在括號內(nèi)打“”， 錯的在括號內(nèi)打“×”。 )(1)在任何條件下，化學(xué)平衡常數(shù)都是一個恒定值。 ()(2)改變反應(yīng)物濃度或反應(yīng)產(chǎn)物濃度都會改變平衡常數(shù)K。()(3) 平衡常數(shù) K 既與溫度、反應(yīng)物本身的性質(zhì)有關(guān)，也與反

4、應(yīng)物濃度、壓強有關(guān)。 ()(4) 從平衡常數(shù) K 的大小可以推斷一個反應(yīng)進行的程度。()【2019最新】精選高中化學(xué)第章第節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度第課時化學(xué)平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率學(xué)案魯科版選修(5)N2 3H22NH3和N2 H2NH3的平衡常 數(shù)表達式 相同 。() 提示 (1) ×不同溫度下，化學(xué)平衡常數(shù)不同。(2) × 平衡常數(shù)只受溫度的影響。(3) × 平衡常數(shù)與濃度、壓強無關(guān)。(4) (5) × 化學(xué)平衡常數(shù)表達式與方程式的系數(shù)有關(guān)。2下列數(shù)據(jù)是一些反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值，表示反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率最大的是 ()【導(dǎo)學(xué)號： 41722075】AK1BK10 1CK10

5、10DK10 10CK 值越大說明正反應(yīng)程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大。3在恒溫恒容下，當(dāng)反應(yīng)容器內(nèi)總壓強不隨時間變化時，下列可逆反應(yīng)一定達到平衡的是()AA(g) B(g)C(g)BA(g) 2B(g)3C(g)CA(g) B(g)C(g) D(g)D以上都達到平衡A 在恒溫恒容下， 對于反應(yīng)前后氣體系數(shù)不相等的反應(yīng)， 當(dāng)反應(yīng)容器內(nèi)總壓強不變時，可逆反應(yīng)達到平衡。合作探究·攻重難化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷在恒溫恒容條件下，三個容器內(nèi)分別發(fā)生如下反應(yīng)：容器反應(yīng)N (g) 3H (g)2NH(g)2233/123/12H2(g) I 2(g)2HI(g)Ni(s) H2O(g)NiO(s)H2(g

6、) 思考交流 1當(dāng)容器中氣體的密度不變時，上述哪個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)？ 提示 反應(yīng)。2當(dāng)容器中氣體的壓強不變時，上述哪個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)？ 提示 反應(yīng)。3當(dāng)容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時，上述哪個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)？ 提示 反應(yīng)。 對點訓(xùn)練 1 在1 L定容的密閉容器中，可以證明可逆反應(yīng)N2(g) 3H2(g)2NH3(g) 已達到平衡狀態(tài)的是 ()Ac(N2) c(H2) c(NH3)132B一個 NN鍵斷裂的同時，有3 個 HH 鍵生成C其他條件不變時，混合氣體的密度不再改變D2v 正(N2) 3v 逆(NH3)B A 項， c(N2) c(H2) c(NH3)132 不能說明

7、各物質(zhì)的濃度不變，因而不能說明反應(yīng)達到平衡，錯誤； B 項，一個 NN鍵斷裂的同時，有 3 個 HH鍵生成，能說明正、逆反應(yīng)速率相等，正確；C項，混合氣體的密度不再改變， 不能說明達到反應(yīng)平衡， 錯誤；D 項， 2v 正(N2) v 逆(NH3)時，正、逆反應(yīng)速率才相等，才達到平衡，錯誤。 2一定溫度下，反應(yīng) N2O4(g)2NO2(g)的焓變?yōu)镠?，F(xiàn)將 1 mol【2019最新】精選高中化學(xué)第章第節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度第課時化學(xué)平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率學(xué)案魯科版選修N2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是()ABCDD 因反應(yīng)容器保持恒壓， 且反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等， 所以達

8、到平衡前容器體積隨反應(yīng)進行而不斷變化， 結(jié)合 m/V 可知，若氣體密度不再變化， 說明容器體積不再變化， 即氣體的物質(zhì)的量不再變化，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，符合題意；無論是否達到平衡，反應(yīng)的H都不變，不符合題意；反應(yīng)開始時，加入1 mol N2O4，隨著反應(yīng)的進行， N2O4的濃度逐漸變小，故v 正(N2O4)逐漸變小，直至達到平衡，而圖像與之不符，不符合題意；N2O4的轉(zhuǎn)化率不再變化，說明 N2O4的物質(zhì)的量不再變化，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，符合題意。綜上所述， D項正確。 判斷平衡狀態(tài)的方法“逆向相等，變量不變”(1) “逆向相等”：反應(yīng)速率必須一個是正反應(yīng)的速率，一個是逆反應(yīng)的速率，且經(jīng)過換算后同一

9、種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等。(2) “變量不變”：如果一個量是隨反應(yīng)進行而改變的，當(dāng)不變時為平衡狀態(tài)； 一個隨反應(yīng)的進行保持不變的量， 不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)?；瘜W(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計算相同溫度下，在體積為 1 L 的兩個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：N2(g) 3H2(g)2NH3(g)H 92.4 kJ ·mol 1實驗測得起始、平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：編號起始時各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol平衡時反應(yīng)中的能量變化223NHNH5/125/12130放出熱量a kJ230放出熱量b kJ 思考交流 1容器中反應(yīng)物N2 的轉(zhuǎn)化率是多少？ 提示 1 mol N2 完全反應(yīng)時放出的

10、熱量為92.4 kJ ，中反應(yīng)物 N2的轉(zhuǎn)化率為 a/92.4 。2容器中反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的計算式如何表示？ 提示N23H22NH3初始濃度(mol ·L 1) 130轉(zhuǎn)化濃度(mol ·L 1) a/92.4 3a/92.42a/92.4平衡濃度(mol ·L 1) 1 a/92.4 3 3a/92.42a/92.4K3兩個容器中合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)有什么關(guān)系？ 提示相等。4比較兩個容器中N2、H2 的轉(zhuǎn)化率的大小。 提示 N2的轉(zhuǎn)化率： >H2 的轉(zhuǎn)化率： >。5化學(xué)平衡常數(shù)與平衡轉(zhuǎn)化率有何關(guān)系？ 提示 平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率都可以表示可逆反應(yīng)進行

11、的程度，但是平衡轉(zhuǎn)化率隨著反應(yīng)物初始濃度的不同而變化，而平衡常數(shù)卻不受影響，因此平衡常數(shù)更能反映出其本質(zhì)。平衡常數(shù)與平衡轉(zhuǎn)化率之間是可以相互求算的。 對點訓(xùn)練 【2019最新】精選高中化學(xué)第章第節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度第課時化學(xué)平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率學(xué)案魯科版選修1在一定溫度下的密閉容器中，加入1 mol CO 和 1 mol H2O 發(fā)生反應(yīng) CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) ，達到平衡時測得n(H2) 0.5mol，下列說法不正確的是 ()【導(dǎo)學(xué)號： 41722076】A在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K1B平衡常數(shù)與反應(yīng)溫度無關(guān)CCO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%D平衡時 n(H2O)0.5 molB

12、CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始 /mol1100轉(zhuǎn)化 /mol0.50.50.50.5平衡 /mol0.50.50.50.5由方程式及以上數(shù)據(jù)判斷可得，A、C、D項正確。平衡常數(shù)與反應(yīng)溫度有關(guān)， B項錯誤。 2X、Y、Z 為三種氣體，把a mol X 和 b mol Y 充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X(g) 2Y(g)2Z(g) 。達到平衡時，若三者的物質(zhì)的量滿足 n(X) n(Y) n(Z) ，則 Y 的轉(zhuǎn)化率為 ()A(a b)/5 ×100%B2(a b)/(5b)×100%C2(a b)/5 ×100%D(a b)/(5b)×10

13、0%B 設(shè)參加反應(yīng)的 Y 的物質(zhì)的量為 n mol ，則X(g)2Y(g)2Z(g)起始 /molab0平衡 /molan/2bnn7/127/12由于平衡時n(X)n(Y)n(Z)，則有 (a n/2)(b n) n，解得 n2(a b)/5，所以Y 的轉(zhuǎn)化率為2(ab)/5/b×100% 2(ab)/(5b)×100%。 325 時，密閉容器中X、Y、Z 三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表所示：物質(zhì)XYZ初始濃度 /(mol ·L 1)0.10.20.0平衡濃度 /(mol ·L 1)0.050.050.1下列說法錯誤的是 ()【導(dǎo)學(xué)號： 41722

14、077】A反應(yīng)達到平衡時， X 的轉(zhuǎn)化率為 50%B 該反應(yīng)可表示為 X(g) 3Y(g)2Z(g) ，其平衡常數(shù)為 1 600(mol ·L 1) 2C增大壓強，平衡常數(shù)增大D改變溫度可以改變該反應(yīng)的平衡常數(shù)C X 的濃度變化了 0.05 mol ·L 1，所以達到化學(xué)平衡時， X的轉(zhuǎn)化率為 0.05 mol ·L1÷0.1 mol ·L1×100% 50%，A 項正確； Y 的濃度變化了 0.15 mol ·L1，Z 的濃度變化了 0.1 mol ·L 1，故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 X(g) 3Y(g)2Z(g)

15、 ，其平衡常數(shù) K 1 600(mol ·L 1) 2，B 項正確；對于一個確定的可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)與濃度、壓強無關(guān)，只與溫度有關(guān)，故C 項錯誤， D 項正確。 教師備選 某硫酸廠的基本反應(yīng)是： 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) ，現(xiàn)將 0.05 molSO2(g)和 0.03 mol O2 注入體積為 1.0 L 的密閉容器中，并置于某較高溫度的恒溫環(huán)境中，達化學(xué)平衡后，測得反應(yīng)器中有0.04 mol【2019最新】精選高中化學(xué)第章第節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度第課時化學(xué)平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率學(xué)案魯科版選修SO3(g)，求：(1) 該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)？(2)SO2、O2的平衡轉(zhuǎn)化率？ 解

16、析2SO2(g)O2(g)2SO3(g)初始濃度 /mol ·L 10.050.030濃度變化 /mol ·L 10.040.020.04平衡濃度 /mol ·L 10.010.010.04(1)K SO22O2SO3211 600(mol ·L 1) 1(2) (SO2)× 100%× 100% 80% (O2)× 100%× 100%66.7% 答案 (1)1 600(mol·L1) 1(2)80%66.7%有關(guān)化學(xué)平衡計算的解題模板(1) 模式三段式mA(g)nB(g)pC(g) qD(g)起始量

17、(mol ·L 1)ab00轉(zhuǎn)化量 (mol ·L 1)mxnxpxqx平衡量 (mol ·L 1) amx b nxpxqx(2) 物質(zhì)濃度的變化關(guān)系反應(yīng)物：平衡濃度初始濃度轉(zhuǎn)化濃度；反應(yīng)產(chǎn)物：平衡濃度初始濃度轉(zhuǎn)化濃度；轉(zhuǎn)化濃度之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)系數(shù)之比。9/129/12當(dāng)堂達標·固雙基1一定條件下，反應(yīng)2NO(g)O2(g)2NO2(g)在容積不變的密閉容器中發(fā)生，下列對該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志的描述中錯誤的是()A混合氣體的總分子數(shù)不再變化B混合氣體的顏色不再變化C容器的總壓強不再變化D混合氣體的總質(zhì)量不再變化D 該反應(yīng)為氣體分子數(shù)改變的反

18、應(yīng)， 恒容條件下，該可逆反應(yīng)在建立平衡的過程中會有壓強的改變、 氣體總分子數(shù)的改變、 顏色的改變，一旦這些可變量不變了， 則證明反應(yīng)達到平衡了， 而混合氣體的總質(zhì)量在任何情況下都不發(fā)生變化。 2一定溫度下，已知反應(yīng)： H2(g) S(s)H2S(g) K1， S(s)O2(g)SO2(g) K2，則相同溫度下，反應(yīng)H2(g) SO2(g)H2S(g)O2(g) 的平衡常數(shù) K 等于 ()【導(dǎo)學(xué)號： 41722078】AK1K2BK1K2CK1·K2DK2K1D 由可得反應(yīng)H2(g) SO2(g)H2S(g) O2(g) ，K1，K2， K，所以 K。 教師備選 1000 K 下 ， 反 應(yīng)C(s) 2H2(g)CH4(g) 的 平 衡 常數(shù)K8.28 ×107(mol ·L 1) 1。當(dāng)各氣體的物質(zhì)的量濃度分別為H2：0.7mol·L 1，CH4：0.2 mol ·L 1 時，上述反應(yīng) ()