高中化學 專題2 化學反應(yīng)速率與化學平衡 2.2.2 化學平衡狀態(tài) 化學平衡常數(shù)課件 蘇教版選修4-蘇教版高二選修4化學課件

1、第第2 2課時課時化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)閱讀思考自主檢測任務(wù)一、閱讀教材第46頁和47頁化學平衡狀態(tài)部分內(nèi)容,認真領(lǐng)會其中的含義,完成下列問題:1.認真閱讀第46頁“你知道嗎”部分內(nèi)容,回答后面的問題。提示:許多反應(yīng)是不能進行到底的,該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。在一定條件下,該可逆反應(yīng)達到平衡后,CO的濃度不會隨時間的改變而改變,增加高爐的高度,并沒有改變平衡條件,因此上述平衡不發(fā)生移動。閱讀思考自主檢測2.結(jié)合第47頁圖2-16和圖2-17,回答第47頁“交流與討論”提出的問題。提示:反應(yīng)物濃度減少,生成物濃度增大;正反應(yīng)的速率減小,逆反應(yīng)速率增大。反應(yīng)進行到足夠長時間后,反

2、應(yīng)物和生成物的濃度不再變化;正、逆反應(yīng)速率不再變化。反應(yīng)沒有停止,達到了平衡狀態(tài),是動態(tài)平衡。閱讀思考自主檢測任務(wù)二、認真閱讀教材第47頁到第50頁的內(nèi)容,分別完成下列任務(wù):1.什么是“化學平衡常數(shù)”?化學平衡常數(shù)用什么符號表示?對于可逆反應(yīng):aA+bB cC+dD,請寫出其化學平衡常數(shù)表達式。提示:在一定溫度下,可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,又無論反應(yīng)物起始濃度為多少,最后都能達到化學平衡。這時生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比是一個常數(shù)。這個常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學平衡常數(shù),簡稱平衡常數(shù),用符號K表示。對于可逆反應(yīng):aA+bBc C+dD,化學平衡常數(shù)表達式為:K= 。2

3、.化學平衡常數(shù)K的大小有什么意義?提示:K值越大,表示反應(yīng)進行的程度越大,反應(yīng)進行的程度越完全;K值越小,表示反應(yīng)進行的程度越小,反應(yīng)進行的程度越不完全。閱讀思考自主檢測3.什么是平衡轉(zhuǎn)化率?平衡轉(zhuǎn)化率用什么符號表示?如何書寫某一反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率的表達式?提示:某一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等于該物質(zhì)在反應(yīng)中已轉(zhuǎn)化的量與該物質(zhì)總量的比值。用“”表示。閱讀思考自主檢測1.在一定溫度下,反應(yīng)A2(g)+B2(g) 2AB(g)達到平衡的標志是()A.單位時間內(nèi)生成n mol的A2同時生成n mol ABB.容器內(nèi)的總壓強不隨時間變化C.單位時間內(nèi)生成2n mol的AB,同時生成n mol的B2D.單位時間內(nèi)

4、生成n mol A2同時生成n mol B2答案:C2.寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達式。探究問題知識點撥重點難點重要考向1.如何判斷可逆反應(yīng)是否達到化學平衡狀態(tài)?提示:(1)直接判斷法正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率0。同一物質(zhì)的消耗速率與生成速率相等。各組分的濃度保持不變。(2)間接判斷法各組分的百分含量保持不變。各組分的物質(zhì)的量保持不變。各氣體的體積不隨時間的改變而改變。探究問題知識點撥重點難點重要考向2.對于一個給定的可逆反應(yīng),其正反應(yīng)和逆反應(yīng)的平衡常數(shù)之間有什么關(guān)系?請舉例說明。3.化學平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率都可以表示可逆反應(yīng)進行的程度,二者有什么不同?提示:平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率都可以表示可逆反應(yīng)

5、進行的程度,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)卻不受濃度影響,只與溫度有關(guān),二者可以相互求算。探究問題知識點撥重點難點重要考向1.化學平衡狀態(tài)的判斷可逆反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)時有兩個主要的特征:一是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等;二是反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量保持不變。以容積不變的密閉容器中的反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)為例:在一定條件下,若符合下列條件之一,則反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。(1)v(正)=v(逆)。同一物質(zhì):該物質(zhì)的消耗速率等于它的生成速率,如有m mol A消耗同時生成m mol A。不同的物質(zhì):速率之比等于方程式中的化學計量數(shù)比,但必須是不

6、同方向的速率。即必須是一個v(正)一個是v(逆),且兩者之比等于化學計量數(shù)比,如有m mol AA鍵斷裂就有n mol BB鍵生成。探究問題知識點撥重點難點重要考向(2)對于體系中的各組成成分。 探究問題知識點撥重點難點重要考向(3)對于體系中的混合物。 探究問題知識點撥重點難點重要考向2.使用化學平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題(1)化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。(2)反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時,由于其濃度可看作“1”而不代入公式。(3)化學平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。若反應(yīng)方向改變,則平衡常數(shù)改變。對于給定的化學反應(yīng),正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。若方程式中各

7、物質(zhì)的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小,盡管是同一反應(yīng),平衡常數(shù)也會改變。探究問題知識點撥重點難點重要考向3.化學平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)利用平衡常數(shù),判斷反應(yīng)進行的程度:平衡常數(shù)的數(shù)值越大,說明反應(yīng)進行得越完全。(2)借助平衡常數(shù),可以判別一個化學反應(yīng)是否達到化學平衡狀態(tài)。對于可逆反應(yīng):當Qc=K時,反應(yīng)處于平衡狀態(tài);當Qcv(逆);當QcK時,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行,此時v(正)0,請回答下列問題:(1)該溫度下,反應(yīng)物的起始濃度分別為:c(M)=1 molL-1,c(N)=2.4 molL-1;達到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為60%,此時N的轉(zhuǎn)化率為。 (2)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度分別為:c(M)=

8、4 molL-1,c(N)=a molL-1;達到平衡后,c(P)=2 molL-1,a=。 (3)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度為:c(M)=c(N)=b molL-1,達到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為。 重點難點重要考向考向一考向二考向三重點難點重要考向考向一考向二考向三(3)設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x,則達到平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為:c(M)=b(1-x) molL-1,c(N)=b(1-x) molL-1,c(P)=bx molL-1,c(Q)=bx molL-1,答案:(1)25%(2)6(3)41.4%規(guī)律方法點撥依據(jù)化學平衡常數(shù)(K)計算轉(zhuǎn)化率的思路是:列出K的表達式,代入數(shù)據(jù)計算c(平)或

9、c(起)或c(轉(zhuǎn)),然后由= 來計算。已知c(起)、c(平)和這三項中的任意兩項,則可以順利計算出未知的一項及平衡常數(shù)K。重點難點重要考向考向一考向二考向三成功體驗成功體驗3在一密閉容器中,用等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生如下反應(yīng):A(g)+2B(g) 2C(g),反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,若混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等,則這時A的轉(zhuǎn)化率為()A.40%B.50%C.60%D.70%解析:設(shè)反應(yīng)前加入的A、B的物質(zhì)的量為a,參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為x。則:A(g)+2B(g) 2C(g)起始量/mola a 0轉(zhuǎn)化量/molx 2x 2x平衡量/mola-x a-2x 2x重點難點重要考

10、向考向一考向二考向三由于平衡時混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之和等于C的物質(zhì)的量,所以2a-3x=2x,解之得,x= a。答案:A 1 2 3 4 51.可逆反應(yīng)達到平衡的重要特征是()A.反應(yīng)停止了B.正、逆反應(yīng)的速率均為零C.正、逆反應(yīng)都還在繼續(xù)進行D.正、逆反應(yīng)的速率相等解析:非平衡狀態(tài)的正、逆反應(yīng)也都在繼續(xù)進行,所以正、逆反應(yīng)都還在繼續(xù)進行不是達到平衡的特征,C錯;達到平衡的特征應(yīng)是正、逆反應(yīng)的速率相等,D正確。答案:D1 2 3 4 52.在反應(yīng)2SO2+O2 2SO3中,有a mol SO2和b mol O2參加反應(yīng),達到化學平衡狀態(tài)時有c mol SO3生成,則SO2在反應(yīng)混合物中的

11、體積分數(shù)為()解析:本題考查了化學平衡的基本計算。由三段式法可得:2SO2+O2 2SO3起始量/molab0轉(zhuǎn)化量/molc0.5c c平衡量/mola-cb-0.5c c答案:D 1 2 3 4 53.下列關(guān)于平衡常數(shù)K的說法中,正確的是()A.在任何條件下,化學平衡常數(shù)都是一個恒定值B.改變反應(yīng)物濃度或生成物濃度都會改變平衡常數(shù)KC.平衡常數(shù)K既與溫度、反應(yīng)物本身的性質(zhì)有關(guān),也與反應(yīng)物濃度、壓強有關(guān)D.從平衡常數(shù)K的大小可以推斷一個反應(yīng)進行的程度解析:該題考查平衡常數(shù)的影響因素及應(yīng)用,平衡常數(shù)只與溫度和反應(yīng)物本身的性質(zhì)有關(guān),因此A、B、C錯,平衡常數(shù)越大,反應(yīng)進行的程度越大,D正確。答案

12、:D1 2 3 4 54.(1)(2016江蘇徐州期末)對于3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g),反應(yīng)的化學平衡常數(shù)的表達式為。 (2)在溶液中存在化學平衡:I2(aq)+I-(aq) ,其平衡常數(shù)表達式為。 解析:化學平衡常數(shù)是化學反應(yīng)達到平衡以后生成物濃度的冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積的比值。在表達式中,注意不能用固體、純液體表示,因為它們的濃度可視為常數(shù)。1 2 3 4 55.在473 K時,反應(yīng)PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)的Kc=4.610-3。若PCl5的起始濃度為0.020 molL-1,求平衡時PCl5的分解率。PCl5的起始濃度為多大時,平衡時其分解率為50%?解析:設(shè)平衡時PCl5轉(zhuǎn)化濃度為x molL-1。PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)起始濃度/molL-10.020 00平衡濃度/molL-10.020-x xx解得x=7.610-3所