魯科高中化學四化學平衡常數(shù)（導學案）

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精2-2—1化學平衡常數(shù)【學習目標】1.理解化學平衡常數(shù)的含義，能根據(jù)化學反應書寫化學平衡常數(shù)表達式2。了解化學平衡常數(shù)的影響因素。3.能根據(jù)化學平衡常數(shù)表示的意義,判斷反應進行的程度和方向?！緦W習重難點】學習重點：化學平衡常數(shù)的含義及應用學習難點:化學平衡常數(shù)的含義及應用【自主預習】1．化學平衡狀態(tài)的概念：如果外界條件(、、等）不發(fā)生改變,當反應進行到一定程度時，與相等,反應物的濃度與生成物的不再改變，達到一種表面靜止的狀態(tài)，稱為“化學平衡狀態(tài)"，簡稱化學平衡?；瘜W平衡研究的對象是.2．化學平衡狀態(tài)的特征：（1)等:v正v逆0.（2)動：化學平衡狀態(tài)是一種平衡。達到平衡狀態(tài)時,反應并沒有停止，這時正反應和逆反應都依然在進行。(3）定:反應物的濃度和生成物的濃度。(4）變：外界條件(、、等)一旦改變，化學平衡狀態(tài)就會被破壞，并在新的條件下建立新的化學平衡。3．一定溫度下，在10L密閉容器中加入5molSO2和3molO2,當反應達到平衡時，有3molSO2發(fā)生了反應,則：（1)生成了________molSO3.（2）平衡時容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量為________。（3)平衡時SO2的濃度是__________，O2的濃度是________________________________，SO3的濃度是__________。【預習檢測】1．關(guān)于化學平衡常數(shù)的敘述正確的是()A．溫度一定，一個化學反應的平衡常數(shù)不是一個常數(shù)B．兩種物質(zhì)反應，不管怎樣書寫化學方程式，平衡常數(shù)不變C．溫度一定時，對于給定的化學反應，正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)D．濃度商Q〈K時,v正<v逆2．化學平衡常數(shù)可以用K來表示，下列關(guān)于化學平衡常數(shù)的說法中正確的是()A．K與反應的壓強有關(guān)B．K與反應物的濃度有關(guān)C．K與生成物的濃度有關(guān)D．K與溫度有關(guān)合作探究探究活動一：化學平衡常數(shù)的概念及其表達式1．二氧化氮、四氧化二氮的相互轉(zhuǎn)化是一個可逆反應：2NO2(g）N2O4(g）,在298K，如果用不同起始濃度的二氧化氮或四氧化二氮進行反應，平衡后得到以下實驗數(shù)據(jù).（1）請根據(jù)表中已知數(shù)據(jù)填寫空格：起始濃度/mol·L－1平衡濃度/mol·L－1平衡濃度關(guān)系c(NO2）c(N2O4)[NO2][N2O4］eq\f（[N2O4］，［NO2]）eq\f(［N2O4］，［NO2]2)2.00×10－206。32×10－36。84×10－33.00×10－208。00×10－31.10×10－202。00×10－29.46×10－31.52×10－200.1002。28×10－28。86×10－2(2）化學平衡常數(shù)①概念：在一定溫度下，當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，的比值是一個常數(shù)。這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)，用K表示)。②表達式：對于一般的可逆反應，mA(g）＋nB(g）pC(g)＋qD(g)，當在一定溫度下達到平衡時，K＝eq\f([C]p［D]q，［A］m[B]n）。2．下表為N2（g）＋3H2（g)2NH3（g）的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系T/K373473573673773K（mol－2·L2)3.35×1091.00×1072.45×1051。88×1042。99×103由上表數(shù)據(jù)分析可知:(1)溫度升高，K值減小，則正反應為反應（填“吸熱"或“放熱"，下同)。（2）溫度升高，K值增大,則正反應為反應。[歸納總結(jié)]使用平衡常數(shù)應注意的問題(1)化學平衡常數(shù)只與有關(guān),與反應物或生成物的濃度無關(guān)。(2）在平衡常數(shù)表達式中，水(液態(tài)）的濃度、固體物質(zhì)的濃度不寫。C（s)＋H2O（g）CO(g）＋H2(g)K＝eq\f([CO］［H2］，[H2O]）；FeO(s）＋CO（g）Fe(s)＋CO2(g）K＝eq\f（[CO2］，[CO]）。（3)化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫有關(guān)。例如：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g)的平衡常數(shù)為K1,eq\f（1，2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2（g）NH3（g)的平衡常數(shù)為K2,NH3(g）eq\f（1,2）N2(g）＋eq\f(3，2）H2(g）的平衡常數(shù)為K3；寫出K1和K2的關(guān)系式：.寫出K2和K3的關(guān)系式:。寫出K1和K3的關(guān)系式：.【學以致用】1．下列關(guān)于某一化學反應的平衡常數(shù)的說法中,正確的是（）A．與該反應的壓強有關(guān)B．與反應的溫度有關(guān),還與反應本身有關(guān)C．與化學反應本身和溫度有關(guān),并且會受到起始濃度的影響D．只與化學反應本身有關(guān)，與其他任何條件無關(guān)的一個不變的常數(shù)2．高溫下，某反應達到平衡，平衡常數(shù)K＝eq\f（[CO][H2O]，［CO2］[H2］）。恒容時，溫度升高，H2濃度減小。下列說法正確的是(）A．該反應的焓變?yōu)檎礏．恒溫恒容下,增大壓強，H2濃度一定減小C．升高溫度，逆反應速率減小D．該反應的化學方程式為CO＋H2OCO2＋H23．高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應為eq\f（1,3）Fe2O3(s）＋CO(g）eq\f（2,3）Fe（s）＋CO2（g）已知該反應在不同溫度下的平衡常數(shù)如下：溫度/℃100011501300平衡常數(shù)4。03。73。5請回答下列問題：該反應的平衡常數(shù)表達式K＝__________,ΔH______0(填“>”、“<”或“＝”）。探究活動二：化學平衡常數(shù)的意義及其應用1．下表為298K時，鹵化氫生成反應的平衡常數(shù)：化學方程式平衡常數(shù)KF2＋H22HF6。5×1095Cl2＋H22HCl2.57×1033Br2＋H22HBr1.91×1019I2＋H22HI8。67×102請比較表中K值的相對大小，說明平衡常數(shù)的意義：(1)平衡常數(shù)的大小反映了化學反應進行的（也叫）.K值越大，表示反應進行得越，反應物轉(zhuǎn)化率越；K值越小，表示反應進行得越，反應物轉(zhuǎn)化率越。（2)判斷正在進行的可逆反應是否平衡及反應向何方向進行：對于可逆反應:mA（g）＋nB(g)pC（g）＋qD（g），在一定的溫度下的任意時刻，反應物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系:Q＝eq\f（cpC·cqD，cmA·cnB)，叫做該反應的濃度商。Q〈K，反應向進行Q＝K，反應處于Q〉K,反應向進行2．對反應N2(g)＋O2（g)2NO（g），若298K時,K＝1×10－30，保持溫度不變，測得反應進行的某一時刻，N2、O2、NO濃度分別為10mol·L－1、10mol·L－1、1×10－5mol·L－1，此時該反應（填“已”或“未”）達到平衡狀態(tài),若要達到平衡，反應應向反應方向進行（填“正”或“逆”).[歸納總結(jié)］化學平衡常數(shù)的應用（1)K值的大小可反映化學反應進行的。(2)比較Q和K的大小，可判斷。(3）根據(jù)K值隨溫度變化規(guī)律，可判斷可逆反應的?！緦W以致用】4．恒溫下，在容積為2L的恒容密閉容器A中通入1molN2與1molH2的混合氣體，發(fā)生如下反應：N2（g)＋3H2(g）2NH3（g)ΔH<0，一段時間后，達到平衡，若平衡時氫氣的物質(zhì)的量為0.4mol.（1)計算此溫度時該反應的K值為__________。(2）若降低A容器的溫度，該反應K值________(填“增大”、“減小”或“不變”)。（3）若在此溫度下，向另一容積為1L的恒容密閉容器B中按物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、1mol充入N2、H2、NH3,此時，該反應是否處于平衡狀態(tài)______（填“是”或“否")，此時若沒有達到平衡,反應應向________(填“正反應”或“逆反應”）方向進行?！緦W習小結(jié)】【鞏固練習】1．對于反應3Fe(s）＋4H2O(g)Fe3O4(s）＋4H2（g)的平衡常數(shù)，下列說法正確的是(）A．K＝eq\f([H2]4［Fe3O4]，［Fe]3［H2O］4）B．K＝eq\f([H2］4，[H2O]4）C．增大c(H2O）或減小c（H2），會使該反應平衡常數(shù)減小D．改變反應的溫度，平衡常數(shù)不一定變化2．對于可逆反應：C（s)＋CO2（g)2CO（g)，在一定溫度下，其平衡常數(shù)為K，下列條件的變化中，能使K發(fā)生變化的是（）A．將C(s)的表面積增大B．增大體系的壓強C．升高體系的溫度D．使用合適的催化劑3．汽車尾氣凈化中的一個反應如下：NO(g）＋CO（g)eq\f（1,2)N2（g）＋CO2(g）ΔH＝－373。4kJ·mol－1在恒容的密閉容器中，反應達平衡后，改變某一條件,下列示意圖正確的是（)4．在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：CO2（g)＋H2（g)CO（g）＋H2O(g)，其化學平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表所示：T/℃70080083010001200K0。60。91。01。72。6回答下列問題：(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K＝____________.(2)該反應為__________反應（填“吸熱”或“放熱”）.（3）能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。A．容器中壓強不變B．混合氣體中c（CO）不變C．v正(H2）＝v逆(H2O）D．c(CO2）＝c（CO)(4)某溫度下，平衡濃度符合下式:[CO2]·[H2］＝［CO]·[H2O］，試判斷此時的溫度為________℃.【總結(jié)與反思】通過自評、互評、師評相結(jié)合對本節(jié)學習過程進行反思感悟?！緟⒖即鸢浮俊咀灾黝A習】1.略;2。略；3。（1）3；（2）6。5mol；（3)0。2mol·L－10．15mol·L－10.3mol·L－1【預習檢測】1。C2.D【合作探究】探究活動一：1．(1)起始濃度/mol·L－1平衡濃度/mol·L－1平衡濃度關(guān)系c(NO2)c（N2O4）［NO2]［N2O4］eq\f（［N2O4],[NO2])eq\f([N2O4］，［NO2］2）2。00×10－206.32×10－36。84×10－31.081.71×1023。00×10－208。00×10－31。10×10－21.381。72×10202.00×10－29。46×10－31.52×10－21.611。70×10200.1002。28×10－28。86×10－23.891。70×102（2)生成物濃度以化學計量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積與反應物濃度以化學計量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積2．(1)放熱(2）吸熱[歸納總結(jié)]1．溫度3．K1＝Keq\o\al（2，2);K2·K3＝1;K1·Keq\o\al（2，3）＝