高中化學第2章化學反應的方向限度與速率2.2化學反應的限度第2課時平衡轉化率學案魯科版選修

1、平衡轉化率學習目標：1. 了解平衡轉化率的含義。2. 學會平衡濃度的求算。3. 能根據(jù)化學平衡計算的方法思路，進行平衡常數(shù)、平衡轉化率的計算。學習重難點：平衡轉化率的含義及計算自主學習【知識回顧】1可逆反應NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H0。在一定條件下，將NO2與SO2以體積比12置于密閉容器中發(fā)生上述反應，達平衡時NO2與SO2的體積比為16，回答下列問題：(1)該反應的平衡常數(shù)表達式是_。(2)其平衡常數(shù)K值是_?！敬鸢浮?1)K(2)【解析】設NO2的物質的量為1 mol，則SO2的物質的量為2 mol，參加反應的NO2的物質的量為x mol。NO2(g)SO2(g)S

2、O3(g)NO(g)起始量(mol) 1 2 0 0轉化量(mol) x x x x平衡量(mol) 1x 2x x x由題意可知，解得x0.8K。2PCl5的熱分解反應如下：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)(1)寫出反應的平衡常數(shù)表達式_。(2)已知某溫度下，該反應的平衡常數(shù)K0.45 molL1。若此溫度下，在容積為10.0 L的密閉容器中充入一定量的PCl5，達到平衡后，測得容器內PCl3的濃度為0.150 molL1。PCl5的起始濃度是_?！敬鸢浮?1)K(2)0.2 molL1K molL10.45 molL1，x0.2 molL1。3平衡常數(shù)越大，表示反應進行得越徹底，各

3、個化學反應的平衡常數(shù)的大小相差很大。一般說來，如果一個反應的平衡常數(shù)大于105，通常認為反應可以進行的較完全；相反，如果一個反應的平衡常數(shù)小于105，則認為這個反應很難進行?！緦W習探究】探究點一平衡轉化率的概念及其計算1平衡轉化率的概念：平衡時已轉化了的某反應物的量(物質的量或濃度)與轉化前該反應物的量之比。平衡轉化率可描述化學反應的限度。2平衡轉化率計算公式對反應aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)A的平衡轉化率(A)100%B的平衡轉化率(B)100%3在某溫度下，將H2和I2各0.10 mol的氣體混合物充入10 L 的密閉容器中，充分反應，達到下列平衡：H2(g)I2(g)2HI(

4、g)，K0.25。則氫氣的轉化率是20%?！敬鸢浮緽【解析】設氫氣的轉化率為x。H2(g) I2(g)2HI(g)起始濃度(molL1) 0.01 0.01 0轉化濃度(molL1) 0.01x 0.01x 0.02x平衡濃度(molL1) 0.010.01x 0.010.01x 0.02xK0.25解得x20%。4在容積可變的密閉容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定條件下發(fā)生反應，達到平衡時，H2的轉化率為25%，則平衡時氮氣的體積分數(shù)是15.4%?！敬鸢浮緽【解析】 N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始物質的量(mol) 2 8 0轉化物質的量(mol) 2/3 2 4/3

5、平衡物質的量(mol) 4/3 6 4/3所以平衡時氮氣的體積分數(shù)15.4%。歸納總結化學平衡的計算模式及解題思路1計算模式mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始量 a b 0 0變化量 mx nx px qx平衡量 amx bnx px qx(1)對于反應物：平衡時的相關量起始量變化量(2)對于生成物：平衡時的相關量起始量變化量2基本解題思路(1)設未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設立，一般設某物質的轉化量為x。(2)確定三個量：根據(jù)反應物、生成物及變化量三者的關系，代入未知數(shù)確定平衡體系中各物質的起始量、變化量、平衡量，并按1中“模式”列表。(3)解答題設問題：明確了“始”、“變”、

6、“平”三個量的具體數(shù)值，再根據(jù)相應關系求反應物轉化率、平衡時某成分的濃度、平衡常數(shù)、平均相對分子質量等，給出題目答案?；顚W活用1在某溫度下，將H2和I2各0.10 mol的氣態(tài)混合物充入10 L 的密閉容器中充分反應，達到平衡后，測得H20.008 0 molL1。(1)求該反應的平衡常數(shù)。(2)求I2的平衡轉化率。【答案】(1)0.25(2)20%【解析】本題是已知初始濃度和某物質的平衡濃度，求平衡常數(shù)和平衡轉化率。K0.25。(2)(I2)100%20%。2反應SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)，若在一定溫度下，將物質的量濃度均為2 molL1的SO2(g)和NO2(g)注入一

7、密閉容器中，當達到平衡狀態(tài)時，測得容器中SO2(g)的轉化率為50%，試求在該溫度下：(1)此反應的平衡常數(shù)。(2)在上述溫度下，若SO2(g)的初始濃度增大到3 molL1，NO2(g)的初始濃度仍為2 molL1，試求達到化學平衡時各物質的濃度?！敬鸢浮?1)1(2)SO3NO molL1，SO2 molL1，NO2 molL1【解析】本題是已知初始濃度和平衡轉化率，求平衡常數(shù)和平衡濃度。(1)設平衡時SO2的濃度為x molL1由題意可知100%50%，x1，K1。(2)設達平衡時NO的濃度為y molL1因為溫度不變，平衡常數(shù)不變，K1則1，y平衡濃度：SO23 molL1 molL1

8、 molL1NO22 molL1 molL1 molL1SO3NO molL1。探究點二平衡轉化率的影響因素1在1 200 時測得反應CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)達平衡時，K2.25。試計算CO2(g)和H2(g)的初始濃度分別為下列三種情況下的CO2、H2的平衡轉化率，填寫下表：初始濃度CO2(molL1)H2(molL1)(H2)(CO2)0.010 00.010 060%60%0.010 00.012 054%65%0.010 00.008 066%53%2.分析上表計算結果，可得出的結論是(1)同一化學反應，不同物質的平衡轉化率可能相同，也可能不同。(2)增大H2的濃度

9、，CO2轉化率的變化是增大，H2轉化率的變化是減小。(3)減小H2的濃度，CO2轉化率的變化是減小，H2轉化率的變化是增大。歸納總結(1)平衡常數(shù)和平衡轉化率都能定量表示化學反應的限度。平衡常數(shù)只與溫度有關，而平衡轉化率的影響因素有溫度、濃度、壓強等。(2)對某一個具體反應，在溫度一定時，只有一個化學平衡常數(shù)；但不同反應物的平衡轉化率可能不同。故必須指明是哪一反應物的平衡轉化率。(3)對任意化學反應aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)若A、B的起始濃度之比為ab，則(A)(B)。活學活用3相同體積的四個密閉容器中，進行同樣的四個可逆反應，2A(g)B(g)3C(g)2D(g)。起始時各容器

10、中所裝A、B的物質的量分別是甲容器乙容器丙容器丁容器A2 mol1 mol2 mol1 molB1 mol1 mol2 mol2 mol在相同的溫度下建立平衡時，有關A、B轉化率的說法正確的是()A的轉化率為甲丙乙丁A的轉化率為甲乙丙乙丙丁B的轉化率為丁乙丙甲A B C D【答案】A【解析】根據(jù)轉化率的變化規(guī)律：丁中A的轉化率最大，甲中A的轉化率最小，丙容器比乙容器物質的量大，相當于丙中的壓強大于乙中的壓強，因該反應是一個氣體體積增大的反應，所以乙中A的轉化率大于丙中A的轉化率，即丁乙丙甲；B的轉化率用同樣的方法確定為甲乙丙丁?！緦W習小結】【自我檢測】1在密閉容器中把CO和H2O的混合物加熱到

11、800 ，有下列平衡：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，且平衡常數(shù)K1。若在2 L的密閉容器中充入1 mol CO和1 mol H2O相互混合并加熱到800 ，則CO的轉化率為()A40% B50% C60% D83.3%【答案】B2在甲、乙兩容器中各盛一定量的碳和二氧化碳(甲：12 g C,22 g CO2；乙：20 g C,22 g CO2)，在同溫同壓下進行反應，達到平衡時，兩容器中二氧化碳的轉化率的關系()A甲乙 B甲乙C甲乙 D不能確定【答案】C3在557 時，密閉容器中進行下列反應CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)。若CO起始濃度為2 molL1，水蒸氣濃度為3 molL1，達到平衡時，測得CO2的濃度為 1.2 molL1。則該反應中CO的轉化率是_，水蒸氣的轉化率是_。【答案】60%40%4在密閉容器中，將NO2加熱到某溫度時，可進行如下反應：2NO2(g)2NO(g)O2(g)，達平衡時各物質的濃度分別是NO20.06 mol