第二章第三節(jié)《化學平衡常數(shù)》課件-新人教版選修4

1、第2課時化學平衡常數(shù),自主學習,化學平衡常數(shù) 對于一般的可逆反應：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g) 1定義：在一定溫度下，當一個可逆反應達到_時，_與_的比值。,化學平衡,生成物濃度冪之積,反應物濃度冪之積,2表達式：_。 3特點：K值只受_影響，與反應物或生成物的濃度變化無關。 4意義：K值越大平衡體系中生成物所占的比例_正向反應進行的程度_反應進行的程度越_反應物的轉化_;反之，就越_，轉化率就越小。當_時，該反應進行得就基本完全了。,溫度,越大,越大,完全,越大,不完全,K105,想一想 怎樣理解“化學平衡常數(shù)與反應物、生成物的濃度無關”？ 提示：化學平衡常數(shù)是指在一定溫度下，

2、可逆反應無論從正反應開始，還是從逆反應開始，也無論反應物起始的濃度是大還是小，最后都能達到平衡，這時各生成物濃度冪的乘積除以各反應物濃度冪的乘積所得的比值是個常數(shù)，用K表示。,自主體驗 判斷正誤 1化學平衡常數(shù)等于某一時刻生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值。() 2化學平衡常數(shù)與濃度有關,與溫度無關。 (),3溫度一定，對于給定的化學反應，正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。() 4對于一個可逆反應，平衡正向移動時，平衡常數(shù)一定增大。() 5升高溫度，K值增大，則正反應為放熱反 應。() 答案：1.2.3.4.5.,(2)因為平衡常數(shù)K僅僅是溫度的函數(shù)，所以溫度一定時，不隨反應物或生成物的濃度

3、變化而變化，故增大c(H2O)，K不變；又因為該可逆反應的正反應為吸熱反應，故升高溫度時，平衡正向移動，c(CO)和c(H2)增大，c(H2O)減少，所以K增大。,要點歸納,(1)平衡常數(shù)K僅僅是溫度的函數(shù)，與反應物或生成物的濃度變化無關。只要溫度一定，即便外界條件改變引起了化學平衡的移動，K也不變；只要溫度變化，平衡一定發(fā)生移動，則K就變化。 (2)c(A)、c(B)、c(C)、c(D)是指化學平衡狀態(tài)時的濃度，不是初始濃度，又因為固體或純液體的濃度可看作常數(shù)，所以固體或純液體,不代入公式。 (3)當同一化學反應，其方程式的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小時，則K值會發(fā)生改變。 2化學平衡常數(shù)的應用

4、 (1)判斷平衡移動的方向 對于上述可逆反應在任意狀態(tài)時，生成物與反應物的濃度冪之積之比稱為濃度商Qc，,(2)判斷反應的熱效應,(3)計算反應物的轉化率 依據(jù)起始濃度(或平衡濃度)和平衡常數(shù)可以計算平衡濃度(或起始濃度)，從而計算反應物的轉化率。,特別提醒 (1)化學平衡常數(shù)不表示化學反應速率，能表示化學反應限度。K值越大，反應進行的越完全，但無法描述反應速率。 (2)化學平衡常數(shù)只與溫度有關，與濃度、壓 強、催化劑等無關。,即時應用 1在煤化工中常需研究不同溫度下反應的平衡常數(shù)，投料比及反應熱等問題。 已知：可逆反應CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表

5、所 示：,試回答下列問題。 (1)上述正反應是_(填“放熱”或“吸熱”)反應。 (2)已知在一定溫度下發(fā)生如下反應：,C(s)CO2(g)2CO(g)，平衡常數(shù)為K； C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，平衡常數(shù)為K1； CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)，平衡常數(shù)為K2。 則K、K1、K2之間的關系是_。,(3)在500 時，若起始時CO、H2O的濃度均為0.02 molL1，在該條件下達到平衡時，CO的轉化率為_。 (4)向V L密閉容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸氣，在T 時達到平衡，然后迅速除去水蒸氣(除去水蒸氣時其他物質(zhì)的物質(zhì)的量不變)，將混合氣體點燃，

6、測得放出的熱量為2842 kJ(已知CO的燃燒熱為283 kJmol1，,H2的燃燒熱為286 kJ mol1)，則T 時的平衡常數(shù)K_。,(3) CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g) 起始量/molL1: 0.02 0.02 0 0 平衡量/molL1: 0.02x 0.02x x x x2/(0.02x)29，x0.015，所以CO的轉化率為： 0015/0.02100%75%。,(4)設有x mol CO發(fā)生反應，則(10 x)283286x2842，解得：x4。所以平衡時CO、H2O、H2、CO2的濃度依次為6/V molL1、6/V molL1、4/V molL1、4/V

7、molL1，K4/90.44。 答案：(1)放熱(2)KK1/K2(3)75% (4)0.44,要點歸納 1等效平衡 化學平衡狀態(tài)與條件息息相關，而與建立平衡的途徑無關。對于同一可逆反應，在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，以不同投料方式(即從正反應、逆反應或從中間狀態(tài)開始)進行反應，只要達到平衡時各物質(zhì)的百分含量(體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)或質(zhì)量分數(shù))相等，這樣的化學平衡即互稱為等效平衡。,探究導引2 等效平衡中的不同情況其等效程度有什么區(qū)別？ 提示：一種所達到的等效平衡狀態(tài)，反應混合物中各組分的濃度、物質(zhì)的量、質(zhì)量分數(shù)(或氣體的體積分數(shù))均相同，類似于幾何學上的全等圖形。,另一種所達到的等效平

8、衡狀態(tài)，反應混合物中各組分的百分含量相同，各成分的物質(zhì)的量與原平衡成比例，類似于幾何學上的相似圖形。,2分類與規(guī)律,特別提醒 運用等效平衡原理解題的關鍵是： (1)準確判斷兩種平衡狀態(tài)是等效平衡的。 (2)分清是恒溫、恒容條件下的等效平衡還是 恒溫、恒壓條件下的等效平衡。,3.等效平衡原理的應用,判斷同一可逆反應在相同的反應條件下是否為相同的,平衡狀態(tài)。,求要達到等效平衡，兩種不同狀態(tài)下起始量之間的關系,式。,求屬于等效平衡狀態(tài)下的反應方程式的化學計量數(shù)。,總結等效平衡,投料換算成相同物質(zhì)表示時量相同,兩次平衡時各組分百分量、n、c均相同,投料換算成相同物質(zhì)表示時等比例,兩次平衡時各組分百分量

9、相同，n、c同比例變化,投料換算成相同物質(zhì)表示時等比例,兩次平衡時各組分百分量、c相同，n同比例變化,等效平衡規(guī)律,(1)在定溫、定容條件下，對于反應前后氣體分子數(shù)改變的 可逆反應，只要改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如通過可逆 反應的化學計量數(shù)之比換算后的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相 同，則兩平衡等效。,(2)在定溫、定容條件下，對于反應前后氣體分子數(shù)不變的 可逆反應，只要反應物(或生成物)的物質(zhì)的量的比值與原平衡 相同，則兩平衡等效。,(3)在定溫、定壓條件下，只要按化學計量數(shù)換算后的物質(zhì),的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則兩平衡等效。,練習、在一固定容積的密閉容器中充入2molA和1molB，發(fā)生

10、反應：2A(氣)+B(氣) xC(氣),達到平衡后，C的體積分數(shù)為W%。若維持容器體積和溫度不變，按0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始物質(zhì)，達到平衡后，C的體積分數(shù)仍為W%，則x值為（ ） A、1 B、2 C、3 D、4,BC,練習2、某溫度下，向某密閉容器中加入1molN2和3molH2,使之反應合成NH3，平衡后測得NH3的體積分數(shù)為m。若T不變，只改變起始加入量，使之反應平衡后NH3的體積分數(shù)仍為m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示應滿足： （1）恒溫恒壓： 1若X=0、Y=0，則Z 。 2若X=0.75,則Y ，Z 。 3X、Y、Z應滿足的一般條件是 。,

11、0,=2.25mol,0,Y=3X，Z0,（2）恒溫恒容： 1若X=0、Y=0，則Z 。 2若X=0.75,則Y ，Z 。 3X、Y、Z應滿足的一般條件是 。,即時應用 3(2012合肥高二檢測)在密閉容器中，保持一定溫度進行如下反應N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，已知加入1mol N2和3mol H2，在恒壓條件下達到平衡時生成amol NH3，在恒容條件下達到平衡時生成b mol NH3(見下表中編號的一行)。若相同條件下，達到平衡時混合物中各組分的百分含量不變?；卮鹣铝袉栴}：,(1)寫出該反應的化學平衡常數(shù)表達式，K_。 (2)平衡常數(shù)K值越大，表明建立平衡時_(填字母序號)。

12、AN2的轉化率越高 BNH3的產(chǎn)量越大 C正反應進行得越徹底,D化學反應速度越快 (3)a與b的關系是：a_b(填“”、“”或“”)。 (4)填寫下表：,(3)同樣將1 molN2和3 molH2充入密閉容器，前者在恒壓條件下，后者在恒容條件下，因隨著反應的不斷進行，物質(zhì)的量不斷減小，故前者相當于在后者的基礎上增大壓強，故反應正向進行的程度更大,生成的NH3更多，故ab。,(4)此時為等溫等容條件下且反應前后氣體分子數(shù)發(fā)生改變的反應，故只要完全轉化到方程式的左側n(N2)1 mol,n(H2)3 mol即可。,答案：(1)c2(NH3)/c(N2)c3(H2) (2)AC(3) (4)20.7

13、50.5,探究導引3什么是“三段式”分析法？ 提示：三段式法就是依據(jù)化學方程式列出各物質(zhì)的起始量、變化量和平衡量，然后根據(jù)已知條件建立代數(shù)等式而進行解題的一種方法，這是解答化學平衡計算題的一種“萬能方法”。,要點歸納,關系：反應物：c(平)c(初)c 生成物：c(平)c(初)c 2解題思路,特別提醒,即時應用 3已知可逆反應：M(g)N(g) P(g)Q(g)H0，請回答下列問題： (1)在某溫度下，反應物的起始濃度分別為：c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1。達到平衡后，M的轉化率為60%，此時N的轉化率為_；,(2)若反應溫度升高，M的轉化率_(填“增大”、“減小”或“不變”

14、)； (3)若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別 為：c(M)4 molL1，c(N)a molL1；達到平衡后，c(P)2 molL1，a_；,答案：(1)25%(2)增大(3)6,(2012北京朝陽區(qū)高二測試)()已知在448 時，反應H2(g)I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù)K1為49，,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,Cv(H2)正v(H2O)逆 Dc(CO2)c(CO) (4)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)

15、c(H2)c(CO)c(H2O)，試判斷此時的溫度為_。,(5)在800 時，發(fā)生上述反應，某一時刻測得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(CO2)為2 mol/L，c(H2)為1.5 mol/L，c(CO)為1 mol/L, c(H2O)為3 mol/L，則下一時刻，反應向_(填“正向”或“逆向”)進行。,【思路點撥】解答本題要注意以下兩點： (1)根據(jù)反應方向以及方程式中化學計量數(shù)的變化確定平衡常數(shù)的變化。 (2)根據(jù)K隨溫度的變化判斷反應特點，根據(jù)Qc與K的大小判斷反應方向。,下列判斷不正確的是() A平衡時，乙中CO2的轉化率大于60% B平衡時，甲中和丙中H2的轉化率均是60% C平衡時，丙

16、中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012mol/L D反應開始時，丙中的反應速率最快，甲中的反應速率最慢,【解析】本題考查化學平衡常數(shù)及轉化率的計算，意在考查考生對數(shù)據(jù)的分析處理能 力。設平衡時甲中CO2的轉化濃度為x mol/L,則平衡時H2、CO2、H2O、CO的濃度分別為(0.01x)mol/L、(0.01x)mol/L、xmol/L、xmol/L，,B項正確；平衡時甲中c(CO2)0.010.0060.004(mol/L)，丙中c(CO2)0.020.0120.008(mol/L)，C項錯誤；反應開始時，丙中反應物濃度最大，反應速率最快，甲中反應物濃度最小，反應速率最慢，D項正確。 【

17、答案】C,(2010高考四川卷)反應aM(g)bN(g)cP(g)dQ(g)達到平衡時，M的體積分數(shù)y(M)與反應條件的關系如圖所示。其中z表示反應開始時N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說法正確的是(),上述四種情況達到平衡后，n(CO)的大小順序是() A乙丁丙甲 B乙丁甲丙 C丁乙丙甲 D丁丙乙甲,【解析】解題時應注意該反應及反應的特 點，即反應前后氣體體積不變，同時要明確等效平衡的條件。把丙中a mol CO和a mol H2O按化學計量數(shù)轉成CO2和H2也分別為a mol，則甲與丙是等量等效，則達平衡時，n(CO)應相等；把丁中a mol CO和a mol H2O按化學計量數(shù)轉成CO2和H2，則起始時丁中CO2為2a mol，H2為a mol，,則與乙等量等效，到達平衡時n(CO)相等。乙與甲相比相當于在甲的平衡中又加入了a mol 的CO2，導致平衡正移，則平衡時n(CO)乙n(CO)甲，故選A。 【答案】A,【規(guī)律方法】