人教版高中化學(xué)選修4-化學(xué)反應(yīng)原理-第二章-第三節(jié)-化學(xué)平衡第3課時(shí)

1、第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第三節(jié) 化學(xué)平衡第3課時(shí)新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列選修4 化學(xué)反應(yīng)原理2022/7/161教學(xué)目標(biāo)知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義學(xué)會(huì)利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/162 在一定溫度下,可逆反應(yīng)無(wú)論從正反應(yīng)開(kāi)始,還是從逆反應(yīng)開(kāi)始,也無(wú)論反應(yīng)物起始濃度的大小,最后達(dá)到平衡時(shí),盡管每種物質(zhì)的濃度在各個(gè)體系中并不一致，但各種生成物濃度的系數(shù)次方的乘積除以各反應(yīng)物濃度的系數(shù)次方的乘積所得的之比卻是恒定值。請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材P29表格，從中你能獲得什么信息？化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/163 K化學(xué)平衡常

2、數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，同一反應(yīng)（如：aA+bB cC+dD）在某溫度下達(dá)到的化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡體系中各物質(zhì)的濃度滿(mǎn)足下面關(guān)系：其中c為各組分的平衡濃度，溫度一定，K為定值。即化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，而與反應(yīng)物或生成物的濃度無(wú)關(guān)。一、表達(dá)式一定溫度下，可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方的乘積之比為一常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/164化學(xué)平衡常數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。 表示在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)該反應(yīng)進(jìn)行的程度（反應(yīng)的限度）。（1）K值越大，說(shuō)明平衡時(shí)生成物的濃度越大，反應(yīng)物的濃度越小，反應(yīng)程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大；反之則轉(zhuǎn)化率越低。（2）K

3、值與濃度無(wú)關(guān)，隨溫度變化而變化。 化學(xué)平衡常數(shù)是一定溫度下一個(gè)反應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。二、意義化學(xué)平衡常數(shù)平衡常數(shù)的單位濃度的單位為molL-1K的單位為(molL-1)n；化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/165三、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問(wèn)題（1）必須指明溫度，反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài)（2）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反應(yīng)的快慢，即速率大，K值不一定大（3）在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí)，反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時(shí)，由于其濃度可看做常數(shù)“1”而不代入公式，表達(dá)式中不需表達(dá)一定溫度下如：一定溫度下Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+Fe3O4(s) + 4H2(g) 高溫3F

4、e(s) + 4H2O(g) 但：化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/166（4）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書(shū)寫(xiě)有關(guān)K1 = 1/K2 = K32某溫度下化學(xué)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。若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一個(gè)反應(yīng)，平衡常數(shù)也會(huì)改變。N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H21/2N2+3/2H2 NH3化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/167（5）多重平衡規(guī)則：若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)例如: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1 2NO2(g) N2O4 (g) K2 2NO(g) +

5、O2(g) N2O4 (g) K 3 K 3 = K1 K2化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/168（6）利用K值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)如某溫度下，可逆反應(yīng)mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)平衡常數(shù)為K，若某時(shí)刻時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系如下： QcK ，V正V逆，反應(yīng)向正方向進(jìn)行QcK ，V正V逆，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)QcK ，V正V逆，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行則：化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/169現(xiàn)有一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng)：2SO2+O2 2SO3知c(SO2)始=0.4mol/L，c(O2)始=1mol/L經(jīng)測(cè)定該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K19，試判斷，（1）當(dāng)SO2轉(zhuǎn)

6、化率為50時(shí)，該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，若未達(dá)到，哪個(gè)方向進(jìn)行？（2）達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)， SO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)為多少？化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/1610(7)利用可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若升高溫度，值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)若升高溫度，值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng) 根據(jù)某反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度變化的情況，可判斷該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)?；瘜W(xué)平衡常數(shù)2022/7/1611四、有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算：起始量、變化量、平衡量的計(jì)算關(guān)系在反應(yīng)aA(g)+bB (g) cC (g)+ dD (g)中，計(jì)算關(guān)系為：aA(g)+ bB (g) cC (g)+ dD (g)起變平n1n200 ax bxcxdxn1-ax n2

7、-bxcxdx單位統(tǒng)一已知條件計(jì)量系數(shù)之比加、減計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/1612、物質(zhì)濃度的變化關(guān)系：、反應(yīng)物：平衡濃度 起始濃度變化濃度、生成物：平衡濃度 起始濃度變化濃度、各物質(zhì)的變化濃度之比 化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率：反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的百分率反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 =反應(yīng)物變化量反應(yīng)物起始量100%化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/1613平衡轉(zhuǎn)化率：對(duì)于可逆反應(yīng): mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)化率）可表示：化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/1614例1、將6mol A氣體和5mol B氣體混合放入4L密閉容器中，發(fā)生下列反應(yīng)：3A (g) +

8、 B (g) 2C (g) + xD (g) ，經(jīng)過(guò)5min達(dá)到化學(xué)平衡，此時(shí)生成C為2mol，測(cè)得D的反應(yīng)速率為0.1mol/Lmin，計(jì)算：、x的值；、平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率；、A的平衡濃度?；瘜W(xué)平衡常數(shù)2022/7/16153A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g)解：起變平mol650020.154133422、 2 : x 2 : (0.154) x 2 化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/1616例2、加熱N2O5時(shí)，發(fā)生下列兩個(gè)分解反應(yīng)： N2O5 N2O3O2 ， N2O3 N2OO2；在1L密閉容器中加熱4mol N2O5達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)O2的濃度為4.50 mol/L， N

9、2O3的濃度為1.62 mol/L，求其他各物質(zhì)的平衡濃度?；瘜W(xué)平衡常數(shù)2022/7/1617解析：這是一個(gè)連續(xù)平衡的計(jì)算，計(jì)算思路為：第一個(gè)反應(yīng)的平衡量作為第二個(gè)反應(yīng)的起始量解： N2O5 N2O3O2N2O3 N2OO2起變平4 mol00 x x x4 mol - x x x x 0 xyyy x - yy x +y x y = 1.62 x +y = 4.50解得： x = 3.06 mol y = 1.44 mol 故：c （N2O5） = (4 3.06) mol / 1L=0.94 mol/L c （N2O ） = 1.44 mol / 1L=1.44 mol/L 化學(xué)平衡常數(shù)2

10、022/7/1618例3、在密閉容器中，用等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生下列反應(yīng)： A (g) + 2B (g) 2C (g) 反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，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，求B的轉(zhuǎn)化率化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/1619解：A (g) + 2B (g) 2C (g)起變平 n n0 x 2x 2x n - x n - 2x 2x由題意可知： n - x + n - 2x = 2 x x = 0.4n解題的一般步驟：列出三欄數(shù)據(jù)根據(jù)題意列方程求解氣體反應(yīng)計(jì)算時(shí)經(jīng)常使用的推論：化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/1620例4 教材P29例1(3)計(jì)算(1)、 (2)問(wèn)條件下H2、I2的轉(zhuǎn)化率

11、，通過(guò)比較你有什么想法？不同的起始條件能達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。(4)在上述溫度下，該容器中若通入0.1molH2、0.2molI2，試計(jì)算H2、I2的轉(zhuǎn)化率，通過(guò)分別與(1)、 (2)的轉(zhuǎn)化率比較，你能得出什么結(jié)論？增加反應(yīng)物之一的濃度，可以提高其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而自身的轉(zhuǎn)化率降低。化學(xué)平衡常數(shù)2022/7/1621例5: 已知CO(g) + H2O(g) CO2 (g) +H2 (g) 800 K = 1.0 ；求恒溫恒容體系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或1:4開(kāi)始，達(dá)到平衡時(shí)CO和H2O(g)的轉(zhuǎn)化率?；瘜W(xué)平衡常數(shù)2022/7/1622 c(CO) : c(H2O) = 1:1 時(shí) CO + H2O CO2 + H2 起始c 1 1 0 0轉(zhuǎn)化c -x -x +x +x平衡c 1-x 1-x x x 解得 x = 0.5 (CO)= 50% (H2O)= 50% c(CO) : c(H2O) = 1:4 時(shí) CO + H2O CO2 + H2 起始c 1 4 0 0轉(zhuǎn)化c -x -x +x +x平衡c 1-x 4-x x x解得 x = 0.8 (CO)= 80% (H2O)= 20%(1-x)(1-x )x2K = =1 (1-x)(4-x )x2K = =1 增大一種反應(yīng)物的濃度，能提高另一