2013年高中化學(xué) 第二章 第三節(jié)第2課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)精品課件 新人教版選修4

1、第2課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù),自主學(xué)習(xí),化學(xué)平衡常數(shù) 對(duì)于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g) 1定義：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到_時(shí)，_與_的比值。,化學(xué)平衡,生成物濃度冪之積,反應(yīng)物濃度冪之積,2表達(dá)式：_。 3特點(diǎn)：K值只受_影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)。 4意義：K值越大平衡體系中生成物所占的比例_正向反應(yīng)進(jìn)行的程度_反應(yīng)進(jìn)行得越_反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率_;反之，就越_，轉(zhuǎn)化率就越小。當(dāng)_時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)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(xué)平衡常數(shù)與反應(yīng)物、生成物的濃度無(wú)關(guān)”？ 提示：化學(xué)平衡常數(shù)是指在一定溫度下，可

2、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)物起始的濃度是大還是小，最后都能達(dá)到平衡，這時(shí)各生成物濃度冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度冪的乘積所得的比值是個(gè)常數(shù)，用K表示。,自主體驗(yàn) 判斷正誤 1化學(xué)平衡常數(shù)等于某一時(shí)刻生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值。() 2化學(xué)平衡常數(shù)與濃度有關(guān),與溫度無(wú)關(guān)。 (),3溫度一定，對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。() 4對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，平衡正向移動(dòng)時(shí)，平衡常數(shù)一定增大。() 5升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為放熱反 應(yīng)。() 答案：1.2.3.4.5.,(2)因?yàn)槠胶獬?shù)K僅僅是溫度的函數(shù)，所以溫度一定時(shí)，不隨反應(yīng)物或生成物的濃度變

3、化而變化，故增大c(H2O)，K不變；又因?yàn)樵摽赡娣磻?yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故升高溫度時(shí)，平衡正向移動(dòng)，c(CO)和c(H2)增大，c(H2O)減少，所以K增大。,要點(diǎn)歸納,(1)平衡常數(shù)K僅僅是溫度的函數(shù)，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)。只要溫度一定，即便外界條件改變引起了化學(xué)平衡的移動(dòng)，K也不變；只要溫度變化，平衡一定發(fā)生移動(dòng)，則K就變化。 (2)c(A)、c(B)、c(C)、c(D)是指化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的濃度，不是初始濃度，又因?yàn)楣腆w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(dāng)同一化學(xué)反應(yīng)，其方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小時(shí)，則K值會(huì)發(fā)生改變。 2化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用

4、(1)判斷平衡移動(dòng)的方向 對(duì)于上述可逆反應(yīng)在任意狀態(tài)時(shí)，生成物與反應(yīng)物的濃度冪之積之比稱(chēng)為濃度商Qc，,(2)判斷反應(yīng)的熱效應(yīng),(3)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 依據(jù)起始濃度(或平衡濃度)和平衡常數(shù)可以計(jì)算平衡濃度(或起始濃度)，從而計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。,特別提醒 (1)化學(xué)平衡常數(shù)不表示化學(xué)反應(yīng)速率，能表示化學(xué)反應(yīng)限度。K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的越完全，但無(wú)法描述反應(yīng)速率。 (2)化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與濃度、壓 強(qiáng)、催化劑等無(wú)關(guān)。,即時(shí)應(yīng)用 1在煤化工中常需研究不同溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)，投料比及反應(yīng)熱等問(wèn)題。 已知：可逆反應(yīng)CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所

5、 示：,試回答下列問(wèn)題。 (1)上述正反應(yīng)是_(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。 (2)已知在一定溫度下發(fā)生如下反應(yīng)：,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(guān)系是_。,(3)在500 時(shí)，若起始時(shí)CO、H2O的濃度均為0.02 molL1，在該條件下達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)。 (4)向V L密閉容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸氣，在T 時(shí)達(dá)到平衡，然后迅速除去水蒸氣(除去水蒸氣時(shí)其他物質(zhì)的物質(zhì)的量不變)，將混合氣體點(diǎn)燃，測(cè)

6、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(shí)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(zhuǎn)化率為： 0015/0.02100%75%。,(4)設(shè)有x mol CO發(fā)生反應(yīng)，則(10 x)283286x2842，解得：x4。所以平衡時(shí)CO、H2O、H2、CO2的濃度依次為6/V molL1、6/V molL1、4/V molL1、4/V m

7、olL1，K4/90.44。 答案：(1)放熱(2)KK1/K2(3)75% (4)0.44,探究導(dǎo)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(dá)到的等效平衡狀態(tài)，反應(yīng)混合物中各組分的濃度、物質(zhì)的量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)(或氣體的體積分?jǐn)?shù))均相同，類(lèi)似于幾何學(xué)上的全等圖形。,另一種所達(dá)到的等效平衡狀態(tài)，反應(yīng)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(lèi)似于幾何學(xué)上的相似圖形。,要點(diǎn)歸納 1等效平衡 化學(xué)平衡狀態(tài)與條件息息相關(guān)，而與建立平衡的途徑無(wú)關(guān)。對(duì)于同一可逆反應(yīng)，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(yīng)、逆反應(yīng)或從中間狀態(tài)開(kāi)始)進(jìn)行反應(yīng)，只要達(dá)

8、到平衡時(shí)各物質(zhì)的百分含量(體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或質(zhì)量分?jǐn)?shù))相等，這樣的化學(xué)平衡即互稱(chēng)為等效平衡。,2分類(lèi)與規(guī)律,特別提醒 運(yùn)用等效平衡原理解題的關(guān)鍵是： (1)準(zhǔn)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。,即時(shí)應(yīng)用 2(2012合肥高二檢測(cè))在密閉容器中，保持一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，已知加入1mol N2和3mol H2，在恒壓條件下達(dá)到平衡時(shí)生成amol NH3，在恒容條件下達(dá)到平衡時(shí)生成b mol NH3(見(jiàn)下表中編號(hào)的一行)。若相同條件下，達(dá)到平衡時(shí)混合物中各組分的百分含量不變。回答下列

9、問(wèn)題：,(1)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，K_。 (2)平衡常數(shù)K值越大，表明建立平衡時(shí)_(填字母序號(hào))。 AN2的轉(zhuǎn)化率越高 BNH3的產(chǎn)量越大 C正反應(yīng)進(jìn)行得越徹底,D化學(xué)反應(yīng)速度越快 (3)a與b的關(guān)系是：a_b(填“”、“”或“”)。 (4)填寫(xiě)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(yīng)的不斷進(jìn)行，物質(zhì)的量不斷減小，故前者相當(dāng)于在后者的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，故反應(yīng)正向進(jìn)行的程度更大,生成的NH3更多，故ab。,(4)此時(shí)為等溫等容條件下且反應(yīng)前后氣體分子數(shù)發(fā)生改變的反應(yīng)，故只要完全轉(zhuǎn)化到方程式的左側(cè)n(N2)1 mol,

10、n(H2)3 mol即可。,答案：(1)c2(NH3)/c(N2)c3(H2) (2)AC(3) (4)20.750.5,探究導(dǎo)引3什么是“三段式”分析法？ 提示：三段式法就是依據(jù)化學(xué)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(jìn)行解題的一種方法，這是解答化學(xué)平衡計(jì)算題的一種“萬(wàn)能方法”。,要點(diǎn)歸納,關(guān)系：反應(yīng)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(shí)應(yīng)用 3已知可逆反應(yīng)：M(g)N(g) P(g)Q(g)H0，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1。達(dá)到平衡

11、后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)；,(2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率_(填“增大”、“減小”或“不變”)； (3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別 為：c(M)4 molL1，c(N)a molL1；達(dá)到平衡后，c(P)2 molL1，a_；,答案：(1)25%(2)增大(3)6,(2012北京朝陽(yáng)區(qū)高二測(cè)試)()已知在448 時(shí)，反應(yīng)H2(g)I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù)K1為49，,回答下列問(wèn)題： (1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K_。 (2)該反應(yīng)為_(kāi)反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。 (3)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_。 A容器中壓強(qiáng)不變 B混合氣體中c(C

12、O)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)c(H2)c(CO)c(H2O)，試判斷此時(shí)的溫度為_(kāi)。,(5)在800 時(shí)，發(fā)生上述反應(yīng)，某一時(shí)刻測(cè)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(shí)刻，反應(yīng)向_(填“正向”或“逆向”)進(jìn)行。,【思路點(diǎn)撥】解答本題要注意以下兩點(diǎn)： (1)根據(jù)反應(yīng)方向以及方程式中化學(xué)計(jì)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(yīng)特點(diǎn)，根據(jù)Qc與K的大小判斷反應(yīng)方向。,下列判斷

13、不正確的是() A平衡時(shí)，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60% B平衡時(shí)，甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60% C平衡時(shí)，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012mol/L D反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，丙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢,【解析】本題考查化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算，意在考查考生對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理能 力。設(shè)平衡時(shí)甲中CO2的轉(zhuǎn)化濃度為x mol/L,則平衡時(shí)H2、CO2、H2O、CO的濃度分別為(0.01x)mol/L、(0.01x)mol/L、xmol/L、xmol/L，,B項(xiàng)正確；平衡時(shí)甲中c(CO2)0.010.0060.004(mol/L)，丙中c(CO2)0.020.0120.008(mol

14、/L)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，丙中反應(yīng)物濃度最大，反應(yīng)速率最快，甲中反應(yīng)物濃度最小，反應(yīng)速率最慢，D項(xiàng)正確。 【答案】C,(2010高考四川卷)反應(yīng)aM(g)bN(g)cP(g)dQ(g)達(dá)到平衡時(shí)，M的體積分?jǐn)?shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如圖所示。其中z表示反應(yīng)開(kāi)始時(shí)N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說(shuō)法正確的是(),上述四種情況達(dá)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(shí)應(yīng)注意該反應(yīng)及反應(yīng)的特 點(diǎn)，即反應(yīng)前后氣體體積不變，同時(shí)要明確等效平衡的條件。把丙中a mol CO和a mol H2O按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)成CO2和H2也分別為a mol，則甲與丙是等量等效，則達(dá)平衡時(shí)，n(CO)應(yīng)相等；把丁中a mol CO和a mol H2O按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)成CO2和H2，則起始時(shí)丁中CO2為2a mol，H2為a mol，,則與乙等量等效，到達(dá)平衡時(shí)n(CO)相等。乙與甲相比相當(dāng)于在甲的平衡中又加入了a mol 的CO2，導(dǎo)致平衡正移，則平衡時(shí)n(CO)乙n(CO)甲，故選A。 【答案】A,【規(guī)律方法】分析等效平衡的關(guān)鍵是分清全等平衡和等比平衡，分析化學(xué)平衡有關(guān)問(wèn)題時(shí)常用以下兩種方法： (1)極限思維法。我們?cè)谇竽骋晃镔|(zhì)在平衡狀態(tài)的濃度取值范圍時(shí)，常采用極限思維法，讓正反應(yīng)(或逆反應(yīng))完全進(jìn)行，可以求得其取值范圍