《精品高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第2节化学反应的限度第1课时化学平衡常数平衡转化率学案鲁科版选修4.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第2节化学反应的限度第1课时化学平衡常数平衡转化率学案鲁科版选修4.doc（9页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、中学化学精品资料第1课时化学平衡常数平衡转化率学习目标：1.进一步认识化学平衡状态的特征，能够描述平衡的建立过程。2.了解化学平衡常数的定义。3.能正确书写给定反应的平衡常数表达式，并能进行相应的简单计算。(重点)4.理解化学平衡常数的应用及意义。(难点)自 主 预 习探 新 知1化学平衡常数(1)定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，生成物浓度的系数次幂之积与反应物浓度的系数次幂之积的比值，用符号K表示。(2)表达式以化学反应aAbBcCdD为例：K，单位：(molL1)(cd)(ab)。(3)意义平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度；平衡常数的数值越大，说明反应可以进
2、行得越完全。(4)影响因素内因：反应物的本身性质。外因：反应体系的温度。(5)应用判断反应可能进行的程度。K值105105105105反应程度很难进行反应可逆进行完全判断反应是否达到平衡状态。对化学反应aAbBcCdD的任意状态有浓度商：Q。判断反应的热效应。a升高温度b降低温度2平衡转化率(1)表达式对于化学反应aAbBcCdD，反应物A的平衡转化率可以表示为(A)100%100%100%。(2)规律同一反应的不同反应物，其转化率可能不同；当按照反应系数之比投入反应物时，反应物转化率相同。多种反应物参加反应时，提高一种反应物的浓度，可以提高其他反应物的转化率，而该反应物本身的转化率会降低。基
3、础自测1判断对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)在任何条件下，化学平衡常数都是一个恒定值。()(2)改变反应物浓度或反应产物浓度都会改变平衡常数K。()(3)平衡常数K既与温度、反应物本身的性质有关，也与反应物浓度、压强有关。()(4)从平衡常数K的大小可以推断一个反应进行的程度。()(5)N23H22NH3和N2H2NH3的平衡常数表达式相同。()提示(1)不同温度下，化学平衡常数不同。(2)平衡常数只受温度的影响。(3)平衡常数与浓度、压强无关。(4)(5)化学平衡常数表达式与方程式的系数有关。2下列数据是一些反应的平衡常数的数值，表示反应物转化率最大的是 () 【导学号
4、：41722075】AK1BK101CK1010DK1010CK值越大说明正反应程度越大，反应物转化率越大。3在恒温恒容下，当反应容器内总压强不随时间变化时，下列可逆反应一定达到平衡的是()AA(g)B(g)C(g)BA(g)2B(g)3C(g)CA(g)B(g)C(g)D(g)D以上都达到平衡A在恒温恒容下，对于反应前后气体系数不相等的反应，当反应容器内总压强不变时，可逆反应达到平衡。合 作 探 究攻 重 难化学平衡状态的判断在恒温恒容条件下，三个容器内分别发生如下反应：容器反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H2(g)I2(g) 2HI(g)Ni(s)H2O(g) NiO(s)H2(
5、g)思考交流1当容器中气体的密度不变时，上述哪个可逆反应达到平衡状态？提示反应。2当容器中气体的压强不变时，上述哪个可逆反应达到平衡状态？提示反应。3当容器中气体的平均相对分子质量不变时，上述哪个可逆反应达到平衡状态？提示反应。对点训练1在1 L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是()Ac(N2)c(H2)c(NH3)132B一个NN键断裂的同时，有3个HH键生成C其他条件不变时，混合气体的密度不再改变D2v正(N2)3v逆(NH3)BA项，c(N2)c(H2)c(NH3)132不能说明各物质的浓度不变，因而不能说明反应达到平衡，错误；B项，
6、一个NN键断裂的同时，有3个HH键生成，能说明正、逆反应速率相等，正确；C项，混合气体的密度不再改变，不能说明达到反应平衡，错误；D项，2v正(N2)v逆(NH3)时，正、逆反应速率才相等，才达到平衡，错误。2一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为H。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图能说明反应达到平衡状态的是()ABCDD因反应容器保持恒压，且反应前后气体分子数不相等，所以达到平衡前容器体积随反应进行而不断变化，结合m/V可知，若气体密度不再变化，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，符合题意；无论是否达到平衡，反应的H都不变，
7、不符合题意；反应开始时，加入1 mol N2O4，随着反应的进行，N2O4的浓度逐渐变小，故v正(N2O4)逐渐变小，直至达到平衡，而图像与之不符，不符合题意；N2O4的转化率不再变化，说明N2O4的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，符合题意。综上所述，D项正确。判断平衡状态的方法“逆向相等，变量不变”(1)“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。化学平衡常数与转化率的计算相同温度下，
8、在体积为1 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：编号起始时各物质物质的量/mol平衡时反应中的能量变化N2H2NH3130放出热量a kJ230放出热量b kJ思考交流1容器中反应物N2的转化率是多少？提示1 mol N2完全反应时放出的热量为92.4 kJ，中反应物N2的转化率为a/92.4。2容器中反应的化学平衡常数的计算式如何表示？提示 N2 3H2 2NH3初始浓度(molL1) 1 3 0转化浓度(molL1) a/92.4 3a/92.4 2a/92.4平衡浓度(molL1) 1a/9
9、2.4 33a/92.4 2a/92.4K3两个容器中合成氨反应的平衡常数有什么关系？提示相等。4比较两个容器中N2、H2的转化率的大小。提示N2的转化率：H2的转化率：。5化学平衡常数与平衡转化率有何关系？提示平衡常数和平衡转化率都可以表示可逆反应进行的程度，但是平衡转化率随着反应物初始浓度的不同而变化，而平衡常数却不受影响，因此平衡常数更能反映出其本质。平衡常数与平衡转化率之间是可以相互求算的。对点训练1在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，达到平衡时测得n(H2)0.5 mol，下列说法不正确的是() 【导
10、学号：41722076】A在该温度下，反应的平衡常数K1B平衡常数与反应温度无关CCO的平衡转化率为50%D平衡时n(H2O)0.5 molBCO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始/mol 1 1 0 0转化/mol 0.5 0.5 0.5 0.5平衡/mol 0.5 0.5 0.5 0.5由方程式及以上数据判断可得，A、C、D项正确。平衡常数与反应温度有关，B项错误。2X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，发生反应X(g)2Y(g)2Z(g)。达到平衡时，若三者的物质的量满足n(X)n(Y)n(Z)，则Y的转化率为()A(ab)/5100%B2(a
11、b)/(5b)100%C2(ab)/5100%D(ab)/(5b)100%B设参加反应的Y的物质的量为n mol，则 X(g)2Y(g)2Z(g)起始/mol a b 0平衡/mol an/2 bn n由于平衡时n(X)n(Y)n(Z)，则有(an/2)(bn)n，解得n2(ab)/5，所以Y的转化率为2(ab)/5/b100%2(ab)/(5b)100%。325 时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示：物质XYZ初始浓度/(molL1)0.10.20.0平衡浓度/(molL1)0.050.050.1下列说法错误的是() 【导学号：41722077】A反应达到平衡时，X
12、的转化率为50%B该反应可表示为X(g)3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为1 600(molL1)2C增大压强，平衡常数增大D改变温度可以改变该反应的平衡常数CX的浓度变化了0.05 molL1，所以达到化学平衡时，X的转化率为0.05 molL10.1 molL1100%50%，A项正确；Y的浓度变化了0.15 molL1，Z的浓度变化了0.1 molL1，故该反应的化学方程式为X(g)3Y(g)2Z(g)，其平衡常数K1 600(molL1)2，B项正确；对于一个确定的可逆反应，平衡常数与浓度、压强无关，只与温度有关，故C项错误，D项正确。教师备选某硫酸厂的基本反应是：2SO2(g)O2(
13、g)2SO3(g)，现将0.05 mol SO2(g)和0.03 mol O2注入体积为1.0 L的密闭容器中，并置于某较高温度的恒温环境中，达化学平衡后，测得反应器中有0.04 mol SO3(g)，求：(1)该温度下反应的平衡常数？(2)SO2、O2的平衡转化率？解析2SO2(g)O2(g)2SO3(g)初始浓度/molL1 0.05 0.03 0浓度变化/molL1 0.04 0.02 0.04平衡浓度/molL1 0.01 0.01 0.04(1)K1 600(molL1)1(2)(SO2)100%100%80%(O2)100%100%66.7%答案(1)1 600(molL1)1(2
14、)80%66.7%有关化学平衡计算的解题模板(1)模式三段式 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始量(molL1) a b 0 0转化量(molL1) mx nx px qx平衡量(molL1) amx bnx px qx(2)物质浓度的变化关系反应物：平衡浓度初始浓度转化浓度；反应产物：平衡浓度初始浓度转化浓度；转化浓度之比等于化学方程式中各物质系数之比。当 堂 达 标固 双 基1一定条件下，反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)在容积不变的密闭容器中发生，下列对该反应达到平衡状态的标志的描述中错误的是()A混合气体的总分子数不再变化B混合气体的颜色不再变化C容器的总压强不再变化D
15、混合气体的总质量不再变化D该反应为气体分子数改变的反应，恒容条件下，该可逆反应在建立平衡的过程中会有压强的改变、气体总分子数的改变、颜色的改变，一旦这些可变量不变了，则证明反应达到平衡了，而混合气体的总质量在任何情况下都不发生变化。2一定温度下，已知反应：H2(g)S(s)H2S(g)K1，S(s)O2(g)SO2(g)K2，则相同温度下，反应H2(g)SO2(g)H2S(g)O2(g)的平衡常数K等于() 【导学号：41722078】AK1K2BK1K2CK1K2 DD由可得反应H2(g)SO2(g)H2S(g)O2(g)，K1，K2，K，所以K。教师备选1 000 K下，反应C(s)2H2
16、(g)CH4(g)的平衡常数K8.28107(molL1)1。当各气体的物质的量浓度分别为H2：0.7 molL1，CH4：0.2 molL1时，上述反应()A正向进行B逆向进行C达到平衡D无法确定AQ0.41(molL1)1K，故反应正向进行，A项正确。3一定温度下，反应H2(g)X2(g)HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中，则该温度下HX(g)的最大分解率为()A5%B16.7%C25%D33%B考查“始、变、平”模式和平衡常数。 H2(g)X2(g)HX(g)始/(molL1) 0 0 1.0变/(molL1) x x 2x平/(molL1) x x 1.02x解之得x，得出HX的分解率为：100%16.7%。4在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示：T/7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题： 【导学号：41722079】(1)该反应的化学平衡常数表达式为K_。(2)该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。解析(1)依据反应的化学方程式可知K；(2)从表格中数据可知，升高温度K值增大，故该反应为吸热反应。答案(1)(2)吸热