【全程学习方略】2014版高中化学221化学平衡常数平衡转化率多媒体教学课件鲁科版选修4

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1.掌握化学平衡常数的含义和应用。2.掌握平衡转化率α的应用（借助三段式）。3.从Kc、Qc角度理解影响化学平衡的因素。4.通过对“化学平衡常数”问题的研讨，培养学生分析、处理实验数据的能力，以及从数据中获取信息、总结规律的能力。化学平衡状态：在的反应里，正反应速率和逆反应速率，反应混合物中各组分的的状态，称为化学平衡状态。一定条件下可逆相等浓度保持不变是可逆反应在某种条件下所能达到的最大限度。此时各反应物的转化量（转化率）也保持不变。注意：可逆反应进行到一定程度就会达到平衡状态，你知道这时可逆反应到底进行到什么程度吗？平衡体系中反应物和生成物各占多少吗？为了更准确地了解可逆反应的进程，定量地描述化学反应的限度，引入新的概念——化学平衡常数。序号初始浓度×10-2mol/L698.6K平衡浓度×10-2mol/L698.6K平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]11.0671.19600.18310.31291.76721.1350.904400.35600.12501.55931.1340.751000.45650.73781.3544000.010690.11410.11410.8410222[HI][H][I]I2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.454.3根据表中数据计算平衡时的值，并分析其中规律。222[HI][H][I]?698.6K再对比730.6K时的相关数据(1)相同温度，达到化学平衡状态时的数值相同吗？(2)这个常数与反应的起始浓度大小有关吗？(3)这个常数与正向建立还是逆向建立平衡有关系吗？222[HI][H][I]分析实验数据，思考下列问题：无关。即与平衡建立的过程无关。无关。相同，是个常数。[C]c[D]d[A]a[B]b浓度平衡常数Kc=意义：反映了化学反应可能进行的程度，平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。一、化学平衡常数K在一定温度时,当可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数，简称平衡常数。观察反应特点，写出化学平衡常数的表达式，并写出单位：1.1/2N2+3/2H2NH32.N2+3H22NH33.2NH3N2+3H24.C(s)+H2OCO+H2[NH3][N2]1/2[H2]3/2[NH3]2[N2][H2]3[N2][H2]3[NH3]2[CO][H2][H2O]纯固体和液体浓度为1，不列入Kc式子。(mol·L-1)-1(mol·L-1)-2(mol·L-1)2mol·L-11.对于某一化学反应，Kc的表达式唯一吗？2.对于系数一定的化学反应，Kc的数值受何影响？3.对于某一可逆反应，其正反应和逆反应的Kc有何关系？互为倒数，单位不同。不唯一。取决于化学方程式的系数。平衡常数只与温度有关。只有温度变，才有Kc变。练习：已知N2+3H22NH3（ΔH0）在400℃达到平衡时，c(N2)=1mol·L-1，c(H2)=2mol·L-1，c(NH3)=4mol·L-1，(1)则400℃时此反应的平衡常数是。(2)其逆反应的平衡常数是。(3)若保持温度不变，将容器体积缩小一半，则平衡常数为。2L-2·mol20.5L-2·mol22L-2·mol2若达到平衡后升高温度，化学平衡向方向移动；化学平衡常数(填“增大”，“减小”或“不变”)。注意：Kc只受温度影响。升高温度，吸热反应的Kc增大，放热反应的Kc减小。减小逆反应对于反应N2+3H22NH3（ΔH0），二、Kc的应用Kc的数值越大，反应程度越大。1.比较同一可逆反应在不同条件下进行的程度。2.判断化学反应可能进行的程度。Kc≈105时，反应进行的较完全；Kc≈10-5时，反应很难正向进行。3.判断可逆反应是否达到平衡状态。cc(C)·cd(D)ca(A)·cb(B)任意状态时：浓度商Qc=[C]c[D]d[A]a[B]b达到平衡状态时Kc=在某温度下，用浓度商Qc与Kc比较大小来判断是否达到平衡。对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)cc(C)·cd(D)ca(A)·cb(B)浓度商QC=浓度商Qc=Kc反应状态。QcKc反应状态。QcKc反应状态。平衡状态反应正向进行反应逆向进行[C]c[D]d[A]a[B]b达到平衡状态时Kc=任意状态时：可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)4.判断可逆反应平衡移动的方向平衡时，Kc=[B]2[A]加入一定量的A后，QcKc平衡向正反应方向移动正已知一定条件下，A(g)2B(g)达到平衡，再加入一定量的A，平衡向反应方向移动。110x2x2xX+2Y2Zn始Δnn平1-x1-2x2xx=1/3D【解析】练习:已知密闭容器中发生如下反应：X(g)+2Y(g)2Z(g),取X和Y按1:1的物质的量之比混合，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3:2,则Y的转化率最接近于（）A.33%B.40%C.50%D.65%(1-x)+(1-2x)2x=321.Y的平衡转化率的大小能说明反应的程度吗？2.X、Y的平衡转化率相同吗？3.如果增加X，平衡如何移动？Y的平衡转化率如何变化？能。Y的平衡转化率越大，说明反应的程度越大。如果增加X，则平衡向正反应方向移动。Y的转化量增加，平衡转化率也增大。结合上题结果，思考下列问题：不一定相同。X(g)+2Y(g)2Z(g)三、平衡转化率α1.用不同物质的平衡转化率表示同一反应的程度时，数值可能不同。2.增加一种反应物，则另一种反应物的平衡转化率增大。物质的平衡转化率越大，表示反应程度越大。平衡转化率=————————————————×100%平衡时已转化了的某反应物的量该反应物的起始总量？？？？？例:某温度下将H2和I2各0.1mol的气态混合物充入10L密闭容器中充分反应,达到平衡后,测得H2的浓度为0.008mol·L-1。(1)求该温度下的平衡常数。(2)求H2的转化率。0.00800.010.0100.00200.00400.00200.00400.0080【解析】平衡（mol·L-1）:起始（mol·L-1）:转化（mol·L-1）:H2+I22HI=0.25(1)K=(0.0080mol·L-1)2(0.0040mol·L-1)2(2)α(H2)=0.0020mol·L-10.01mol·L-1×100%=20%平衡（mol·L-1）:起始（mol·L-1）:转化（mol·L-1）:0.00800.010.0100.00200.00400.00200.00400.0080【解析】H2+I22HI[C]c[D]d[A]a[B]b1.能反映化学反应可能进行的程度，平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。一、化学平衡常数K=2.平衡常数只与温度有关。3.升高温度，吸热反应的Kc增大，放热反应的Kc减小。aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)1.物质的平衡转化率越大，表示反应程度越大。2.增大一种反应物的浓度，另一种反应物的平衡转化率增大。二、平衡转化率—利用三段式计算1．下列关于化学平衡常数的说法中错误的是（）A．某特定反应的平衡常数仅受温度影响B．催化剂不能改变平衡常数的大小C．平衡常数发生变化，化学平衡必发生移动D．化学平衡移动时，平衡常数必改变D2.（双选）在某温度下，可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常数为K，下列说法正确的是（）A.K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大B.K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大C.K随反应物浓度的改变而改变D.K随温度的改变而改变A、D3．某温度时，N2+3H22NH3的平衡常数K=a,则此温度下，NH33/2H2+1/2N2的平衡常数为（）A．B．a1/2C．a2D．a-2A[NH3]2[N2][H2]3K==a[N2]1/2[H2]3/2[NH3]K1==?K1=【解析】N2+3H22NH3NH31/2N2+3/2H212a12K4.（双选）在1L密闭容器中，1molA和1molB混合发生如下反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，当反应达到平衡时，生成0.4molD，并测得C的平衡浓度为0.4mol·L-1，下列叙述中不正确的是（）A.x的值为2B.A的转化率为40%C.B的平衡浓度为0.8mol·L-1D.D的体积分数为25%B、D0.4mol0.4mol0.6mol0.2mol0.4mol0.8mol【解析】3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)开始：1mol1mol00转化：平衡：0.4mol0.4mol5．高温下，某反应达到平衡，平衡常数＝。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是()A．该反应的焓变为正值B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C．升高温度，逆反应速率减小D．该反应的化学方程式为CO＋H2OCO2＋H2222c(CO)c(HO)c(CO)c(H)催化剂高温A【解析】CO2＋H2CO＋H2OΔH06.化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大,表示__________________________,K值大小与温度的关系是温度升高,K值____________________(填“一定增大”“一定减小”或“可能增大也可能减小”)。化学反应进行的程度越大可能增大也可能减小7.高炉炼铁中发生的反应有:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)ΔH0(1)该反应的平衡常数表达式K=;(2)已知1100℃时,K=0.263。温度升高,达到新的平衡时,平衡常数K(填“增大”“减少”或“不变”)。(3)1100℃时,测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态。(填是或否),此时反应速率是v正___v逆(填“”“”或“=”)。减少否2[CO][CO]时光虽短暂，回头看看走过的路，有曲折的一段，更多的是平坦。人生路上有成功，也有失败，请相信“有志者事竟成”。