【创新方案】2012高考化学-第二章-第三节-第三课时-化学平衡常数学习课件-新人教版选修4

第三课时化学平衡常数第三节化学平衡第三课时化学平衡常数预习全程设计名师全程导学案例全程导航训练全程跟踪一、化学平衡常数的含义及其表达式1．含义在一定下，当一个可逆反应达到时，生成物与反应物的比值是一个常数，简称，用符号表示．平衡常数温度浓度幂之积化学平衡浓度幂之积K2．表达式对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)平衡常数的表达式为：K＝.cpC·cqDcmA·cnB二、化学平衡常数的意义1．化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志．它能够表示可逆反应进行的完全程度．可以说，化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现．2．K值越大，说明反应进行得程度越，反应物转化率；反之，反应进行的程度，转化率．越大完全就越不完全就越小3．K只受影响，与反应物或生成物的浓度变化．4．对只有固体、水参加或生成的反应来说，固体、水的浓度视为“1”．温度无关在平衡常数的表达式中，表示出的浓度幂是什么状态下的物质？提示：由于固体或纯液体，其浓度可视为不变的值，故在平衡常数的表达式中只表达出气体或溶液中溶质的浓度，而不体现固体或纯液体.1．对于一个可逆反应，升高温度，平衡常数一定增大()提示：错误．因为升高温度，放热和吸热反应的平衡移动方向相反，故升高温度，吸热反应的平衡常数增大，放热反应的平衡常数减小．2．对于一个可逆反应，平衡正移时，平衡常数一定增大()提示：错误．因为平衡常数只与温度有关，当改变温度使平衡正移时平衡常数增大．当只改变浓度或压强使平衡正移时，平衡常数不变．3．对于一个可逆反应，只要平衡常数增大，平衡一定正移()提示：正确．因为平衡常数的大小只受温度的影响，对于放热反应，降低温度，平衡正移．此时平衡常数增大；对于吸热反应，升高温度，平衡正移，平衡常数也增大．一、化学平衡常数的应用1．判断反应进行的程度K值越大，平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，反应进行得越不完全，反应物转化率越小．2．判断反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应．3．计算转化率依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率．4．判断平衡移动的方向利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响．对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意状态下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用Q＝cpC·cqDcmA·cnB表示，则：当Q＝K时，反应处于平衡状态；当QK时，反应正向进行；当QK时，反应逆向进行．[特别关注](1)化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的浓度，不能用任一时刻的浓度值．(2)化学平衡常数不表示反应的快慢，即化学反应速率快，K值不一定大．(3)使用催化剂能改变化学反应速率，但不会改变平衡常数．二、化学平衡的计算1．浓度关系对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定条件下达到平衡状态后，其浓度关系为：反应物：起始浓度－变化浓度＝平衡浓度生成物：起始浓度＋变化浓度＝平衡浓度各物质变化浓度之比等于化学方程式中计量数之比：c(A)∶c(B)∶c(C)∶c(D)＝m∶n∶p∶q2．计算模式mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始浓度mol/Labcd转化浓度(mol/L)xnxmpxmqxm平衡浓度(mol/L)a－xb－nxmc＋pxmd＋qxm3．有三种计算公式(1)转化率＝反应物的转化浓度反应物的起始浓度×100%(2)转化率＝反应物的转化物质的量反应物的起始物质的量×100%(3)转化率＝气体反应物转化的体积气体反应物起始体积×100%4．生成物产率的计算产率＝实际产量理论产量×100%＝实际浓度理论浓度×100%5．化学平衡计算的一般步骤(1)写出有关平衡的化学反应方程式；(2)找出各物质的起始量、转化量、平衡量；(3)根据已知条件列方程计算．考查点一化学平衡常数及其应用[例1](2010·金华质检)在一定温度下的密闭容器中，加入1molCO和1molH2O发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)为0.5mol，下列说法不正确的是()A．在该温度下平衡常数K＝1B．平衡常数与反应温度无关C．CO的转化率为50%D．其他条件不变改变压强平衡不移动[解析]CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始(mol)1100反应(mol)0.50.50.50.5平衡(mol)0.50.50.50.5由反应方程式及以上数据判断可得，A、C、D项均正确．平衡常数与反应温度有关，B项错．[答案]B[关键一点]化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数(1)若反应方向改变，则平衡常数改变．(2)若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变．如N2＋3H22NH3K＝a则有2NH3N2＋3H2K′＝1/a12N2＋32H2NH3K″＝a121．对于3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为()A．K＝cFe3O4·cH2cFe·cH2OB．K＝cFe3O4·c4H2c3Fe·c4H2OC．K＝c4H2Oc4H2D．K＝c4H2c4H2O答案：D解析：所给反应中，Fe和Fe3O4为固体物质，其浓度为常数，不能出现在平衡常数表达式中，则K＝c4H2c4H2O.考查点二化学平衡的计算[例2]黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，其燃烧产物为SO2和Fe3O4.(1)将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)＝0.040mol/L.该条件下反应的平衡常数K＝________，SO2的平衡转化率为________．(2)已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的是________(填字母)．A．升高温度B．降低温度C．加入催化剂D．移出氧气[解析](1)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始浓度(mol/L)0.0500.0300平衡浓度(mol/L)0.0100.0100.040所以，K＝c2SO3c2SO2·cO2＝0.04020.0102×0.010＝1.6×103，α(SO2)＝c0SO2－cSO2c0SO2×100%＝0.050mol/L－0.010mol/L0.050mol/L×100%＝80%[答案](1)1.6×10380%(2)B(2)所给反应是放热反应，在体积不变时，若要提高SO2的平衡转化率，需使化学平衡正向移动，升高温度、移出氧气平衡逆向移动，加入催化剂平衡不移动，降低温度平衡正向移动．2．某温度下在密闭容器中发生如下反应：2M(g)＋N(g)2E(g)，若开始时，只充入2molE气体，达平衡时，混合气体的压强比起始时增大了20%；若开始时只充入2molM和1molN的混合气体，达到平衡时M的转化率为()A．20%B．40%C．60%D．80%解析：开始时向容器中充入2molE与充入2molM和1molN的混合气体，最终达到的平衡状态完全相同，即两种情况下达到平衡时，容器中M、N、E的物质的量分别相等．若开始时向容器中充入2molE，则2M(g)＋N(g)2E(g)起始0mol0mol2mol转化2xmolxmol2xmol平衡2xmolxmol2－2xmol依题意有2xmol＋xmol＋2－2xmol2mol＝120%，解得x＝0.4.答案：C即平衡时各物质的物质的量为：n(M)＝0.8mol，n(N)＝0.4mol，n(E)＝1.2mol.则开始时向容器中充入2molM和1molN的混合气体达到平衡时M的转化率为：2mol－0.8mol2mol×100%＝60%.点击此图片进入训练全程跟踪