第三課時(shí) 化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率

第三課時(shí)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

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？——K化學(xué)平衡常數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，同一反應(yīng)（如：aA+bBcC+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)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值與濃度無(wú)關(guān)，隨溫度變化而變化?；瘜W(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)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-+H2O2CrO42-+2H+Fe3O4(s)+4H2(g)高溫3Fe(s)+4H2O(g)但：（4）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書(shū)寫有關(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+3H22NH32NH3N2+3H21/2N2+3/2H2NH3（5）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：Q＜K，V正＞V逆，反應(yīng)向正方向進(jìn)行Q＝K，V正＝V逆，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)Q＞K，V正＜V逆，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行則：現(xiàn)有一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng)：2SO2+O22SO3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)K≈19，試判斷，（1）當(dāng)SO2轉(zhuǎn)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？例2四、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n1n200axbxcxdxn1-axn2-bxcxdx單位統(tǒng)一已知條件計(jì)量系數(shù)之比加、減計(jì)算⑴、物質(zhì)濃度的變化關(guān)系：①、反應(yīng)物：平衡濃度＝————————————————起始濃度－變化濃度②、生成物：平衡濃度＝————————————————起始濃度＋變化濃度③、各物質(zhì)的變化濃度之比＝————————————————化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比⑵、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%例1、將6molA氣體和5molB氣體混合放入4L密閉容器中，發(fā)生下列反應(yīng)：3A(g)+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/L·min，計(jì)算：①、x的值；②、平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率；③、A的平衡濃度。3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)解：∵起變平mol650020.1×5×4133422①、∵2:x＝2:(0.1×5×4)∴x＝2例2、加熱N2O5時(shí)，發(fā)生下列兩個(gè)分解反應(yīng)：

N2O5N2O3＋O2，N2O3N2O＋O2；在1L密閉容器中加熱4molN2O5達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)O2的濃度為4.50mol/L，N2O3的濃度為1.62mol/L，求其他各物質(zhì)的平衡濃度。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：N2O5N2O3＋O2N2O3N2O＋O2起變平4mol00

x

x

x4mol

-x

x

x

x

0

xyyyx-yyx+yx–y=1.62x+y=4.50解得：

x=3.06moly=1.44mol

故：c（N2O5）

=(4–3.06)mol/1L=0.94mol/Lc（N2O

）

=1.44mol/1L=1.44mol/L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)化率解：A(g)+2B(g)2C(g)起變平nn0x2x2xn-xn-2x2x由題意可知：n-x+n-2x=2xx=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：例4教材P29例1(3)計(jì)算(1)、(2)問(wèn)條件下H2、I2的轉(zhuǎn)化