第二章第三節(jié)《化學(xué)平衡常數(shù)》課件-新人教版選修4

1、第2課時化學(xué)平衡常數(shù),自主學(xué)習(xí),化學(xué)平衡常數(shù) 對于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g) 1定義：在一定溫度下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到_時，_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)行的程度越_反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化_;反之，就越_，轉(zhuǎn)化率就越小。當(dāng)_時，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、生成物的濃度無關(guān)”？ 提示：化學(xué)平衡常數(shù)是指在一定溫度下，

2、可逆反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，也無論反應(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常數(shù)，用K表示。,自主體驗 判斷正誤 1化學(xué)平衡常數(shù)等于某一時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),與溫度無關(guān)。 (),3溫度一定，對于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。() 4對于一個可逆反應(yīng)，平衡正向移動時，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)因為平衡常數(shù)K僅僅是溫度的函數(shù)，所以溫度一定時，不隨反應(yīng)物或生成物的濃度

3、變化而變化，故增大c(H2O)，K不變；又因為該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故升高溫度時，平衡正向移動，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，K也不變；只要溫度變化，平衡一定發(fā)生移動，則K就變化。 (2)c(A)、c(B)、c(C)、c(D)是指化學(xué)平衡狀態(tài)時的濃度，不是初始濃度，又因為固體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)計量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小時，則K值會發(fā)生改變。 2化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用

4、 (1)判斷平衡移動的方向 對于上述可逆反應(yīng)在任意狀態(tài)時，生成物與反應(yīng)物的濃度冪之積之比稱為濃度商Qc，,(2)判斷反應(yīng)的熱效應(yīng),(3)計算反應(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)可以計算平衡濃度(或起始濃度)，從而計算反應(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)、催化劑等無關(guān)。,即時應(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

5、所 示：,試回答下列問題。 (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，若起始時CO、H2O的濃度均為0.02 molL1，在該條件下達(dá)到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為_。 (4)向V L密閉容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸氣，在T 時達(dá)到平衡，然后迅速除去水蒸氣(除去水蒸氣時其他物質(zhì)的物質(zhì)的量不變)，將混合氣體點(diǎn)燃，

6、測得放出的熱量為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CO、H2O、H2、CO2的濃度依次為6/V molL1、6/V molL1、4/V molL1、4/V

7、molL1，K4/90.44。 答案：(1)放熱(2)KK1/K2(3)75% (4)0.44,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關(guān)。對于同一可逆反應(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)開始)進(jìn)行反應(yīng)，只要達(dá)到平衡時各物質(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)平衡即互稱為等效平衡。,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，類似于幾何學(xué)上的全等圖形。,另一種所達(dá)到的等效平

8、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，類似于幾何學(xué)上的相似圖形。,2分類與規(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。,3.等效平衡原理的應(yīng)用,判斷同一可逆反應(yīng)在相同的反應(yīng)條件下是否為相同的,平衡狀態(tài)。,求要達(dá)到等效平衡，兩種不同狀態(tài)下起始量之間的關(guān)系,式。,求屬于等效平衡狀態(tài)下的反應(yīng)方程式的化學(xué)計量數(shù)。,總結(jié)等效平衡,投料換算成相同物質(zhì)表示時量相同,兩次平衡時各組分百分量、n、c均相同,投料換算成相同物質(zhì)表示時等比例,兩次平衡時各組分百分量

9、相同，n、c同比例變化,投料換算成相同物質(zhì)表示時等比例,兩次平衡時各組分百分量、c相同，n同比例變化,等效平衡規(guī)律,(1)在定溫、定容條件下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的 可逆反應(yīng)，只要改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如通過可逆 反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比換算后的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相 同，則兩平衡等效。,(2)在定溫、定容條件下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的 可逆反應(yīng)，只要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的比值與原平衡 相同，則兩平衡等效。,(3)在定溫、定壓條件下，只要按化學(xué)計量數(shù)換算后的物質(zhì),的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則兩平衡等效。,練習(xí)、在一固定容積的密閉容器中充入2molA和1molB，發(fā)生

10、反應(yīng)：2A(氣)+B(氣) xC(氣),達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為W%。若維持容器體積和溫度不變，按0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為W%，則x值為（ ） A、1 B、2 C、3 D、4,BC,練習(xí)2、某溫度下，向某密閉容器中加入1molN2和3molH2,使之反應(yīng)合成NH3，平衡后測得NH3的體積分?jǐn)?shù)為m。若T不變，只改變起始加入量，使之反應(yīng)平衡后NH3的體積分?jǐn)?shù)仍為m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示應(yīng)滿足： （1）恒溫恒壓： 1若X=0、Y=0，則Z 。 2若X=0.75,則Y ，Z 。 3X、Y、Z應(yīng)滿足的一般條件是 。,

11、0,=2.25mol,0,Y=3X，Z0,（2）恒溫恒容： 1若X=0、Y=0，則Z 。 2若X=0.75,則Y ，Z 。 3X、Y、Z應(yīng)滿足的一般條件是 。,即時應(yīng)用 3(2012合肥高二檢測)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)到平衡時生成amol NH3，在恒容條件下達(dá)到平衡時生成b mol NH3(見下表中編號的一行)。若相同條件下，達(dá)到平衡時混合物中各組分的百分含量不變?；卮鹣铝袉栴}：,(1)寫出該反應(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_(填字母序號)。

12、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,n(H2)3 mol即可。,答案：(1)c2(NH3)/c(N2)c3(H2) (2)AC(3) (4)20.7

13、50.5,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)平衡計算題的一種“萬能方法”。,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,即時應(yīng)用 3已知可逆反應(yīng)：M(g)N(g) P(g)Q(g)H0，請回答下列問題： (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)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時N的轉(zhuǎn)化率為_；,(2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率_(填“增大”、“減小”或“不變”

14、)； (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北京朝陽區(qū)高二測試)()已知在448 時，反應(yīng)H2(g)I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù)K1為49，,回答下列問題： (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_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(CO)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)

15、c(H2)c(CO)c(H2O)，試判斷此時的溫度為_。,(5)在800 時，發(fā)生上述反應(yīng)，某一時刻測得容器內(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。,下列判斷不正確的是() A平衡時，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60% B平衡時，甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60% C平衡時，丙

16、中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012mol/L D反應(yīng)開始時，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)化率的計算，意在考查考生對數(shù)據(jù)的分析處理能 力。設(shè)平衡時甲中CO2的轉(zhuǎn)化濃度為x mol/L,則平衡時H2、CO2、H2O、CO的濃度分別為(0.01x)mol/L、(0.01x)mol/L、xmol/L、xmol/L，,B項正確；平衡時甲中c(CO2)0.010.0060.004(mol/L)，丙中c(CO2)0.020.0120.008(mol/L)，C項錯誤；反應(yīng)開始時，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項正確。 【

17、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，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)開始時N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說法正確的是(),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，n(CO)應(yīng)相等；把丁中a mol CO和a mol H2O按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)成CO2和H2，則起始時丁中CO2為2a mol，H2為a mol，,則與乙等量等效，到達(dá)平衡時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n(CO)乙n(CO)甲，故選A。 【答案】A,【規(guī)律方法】