学年人教版选修4 第2章第3节 化学平衡第3课时 学案.docx
- 文档编号:35469
- 上传时间:2022-10-01
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:97.20KB
学年人教版选修4 第2章第3节 化学平衡第3课时 学案.docx
《学年人教版选修4 第2章第3节 化学平衡第3课时 学案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《学年人教版选修4 第2章第3节 化学平衡第3课时 学案.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
学年人教版选修4第2章第3节化学平衡第3课时学案
第三节 化学平衡
课时3 化学平衡常数
学习目标:
1.通过化学平衡常数对化学平衡进行“定量”计算和判断化学平衡进行的程度。
(重点) 2.掌握有关化学平衡常数的计算或“定量”的角度判断化学平衡的移动方向。
(难点)
[自主预习·探新知]
一、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时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数,通常用符号K表示。
2.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=
。
3.特点
K值只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。
4.意义
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→反应进行得越完全→反应物的转化率越大;反之,就越不完全,转化率就越小。
当K>105时,该反应进行得就基本完全了。
二、平衡转化率及化学平衡计算中的三个基本量
1.对于同一反应物,起始量-变化量=平衡量。
2.对于同一生成物,起始量+变化量=平衡量。
3.各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)化学平衡常数只受温度的影响,与反应物或生成物的浓度无关。
( )
(2)对于C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)反应,其平衡常数的表达式K=
。
( )
(3)对于一个可逆反应平衡正向移动,平衡常数一定增大。
( )
(4)温度一定,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数。
( )
(5)温度升高,化学平衡常数一定增大。
( )
【答案】
(1)√
(2)× (3)× (4)√ (5)×
2.将4molSO2与2molO2放入4L的密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡:
2SO2+O2
2SO3,测得平衡时SO3的浓度为0.5mol·L-1。
则此条件下的平衡常数K为( )
A.4 B.0.25 C.0.4 D.0.2
A [ 2SO2+ O2
2SO3
初(mol·L-1):
10.50
转(mol·L-1):
0.50.250.5
平(mol·L-1):
0.50.250.5
K=
=
=4。
]
[合作探究·攻重难]
化学平衡常数及其应用
[思考交流](教师备选)
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)的关系如下表所示:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
(1)该反应的化学平衡常数K的表达式是什么?
【提示】 K=
。
(2)该反应ΔH>0还是ΔH<0?
【提示】 ΔH>0(因K随温度升高而增大)。
(3)700℃,CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)的平衡常数K是多少?
【提示】 K=
=
(该反应平衡常数与题目中反应的平衡常数互为倒数)。
(4)在800℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L-1,c(H2)为1.5mol·L-1,c(CO)为1mol·L-1,c(H2O)为3mol·L-1,则下一时刻,反应向哪个方向进行?
【提示】 逆向(判断反应进行的方向时,可根据Q与K的大小关系判断,此时刻下,Q=
=
=1>0.9,所以反应向逆反应方向进行)。
1.使用化学平衡常数应注意的问题
(1)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。
(2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度可看作“1”而不代入公式。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数,由于化学方程式的书写不同,平衡常数的表达式不同,如N2+3H2
2NH3,K=a则有:
2NH3
N2+3H2,K′=1/a。
N2+
H2
NH3,K″=
。
2.化学平衡常数的应用
(1)判断反应进行的程度
K值越大,说明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,即该反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,就越不完全,转化率就越小。
(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)判断平衡移动方向
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=
表示,则:
当Q=K时,反应处于平衡状态,v正=v逆;
当Q
当Q>K时,反应向逆反应方向进行,v正 (4)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。 [对点训练] 1.对于反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH>0,下列有关说法正确的是( ) A.平衡常数表达式为K= B.增大体系压强,平衡常数K不发生变化 C.升高体系温度,平衡常数K减小 D.增加C(s)的量,平衡正向移动 B [固态浓度为“常数”,视为“1”,不需写入平衡常数表达式,A项错误;K只与温度有关,因此增大体系压强,平衡常数K不发生变化,B项正确;升温该反应正向进行,K增大,C项错误;增加C(s)的量,平衡不移动,D项错误。 ] 2.在一定温度下,将3molCO2和2molH2混合于2L的密闭容器中,发生如下反应: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) (1)该反应的化学平衡常数表达式K=________。 (2)已知在700℃时,该反应的平衡常数K1=0.5,则该温度下反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K2=______,反应 CO2(g)+ H2(g) CO(g)+ H2O(g)的平衡常数K3=_____________________________。 (3)已知在1000℃时,该反应的平衡常数K4=1.0,则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”),ΔH________0(填“>”或“<”)。 (4)在1000℃下,某时刻CO2的物质的量为2mol,则此时v(正)________v(逆)(填“>”“=”或“<”)。 【解析】 (1)根据化学平衡常数的概念K= 。 (2)K2= = = =2, K3= =K = = 。 (3)由于升高温度,该反应的平衡常数增大,故该反应为吸热反应。 (4) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) 起始/mol: 3 2 0 0 变化/mol: 1 1 1 1 某时刻/mol: 2 1 1 1 所以c(CO)=0.5mol/L,c(H2O)=0.5mol/L c(CO2)=1mol/L,c(H2)=0.5mol/L 故 = 反应应向正反应方向进行,所以v(正)>v(逆)。 【答案】 (1) (2)2 (3)吸热 >(4) > 有关化学平衡的计算 化学平衡计算模式: 对以下反应: mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b,达到平衡后,A的消耗量为mx,容器容积为VL。 mA(g) + nB(g) pC(g)+qD(g) 起始(mol)ab00 变化(mol)mxnxpxqx 平衡(mol)a-mxb-nxpxqx 则有: (1)K= 。 (2)c平(A)= mol/L。 (3)α(A)平= ×100%。 (4)φ(A)= ×100%。 (5) = 。 (6) (混)= g/L。 (7) = g/mol。 [对点训练] 3.对可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),达到平衡时,各物质的物质的量浓度应满足以下关系: =K,K为一常数,称为化学平衡常数,其反应的K值只与温度有关,现有反应: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH<0,在850℃时,K=1。 (1)若升高温度到950℃,达到平衡时K________(填“大于”“小于”或“等于”)1。 (2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2,则: ①当x=5.0时,上述平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 ②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是________。 【解析】 (1)对于放热反应,升高温度,平衡左移,K值变小。 (2)Q= = = >1 此时,v逆>v正,平衡向逆反应方向移动,Q 【答案】 (1)小于 (2)①逆反应 ②x<3.0 4.硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。 某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。 根据图示回答下列问题: (1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=________,升高温度,K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)①将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中,反应达到平衡后,体系总压强为0.10MPa。 该反应的平衡常数为________。 ②平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)________(填“>”“<”或“=”)K(B)。 【解析】 (1)升高温度,平衡向吸热反应方向移动,即平衡向左移动,故K值减小。 (2)①由题图可知,0.10MPa时,c(O2)= =0.02mol/L,c(SO3)= =0.16mol/L。 K= = =800。 ②由A到B,温度不变,只增大体系压强,K值不变。 【答案】 (1) 减小 (2)①800 ②= [当堂达标·固双基] 1.当把晶体N2O4放入密闭容器中汽化,并建立了N2O4 2NO2平衡后,保持温度不变,再通入若干N2O4气体,待反应达到新的平衡时,则新平衡与旧平衡相比,其 值( ) A.变大 B.不变 C.变小D.无法确定 B [ =K,温度不变,K值不变。 ] 2.在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度见下表: 物质 X Y Z 初始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 0 平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是( ) A.反应达到平衡时,X的转化率为50% B.反应可表示为X+3Y 2Z,其平衡常数为1600 C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大 D.改变温度可以改变此反应的平衡常数 C [C选项错误,增大压强不可能使平衡常数增大。 其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识,关健是根据表中数据(0.1-0.05)∶(0.2-0.05)∶(0.1-0)=1∶3∶2推导出: X+3Y 2Z。 ] [题后反思] 化学平衡常数只与温度有关(与浓度、压强无关),但其变化趋势与温度变
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 学年人教版选修4 第2章第3节 化学平衡第3课时 学案 学年 人教版 选修 化学平衡 课时