《2017－2018学年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第2节 化学反应的限度（第1课时）化学平衡常数 平衡转化率教学案 鲁科版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017－2018学年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第2节 化学反应的限度（第1课时）化学平衡常数 平衡转化率教学案 鲁科版选修4（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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课标要求1了解化学平衡常数的概念，能正确书写给定反应的平衡常数表达式，并能进行相应的计算。2理解化学平衡常数的意义，了解化学平衡常数的影响因素。3了解浓度商的概念，并能利用浓度商与化学平衡常数的相对大小关系判断化学反应的方向。4会进行化学平衡中转化率的有关计算。1一定温度下，一个可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)达平衡后，化学平衡常数表达式为K。2化学平衡常数只受温度影响，K值越大，说明反应进行得越完全。3浓度商(Q)：(1)QK时，反应达到平衡状态。(2)QK时，反应向正反应方向进行。(3)QK时，反应向逆反应方向进行。根据化
2、学平衡常数可以计算反应混合物中各物质的平衡浓度及反应物的平衡转化率。1平衡常数的概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，生成物平衡浓度的系数次幂之积与反应物平衡浓度的系数次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(简称平衡常数)，用符号K表示。2平衡常数的表达式对于某一个可逆反应，mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，在一定温度下其平衡常数表达式为K。3平衡常数的意义平衡常数的大小反映化学反应可能进行的程度。平衡常数的数值越大，说明反应可以进行得越完全。4影响平衡常数的因素K只受温度的影响，当H0时，升温K值增大，当H0时，升温K值减小。5平衡转化率表达式对于化
3、学反应aAbBcCdD，反应物A的平衡转化率为(A)100%，其中c0(A)和A分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。平衡转化率也可表示为(A)100%100%。特别提醒代入平衡常数表达式进行计算的是物质的平衡浓度而不是初始浓度和变化浓度。1反应C(s)CO2(g)2CO(g)的平衡常数表达式是怎样的？提示：K。2已知反应：H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常数是K，则反应2HI(g)H2(g)I2(g)的平衡常数是什么？反应H2(g)I2(g)HI(g)的平衡常数是什么？提示：，K。3哪些因素对平衡常数有影响？提示：温度。对化学平衡常数的理解(1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物
4、的浓度无关。 (2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做常数“1”而不代入表达式。(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变；若化学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N23H22NH3Ka，则有2NH3N23H2KN2H2NH3Ka1下列关于化学平衡常数的说法中正确的是()A在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变C化学平衡常数只与温度有关，与反应物的浓度无关D化学平衡常数随反应体系压强的变化而变化解析：选C化学平衡常数的大小只与温度有关，与反应物的浓度、
5、体系的压强均无关，故C正确。2某温度下，反应2A(g)B(g)2C(g)的平衡常数K150，在同一温度下，反应2C(g)2A(g)B(g)的平衡常数K2为()A2 500B50C0.02 D0.002解析：选C对于反应2A(g)B(g)2C(g)的平衡常数K1，而同一温度下，反应2C(g)2A(g)B(g)的平衡常数K20.02。1判断可逆反应进行程度的大小2判断反应的热效应(1)升高温度(2)降低温度3判断可逆反应是否平衡及不平衡时的反应方向对于可逆反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关系：Q4计算反应物的转化率依据起始浓度(或平衡
6、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。1X、Y、Z三种气体，取X和Y按11的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X2Y2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物剩余的总物质的量与生成物的总物质的量之比为32，则Y的转化率最接近于()A33%B40%C50% D66%解析：选D根据题给信息，可设开始加入X和Y的物质的量为a，达到平衡时消耗X的物质的量为b，则消耗Y的物质的量为2b，生成Z的物质的量为2b，则：X2Y2Z起始量 a a 0变化量 b 2b 2b平衡时的量 ab a2b 2b由题意可得，b。Y的转化率为100%66.7%。2在一定体积的密闭容器
7、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的关系如表所示：T/7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K_。(2)该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。解析：(1)依据反应的化学方程式可知K。(2)从表格中数据可知，升高温度，K值增大，故该反应为吸热反应。答案：(1)(2)吸热3现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2O22SO3(g)，知c始(SO2)0.4 molL1，c始(O2)1 molL1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K19，试判断：(1)当S
8、O2转化率为50%时，该反应是否达到平衡状态？若未达到，向哪个方向进行？(2)达平衡状态时，SO2的转化率应为多少？解析：(1)2SO2O22SO3开始/(molL1)0.410转化/(molL1)0.20.10.2转化后/(molL1)0.20.90.2此时：Qc1.1119K，当SO2转化率为50%时，反应未达平衡状态，反应向正反应方向进行。(2)设达平衡时，SO2转化的物质的量浓度为x molL1，则O2转化 molL1，生成SO3为x molL1。所以K19，x0.32，所以SO2的转化率为100%80%。答案：(1)否正反应方向(2)80%方法技巧“始、变、平”三部曲解题模式写出化学
9、反应方程式(配平)。根据题意，依次列出各反应物和生成物的物质的量浓度(或物质的量)的起始量、变化量、平衡量，未知量可以设未知数表示。变化量起始量平衡量根据变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，列关系式，计算出未知量。把平衡量(物质的量浓度)代入化学平衡常数公式求解。项目mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)是否平衡速率v(正)v(逆)0平衡百分含量反应混合物中各成分浓度或百分含量不变平衡混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的量浓度一定平衡各物质的质量或质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡压强若mnpq时，总压强一定(其他条件一定)
10、平衡mnpq时，总压强一定(其他条件一定)不一定平衡混合气体的平均相对分子质量(r)r一定，当mnpq时平衡r一定，当mnpq时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时，其他不变平衡密度()体系的密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化(当气体均无色时除外)平衡1一定温度下，可逆反应：A(g)3B(g)2C(g)达到平衡状态的标志是()AC生成的速率与C分解的速率相等B单位时间内生成n mol A，同时生成3n mol BCA、B、C三物质的浓度的变化量之比为132D平衡时A、B、C三物质的分子数之比为132解析：选AA项，C的生成速率是正反应速率，C的分解速率是逆反应速率
11、，正反应速率与逆反应速率相等，正确；B项，生成n mol A和生成3n mol B表示的都是逆反应速率，错误；C项，无论平衡与否，A、B、C三物质的浓度的变化量之比始终等于132，错误；D项，A、B、C三物质的分子数之比等于132，这是一种特殊情况，而不是平衡的标志，错误。2一定条件下，将NO2与SO2以体积比12置于密闭容器中发生反应：NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H41.8 kJmol1，下列能说明反应达到平衡状态的是()A体系压强保持不变B混合气体颜色保持不变CSO3和NO的体积比保持不变D每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2解析：选B由于该反应为反应前后
12、气体体积相等的反应，体系的压强始终保持不变，故压强不变反应不一定达到平衡，A错误；SO3与NO的体积比始终保持11，C错误；消耗SO3和生成NO2为反应的同一方向，D错误。3一定温度下，在容积固定的密闭容器中发生可逆反应2NO22NOO2，该反应达到平衡状态的标志是()单位时间内生成n mol O2同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为221混合气体的压强不再改变混合气体的颜色不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变ABC D以上全部解析：选A判断一个化学反应是否达到化学平衡状态，关键在于
13、判断该反应的正、逆反应速率是否相等及各组分的浓度是否不再变化。单位时间内生成n mol O2同时生成2n mol NO2，即生成NO2的速率与消耗NO2的速率相等，v(正)v(逆)，正确；单位时间内生成n mol O2同时必生成2n mol NO(无论反应达到平衡与否)，因为表示同一方向的反应速率，不正确；只要发生反应，或者说不论反应是否达到平衡状态，NO2、NO、O2的反应速率之比都为221，不正确；温度、体积一定，混合气体的压强不再改变，说明气体的总物质的量不变，表明反应已达到平衡状态；颜色的深浅取决于有色物质NO2的浓度，混合气体的颜色不变，说明NO2的浓度不再改变，对固定容积的密闭容器来说，NO2的物质的量不再改变，能说明反应已达到平衡状态，正确；混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明气体的总物质的量(n)不变，表明反应已达到平衡状态，正确。 方法技巧判断可逆反应达到平衡状态的方法1.从化学反应速率的角度判断(即v正v逆0)有两层含义：对于同一物质，该物质的生成速率等于其消耗速率；对于不同的物质，速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。2.利用“变量”与“不变量”判断(1)确定反应中的“变量”，即随反应的进行而变化的量，当变量不再变化时，表明反应已达平衡状态。而当“不变量”不变时，不能判断反应是否处于平衡状态。(2)常见的变量有：气体的颜色
