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1、导学案：第二单元 化学反应的方向和限度第2时2019-2020年苏教版化学选修4化学反应的方向和限度word学案1问题导入1.工业合成氨的反应是一个可逆反应。当在一定条件下将N2与H2混合反应时，反应进行到一定程度就达到了平衡状态，这一平衡体系的特点是什么？如果我们给它足够的时间是否能反应彻底呢？答案:平衡体系中，v（正）=v（逆），各种反应物的浓度不再发生变化，是一动态平衡，时间足够也不可能反应彻底。2.同一个可逆反应，外界条件不同，反应进行的限度就不同，不同反应在相同外界条件下进行的程度也不同。化学上如何来衡量一个化学反应进行的限度大小呢？答案:化学上用化学平衡常数来衡量一个化学反应进行的
2、限度大小，对于可逆反应 aA+bBcC+dD。K=基础知识1.在同一条件下既能发生_又能发生_，这类反应属于可逆反应。答案:反应物转变为生成物的正向反应 生成物转变为反应物的逆向反应2.当可逆反应达到平衡状态时，正反应速率_逆反应速率，但是正、逆反应都_，当外界条件不变时，反应物和生成物的浓度_。答案:等于 没有停止 不再随时间变化3.人们对一些化学平衡体系的数据进行分析，发现了类似的关系。对于化学反应：aA+bBcC+dD，K=_在温度一定时，K为常数，称为化学平衡常数（chemical equilibrium constant），简称_上式称为该反应的_。平衡常数的_反映了化学反应可能进行
3、的_，即反应限度；平衡常数的数值越大，说明反应可以进行得越_。答案: 平衡常数 化学平衡常数 大小 程度 完全4.平衡常数表达式与_的书写方式有关。对于同一化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的_不同，平衡常数的_就不同。对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为_。由于一个化学反应的某一浓度平衡常数或压强平衡常数表达式与该反应化学方程式的一种_相对应，因此不能笼统地说某一反应的平衡常数的数值是多少。答案:化学方程式 化学计量数 表达式 倒数 反应条件5.除了化学平衡常数外，还可以运用_表示一定温度下某反应的限度，可逆反应在一定条件下达到平衡时，某一反应物的平衡转化率可表示为=_。平
4、衡转化率 100%课堂互动三点剖析重点1 化学平衡常数 1.化学平衡常数可以定量描述化学反应的限度，符号为K对于反应：aA+bBcC+dDKc=当A、B、C、D均为气体，也可表示为Kp= 平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度；平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。2.平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。3.借助平衡常数，可以判别一个化学反应是否达到化学平衡状态。对于反应aA+bBcC+dD的任意状态，浓度商Qc=,若QC=KC,反应达到平衡状态。【例1】 在某温度下，将H2和I2各0.10 mol的气态混合物充入10 L的密闭
5、容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(H2)=0.008 0 molL-1。（1）求该反应的平衡常数。（2）在上述温度下，该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20 mol，试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。解析：此类题目的解答一般采用列三行，填对空的方式弄清各物质的物理量之间的关系，然后根据已知求解。（1）根据题意知： H2(g) + I2(g) 2HI(g)起始时的物质的量浓度/molL-1 0.010 0.010 0转化了的物质的量浓度/molL-1 0.002 0 0.002 0 0.004 0平衡时的物质的量浓度/molL-1 0.008 0 0.008 0 0.004 0K=0.25
6、(2)设转化了的H2的物质的量浓度为x。依据题意知 H2(g) + I2(g) 2HI(g)c起始/molL-1 0.020 0.020 0c转化/molL-1 x x 2xc平衡/molL-1 0.020-x 0.020-x 2x由于温度不变，K不变，则有K=0.25解得x=0.004 0molL-1平衡时c(H2)=c(I2)=0.016 molL-1，c(HI)=0.008 0 molL-1。答案：（1）该反应的平衡常数为0.25。 （2）达到平衡状态时，c(H2)=c(I2)=0.016 molL-1，c(HI)=0.008 0 molL-1。重点2 平衡转化率对于化学反应：aA+bB
7、cC+dD反应物A的平衡转化率可以表示为(A)=100% 对于一个反应，在温度一定时，只有一个平衡常数，但不同反应物的平衡转化率可能不同，常用表示反应限度。【例2】在密闭容器中，将2.0 mol CO与10 mol H2O混合加热到800 ,达到平衡：CO（g）+H2O(g)CO2(g)+H2(g),且K=1.0。求CO转化为CO2的转化率。解析：设CO转化CO2的转化率为。 CO（g）+H2O(g)CO2(g)+H2(g)初始状态/mol 2.0 10 0 0已转化/mol 2.0 2.0 2.0 2.0平衡状态/mol 2.0(1-) 10-2.0 2.0 2.0K=1。答案：=83.3
8、%难点 化学平衡状态的标志（1）逆：研究对象必须是可逆反应（2）等：正反应速率等于逆反应速率（3）动：动态平衡，v（正）=v（逆）0（4）定：反应混合物中各组分的浓度保持不变（5）变：化学平衡状态是有条件的、暂时的，改变条件，平衡会发生移动【例3】在一定温度下，反应A2（g）+B2(g) 2AB(g)达到平衡状态的标志是（ ）A.单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol ABB.容器内的总压强不随时间变化C.单位时间内生成2 n mol AB的同时生成n mol B2D.单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol B2E.容器内A2、B2、AB的物质的量之比是112时的状态F
9、.容器中c（A2）=c（B2）=c（AB）时的状态解析：化学平衡状态的根本标志是v(正)=v(逆)，或平衡混合物中各组分的浓度或质量分数、体积分数等保持不变。只要具备上述两点之一，便一定是平衡状态；否则，不能确定为平衡状态。A项，根据化学方程式中的化学计量数之比，可知生成n mol AB必消耗mol A2，即单位时间内生成mol A2的同时生成n mol AB,显然反应未达到平衡状态。B项，是从压强方面来叙述的。由于此反应是反应前后气体分子数不变的反应，达到平衡或未达到平衡时压强都不随时间变化，因此不能用压强来说明反应是否达到平衡状态。C项，由题意可知当单位时间内生成2n mol AB时，也就
10、消耗了n mol A2和n mol B2，这样同一时刻相同体积的容器中消耗的A2和生成的A2都是n mol，说明反应处于平衡状态。D项，只知道单位时间生成n mol A2和n mol B2，却不知道同时消耗多少A2和多少B2，故无法确定反应是否达到平衡。E、F两项是以混合物成分的含量来叙述的。由于达到化学平衡状态时，反应混合物中各物质的浓度保持不变，并不是相等，也不是它们的分子数之比一定等于其化学方程式中各物质的化学计量数之比，所以E、F两项不符合题意。答案：C各个击破类题演练1在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2（g）+O2(g) 2SO3(g) H0(1)写出该反应的化学平衡
11、常数表达式K=_。（2）降低温度，该反应K值_，二氧化硫转化率_，化学反应速率_。（以上均填“增大”“减小”或“不变”）。（3）600 时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如下图，反应处于平衡状态的时间是_。（4）据图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是_（用文字表达）；10 min到15 min的曲线变化的原因可能是_（填写编号）。a.加了催化剂 b.缩小容器体积 c.降低温度 d.增加SO3的物质的量解析：题给反应的化学方程式告诉我们，这是一个体积缩小的放热反应，其系数（化学计量数）构成了平衡常数表达式中反应物和产物平衡浓度的
12、幂次方。因为反应放热，故升高温度对提高产物SO3平衡浓度是不利的，但对提高反应速率是有利的。运用表格数据、图形曲线来讨论反应的平衡和速率问题近几年出现较多，所以学会看图、用图、分析数据得出结论至关重要。图中出现水平线段，表示平衡已到达；若曲线变化比较陡峭；就该考虑有催化剂加入的可能性或突然增加了原料的量。答案：（1）（2）增大 增大 减小（3）1520 min和2530 min（4）增加了O2的物质的量 bc变式训练1一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2+O22SO3（g）,知c始（SO2）=0.4 molL-1，c始=1 molL-1,经测定该反应在该温度下的平衡常数K19,试判断：
13、（1）当SO2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） 2SO2+O22SO3开始/molL-1 0.4 1 0转化/molL-1 0.2 0.1 0.2转化后/molL-1 0.2 0.9 0.2此时=1.1119。可知当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转化的物质的量为x，则O2转化，生成SO3为x。所以K=19，x=0.32 molL-1，所以SO2的转化率为 100%=80%。答案：（1）反应QcK,反应未达到平衡，向正向进行。（2）80%类题演练2在密闭容器中，将0.020 molL-1CO和0.020 molL-1H2O(g)混合加热到773 K时，达到下列平衡CO（g）+H2O（g）CO2(g)+H2(g),K=9,求CO的转化率。解析：设转化的CO的浓度 x，由题意知 CO（g） + H2O（g）CO2（g）+H2（g）起始浓度/molL-1 0.020 0.
