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1、化学平衡常数专题复习学案开课:马春燕【考纲要求】1理解化学平衡常数的含义;2能够利用化学平衡常数进行简单的计算;3了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的应用。【教学过程】例题1. 写出下列可逆反应的平衡常数表达式:N2(g)3H2(g)2NH3(g) K1= ;2NH3(g)N2(g)3H2(g) K2= ;1/2N2(g)3/2H2(g)NH3(g) K3= ;3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g) K = ;Cr2O72+H2O2CrO42+2H+ K = ;知识点归纳一:化学平衡常数的表达式对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),K
2、;注意:1. 表达式中的各物质浓度是指 ; 2. 不写入表达式中; 3.平衡常数的表达式与 有关;思考:K1、K2、K3三者之间有什么关系? ;联想:CH3COOHH+ + CH3COO- Ka= ; NH3H2OOH-+NH4+ Kb= ; H2OOH- + H+ Kw= ; AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq) Ksp= ;例题2. 下列化学平衡常数的说法正确的是( ) A化学平衡发生移动,平衡常数必发生变化 B平衡常数发生变化,化学平衡必发生移动 C改变温度,平衡常数一定改变 D催化剂能改变反应速率,故也能改变平衡常数知识点归纳二:影响化学平衡常数的外界因素结论:化学平衡常数
3、只与 有关;(与 无关)思考:升高温度,若值增大,则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。升高温度,若值减小,则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。例题3. 在体积为1L的恒容密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),平衡常数和温度关系如下:回答下列问题:(1)该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(2)某温度下平衡浓度符合:3c(CO2)c(H2)=5c(CO)c(H2O),试判断此时的温度为_。(3)在800 下,若开始时充入CO2(g)、H2(g)、CO(g)、H2O(g)物质的量分别为0.2 mol、0.2 mol、0.3mol、0.1
4、mol,则此时v(正) v(逆)(填“”、“”或“”)。(4)在830 下,若开始时只充入CO(g)和H2O(g),且物质的量均为0.2 mol,则达到平衡后CO(g)转化率为 。(5)若温度不变,要使CO的转化率达到90%,在题(3)的条件下还要再充入H2O(g) 物质的量为 。知识点归纳三:化学平衡常数的应用1. 判断化学反应的热效应若升高温度,值增大,则正反应为 反应;值减小,则正反应为 _反应若降低温度,值增大,则正反应为 反应;值减小,则正反应为 _反应2. 判断化学平衡移动的方向对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),Qc ;注:Qc是浓度商,表达式中各物质浓度是 ;Qc
5、K ,反应处于_状态;QcK ,反应向_进行;QcK ,反应向_进行;3.计算反应物的转化率例题4. 随着经济的发展和人们生活水平的提高,汽车的数量越来越多,排放的尾气污染成为备受关注的环境问题。避免汽车尾气中有害的NO、CO气体对大气的污染,目前最有效的方法是给汽车安装尾气净化的催化转化装置,发生反应为:2NO+ 2CON2 + 2CO2 研究表明该反应在很大温度范围内(如 20600),平衡常数K值都很大,并且是一个自发反应。请思考:(1)判断该反应的熵变大于零还是小于零?_(2)如果降低反应温度,K值如何变化?_(3)催化转化装置应采用极易导热材料还是绝热材料制作?_(4)如果使用乙醇汽
6、油可以大量减少CO排放量,设产生的NO的量不变,则达到平衡时催化转化装置中NO转化为N2的转化率如何变化?_(5)虽然该反应的K值很大,但是在实际应用中为什么还要使用高效催化剂?_知识点归纳四:化学平衡常数的意义1. 平衡常数表示反应进行程度, 反应快慢。即K值大,速率 ;2. K值越大,表明反应进行的程度越 ;3. 一定温度下,K值越大,反应物的转化率就越 ;注:在实际生产中,要综合考虑:既要考虑反应进行程度的大小(平衡常数),又要考虑反应进行的快慢(反应速率)。巩固1. (近年江苏高考题汇编)判断下列说法正误:(2009年)I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I3-(a
7、q),溶液中 c(I3-)与温度T关系如图所示(曲线上任一点都表示平衡状态),若温度为T1、T2时平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2。( )(2011年)温度由700升至800,CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数减小,则正反应为吸热反应。( )(2012年)温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0 molPCl5,反应:PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中部分数据见下表:则相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,达到平衡前:v(正)v(逆)( )(2013年)一定条件下反
8、应CO(g)+H2O(g)CO2(g) +H2(g),其正反应放热。在两个相同恒容绝热(与外界没有热量交换)的密闭容器I、II中进行,在I中充入1 mol CO和1 mol H2O,在II中充入1 mol CO2 和1 mol H2,700下开始反应。达到平衡时,容器I、II中反应的平衡常数相同。( )(2014年)在1.0L的密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)若起始时向容器I中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol,则反应将向正反应方向进行。( ) (2015)在体积均为1.0L的两个恒容密闭容器中加入足量的相
9、同的碳粉,再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2,在不同温度下列反应:CO2(g)+C(s)2CO(g)达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如右图所示,(图中、点均处于曲线上)若、 、点的平衡常数分别为:K1、K2、K3,则三者大小关系为: K1K2=K3 ;( )巩固2.一定条件下,可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算,也可以用平衡分压代替平衡浓度计算,且分压=总压物质的量分数。在恒温恒压条件下,总压不变,用平衡分压计算平衡常数更方便。下列说法不正确的是( )A对于C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)在一定条件下达到平衡时,体系的总压强 为P,其中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均为l mol,则用分压表示的平衡常数 Kp=3/PB恒温恒压下,反应2A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分 别为4mol、2mol和4mol若此时A、B和C均增加1mol,平衡正向移动C恒温恒压下,在一容积可变的容器中,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态 时,N2、H2、NH3各l mol,若此时再充入3mol N2,则平衡正向移动D对于一定条件下的某一可逆反应,用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压表 示的平衡常数,其数值不同,但意义相同,都只与温度有关