《2018-2019学年高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 第三节 化学平衡 第3课时 化学平衡常数课件 新人教版选修4.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 第三节 化学平衡 第3课时 化学平衡常数课件 新人教版选修4.ppt（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第3 3课时化学平衡常数课时化学平衡常数新课导入新课导入在在工工业业生生产产和和实实验验室室中中, ,人人们们会会遇遇到到各各种种各各样样的的可可逆逆反反应应, ,如如合合成成氨氨反反应应:N:N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) (g) 2NH2NH3 3(g),(g),该该反反应应在在一一定定条条件件下下不不可可能能进进行行完完全全, ,即即存存在在一一定定的的限限度度。在在研研究究了了大大量量实实验验的的基基础础上上, ,人人们们发发现现可可以以用用化化学学平平衡衡常常数数来来定定量量描描述述化化学学反反应应的的限限度度。你你对对化化学学平平衡衡常常数数了了解解多多少少? ?请
2、请让让我我们们一起走进教材一起走进教材: :化学平衡常数。化学平衡常数。【课标要求课标要求】1.1.理解化学平衡常数的含义理解化学平衡常数的含义, ,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。能够利用化学平衡常数进行简单的计算。2.2.了解平衡转化率的含义。了解平衡转化率的含义。 探究点一化学平衡常数探究点一化学平衡常数一、化学平衡常数一、化学平衡常数1.1.概念概念在一定温度下在一定温度下, ,当一个可逆反应达到化学平衡时当一个可逆反应达到化学平衡时, ,生成物生成物 与与反应物反应物 的比值是一个常数的比值是一个常数, ,称为化学平衡常数称为化学平衡常数, ,用符号用符号K K表示。表示。2.2
3、.表达式表达式浓度幂之积浓度幂之积浓度幂之积浓度幂之积知识探究知识探究 梳理知识梳理知识点拨方法点拨方法3.3.意义意义(1)K(1)K值越大值越大, ,反应进行的程度反应进行的程度 , ,反应物的转化率反应物的转化率 , ,一般来说一般来说, ,K10K105 5认为反应进行得较完全。认为反应进行得较完全。(2)K(2)K值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度, ,但不能预示但不能预示反应达到平衡所需要的时间。反应达到平衡所需要的时间。4.4.影响因素影响因素一个可逆反应的一个可逆反应的K K仅受仅受 影响影响, ,与反应物或生成物的
4、与反应物或生成物的 变化无关。变化无关。越大越大越大越大温度温度浓度浓度提示提示: :不会。化学平衡常数是温度的函数不会。化学平衡常数是温度的函数, ,只有温度变化只有温度变化, ,平衡常数才会平衡常数才会改变。改变。二、平衡转化率二、平衡转化率转化率转化率 思考思考3 3 在恒容、恒温的密闭容器中在恒容、恒温的密闭容器中, ,可逆反应可逆反应:X(g)+3Y(g) 3Z(g):X(g)+3Y(g) 3Z(g)中中, ,若按照化学计量数之比加入反应物若按照化学计量数之比加入反应物, ,则则X X与与Y Y的转化率是怎样的关系的转化率是怎样的关系? ?若若按照等物质的量加入反应物按照等物质的量加
5、入反应物, ,则则X X与与Y Y的转化率是怎样的关系的转化率是怎样的关系? ?提示提示: :相等相等;13;13。名师点拨名师点拨1.1.使用化学平衡常数应注意的问题使用化学平衡常数应注意的问题(1)(1)化学平衡常数只与温度有关化学平衡常数只与温度有关( (吸热反应吸热反应,T,T越高越高,K,K越大越大, ,放热反应放热反应,T,T越高越高,K,K越小越小),),与反应物或生成物的浓度、压强、催化剂无关。与反应物或生成物的浓度、压强、催化剂无关。(2)(2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时反应物或生成物中有固体或纯液体存在时, ,由于其浓度可看作由于其浓度可看作“1 1”而不而不代入
6、公式。代入公式。(3)(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数, ,与反应方程式的书写有关。与反应方程式的书写有关。若反应方向改变若反应方向改变, ,则平衡常数改变。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, ,尽管是同一反应尽管是同一反应, ,平衡常数也会改变。平衡常数也会改变。2.2.化学平衡常数的应用化学平衡常数的应用(1)(1)判断反应进行的程度判断反应进行的程度K K值越大值越大, ,说明平衡体系中生成物所占的比例越大说明平衡体系中生成物所占的比例越大, ,正反应进行的程度越
7、正反应进行的程度越大大, ,即该反应进行得越完全即该反应进行得越完全, ,反应物转化率越大反应物转化率越大; ;反之反之, ,就越不完全就越不完全, ,转化转化率就越小。率就越小。(2)(2)判断反应的热效应判断反应的热效应解析解析: :增大压强增大压强, ,反应物中活化分子百分数、平衡常数不变反应物中活化分子百分数、平衡常数不变,A,A错误错误; ;升高温升高温度度, ,反应物中活化分子百分数、化学反应速率都增大反应物中活化分子百分数、化学反应速率都增大, ,且化学平衡常数发且化学平衡常数发生变化生变化,B,B正确正确; ;使用催化剂使用催化剂, ,平衡常数不变平衡常数不变,C,C错误错误;
8、 ;多充入多充入O O2 2, ,活化分子百活化分子百分数、平衡常数不变分数、平衡常数不变,D,D错误。错误。1.(1.(20172017陕西咸阳百灵中学期中陕西咸阳百灵中学期中) )对于可逆反应对于可逆反应:2SO:2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g) SO(g) SO3 3(g),(g),下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是化的是( ( ) )A.A.增大压强增大压强 B.B.升高温度升高温度C.C.使用催化剂使用催化剂 D.D.多充入多充入O O2 2B B 过关演练过关演练 巩
9、固知识巩固知识提升能力提升能力D D C C C.C.绝热容器中进行该反应绝热容器中进行该反应, ,温度不再变化温度不再变化, ,则达到化学平衡状态则达到化学平衡状态D.D.该反应的正反应是放热反应该反应的正反应是放热反应解析解析: :700 700 时平衡常数为时平衡常数为1.47,900 1.47,900 时平衡常数为时平衡常数为2.15,2.15,说明正反说明正反应是吸热反应应是吸热反应, ,升高温度升高温度, ,平衡正向进行平衡正向进行, ,气体质量减小气体质量减小, ,气体体积不变气体体积不变, ,密度减小密度减小,A,A、D D错误错误; ;平衡常数平衡常数K= ,BK= ,B错误
10、错误; ;该可逆反应存在热量该可逆反应存在热量变化变化, ,当绝热容器中进行该反应当绝热容器中进行该反应, ,温度不再变化温度不再变化, ,说明该反应正、逆反说明该反应正、逆反应速率相等应速率相等, ,达到化学平衡状态达到化学平衡状态,C,C正确。正确。探究点二化学平衡的相关计算探究点二化学平衡的相关计算1.1.分析三个量分析三个量: :起始量、转化量、平衡量。起始量、转化量、平衡量。2.2.明确三个关系明确三个关系: :(1)(1)对于反应物对于反应物:n(:n(平衡量平衡量)=n()=n(起始量起始量)-n()-n(转化量转化量) )(2)(2)对于生成物对于生成物:n(:n(平衡量平衡量
11、)=n()=n(起始量起始量)+n()+n(转化量转化量) )(3)(3)各物质的转化量之比等于各反应物的各物质的转化量之比等于各反应物的 之比。之比。化学计量数化学计量数知识探究知识探究 梳理知识梳理知识点拨方法点拨方法3.3.计算模式计算模式:“:“三段式法三段式法”nx nx px px qx qx a-mx a-mx b-nx b-nx px px qx qx (2)B(2)B的转化率的转化率(B)=(B)= 100%100%名师点拨名师点拨1.1.化学平衡计算题的解题思路化学平衡计算题的解题思路 2.2.运用运用“三段式法三段式法”计算计算“五注意五注意”(1)(1)在配平的可逆反应
12、中列出对应统一的已知物理量在配平的可逆反应中列出对应统一的已知物理量, ,首先找出一种物质的首先找出一种物质的转化量转化量, ,其他转化量和平衡量或起始量依次求出。其他转化量和平衡量或起始量依次求出。(2)(2)只有只有“转化量转化量”一定与化学计量数成正比一定与化学计量数成正比, ,起始浓度、平衡浓度不一定起始浓度、平衡浓度不一定呈现化学计量数比呈现化学计量数比, ,但物质之间是按化学计量数反应和生成的。但物质之间是按化学计量数反应和生成的。(3)(3)注意注意“三段式法三段式法”中物理量及单位不能混乱使用。中物理量及单位不能混乱使用。(4)(4)根据已知条件和导出关系列出相应解题的方程式或
13、比例关系式计算。根据已知条件和导出关系列出相应解题的方程式或比例关系式计算。A.8.4% B.16.7%A.8.4% B.16.7%C.25%C.25%D.33.4%D.33.4%B B 过关演练过关演练 巩固知识巩固知识提升能力提升能力2.2.某温度下在某温度下在2 L2 L密闭容器中加入一定量密闭容器中加入一定量A,A,发生以下化学反应发生以下化学反应:2A(g):2A(g)B(g)+C(g)B(g)+C(g)H=-48.25 kJH=-48.25 kJ mol mol-1-1, ,反应过程中反应过程中B B、A A的浓度比与时间的浓度比与时间t t有有如图所示关系如图所示关系, ,若测得
14、第若测得第15 min 15 min 时时c(B)=1.6 molc(B)=1.6 molL L-1-1, ,下列结论正确的是下列结论正确的是( ( ) )A.A.该温度下此反应的平衡常数为该温度下此反应的平衡常数为3.23.2B.AB.A的初始物质的量为的初始物质的量为4 mol4 molC.C.反应达到平衡时反应达到平衡时, ,放出的热量是放出的热量是193 kJ193 kJD.D.反应达平衡时反应达平衡时,A,A的转化率为的转化率为80%80%D D 3.(3.(20172017天津武清区等五区县期中天津武清区等五区县期中) )在一定体积的密闭容器中在一定体积的密闭容器中, ,进行如下进
15、行如下化学反应化学反应:CO:CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g) CO(g)+H(g) CO(g)+H2 2O(g),O(g),其化学平衡常数其化学平衡常数K K与温度与温度T T的关的关系如表系如表: :T/T/7007008008008308301 0001 0001 2001 200K K0.60.60.90.91.01.01.71.72.62.6请回答下列问题请回答下列问题: :(1)(1)该反应为该反应为( (填填“吸热吸热”或或“放热放热”) )反应。反应。解析解析: :(1)(1)根据表中数据知根据表中数据知, ,升高温度平衡常数增大升高温度平衡常数增大, ,说明平衡正向
16、移动说明平衡正向移动, ,则正反应是吸热反应。则正反应是吸热反应。答案答案: :(1)(1)吸热吸热(2)830 ,c(CO)=0.01 mol/L,c(H(2)830 ,c(CO)=0.01 mol/L,c(H2 2O)=0.03 mol/L,c(COO)=0.03 mol/L,c(CO2 2)=0.01 mol/L,)=0.01 mol/L,c(Hc(H2 2)=0.05 mol/L,)=0.05 mol/L,该反应是否达到化学平衡状态该反应是否达到化学平衡状态? ? ( (填填“是是”或或“否否”) )。答案答案: :(2)(2)否否(3)800 (3)800 时时, ,固定容积的密闭容
17、器中固定容积的密闭容器中, ,放入混合物放入混合物, ,起始浓度为起始浓度为c(CO)=c(CO)=0.03 mol/L,c(H0.03 mol/L,c(H2 2O)=0.04 mol/L,c(COO)=0.04 mol/L,c(CO2 2)=0.02 mol/L,c(H)=0.02 mol/L,c(H2 2)=0.05 mol/L,)=0.05 mol/L,则反应开始时则反应开始时,H,H2 2O O的消耗速率比生成速率的消耗速率比生成速率 ( (填填“大大”“”“小小”或或“不能确定不能确定”) )。答案答案: :(3)(3)大大(4)830 (4)830 时时, ,在在1 L1 L的固定
18、容积的密闭容器中放入的固定容积的密闭容器中放入2 mol CO2 mol CO2 2和和1 mol H1 mol H2 2, ,平平衡后衡后COCO2 2的转化率为的转化率为,H,H2 2的转化率为的转化率为( (用分数表示用分数表示) )。若再充入。若再充入1 mol H1 mol H2 2, ,则则H H2 2的转化率为的转化率为( (填填“增大增大”“”“减少减少”或或“不变不变”) )。答案答案: :(4)33.3%(4)33.3%66.7%66.7%减小减小 1.(1.(20182018河北开滦一中期中河北开滦一中期中) )下列关于平衡常数下列关于平衡常数K K的说法中的说法中, ,
19、正确的是正确的是( ( ) )A.A.从平衡常数从平衡常数K K的大小能推断一个反应进行的程度的大小能推断一个反应进行的程度B.B.改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K KC.C.平衡常数平衡常数K K与温度、反应浓度、压强有关与温度、反应浓度、压强有关D.D.在任何条件下在任何条件下, ,化学平衡常数是一个恒定值化学平衡常数是一个恒定值解解析析: :平平衡衡常常数数是是描描述述化化学学反反应应的的限限度度的的物物理理量量, ,平平衡衡常常数数的的数数值值越越大大, ,反反应应限限度度越越大大,A,A正正确确;K;K值值受受温温度度的的影影响响
20、, ,温温度度改改变变平平衡衡常常数数改改变变, ,改改变变反反应应物物浓浓度度或或生生成成物物浓浓度度不不会会改改变变平平衡衡常常数数K,BK,B错错误误; ;平平衡衡常常数数只只与与化化学学反反应应本本身身及及外外界界因因素素温温度度有有关关, ,不不受受其其他他外外界界条条件件, ,如如浓浓度度、压压强强、催催化化剂剂等的影响等的影响,C,C错误错误;K;K值受温度的影响值受温度的影响, ,温度改变平衡常数改变温度改变平衡常数改变, ,故故D D错误。错误。A A 课堂检测课堂检测 即学即测即学即测查漏补缺查漏补缺A A 2.(2.(20182018江西吉安一中期中江西吉安一中期中)t
21、)t 时时, ,某平衡体系中含有某平衡体系中含有X X、Y Y、Z Z、W W四种物四种物质质, ,此温度下发生反应的平衡常数表达式为此温度下发生反应的平衡常数表达式为K= ,K= ,有关该平衡体系有关该平衡体系的说法正确的是的说法正确的是( ( ) )A.A.当混合气体的平均相对分子质量保持不变时当混合气体的平均相对分子质量保持不变时, ,反应达平衡反应达平衡B.B.增大压强增大压强, ,各物质的浓度不变各物质的浓度不变C.C.升高温度升高温度, ,平衡常数平衡常数K K增大增大D.D.增加增加X X的量的量, ,平衡既可能正向移动平衡既可能正向移动, ,也可能逆向移动也可能逆向移动解解析析
22、: :由由平平衡衡常常数数可可知知Z Z、W W为为反反应应物物,Y,Y为为生生成成物物,X,X应应为为固固体体或或纯纯液液体体, ,反反应应前前后后气气体体的的物物质质的的量量不不变变, ,但但由由于于X X为为固固体体或或液液体体, ,达达到到平平衡衡时时, ,气气体体的的总总质质量量不不再再改改变变, ,则则平平均均相相对对分分子子质质量量保保持持不不变变, ,可可判判断断达达到到平平衡衡状状态态,A,A正正确确; ;增增大大压压强强虽虽然然平平衡衡不不移移动动, ,但但由由于于体体积积变变小小, ,因因此此各各物物质质的的浓浓度度均均增增大大,B,B错错误误; ;由由于于反反应应的的热
23、热效效应应未未知知, ,则则升升高高温温度度不不能能确确定定平平衡衡移移动动的的方方向向,C,C错误错误;X;X未计入平衡常数中未计入平衡常数中,X,X量的多少不影响平衡状态量的多少不影响平衡状态,D,D错误。错误。3.(3.(20182018安徽马鞍山二中月考安徽马鞍山二中月考) )低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物化物, ,发生的化学反应为发生的化学反应为2NH2NH3 3(g)+NO(g)+NO(g)+NO(g)+NO2 2(g) 2N(g) 2N2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(g)O(g)H0,H0,在恒容的密闭容器中在恒容的密闭容器中,
24、,下列有关说法正确的是下列有关说法正确的是( ( ) )A.A.平衡时平衡时, ,其他条件不变其他条件不变, ,升高温度可使该反应的平衡常数增大升高温度可使该反应的平衡常数增大B.B.平衡时平衡时, ,其他条件不变其他条件不变, ,增大增大NHNH3 3的浓度的浓度, ,废气中氮氧化物的转化率减小废气中氮氧化物的转化率减小C.C.单位时间内消耗单位时间内消耗NONO和和N N2 2的物质的量比为的物质的量比为1212时时, ,反应达到平衡反应达到平衡D.D.其他条件不变其他条件不变, ,使用高效催化剂使用高效催化剂, ,废气中氮氧化物的转化率增大废气中氮氧化物的转化率增大解解析析: :正正反反
25、应应为为放放热热反反应应, ,升升高高温温度度, ,平平衡衡向向逆逆反反应应方方向向移移动动, ,平平衡衡常常数数减减小小,A,A错错误误; ;增增大大一一种种反反应应物物浓浓度度, ,其其他他反反应应物物转转化化率率增增大大,B,B错错误误; ;单单位位时时间间内内消消耗耗NONO和和N N2 2的的物物质质的的量量比比为为1212时时, ,等等于于化化学学计计量量数数之之比比, ,反反应应到到达达平平衡衡,C,C正正确确; ;使使用用催催化化剂剂平平衡衡不不移移动动, ,废废气气中中氮氮氧氧化化物物的的转转化化率率不不变变,D,D错错误。误。C C 4.4.可逆反应可逆反应CO(g)+HC
26、O(g)+H2 2O(g) COO(g) CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g),(g),在密闭容器中达到平衡。温度在密闭容器中达到平衡。温度为为749 K749 K时时,K=1,K=1,当当COCO的起始浓度为的起始浓度为2 mol/L,H2 mol/L,H2 2O O的起始浓度为的起始浓度为6 mol/L6 mol/L时时,CO,CO的转化率为的转化率为( ( ) )A.80%A.80% B.75%B.75%C.50%C.50% D.25%D.25%B B y y 5.(5.(20172017河南师范大学附中期中河南师范大学附中期中) )目前工业上可用目前工业上可用COCO2 2来生产
27、燃料甲醇来生产燃料甲醇, ,有有关反应为关反应为:CO:CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) CH(g) CH3 3OH(g)+HOH(g)+H2 2O(g)O(g)H=-49.0 kJH=-49.0 kJmolmol-1-1。现。现向容积为向容积为1 L1 L的密闭容器中的密闭容器中, ,充入充入1 mol CO1 mol CO2 2和和3 mol H3 mol H2 2, ,反应过程中测得反应过程中测得COCO2 2和和CHCH3 3OH(g)OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。的浓度随时间的变化如图所示。(1)(1)氢气的平衡浓度为氢气的平衡浓度为c(Hc(H2 2)=)=。
28、答案答案: :(1)0.75 mol(1)0.75 molL L-1-1(2)(2)若改变条件使平衡向正反应方向移动若改变条件使平衡向正反应方向移动, ,则平衡常数则平衡常数( (填字母序填字母序号号, ,下同下同) )。a.a.可能不变可能不变 b. b.可能减小可能减小c.c.可能增大可能增大 d. d.不变、减小、增大皆有可能不变、减小、增大皆有可能答案答案: :(2)ac (2)ac 解析解析: :(2)(2)若改变条件使平衡向正反应方向移动若改变条件使平衡向正反应方向移动, ,若是浓度变化若是浓度变化, ,平衡平衡常数不变常数不变, ,若是温度变化若是温度变化, ,降低温度平衡正向进
29、行降低温度平衡正向进行, ,平衡常数增大平衡常数增大, ,故故平衡常数可能增大平衡常数可能增大, ,故选故选acac。(3)(3)能够说明该反应已达到平衡的是能够说明该反应已达到平衡的是。a.a.恒温、恒容时恒温、恒容时, ,容器内的压强不再变化容器内的压强不再变化b.b.恒温、恒容时恒温、恒容时, ,容器内混合气体的密度不再变化容器内混合气体的密度不再变化c.c.一定条件下一定条件下,CO,CO2 2、H H2 2和和CHCH3 3OHOH的浓度保持不变的浓度保持不变d.d.一定条件下一定条件下, ,单位时间内消耗单位时间内消耗3 mol H3 mol H2 2的同时生成的同时生成 1 mo
30、l CH1 mol CH3 3OHOH解析解析: :(3)CO(3)CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) CH(g) CH3 3OH(g)+HOH(g)+H2 2O(g)O(g)H=-49.0 kJH=-49.0 kJmolmol-1-1, ,反应为气体体积减小的放热反应反应为气体体积减小的放热反应, ,恒温、恒容时恒温、恒容时, ,容器内的压强不再变容器内的压强不再变化说明反应达到平衡状态化说明反应达到平衡状态,a,a正确正确; ;反应前后气体质量不变反应前后气体质量不变, ,恒温、恒容恒温、恒容时时, ,容器内混合气体的密度始终不变化容器内混合气体的密度始终不变化, ,不能说明反
31、应达到平衡状态不能说明反应达到平衡状态,b,b错误错误; ;一定条件下一定条件下,CO,CO2 2、H H2 2和和CHCH3 3OHOH的浓度保持不变是平衡标志的浓度保持不变是平衡标志,c,c正确正确; ;一定条件下一定条件下, ,单位时间内消耗单位时间内消耗3 mol H3 mol H2 2的同时一定生成的同时一定生成1 mol CH1 mol CH3 3OH,OH,不不能说明反应达到平衡状态能说明反应达到平衡状态,d,d错误。错误。答案答案: :(3)ac(3)ac(4)(4)在其他条件不变的情况下在其他条件不变的情况下, ,将体系容积压缩到原来的将体系容积压缩到原来的 , ,下列有关该
32、体下列有关该体系的说法正确的是系的说法正确的是。a.a.氢气的浓度减小氢气的浓度减小b.b.正反应速率增大正反应速率增大, ,逆反应速率也增大逆反应速率也增大c.c.甲醇的物质的量增加甲醇的物质的量增加d.d.重新平衡时重新平衡时n(Hn(H2 2)/n(CH)/n(CH3 3OH)OH)增大增大答案答案: :(4)bc (4)bc (5)(5)求此温度求此温度(T)(T)下该反应的平衡常数下该反应的平衡常数K=K=, ,若开始时向该若开始时向该1 L1 L密闭密闭容器中充入容器中充入1 mol CO1 mol CO2 2、2 mol H2 mol H2 2、1.5 mol CH1.5 mol CH3 3OHOH和和1 mol H1 mol H2 2O(g),O(g),则反应则反应向向( (填填“正正”或或“逆逆”) )反应方向进行。反应方向进行。起始量起始量(mol/L)(mol/L)1 1 3 3 0 0 0 0变化量变化量(mol/L)(mol/L)0.750.75 2.25 2.25 0.75 0.75 0.75 0.75平衡量平衡量(mol/L)(mol/L)0.250.25 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75
