高中化学 第2章 第2节 第1课时 化学平衡常数 平衡转化率课件 鲁科版选修4

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晨背关键语句理解教材新知应用创新演练把握热点考向考向一考向二第第2 2章章 化化学学反反应应的的方方向、向、限限度度与与速速率率随堂基础巩固课时跟踪训练知识点二知识点一 (1)化学平衡常数的数值与温度和化学方程式的化学平衡常数的数值与温度和化学方程式的书写方式有关。书写方式有关。 (2)化学平衡常数化学平衡常数K的数值越大，说明反应进行的的数值越大，说明反应进行的越完全。越完全。 (3)浓度商浓度商(Q)： QK时，反应达到平衡状态。时，反应达到平衡状态。 QK时，反应向正反应方向进行。时，反应向正反应方向进行。 QK时，反应向逆反应方向进行。时，反应向逆反应方向进行。 (4)根据化学平衡常数可以计算反应混合物中各根据化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。物质的平衡浓度及反应物的平衡转化率。 1定义定义 在一定在一定 ，当一个可逆反应达到化学平，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，衡状态时， 的系数次幂之积与的系数次幂之积与 的系数次幂之积的比值是一个常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数，这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称常简称常数数)，用符号，用符号 表示。表示。温度下温度下生成物平衡浓度生成物平衡浓度反应物平衡浓度反应物平衡浓度K3.应用应用(1)判断反应进行的限度：判断反应进行的限度：K105反应程度反应程度很难进行很难进行反应可逆反应可逆进行完全进行完全(2)判断反应状态：判断反应状态： 时反应达到平衡状态；时反应达到平衡状态； 时反应向正反应方向进行；时反应向正反应方向进行； 时反应向逆反应方向进行。时反应向逆反应方向进行。QKQK (1)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关，对平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关，对于同一化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物于同一化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的系数不同，平衡常数的表达式就不同，平衡常数的单位的系数不同，平衡常数的表达式就不同，平衡常数的单位与化学方程式的表示形式一一对应。与化学方程式的表示形式一一对应。 (2)对于纯固体或纯液体参加的反应，它们不列入平衡对于纯固体或纯液体参加的反应，它们不列入平衡常数的表达式中，因为纯固体或纯液体浓度不发生变化。常数的表达式中，因为纯固体或纯液体浓度不发生变化。 (3)对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。数互为倒数。 (4)对于某一可逆反应，平衡常数只受温度影响，对于某一可逆反应，平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的起始浓度变化无关，升温，吸热与反应物或生成物的起始浓度变化无关，升温，吸热反应的平衡常数增大，放热反应的平衡常数减小。反应的平衡常数增大，放热反应的平衡常数减小。解析：解析：平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，固体和纯液体不出现在平衡常数幂之积的比值，固体和纯液体不出现在平衡常数表达式中。表达式中。答案：答案：Cc0(A)A 2影响因素影响因素 (1)初始浓度和平衡浓度。初始浓度和平衡浓度。 (2)多种反应物参加反应时，提高某一种反应多种反应物参加反应时，提高某一种反应物的浓度，可以物的浓度，可以 其他反应物的转化率，而其他反应物的转化率，而该物质本身转化率会该物质本身转化率会 。提高提高降低降低 (1)一个已标明化学方程式的化学反应，在温度一一个已标明化学方程式的化学反应，在温度一定的条件下达到平衡，其平衡常数只有一个，但不同定的条件下达到平衡，其平衡常数只有一个，但不同反应物的平衡转化率可能不同。反应物的平衡转化率可能不同。 (2)多种反应物参加反应时，提高一种反应物的浓多种反应物参加反应时，提高一种反应物的浓度，可以提高其他物质的平衡转化率。一定条件下的度，可以提高其他物质的平衡转化率。一定条件下的平衡转化率能表示在一定温度下反应进行的限度，它平衡转化率能表示在一定温度下反应进行的限度，它是在该条件下的最大转化率。是在该条件下的最大转化率。 (3)可逆反应达到平衡后各物质浓度的变化关系：可逆反应达到平衡后各物质浓度的变化关系： 反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度；反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度； 生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度；生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度； 各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的系数之比。相应的系数之比。 (4)同一个反应用不同的反应物来表示的平衡转化率同一个反应用不同的反应物来表示的平衡转化率不一定相等。当起始量之比等于方程式中系数比时，各不一定相等。当起始量之比等于方程式中系数比时，各反应物的平衡转化率才相等。反应物的平衡转化率才相等。 2将将2.00 mol SO2和和2.00 mol O2通入通入1.00 L的密闭容器的密闭容器 中，在中，在1 500 K时反应达到平衡，测得时反应达到平衡，测得SO3的物质的的物质的 量浓度为量浓度为0.64 molL1，计算平衡时，计算平衡时SO2的转化率。的转化率。解析：解析：设平衡时转化的设平衡时转化的SO2的浓度为的浓度为x 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)答案：答案：32% 例例1在一定体积的密闭容器中，进行如下在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：化学反应： CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，其化，其化学平衡常数学平衡常数K和温度和温度T的关系如表：的关系如表：T/7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为该反应的化学平衡常数表达式为_。(2)该反应为该反应为_(填填“吸热吸热”或或“放热放热”)反应。反应。(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 ()A容器中压强不变容器中压强不变B混合气体中混合气体中c(CO)不变不变Cv正正(H2)v逆逆(H2O) Dc(CO2)c(CO)(4)某温度下，平衡浓度符合下式：某温度下，平衡浓度符合下式：CO2H2COH2O，则此时的温度为，则此时的温度为_。 (2)由表中数据可以看出温度越高，平衡常数值越大，由表中数据可以看出温度越高，平衡常数值越大，升温吸热反应的平衡常数增大，正反应为吸热反应。升温吸热反应的平衡常数增大，正反应为吸热反应。 (3)该反应为气体物质的物质的量不变的反应，该反应为气体物质的物质的量不变的反应，反应过程中压强始终不变，与是否平衡无关。反应过程中压强始终不变，与是否平衡无关。D项中项中c(CO2)c(CO)不能判断反应是否达到平衡状态，只不能判断反应是否达到平衡状态，只是表示某时刻是表示某时刻CO2与与CO的浓度相等。的浓度相等。 (4)当当CO2H2COH2O时，时，K1.0，此时，此时的温度由表中数据可知为的温度由表中数据可知为830 。 (1)化学平衡常数有单位，同一反应写法不同化学平衡常数有单位，同一反应写法不同K的的单位不同，将浓度的单位代入平衡常数表达式可得平单位不同，将浓度的单位代入平衡常数表达式可得平衡常数的单位。衡常数的单位。 (2)化学方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，化学方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，平衡常数表达式也要相应改变，平衡常数表达式也要相应改变，K值不同。值不同。 (3)对于一个可逆反应，当化学方程式逆向书写时，对于一个可逆反应，当化学方程式逆向书写时，其平衡常数为原反应的倒数，当化学方程式相加减时，其平衡常数为原反应的倒数，当化学方程式相加减时，其平衡常数相乘除。其平衡常数相乘除。 (4)利用平衡常数和利用平衡常数和Q的关系可判断可逆反应是否的关系可判断可逆反应是否平衡，利用平衡，利用K与温度的变化关系可判断反应是吸热反与温度的变化关系可判断反应是吸热反应还是放热反应。应还是放热反应。高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO(s)CO(g) Fe(s)CO2(g)H0，请回答下列问题：，请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1，达到平衡后，达到平衡后，M的转化的转化率为率为60%，此时，此时N的转化率为的转化率为_。 (2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)4 molL1，c(N)a molL1，达到平衡后，达到平衡后，c(P)2 molL1，a_。 (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)c(N)b molL1，达到平衡后，达到平衡后，M的转化率为的转化率为_。 (2)根据反应方程式：根据反应方程式：M(g)N(g) P(g)Q(g)起始浓度起始浓度molL1 1 2.4 0 0转化浓度转化浓度molL1 0.6 0.6 0.6 0.6平衡浓度平衡浓度molL1 0.4 1.8 0.6 0.6答案答案(1)25%(2)6(3)41% 有关化学平衡的计算可采用有关化学平衡的计算可采用“三段式三段式”计算模式，计算模式，其基本解题思路：其基本解题思路： (1)设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为一般设某物质的转化量为x。 (2)确定三个量：根据反应物、生成物及转化量的确定三个量：根据反应物、生成物及转化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、转化量、平衡量，并按例转化量、平衡量，并按例2(2)中中“模式模式”列出。列出。 (3)解答题设问题：明确了解答题设问题：明确了“始始”、“转转”、“平平”三个量的具体数值，再根据相应关系求反应三个量的具体数值，再根据相应关系求反应物转化率、混合气体的密度、平均相对分子质量等，物转化率、混合气体的密度、平均相对分子质量等，给出题目答案。给出题目答案。(1)若第若第(1)题中题中c(N)1 molL1，则，则N的的 转化率为转化率为_。(2)若在该温度下若在该温度下M的转化率为的转化率为50%，则，则N 的转化率的转化率_50%(填填“大于大于”、 “ “等于等于”、“小于小于”或或“无法判断无法判断”)。提示：提示：(1)若若c(N)1 molL1，则，则M与与N的物质的量浓度之的物质的量浓度之比等于化学方程式中系数之比，二者的转化率相等，都为比等于化学方程式中系数之比，二者的转化率相等，都为60%。(2)M的转化率为的转化率为50%，转化量，转化量M与与N相等，但相等，但N的起始量的起始量大小不能确定，因此大小不能确定，因此N的转化率的大小无法判断。的转化率的大小无法判断。答案：答案：(1)60%(2)无法判断无法判断