高二化学：2.3.2《化学平衡常数》知识梳理课件（人教版选修4）

欢迎进入化学课堂 第2课时化学平衡常数 如何求一个可逆反应的化学平衡常数呢 1 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 2 了解平衡转化率的含义 3 了解等效平衡的含义 类型和分析方法 4 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重要作用 1 定义 在下 当一个可逆反应达到时 生成物与反应物的比值是一个常数 这个常数就是该反应的化学平衡常数 简称平衡常数 用符号表示 一定温度 化学平衡 浓度幂之积 浓度幂之积 K 3 特点 K只受影响 与反应物或生成物的无关 4 意义K值越大 说明平衡体系中生成物所占的比例 它的正向反应进行的程度 即该反应进行得越 反应物转化率 反之 就越 转化率就 一般地说 时 该反应进行得就基本完全了 温度 浓度变化 越大 越大 完全 越大 不完全 越小 K 105 1 判断反应进行的程度K值越大 说明平衡体系中生成物所占的比例越大 正向反应进行的程度越大 即该反应进行得越完全 反应物转化率越大 反之 就越不完全 转化率就越小 2 利用K可判断反应的热效应若升高温度 K值增大 则正反应为吸热反应 若升高温度 K值减小 则正反应为放热反应 当Q K时 反应处于平衡状态 当QK时 反应向逆反应方向进行 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 3 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B 混合气体中c CO 不变C v正 H2 v逆 H2O D c CO2 c CO 4 某温度下 平衡浓度符合下式 c CO2 c H2 c CO c H2O 试判断此时的温度为 3 该反应为物质的量不变的反应 反应过程中压强始终不变 与平衡与否无关 4 当c CO2 c H2 c CO c H2O 时 K 1 此时的温度由表中数据可知为830 3 根据反应 与 可推导出K1 K2与K3之间的关系式 据此关系及上表数据 也能推断出反应 是 填 吸热 或 放热 反应 要使反应 在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动 可采取的措施有 填写序号 A 缩小反应容器容积B 扩大反应容器容积C 降低温度D 升高温度E 使用合适的催化剂F 设法减少CO的量 4 图甲 乙分别表示反应 在t1时刻达到平衡 在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况 图甲中t2时刻发生改变的条件是 图乙中t2时刻发生改变的条件是 1 K1 973K时 0 反应 为放热反应 H20 即反应 为吸热反应 所以升高温度 平衡向正反应方向移动 4 从图甲可以看出 t2时刻平衡方向没有移动 变化的是化学反应速率 所以其条件是使用了催化剂 又因为反应 是反应前后气体体积不变的反应 所以增大压强 平衡不移动 但因为压强增大 致使体系内物质浓度同等增大 所以反应速率也提高 图乙中t2时刻后 CO2浓度增大 CO浓度减小 所以可以通过使平衡左移来达到 条件可以是降低温度 也可以采用增加水蒸气的量或者减少氢气的量 化学平衡应用中应注意 1 化学平衡常数只与温度有关 与反应物或生成物的浓度无关 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 1 而不代入公式 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 3 若反应温度不变 反应物的起始浓度分别为 c M 4mol L 1 c N amol L 1 达到平衡后 c P 2mol L 1 a 4 若反应温度不变 反应物的起始浓度为 c M c N bmol L 1 达到平衡后 M的转化率为 思路指引 解答本题要把握以下两点 1 运用三段式求出平衡转化率 2 温度不变平衡常数不变 2 解题基本思路 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x 确定三个量 根据反应物 生成物及变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 变化量 平衡量并按 1 中 模式 列表 解答题设问题 明确了 始 变 平 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 给出题目答案 答案 93 8 2009 北京理综 已知 H2 g I2 g 2HI g H 0 有相同容积的定容密闭容器甲和乙 甲中加入H2和I2各0 1mol 乙中加入HI0 2mol 相同温度下分别达到平衡 欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度 应采取的措施是 A 甲 乙提高相同温度B 甲中加入0 1molHe 乙不变C 甲降低温度 乙不变D 甲增加0 1molH2 乙增加0 1molI2 0 2molHI相当于H2 I2各0 1mol 所以甲 乙在题述情况下达到的平衡是等效的 A项 甲 乙提高相同温度 仍等效 B项 甲中加入0 1molHe对反应无影响 C项 甲降低温度 平衡右移 HI的浓度增大 D项 甲增加0 1molH2 乙增加0 1molI2 平衡都向右移动 HI的浓度都增大 具体结果不能断定 答案 C 等效平衡的含义及应用 1 含义在一定条件下 定T V或T p 对同一可逆反应 不管从正反应开始还是从逆反应开始 达到平衡时 反应混合物中各组分的百分含量 体积分数 质量分数或物质的量分数 均相同的化学平衡互称为等效平衡 2 分类 对于恒温 恒容条件下反应前后气体体积改变的可逆反应如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一边的物质 其物质的量与对应组分的起始加入量相同 则建立的化学平衡状态是等效的 对于恒温 恒容条件下的反应前后气体体积不变的可逆反应以及恒温 恒压条件下的可逆反应 无论体积可变或不变 如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一边的物质 其物质的量比与对应组分的起始加入量比相同 则建立的化学平衡是等效的 例如 恒温 恒容条件下 对于可逆反应 上述三种配比 按方程式中化学计量关系均转化为反应物 三种情况下 N2与H2的物质的量比均为1 3 因此上述三种情况建立的化学平衡状态是等效的 3 分析等效平衡的关键是分清全等平衡和等比平衡 分析化学平衡有关问题时常用以下两种方法 极限思维法 任何可逆反应均可以看成完全不反应和完全反应的中间状态 我们在求某一物质在平衡状态的浓度取值范围时 常采用极限思维法 让正反应 或逆反应 完全进行 可以求得其取值范围或取值 虚拟法 任何一个可逆反应体系 在相同条件下从不同的状态开始 只要达到平衡时的条件 温度 压强 浓度 完全相同 则可以形成等效平衡 我们在解题中若遇到将两个状态进行比较这类问题 可以 虚拟 一个中间过程 如一个容器 一个隔板等 然后再进行比较 3 若开始时放入xmolA 2molB和1molC 达到平衡后 A和C的物质的量分别是ymol和3amol 则x y 平衡时 n B 选填一个编号 作出此判断的理由是 甲 大于2mol 乙 等于2mol 丙 小于2mol 丁 可能大于 等于或小于2mol 4 若在 3 的平衡混合物中再加入3molC 待再次到达平衡后 C的物质的量分数是 答案 A 答案 A 答案 C 2 1100 时测得高炉中c CO2 0 025mol L c CO 0 1mol L 在这种情况下 该反应是否处于化学平衡状态 填 是 或 否 此时 化学反应速率是v 正 v 逆 填 大于 小于 或 等于 其原因是 解析 1 反应的正方向是吸热反应 升高温度平衡向正反应方向移动 c CO2 增大 c CO 减小 所以平衡常数K c CO2 c CO 增大 答案 1 增大增大 2 否大于因温度不变 K值不变 此时c CO2 c CO v 逆 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全