高中化学 第二章 第三节 化学平衡（第3课时）课件 新人教版选修4.ppt

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 选修4化学反应原理 教学目标知道化学平衡常数的涵义学会利用化学平衡常数进行简单计算教学重点化学平衡常数的简单计算教学难点化学平衡常数的简单计算 化学平衡常数 在一定温度下 可逆反应无论从正反应开始 还是从逆反应开始 也无论反应物起始浓度的大小 最后达到平衡时 尽管每种物质的浓度在各个体系中并不一致 但各种生成物浓度的系数次方的乘积除以各反应物浓度的系数次方的乘积所得的之比却是恒定值 请仔细阅读教材P29表格 从中你能获得什么信息 化学平衡常数 K 化学平衡常数 实验测得 同一反应 如 aA bBcC dD 在某温度下达到的化学平衡状态 平衡体系中各物质的浓度满足下面关系 其中c为各组分的平衡浓度 温度一定 K为定值 即化学平衡常数只与温度有关 而与反应物或生成物的浓度无关 一 表达式 一定温度下 可逆反应处于平衡状态时 生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数 化学平衡常数 化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志 表示在一定温度下 可逆反应达到平衡时该反应进行的程度 反应的限度 1 K值越大 说明平衡时生成物的浓度越大 反应物的浓度越小 反应程度越大 反应物转化率也越大 反之则转化率越低 2 K值与浓度无关 随温度变化而变化 化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现 二 意义 化学平衡常数 平衡常数的单位 浓度的单位为mol L 1 K的单位为 mol L 1 n 化学平衡常数 三 使用平衡常数应注意的问题 1 必须指明温度 反应必须达到平衡状态 2 平衡常数表示反应进行的程度 不表示反应的快慢 即速率大 K值不一定大 3 在进行K值的计算时 反应物或生成物中有固体和纯液体存在时 由于其浓度可看做常数 1 而不代入公式 表达式中不需表达 一定温度下 如 一定温度下 化学平衡常数 4 平衡常数的表达式与方程式的书写有关 K1 1 K2 K32 某温度下 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系数等倍扩大或缩小 尽管是同一个反应 平衡常数也会改变 化学平衡常数 5 多重平衡规则 若干方程式相加 减 则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积 商 例如 2NO g O2 g 2NO2 g K12NO2 g N2O4 g K22NO g O2 g N2O4 g K3 K3 K1 K2 化学平衡常数 6 利用K值可判断某状态是否处于平衡状态 如某温度下 可逆反应mA g nB g pC g qD g 平衡常数为K 若某时刻时 反应物和生成物的浓度关系如下 Qc K V正 V逆 反应向正方向进行 Qc K V正 V逆 反应处于平衡状态 Qc K V正 V逆 反应向逆方向进行 则 化学平衡常数 现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应 2SO2 O22SO3 知c SO2 始 0 4mol L c O2 始 1mol L经测定该反应在该温度下的平衡常数K 19 试判断 1 当SO2转化率为50 时 该反应是否达到平衡状态 若未达到 哪个方向进行 2 达平衡状态时 SO2的转化率应为多少 化学平衡常数 7 利用 可判断反应的热效应 若升高温度 值增大 则正反应为吸热反应 若升高温度 值减小 则正反应为放热反应 根据某反应的平衡常数K随温度变化的情况 可判断该反应是放热反应还是吸热反应 化学平衡常数 四 有关化学平衡的计算 起始量 变化量 平衡量的计算关系 在反应aA g bB g cC g dD g 中 计算关系为 aA g bB g cC g dD g n1 n2 0 0 ax bx cx dx n1 ax n2 bx cx dx 单位统一 已知条件 计量系数之比 加 减计算 化学平衡常数 物质浓度的变化关系 反应物 平衡浓度 起始浓度 变化浓度 生成物 平衡浓度 起始浓度 变化浓度 各物质的变化浓度之比 化学计量系数之比 反应物的转化率 反应物转化为生成物的百分率 化学平衡常数 平衡转化率 反应物A的平衡转化率 该条件最大转化率 可表示 化学平衡常数 例1 将6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中 发生下列反应 3A g B g 2C g xD g 经过5min达到化学平衡 此时生成C为2mol 测得D的反应速率为0 1mol L min 计算 x的值 平衡时B的转化率 A的平衡浓度 化学平衡常数 解 mol 2 0 1 5 4 1 3 3 4 2 2 2 x 2 0 1 5 4 x 2 化学平衡常数 例2 加热N2O5时 发生下列两个分解反应 N2O5N2O3 O2 N2O3N2O O2 在1L密闭容器中加热4molN2O5达到化学平衡时O2的浓度为4 50mol L N2O3的浓度为1 62mol L 求其他各物质的平衡浓度 化学平衡常数 解析 这是一个连续平衡的计算 计算思路为 第一个反应的平衡量作为第二个反应的起始量 解 起 变 平 4mol 0 0 x x x 4mol x x x x 0 x y y y x y y x y x y 1 62 x y 4 50 解得 x 3 06mol y 1 44mol 故 c N2O5 4 3 06 mol 1L 0 94mol L c N2O 1 44mol 1L 1 44mol L 化学平衡常数 例3 在密闭容器中 用等物质的量的A和B发生下列反应 A g 2B g 2C g 反应达到平衡时 若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等 求B的转化率 化学平衡常数 解 n n 0 x 2x 2x n x n 2x 2x 由题意可知 n x n 2x 2x x 0 4n 解题的一般步骤 列出三栏数据 根据题意列方程 求解 气体反应计算时经常使用的推论 化学平衡常数 例4教材P29例1 3 计算 1 2 问条件下H2 I2的转化率 通过比较你有什么想法 不同的起始条件能达到相同的平衡状态 4 在上述温度下 该容器中若通入0 1molH2 0 2molI2 试计算H2 I2的转化率 通过分别与 1 2 的转化率比较 你能得出什么结论 增加反应物之一的浓度 可以提高其他反应物的转化率 而自身的转化率降低 化学平衡常数 例5 已知CO g H2O g CO2 g H2 g 800 K 1 0 求恒温恒容体系中 用c CO c H2O 1 1或1 4开始 达到平衡时CO和H2O g 的转化率 化学平衡常数 c CO c H2O 1 1时CO H2OCO2 H2起始c1100转化c x x x x平衡c1 x1 xxx解得x 0 5 CO 50 H2O 50 c CO c H2O 1 4时CO H2OCO2 H2起始c1400转化c x x x x平衡c1 x4 xxx解得x 0 8 CO 80 H2O 20 增大一种反应物的浓度 能提高另一种反应物的转化率 而本身的转化率减小 结论 化学平衡常数 5 K值大小标志反应能达到的最大限度 K值越大 反应物的转化率越大 反应越完全 课堂小结 1 平衡是有条件的 动态的 2 K不随起始浓度大小而变化 3 K与温度有关 4 K与方程式写法有关 化学平衡常数