高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第三節(jié)化學(xué)平衡第四課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)課件新人教版

第4課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)第二章第三節(jié)化學(xué)平衡[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義，會(huì)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)書(shū)寫(xiě)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式。2.能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測(cè)內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.數(shù)據(jù)分析(1)NO2、N2O4的相互轉(zhuǎn)化是一個(gè)可逆反應(yīng)：2NO2(g)

N2O4(g)。在25℃時(shí)，如果用不同起始濃度的NO2或N2O4進(jìn)行反應(yīng)，平衡后得到以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。請(qǐng)根據(jù)表中已知數(shù)據(jù)填寫(xiě)空格：一、化學(xué)平衡常數(shù)起始濃度/mol·L－1平衡濃度/mol·L－1平衡濃度關(guān)系c(NO2)c(N2O4)c(NO2)c(N2O4)2.00×10－206.32×10－36.84×10－3____________1.081.71×1023.00×10－208.00×10－31.10×10－2_____________02.00×10－29.46×10－31.53×10－2_____________00.1002.28×10－28.86×10－2_____________1.381.72×1021.623.891.71×1021.70×102(2)根據(jù)上表數(shù)據(jù)，判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)①一定濃度下，N2O4和NO2的平衡濃度相等(

)②一定濃度下，N2O4與NO2的平衡濃度之比相等(

)③一定濃度下，平衡時(shí)

近似相等(

)××√2.化學(xué)平衡常數(shù)的概念與表達(dá)式(1)概念在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物

與反應(yīng)物

的比值是一個(gè)常數(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)

)，用K表示。(2)表達(dá)式：對(duì)于一般的可逆反應(yīng)，mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)，當(dāng)在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，K＝

。濃度冪之積濃度冪之積平衡常數(shù)①寫(xiě)出K1和K2的關(guān)系式：

；

②寫(xiě)出K2和K3的關(guān)系式：

；③寫(xiě)出K1和K3的關(guān)系式：

。K2·K3＝13.化學(xué)平衡常數(shù)的意義已知：25℃時(shí)，鹵化氫生成反應(yīng)的平衡常數(shù)：化學(xué)方程式平衡常數(shù)KF2＋H2

2HF6.5×1095Cl2＋H2

2HCl2.57×1033Br2＋H2

2HBr1.91×1019I2＋H2

2HI8.67×102請(qǐng)比較表中K值的相對(duì)大小，說(shuō)明平衡常數(shù)的意義：平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的

(也叫

)。K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行得越

，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越

；K值越小，表示反應(yīng)進(jìn)行得越

，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越

。程度反應(yīng)的限度完全大不完全小4.化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素及應(yīng)用已知：N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下：T/K373473573673773K3.35×1091.00×1072.45×1051.88×1042.99×103由上表數(shù)據(jù)分析可知：(1)溫度升高，K值減小，則正反應(yīng)為

(填“吸熱”或“放熱”，下同)反應(yīng)。(2)溫度升高，K值增大，則正反應(yīng)為

反應(yīng)。放熱吸熱歸納總結(jié)(1)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式書(shū)寫(xiě)的注意事項(xiàng)①在平衡常數(shù)表達(dá)式中，水(液態(tài))的濃度、固體物質(zhì)的濃度不寫(xiě)。②化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方式有關(guān)。(2)對(duì)于給定的反應(yīng)，化學(xué)平衡常數(shù)只受

影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)。(3)由溫度、平衡常數(shù)的變化判斷反應(yīng)熱①升高溫度，K值增大，ΔH＞0；K值減小，ΔH＜0。②降低溫度，K值增大，ΔH＜0；K值減小，ΔH＞0。溫度例1某溫度下，可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)

pC(g)的平衡常數(shù)為K，下列對(duì)K的說(shuō)法正確的是A.溫度越高，K一定越大B.如果m＋n＝p，則K＝1C.若縮小反應(yīng)器的容積，能使平衡正向移動(dòng)，則K增大D.K值越大，表明該反應(yīng)越有利于C的生成，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大答案解析√解析對(duì)于一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)，K只是溫度的函數(shù)，溫度一定，K一定，與壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；K＝

，故由m＋n＝p，無(wú)法計(jì)算K的數(shù)值，B錯(cuò)誤；因該反應(yīng)的熱效應(yīng)不確定，A錯(cuò)誤；K越大，該反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，D正確。例2在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如表所示：答案T/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列問(wèn)題：(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝_____________。(2)該反應(yīng)為_(kāi)____(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。答案解析吸熱解析溫度越高，K值越大，說(shuō)明升溫平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。答案解析(3)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，試判斷此時(shí)的溫度為_(kāi)___℃。該溫度下加入1molCO2(g)和1molH2(g)，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)____。解析由題意可得K＝1，查表可知溫度為830℃。設(shè)反應(yīng)的CO2為xmol，則消耗掉的H2為xmol，生成的CO和H2O均是xmol(設(shè)體積為VL)，則83050%則CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。答案解析(4)在800℃時(shí)，發(fā)生上述反應(yīng)，某一時(shí)刻測(cè)得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(CO2)為2mol·L－1，c(H2)為1.5mol·L－1，c(CO)為1mol·L－1，c(H2O)為3mol·L－1，則反應(yīng)_________(填“正向進(jìn)行”“逆向進(jìn)行”或“處于平衡狀態(tài)”)。逆向進(jìn)行則反應(yīng)逆向進(jìn)行。特別提醒利用Q和K的相對(duì)大小判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向(1)化學(xué)平衡常數(shù)K與Q的表達(dá)式相同，但各物質(zhì)的濃度不同，K中各物質(zhì)的濃度必須是平衡濃度，而Q中是任一時(shí)刻的濃度。(2)Q和K的相對(duì)大小與反應(yīng)進(jìn)行方向的關(guān)系①Q(mào)<K反應(yīng)正向進(jìn)行；②Q＝K反應(yīng)處于平衡；③Q＞K反應(yīng)逆向進(jìn)行。二、化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算2.計(jì)算思路(1)巧設(shè)未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設(shè)立，一般設(shè)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為x。(2)確定三個(gè)量：根據(jù)反應(yīng)物、生成物及變化量的三者關(guān)系代入未知數(shù)確定平衡體系中各物質(zhì)的起始量、變化量、平衡量并按1中“模式”列表。(3)解題設(shè)問(wèn)題：明確“始”“變”“平”三個(gè)量的具體數(shù)值，再根據(jù)相應(yīng)關(guān)系求平衡時(shí)某成分的濃度、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率等，得出題目答案。例3已知可逆反應(yīng)NO2(g)＋SO2(g)

SO3(g)＋NO(g)

ΔH>0。在一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)平衡時(shí)NO2與SO2的體積比為1∶6，則平衡常數(shù)K是___。答案解析解析設(shè)NO2的物質(zhì)的量為1mol，則SO2的物質(zhì)的量為2mol，參加反應(yīng)的NO2的物質(zhì)的量為xmol。

NO2(g)＋SO2(g)

SO3(g)＋NO(g)起始量(mol) 1 2 00轉(zhuǎn)化量(mol) x

x

x

x平衡時(shí)(mol) 1－x 2－x

x

x例4可逆反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)在密閉容器中建立了平衡。當(dāng)溫度為749K時(shí)，K＝

，則：(1)當(dāng)CO和H2O的起始濃度均為2mol·L－1時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)____。答案解析60%解析

設(shè)CO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為x

mol·L－1，CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)起始(mol·L－1) 2200轉(zhuǎn)化(mol·L－1)

x

x

x

x平衡(mol·L－1) 2－x2－x

x

x(2)當(dāng)CO的起始濃度仍為2mol·L－1，H2O的起始濃度為6mol·L－1時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)____。答案解析85%解析

設(shè)CO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為y

mol·L－1，CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)起始(mol·L－1) 2600轉(zhuǎn)化(mol·L－1) y

y

y

y平衡(mol·L－1)2－y6－y

y

y學(xué)習(xí)小結(jié)達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.下列關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述正確的是A.化學(xué)平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，與溫度無(wú)關(guān)B.兩種物質(zhì)反應(yīng)，不管怎樣書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，平衡常數(shù)均不變C.化學(xué)平衡常數(shù)等于某一時(shí)刻生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的

比值D.溫度一定，對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)答案12345√A.2500 B.100C.4×10－4 D.2×10－2答案解析12345√3.在某溫度下，可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)的平衡常數(shù)為K，下列說(shuō)法正確的是A.K越大，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大B.K越小，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大C.K隨反應(yīng)物濃度的改變而改變D.K隨溫度和壓強(qiáng)的改變而改變答案12345√4.在一定溫度下的密閉容器中，加入1molCO和1molH2O發(fā)生反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得n(H2)＝0.5mol，下列說(shuō)法不正確的是A.在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝1B.平衡常數(shù)與反應(yīng)溫度無(wú)關(guān)C.CO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%D.平衡時(shí)n(H2O)＝0.5mol答案解析12345√解析

CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)起始/mol110

0轉(zhuǎn)化/mol0.50.5

0.5

0.5平衡/mol0.50.5

0.5

0.512345由化學(xué)方程式及以上數(shù)據(jù)判斷可得A、C、D項(xiàng)正確。平衡常數(shù)與反應(yīng)溫度有關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤。5.[2017·全國(guó)卷Ⅰ，28(3)]H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)＋CO2(g)

COS(g)＋H2O(g)。在610K時(shí)，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1＝____%，反應(yīng)平衡常數(shù)K＝________。答案12345解析2.50.00285解析對(duì)于反應(yīng)

H2S(g)＋CO